近期研究團隊發現，水可能早在大霹靂後約1至2億年內便已在宇宙中形成，遠早於天文學家先前所估計，並可能是宇宙誕生初期第一個星系中的關鍵成分。
水對生命至關重要，而其基本組成元素：氫與氧，則是分別在不同機制下產生。氫、氦和鋰等較輕的元素源自大霹靂，而較重的元素，例如氧，則來自恆星內部的核融合反應或大質量恆星死亡時產生的超新星爆發。但水在宇宙中最早形成的時間仍無法確定。
近期團隊為了研究此問題，運用電腦模擬展現了兩種不同質量的宇宙初代恆星演化與超新星爆發：較輕的恆星質量為太陽13倍，較重的可達太陽質量的200倍。而模擬結果顯示，這些恆星發生超新星爆發時產生了大量氧元素，質量分別可達太陽的0.051倍和55倍。會產生如此多的氧，是由於爆發期間極端的高溫，與處於富含高密度的星際物質塵埃的環境所導致。而當這些氧逐漸冷卻並開始與超新星殘骸中的氫混合時，團隊發現在爆發後殘存於附近的超高密度氣體分子雲環境中，氫與氧開始結合形成水。而這些高密度氣體分子雲很有可能就是第二代恆星與行星誕生的搖籃。
圖說：藉由電腦模擬宇宙誕生初期第一代恆星發生超新星爆發後，附近殘留的高密度分子雲中水的分佈情形，圖a與圖b的影像範圍是1kpc。圖a為13倍太陽質量的恆星，於超新星爆發後約9千萬年的水蒸氣分佈情形。圖b為200倍太陽質量恆星，於超新星爆發後約３百萬年的水蒸氣分佈情形。而分別於圖ａ與圖ｂ中央的黃色斑點，則是富含更高密度水蒸氣的氣體團塊。資料來源：資料來源：Nature Astronomy (2025)
模擬結果顯示，在太陽質量13倍恆星產生超新星爆發後約3千至9千萬年間，附近星際物質中的水含量可達約太陽的10⁻⁸至10⁻⁶倍，而在太陽質量200倍恆星產生超新星爆發後約300萬年，星際物質中的水含量更可高達太陽的0.001倍。
研究團隊進一步推測，如果這些水能在星系形成的劇烈過程中存留下來，就可能在數十億年前和星際物質一併被納入行星的組成成分中，進一步影響之後的天體演化與宇宙中生命的潛在發展。這項發現改變了人類對水在宇宙演化的歷史中出現時間的認知，並可能對宇宙誕生初期的星系演化的化學組成演變帶來新的見解。（編輯／蔡承穎）
資料來源：Phys.org
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