陨石中的晶体二氧化硅能揭示太阳系演化？

一个多机构的研究小组在一颗原始陨石中发现了硅矿物石英，其中包括太阳原行星盘内硅结露的直接证据，并为理解太阳形成和进化提供了新线索。虽然先前的红外光谱观察表明，在年轻和新形成的T Tauri恒星以及在它们生命最后阶段渐近巨分支(AGB)恒星中存在二氧化硅，但在太阳系早期的其他原始陨石中没有发现二氧化硅气固凝结的证据。科学家们研究了原始陨石Yamato-793261 (Y-793261)，这是一种碳质球粒陨石，是1979年第20次日本南极考察队在大和山脉附近冰原上采集的。

博科园-科学科普：早稻田大学地球化学教授Timothy Jay Fagan解释说：Y-793261中有机物的结晶度表明它不经历热变质。这证实了Y-793261保留了其星云起源的矿物和纹理，为我们提供了早期太阳系的记录。球粒陨石的主要组成部分包括耐火的包裹体，它们在高温下形成，是太阳系中最古老的固体。难熔包裹体可细分为富钙铝包裹体(CAIs)和阿米巴状橄榄石(AOAs)。研究小组在Y-793261中发现了一种AOA，含有典型的AOA矿物和超耐热(高温)钪和锆合金矿物，以及石英(在相对较低的温度下形成)。

太阳系原行星星云，图片 ：NASA/JPL-Caltech

这样的各种矿物质意味着AOA浓缩从星云气体固体在宽温度范围从约1500 - 900°C，这是我们太阳系中首次发现的此类聚集物。他们还发现，AOA中的石英具有接近太阳的氧同位素组成。这种同位素组成是典型的难熔包裹体，这表明难熔包裹体形成于接近原太阳的地方(大约0.1 AU，或地球到太阳距离的1/10)。

Y-793261中的石英具有这种同位素组成，这一事实表明，石英是在太阳星云的同一环境中形成的。然而，如果矿物和气体在冷凝过程中保持平衡，太阳星云气体的二氧化硅冷凝在理论上是不可能的。

原始陨石y - 793261，图片：Waseda University

这一发现证明了AOA是由快速冷却的气体形成的。当低硅矿物从气体中凝聚时，气体成分发生变化，变得更富硅，直到石英变得稳定并结晶。费根教授说Y-793261的起源很可能是162173 Ryugu(俗称Ryugu)附近的一个天体，这是一颗小行星，以一个古老的日本民间传说中的龙宫命名。目前，日本“隼鸟2号”宇宙飞船正在对琉球进行研究，琉球可能与Y-793261具有相同的性质，并可能为早期太阳系提供更多的记录。通过将目前正在进行的对陨石的研究与琉球群岛的新结果相结合，希望能更好地了解在太阳系初期发生的热事件和质量转移。

博科园-科学科普｜参考期刊文献 :《 美国国家科学院院刊》｜研究/来自： 早稻田大学，DOI: 10.1073/pnas.1722265115

博科园-传递宇宙科学之美

阅读原文进入可下载iOS或安卓App：博科园