天文學家利用阿塔卡瑪大型毫米/次毫米波陣列(ALMA)觀測龐士-布魯克斯(12P/Pons-Brooks)彗星,發現其中的水具有與地球海洋幾乎相同的同位素組成比例。這一發現進一步支持了「彗星可能在年輕地球上帶來水與部分生命所需分子原料」的假說。
一般認為,地球上的水在數十億年前由彗星、小行星及隕石撞擊帶來。然而,過去觀測多數彗星的水同位素比例與地球差異明顯。本次結果則提供了迄今最有力的證據,顯示至少部分彗星攜帶的水與地球水有相同的化學「指紋」。
在這項研究中,科學家首次繪製出 12P 彗星的彗髮(包圍彗核的氣體)中普通水(H₂O)與重水(HDO,即水分子裡的一個氫被帶有額外中子的氘取代)的空間分布。觀測時間點為 12P 彗星接近太陽之際,結合毫米/次毫米波與紅外線數據,精確測定了氘氫比(D/H)。透過繪製 H₂O 與 HDO 的分布,研究團隊判斷這些氣體確實來自彗核內的冰凍物質,而非在彗髮中由化學作用或其他過程生成。
測得的 D/H 比值為 (1.71 ± 0.44) × 10⁻⁴,這個數值在所有已觀測的彗星中偏低,並與地球海洋完全一致。像這樣的彗星是太陽系 45 億年前形成時的冰凍殘餘物。由於地球最初被認為缺乏水分,科學家一直以來推測彗星撞擊可能是水的重要來源。本次研究結果提供了最強而有力的證據,支持至少部分彗星攜帶與地球相同同位素特徵的水,並可能幫助地球成為適合生命存在的世界。




