行星早期氧氣或來自水分子光解

氧氣是生命起源和進化的重要條件，天文學家已在地球等少數行星的大氣中觀測到氧氣，但對於這些氧氣的來源，業界的爭議很大。記者從中科院大連化物所獲悉，中科院大連化物所研究員袁開軍、楊學明院士團隊，與南京大學教授謝代前合作，發現水分子在極紫外波段光照下能夠三體解離產生氧原子，兩個氧原子結合生成氧分子，為行星早期大氣中氧氣的起源提供了新思路。相關研究結果發表在《自然—通訊》。

此前有觀點認為，氧氣主要是由二氧化碳（CO

2）光化學產生的，即CO

2光解離產生一氧化碳和氧原子，兩個氧原子複合產生氧氣。最近的天文觀測發現，彗星67P大氣層中存在大量氧氣和水，兩者的濃度具有較強的相關性。研究界認為，彗星中氧氣的形成可能與水相關，但相關的機制並不清楚。袁開軍團隊利用大連相干光源，系統研究了水分子光化學的過程。研究團隊將解離波長縮短至90—110納米，照射水分子，發現其發生三體解離，產生一個氧原子和兩個氫原子。團隊成員猜想，兩個氧原子複合產生氧氣有可能是這些環境中氧氣的重要來源。結合早期太陽光的輻射強度和水分子吸收光譜分析，發現水分子光解產生氧原子的概率約為20%。

袁開軍表示，水在宇宙星雲、彗星大氣以及地球早期大氣層中大量存在，水分子三體解離過程直接將氧氣和水關聯起來，對尋找生命星球具有重要意義。