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星云水同位素分布差异与光化学反应相关

2021-07-26 17:19     来源:科学网     稳定同位素技术
近日,中国科学院大连化学物理研究所袁开军研究员、杨学明院士团队利用大连光源,发现水分子光化学反应存在较强的同位素效应,这种效应或是星云中水分子同位素分布不均匀的重要原因。相关研究结果发表在《科学进展》上。

地球上的水从何而来?科学家猜想,可能来源于早期地球火山爆发释放水蒸气,以及彗星和陨石撞击地球带来星际冰。近年来,地球水来自外太空的观点受到诸多关注,判断依据是水的同位素分布。一般来说,如果地球水的同位素丰度(D/H比值)与外太空彗星和陨石的丰度一致,就认为地球水来源于这些彗星和陨石。随着对太阳星云中水的同位素丰度的进一步观测,发现不同的星云区域,以及不同彗星上水的同位素丰度并不相同,也就是D/H值在星际空间分布不均匀。

为了探究同位素分布不均匀的原因,团队利用大连光源结合桌面激光器产生的真空紫外光源,研究了水的同位素(HOD)的光化学过程,发现水光解的产物通道H+OD和D+OH存在完全不同的量子态分布。同时,实验测量HOD光化学产物通道的量子产率与激发光的波长存在强烈的相关性。研究表明,太阳星云早期内层和外层受到光照的强度不同,会造成这些区域HOD光化学反应发生的几率不同,随时间演化便形成同位素在星际空间分布的不均匀性。

相关论文信息:http://doi.org/10.1126/sciadv.abg7775

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