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水分子光解产生氧原子的概率约为20% 行星早期氧气或来自水分子光解

2021-05-07 18:55:12来源:科技日报

氧气是生命起源和进化的重要条件,天文学家已在地球等少数行星的大气中观测到氧气,但对于这些氧气的来源,业界的争议很大。记者从中科院大连化物所获悉,中科院大连化物所研究员袁开军、杨学明院士团队,与南京大学教授谢代前合作,发现水分子在极紫外波段光照下能够三体解离产生氧原子,两个氧原子结合生成氧分子,为行星早期大气中氧气的起源提供了新思路。相关研究结果发表在《自然—通讯》。

此前有观点认为,氧气主要是由二氧化碳(CO2)光化学产生的,即CO2光解离产生一氧化碳和氧原子,两个氧原子复合产生氧气。最近的天文观测发现,彗星67P大气层中存在大量氧气和水,两者的浓度具有较强的相关性。研究界认为,彗星中氧气的形成可能与水相关,但相关的机制并不清楚。袁开军团队利用大连相干光源,系统研究了水分子光化学的过程。研究团队将解离波长缩短至90—110纳米,照射水分子,发现其发生三体解离,产生一个氧原子和两个氢原子。团队成员猜想,两个氧原子复合产生氧气有可能是这些环境中氧气的重要来源。结合早期太阳光的辐射强度和水分子吸收光谱分析,发现水分子光解产生氧原子的概率约为20%。

袁开军表示,水在宇宙星云、彗星大气以及地球早期大气层中大量存在,水分子三体解离过程直接将氧气和水关联起来,对寻找生命星球具有重要意义。(记者 郝晓明)

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