近日，中科院大連化物所研究員袁開軍、楊學(xué)明院士團(tuán)隊(duì)，與南京大學(xué)教授謝代前合作，發(fā)現(xiàn)水分子在極紫外波段光照下能夠三體解離產(chǎn)生氧原子，兩個(gè)氧原子結(jié)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(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《自然-通訊》上，并被推薦為亮點(diǎn)文章(featured article)。


    此前有觀點(diǎn)認(rèn)為，氧氣主要是由二氧化碳（CO₂）光化學(xué)產(chǎn)生的，即CO₂光解離產(chǎn)生一氧化碳和氧原子，兩個(gè)氧原子復(fù)合產(chǎn)生氧氣。最近的天文觀測發(fā)現(xiàn)，彗星67P大氣層中存在大量氧氣和水，兩者的濃度具有較強(qiáng)的相關(guān)性。研究界認(rèn)為，彗星中氧氣的形成可能與水相關(guān)，但相關(guān)的機(jī)制并不清楚。

    袁開軍團(tuán)隊(duì)利用大連相干光源，系統(tǒng)研究了水分子光化學(xué)的過程。研究團(tuán)隊(duì)將解離波長縮短至90—110納米，照射水分子，發(fā)現(xiàn)其發(fā)生三體解離，產(chǎn)生一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子。團(tuán)隊(duì)成員猜想，兩個(gè)氧原子復(fù)合產(chǎn)生氧氣有可能是這些環(huán)境中氧氣的重要來源。結(jié)合早期太陽光的輻射強(qiáng)度和水分子吸收光譜分析，發(fā)現(xiàn)水分子光解產(chǎn)生氧原子的概率約為20%。

    袁開軍表示，水在宇宙星云、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(guān)聯(lián)起來，對尋找生命星球具有重要意義。