这颗彗星被塞进陨石里,堪称宇宙终极火鸡

这颗彗星被塞进陨石里,堪称宇宙终极火鸡

很难想象宇宙会对经典的火鸡鸭肉菜肴(将鸡肉塞进鸭肉再塞进火鸡)做出自己的诠释,但看起来科学家已经找到了它。在《自然天文学》杂志发表的一项新研究中,一组国际研究人员描述了保存在稍微不那么古老的陨石中的似乎是古老彗星的残骸。这个物体被称为拉巴斯冰原 02342,与以往发现的任何东西都不一样,可能会导致我们对太阳系形成和演化的理解发生一些变化。

这块 3 厘米长的拉帕兹陨石是 2002 年美国在南极洲搜寻陨石时发现的。(是的,陨石确实存在,而且它们和你想象的一样危险和冒险。)它立即被归类为碳质球粒陨石(一种石质非金属陨石,自大约 46 亿年前太阳系刚刚形成以来,它们没有发生太大变化)。陨石的矿物学和化学性质通常可以说明早期太阳系的样子,而拉帕兹陨石所属的球粒陨石群尤其有趣,因为它们拥有大量保存完好的有机矿物和物质。

然而,随着研究团队更加深入地调查,他们发现这并非普通的球粒陨石。“氧同位素测量显示,陨石的一个特殊区域,大约是罂粟籽的十分之一大小,含有比我们测量的所有其他区域都要多得多的来自远古太阳前恒星的尘埃,”美国海军研究实验室研究员、该研究的合著者朗达·斯特劳德 (Rhonda Stroud) 说。到那时,很明显这颗陨石并不完全是陨石。

该物体内部的化学和矿物组成更详细地证实了这一怀疑。内部碎屑体积的 70% 以上由碳组成,而陨石其余部分的碳含量不到 2%——这可能是内部源自彗星而非小行星的最大迹象。大量的太阳前颗粒意味着内部比岩石的其余部分更古老,形成地点距离太阳更远,这对彗星来说更为典型。其中一些颗粒是我们之前在彗星中发现的无定形硅酸盐,但在陨石中没有发现。此外,还发现了在年轻陨石中很少发现的不寻常的亚硫酸盐矿物,甚至化学成分也表明它之前与太阳系​​外的水发生了相互作用。

拉巴斯的形成过程其实就是太阳系的形成过程,而这正是这些发现如此有趣的原因。46 亿年前,一个巨大的气体和尘埃盘开始围绕太阳旋转。其中一些物质聚结成了我们熟知和喜爱的岩石行星,但更多的物质聚结成了更小的块状物:小行星和彗星。彗星体型较小,冰质较多,起源更古老,而小行星往往体型更大,由来自较近时期的岩石物质组成(相对而言)。

“我们认为,彗星状内含物形成于比 LaPaz Icefield 02342 母小行星离太阳更远的地方,由于某种原因,它在圆盘中被进一步向内运送,并在小行星长大时被捕获,”华盛顿卡内基研究所的研究员、新研究的合著者 Larry Nittler 说道。虽然尚不清楚内部碎屑是否完全融入彗星,还是仅仅是原始彗星构造块的残余,但它最终落在了一颗小行星上,并随着时间的推移被包裹在其中。LaPaz 陨石是那颗较大的小行星的一块碎片,它脱落并撞击地球,同时仍保留着那些彗星矿物。

这些彗星矿物是了解太阳系早期状态的关键。斯特劳德解释说,即使是最原始的小行星,其物质通常也经过“烹煮”(暴露在高温下)、“浸泡”(水合)或两者兼而有之,这扭曲了我们利用这些岩石窥视过去的能力。但她说,彗星“提供了冷藏,以保存太阳系最脆弱的组成部分。”在这种情况下,母小行星似乎只被轻微烹煮和浸泡,而碎屑中丰富的有机物质也有助于保护保存下来的彗星颗粒免受高温和与母小行星过量水的相互作用。

所有这些都表明,研究人员非常肯定拉巴斯陨石的内部来自彗星,而不是陨石,而且它形成于遥远而遥远的早期。这块岩石究竟是如何开始向内朝太阳移动的尚不清楚,但与此同时,它开始被岩石状的小行星状物质包裹着。这块较年轻的岩石就像一只保护火鸡,保护着宇宙鸭子。

我们已经在使用新发现来更好地描绘太阳系的历史。斯特劳德指出,这些发现再次印证了之前的观点,即球粒陨石小行星并非形成于火星和木星之间的内太阳系(它们目前就在那里),而是形成于土星轨道之外,在那里它们更有可能与彗星的构成要素混合。这表明彗星在太阳系历史中形成的时间比最初想象的要晚,而且一些小行星可能形成在比假设更远的太空中。这可能会改变我们对彗星和小行星如何帮助将有机物质和水输送到早期地球或太阳系其他世界的模型。

几乎可以肯定,还有更多这样的岩石等待被发现。“研究更多这样的碎屑可以为彗星和小行星的形成提供新的见解,以及形成、保存和向地球输送生命成分的关键步骤是什么,”斯特劳德说。

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