远古太空晶体可能证明太阳在幼年时发过脾气

许多新生和幼年恒星与新生和幼年人类并无太大区别——容易暴躁、大声暴躁、不分青红皂白地嚎叫，向四面八方呕吐出大量令人作呕的物质。人们自然会认为，即使是我们 46 亿年前的太阳，在年轻时也曾有过混乱的鼎盛时期，但由于没有任何确凿证据证明这一点，许多科学家唯一的依靠就是强烈的怀疑。新数据集中在一组来自太空的奇特古老蓝色晶体上，似乎表明太阳在其早期历史中发射的宇宙射线通量比我们曾经认为的要高得多。

这些蓝色晶体被称为黑铝石，它们通过陨石撞击来到地球。黑铝石实际上是太阳系中最早形成的矿物之一，是由来自太阳的冷却气体产生的。这项发表在《自然天文学》杂志上的新研究重点研究了 1969 年坠落在澳大利亚的默奇森陨石，它很可能来自小行星带中的一颗小行星——它拥有的微米碎片仅比人类头发的宽度大一点。

“我们认为像默奇森陨石这样的黑铝石形成于靠近年轻太阳的地方，因为那里的温度足够高，可以形成这样的矿物，”芝加哥大学宇宙化学研究员、新研究的主要作者 Levke Kööp 说。“默奇森陨石因显示出大量同位素异常而闻名，这些异常告诉我们，哪些类型的恒星为太阳形成的分子云提供了物质。”该团队没有确定黑铝石颗粒的确切日期，但根据陨石中难熔元素的年龄，他们估计这些晶体的年龄略超过 45 亿年。

如果黑铝石真的是由早期活跃的太阳产生的，那么通过分析晶体中的氦和氖同位素就能找到答案。年轻而易挥发的太阳喷射出的高能粒子会撞击晶体中的钙和铝沉积物，将这些原子分裂成氖和氦，并被不可逆转地困住数十亿年。

研究小组使用瑞士苏黎世联邦理工学院的高灵敏度质谱仪对黑铝钙石晶体进行了研究，用激光将黑铝钙石颗粒熔化，同时用光谱仪测量并确认了氦和氖浓度的存在。

除了简单地说明年轻太阳经历了一个高度活跃的阶段之外，新结果还显示了来自太阳星云的一些陨石物质如何直接受到年轻太阳辐射的影响。研究小组还注意到，较年轻的晶体中没有氦和氖，这表明后来太阳创造的辐射条件发生了一些变化，并提出了一个问题：到底发生了什么。这种洞察可能预示着以后更好地理解恒星演化在元素和物质的形成中所起的作用，这些元素和物质后来会聚集成行星和其他天体。

“过去几十年来，人们一直在争论陨石中是否含有早期活跃太阳的证据，”Kööp 说。“总的来说，即使对我们来说，也很难知道这项研究会有什么结果。最后，我们很高兴在黑铝石中看到了如此清晰的辐射特征。”

芝加哥大学和菲尔德自然历史博物馆的这项研究合著者安德鲁·戴维斯指出，黑铝石颗粒的微小尺寸限制了研究小组测量氦和氖痕量的能力，以及对黑铝石本身绝对年龄的分析。此外，分析还涉及对颗粒的破坏。“我们正在实验室中开发一种新仪器，以研究黑铝石颗粒中更多元素的同位素组成，以更好地了解不同尘埃源在早期太阳星云中是如何混合的，”他说。

不过，这些发现本身的意义不容低估。“我参与这类研究已经很长时间了。我一直对科学家声称发现早期太阳踪迹的说法持怀疑态度。”

“通过这项新研究，”他说，“我很高兴改变了我的想法。”