水是生命之源。地球上的水从何而来？谜底可能藏于星河系最严寒、最暗中之处——那些被气体及灰尘覆盖的恒星摇篮里。近期，美国国度航空航天局的SPHEREx空间千里镜项目团队于《天体物理学杂志》上发表一项结果：于天鹅座X等恒星形成区，探测到延展超600光年的广漠冰区。这是人类初次绘制出星河系范围空前的星际冰漫衍图，为回覆“行星上的水最初从哪里来”提供了要害线索——水可能早已经以冰的情势存于在星际空间，并跟着恒星及行星的降生，被带入新生的行星体系。

SPHEREx全称为“宇宙汗青、宇宙再电离与冰探测分光光度计”，是一台专门举行红外巡天的空间千里镜。简朴来讲，它是一台能给宇宙“分色”的太空相机。平凡相机重要经由过程红、绿、蓝三原色记载色采，而SPHEREx能同时记载102种红外“颜色”。它在2025年3月发射，运行于太阳同步极地轨道上，天天拍摄约3600张图象。许多人会把它与詹姆斯 韦布空间千里镜比拟较。韦布像一台“超高清显微镜”，能对于某个小天区举行极深度、极邃密的不雅测；SPHEREx则更像一台“广角相机”，可以体系性扫描整个太空，效率极高。可以说，韦布卖力看清细节，SPHEREx卖力看清年夜局。

星际空间的水绝年夜大都以固态冰的情势存于。恒星形成区的份子云温度极低，凡是只有零下260摄氏度摆布。水份子会像冬天窗户上的霜花同样，冻结于微小星际灰尘外貌，形成一层层薄薄的“冰衣”。星际冰的探测依靠红外光谱技能，可以理解为一种“化学指纹辨认”：差别冰份子会接收特定波长的红外光，好比水冰于3.0微米处留下接收陈迹，二氧化碳冰于4.27微米处，一氧化碳冰于4.67微米处。SPHEREx的102个红外波段正好完备笼罩了这些要害波长。研究团队最初以为只能依赖遥远的配景恒星作为“手电筒”——恒星的光穿过度子云，冰接收一部门光，从而留下旌旗灯号。但不雅测发明，连星际空间洋溢的配景辐射也携带着冰的信息。这一冲破使SPHEREx可以或许之前所未有的广度绘制出冰的漫衍图。

于天鹅座X区域，科学家发明了一个纪律：哪里灰尘最密集，哪里冰就至多。最高的冰浓度呈现于份子云最致密的焦点区——科学家将这种延绵数百光年的布局称为“星际冰川”。为何会如许？于极端严寒的份子云中，气体份子会像雪花同样凝聚于灰尘颗粒外貌形成冰膜。而最致密的云核就像厚实的“棉被”，能遮挡来改过生恒星的强烈紫外线。没有这层遮挡，紫外线就会像太阳晒化冰块同样，把这些冰分化失。以是，致密的灰尘情况既是冰的“加工场”，也是它的“掩护伞”。SPHEREx的广域视角还有使患上差别情况前提下的比力成为可能：水冰、二氧化碳冰及一氧化碳冰的相对于品貌会随灰尘温度及紫外辐射强度而变化，这为研究差别冰的形成路径提供了线索。

这张冰的漫衍图的意义直接瓜葛到行星上水的来历。当一团份子云于自身引力作用下坍缩时，中央会形成新恒星，周围残剩的物资则于紧缩历程中越转越快，终极形成一个扭转的圆盘——原行星盘。盘里那些裹着冰膜的灰尘颗粒，携带着氢、氧、碳等生命必须元素，组成了彗星、小行星及行星的原始原料。没有水，就没有海洋；没有碳，就没有有机份子，也就没有生命的基础。SPHEREx绘制的冰图谱，恰是于丈量星河系中这些原料的储量，注解地球上浩瀚的海洋、彗星上冰封的物资，极可能就来自这种星际冰区。

SPHEREx的使命仍于继承。它每一6个月完成一次全天扫描，估计两年内完成4次巡天。跟着屡次扫描数据的叠加，旌旗灯号将愈发清楚，科学家可以或许探测到更遥远、更微弱的冰旌旗灯号。SPHEREx的全天光谱图将努力帮忙回覆一系列问题：星河系中，形成宜居行星所需的水及生命发源所需的有机份子漫衍于哪里？储量有几多？又是怎样被运送到新生行星体系中的？咱们也许正于一步步靠近谜底。

（作者为中国科学院年夜学天文与空间科学学院、国度天文台副传授）