大连化物所发现星云水同位素分布差异与光化学反应相关

近日，中科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。相关结果近日发表在《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的水蒸气，以及彗星和陨石撞击地球带来的星际冰。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。对太阳星云中水的同位素丰度的进一步观测发现，不同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。

为探究同位素分布不均匀的原因，研究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光化学反应发生的概率不同，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：https://doi.org/10.1126/sciadv.abg7775

（原载于《中国科学报》 2021-08-04 第4版 综合）