宇宙中是否存在一种全是水的星球,就像水珠一样漂浮在宇宙中?

宇宙中是否存在一种全是水的星球,就像水珠一样漂浮在宇宙中?对于这个问题,可能有人会认为,宇宙大得令人无法想象,其中的星球数量也是多得难以计数,正所谓“林子大了什么鸟都有”,在众多的星球中,我们并不能排除这种星球存在的可能性,然而实际情况却并非如此。

宇宙中的水是怎么来的?

想要得到水,首先得需要氢元素和氧元素,其中氢元素在宇宙中可以说是“随处可见”,因为氢原子其实就是由一个质子和一个电子组成,结构非常简单,所以在宇宙诞生之后没多久,氢元素就已经大量地存在了。

而氧元素的出现,则需要通过恒星内部的核聚变来进行“加工”,其过程大概是:在恒星的内部,氢原子核首先通过“质子-质子链反应”聚变成氦原子核,然后氦原子核会通过“3α过程”聚变成碳原子核,在此之后,碳原子核又会和氦原子核发生聚变,最终生成氧原子核。

在恒星消亡之后,这些氧元素才会被释放到宇宙空间,接下来,就是宇宙中的氢元素和氧元素通过化学反应生成水分子(H2O)。

根据反应“场所”的不同,这可以分为“气相反应”(Gas phase reaction)和“气粒反应”(Gas-grain reaction),前者是在宇宙中的分子云中发生,后者则是在宇宙尘埃表面发生,相对而言,宇宙中的水分子大部分都是来自于后者。

为什么说宇宙中不可能存在全是水的星球?

通过以上所述我们可以知道,宇宙中凡是有水分子大量存在的地方,必定也会存在着大量的宇宙尘埃以及其它的杂质,因此可以说,在宇宙中,全部由水分子构成的星球存在的可能性基本上等于零。

退一步讲,即使在机缘巧合下,宇宙中真的存在全部由水分子构成的星球,它也不可能是“全是水的星球”,为什么这么说呢?

从严格意义上来讲,水被定义为“无色、无味的透明液体”,所以“全是水的星球”应该是一种液态星球,这样它才可以做到“像水珠一样漂浮在宇宙中”。

上图为水的三相变化图,我们可以看到,在压强不足的情况下,只可能存在冰(固态)或者水蒸气(气态),而不可能存在水(液态)。

由此可见,假如宇宙中真的存在一颗全是水的星球,那么它就必须同时满足两个条件,一个是它必须位于某颗恒星的宜居带中(这样才能获得足够的热量),另一个则是它必须要有一个较厚的大气层(这样才能获得足够的压强)。

然而恒星在向外释放出光和热的同时,还会不断向空间释放出大量的带电粒子流,这些带电粒子流的速度极快(一般都可以达到每秒钟数百公里),如果没有受到阻挡的话,它们很快就可以将星球的大气层“吹”走。

实际上,我们的地球随时都在遭到来自太阳的带电粒子流的冲击,只不过地球有一个强大的磁场,能够使带电粒子“绕道而行”,所以地球的大气层才不会被“吹”走。

地球之所以有磁场,是因为地球拥有一颗炽热的铁镍核心,很显然,一颗全是水的星球是不可能有这种核心的,而这也就意味着,这种星球并不会有磁场。

因此可以说,就算我们将一颗拥有较厚大气层的“全是水的星球”放在恒星的宜居带上,它也不能长时间地存在。

可以想象的是,这颗星球的大气层将很快被来自恒星的带电粒子流“吹”走,接下来,它表面的水将不停地转化成水蒸气,并持续地被“吹”走,随着时间的流逝,这颗星球很快就会消失在宇宙之中。

值得一提的是,在这个过程中,来自恒星的短波辐射(如紫外线)还会不停地破坏水分子的化学键,将其分解成氢元素和氧元素,这无疑会使这颗星球消失得更快。

小结

总而言之,宇宙中是不可能存在“全是水的星球”的,当然了,如果只是表面全都是水的星球,那倒是可以存在的,比如说与地球类似的,处于恒星宜居带的岩石行星,如果水再多一些,就可以成为这样一颗星球。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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