科学家在地球上发现比太阳系还古老的星际物质

发布网友 发布时间：2022-10-31 02:25

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热心网友 时间：2023-10-14 08:37

据《自然天文学》1月27日消息：一科学团队几周前宣称，在一枚名叫“好奇玛丽(Courie Marie)”陨石中发现了不可思议的古老物质，同位素法测得其年龄约在50亿至70亿年之间。相比之下，我们太阳系才约46亿年 历史 ，因而这枚陨石物质年龄，比太阳系自身还长久。

“好奇玛丽”属于CV-3型碳质球粒陨石，以世称“居里夫人”之名——玛丽·居里(Marie Curie)命名，主要成分是俗称“金刚砂”的碳化硅，化学式：SiC。

在陨石内部，科学家们发现了由富含钙、铝、钛等矿物质盐构成的难熔包体“CAIs”——一种被认为是前太阳系星云时期形成的古老固体物质之一。

“根据我们目前对太阳系形成的了解，这些太阳前晶粒本应(在太阳系形成过程中、后期)无法存留，但令人惊讶的是‘好奇玛丽’中确实找到了它们。”物理学与宇宙化学研究员Olga·Pravptseva说：“(业界)普遍认为，CAI是在前太阳系星云达到1,500K温度环境下析出的早期固体晶粒，由于特殊条件使得部分被带离太阳较远区域，其后开始一段长达数十亿年的太空游荡而得以保留。”

这段数十亿年甚至更长时间的史诗般旅程，个别成员于半个世纪前在墨西哥上空结束。

1969年2月8日，墨西哥暴发一场有记载以来最大的碳质球粒陨石雨——“阿连德(Allende)”。降落后不久，人们就从多地收集到数百块总重量达2吨的“阿连德”碎片。此后一直到今天，仍然有人不断在该区域寻获到陨石。“好奇玛丽”是这场陨石雨中落偏的一枚，掉到了澳大利亚境内。而掉落在墨西哥奇瓦瓦州“阿连德”陨石的几枚样品，被送到了美国圣路易斯华盛顿大学进行研究。

1970年，华盛顿大学科学家首次在“阿连德”陨石中发现了著名的难熔包体(CAIs)。当对富含钙、铝的包体进行了高精度U-Pb同位素体系测定时，认为包体形成于45.67亿年前。而这个数字，正是当前公认的太阳系最精确年龄。

华盛顿大学研究指出，CAIs有助于我们了解太阳系早期的形成及演化过程。“阿连德”中的CAI晶粒就出现在45.67亿年前，其基质比白色包体要晚约6千万年。

科学家们进一步对钙铝包体进行深入研究，发现其同位素组成存在异常——氧16同位素过剩，“阿连德”氧16相对地球多出了5％。通常，氧16只能在恒星核聚变过程中由氦“燃烧”形成。

氧16的过剩，表明前太阳系星云在凝聚过程中，受到了太阳系外物质的“侵入”，这很可能是超新星爆发的抛射物。

此次“好奇玛丽”研究结果与“阿连德”相互印证，研究人员认为它们应该同来自一块更大的星际碎片，在进入大气层后发生解体。

“这无疑是地球上最为古老的固体物质！”Olga·Pravptseva在文稿中这样写道。

研究员加热了一块很小的“好奇玛丽”样品，实验出现了具有稀有气体特征的物质。“它揭示了碳化硅的存在！“Olga透露，”我们可以通过同位素特征解开稀有气体(指 气态碳化硅)来源之谜。但我们不清楚可能来自其他恒星的碳化硅，是如何与CAIs包体结合在一起的，这意味着我们需要重新思考太阳系形成时期的化学元素构成问题。”

“作为太阳系最古老的固体，尽管CAIs已被广泛研究，但关于它所携带的同位素异常特性和起源，它们在原始陨石中类别的归属及与其他陨石成分关联等问题，仍然有待进一步揭晓。”