宇宙大爆炸後1至2億年，水已存在於原始宇宙中

根據今日發表於《自然天文學》期刊的研究，這項發現意味著適居系外行星的形成可能比我們想像的早得多——甚至在第一個星系形成之前，比以往認為的時間提早了數十億年。

這幅藝術家繪製的影象展示了宇宙的演化過程，從左側的大爆炸開始，接著出現宇宙微波背景輻射。第一代恆星的形成結束了宇宙的黑暗時代，隨後星系逐漸成形。圖片來源：哈佛-史密森尼天體物理中心的M. Weiss。

「在第一代恆星爆炸之前，宇宙中並沒有水，因為當時還沒有氧氣，」樸茨茅斯大學的天文學家Daniel Whalen解釋道。「大爆炸後僅存非常簡單的原子核——氫、氦、鋰以及微量的鋇和硼。」

Whalen博士與其研究團隊指出，水分子在第一代超新星爆炸後不久便開始形成，這些超新星被稱為「第三族超新星」。這些發生在第一代恆星中的宇宙事件，對於創造出構成水所需的氧等重元素至關重要。

「這些超新星核心中產生的氧與氫結合，形成了水，為生命所需的基本元素鋪路，」Whalen博士補充道。

在研究過程中，團隊分析了兩種超新星：核心坍縮超新星（產生少量重元素）以及能量更強大的第三族超新星（將數十倍太陽質量的金屬物質拋射到太空中）。他們發現，這兩種超新星都形成了富含水的緻密氣體團塊。

雖然這些早期超新星產生的總水量並不多，但這些水高度集中在被稱為「雲核」的緻密氣體區域中，而這些區域被認為是恆星和行星的誕生地。

這些早期富含水的區域很可能在宇宙黎明時期就為行星的形成提供了條件，遠早於第一個星系的出現。「關鍵發現是，原始超新星在宇宙中形成了水，這早於第一個星系的形成，」Whalen博士強調。「因此，水已經是第一代星系的重要組成部分。」

「這意味著生命形成所需的條件比我們想像的更早出現——這是我們對早期宇宙理解的一大進步，」他總結道。「雖然總水量不多，但它們高度集中在唯一能形成恆星和行星的結構中。這表明，富含水的行星盤可能在宇宙黎明時期就已形成，甚至早於第一個星系的出現。」