Ryugu龙宫小行星藏了什么太阳系的秘密?

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  自日本隼鸟二号(Hayabusa2)带着样品返回地球之后,近两年的今天,巴黎地球物理研究所、巴黎西岱大学和法国国家科学研究中心公布了(162173) Ryugu龙宫小行星岩土样本组成:锌和铜的同位素。这两个同位素的特征表示龙宫小行星的成分接近于Ivuna碳质球粒陨石,与Ryugu类似的物质在外太阳系约占5-6%的地球质量。这篇研究论文于2022年12月12日发表于《Nature Astronomy》期刊。

  以往科学家借由在地球上发现的陨石,来推敲早期太阳系的样貌。然而,日本宇宙航空研究开发机构JAXA的隼鸟二号,于2020年12月带着5公克取自龙宫小行星的碎片返回地球。对研究太阳系形成的科学领域而言,这是突破关键的一步,因直接带回来的碎片较不会受到地球环境的风化作用而改变,科技的进步提高研究的可行性:直接分析最纯粹的样本。

  研究团队首次公布分析样本的结果,他们发现龙宫小行星的成分与Ivuna类碳质球粒陨石(Ivuna-like carbonaceous chondrites, CI)最接近,一种在化学上是最原始的陨石组成(编按:含水和有机物的陨石),其元素丰度的比例最接近太阳。然而,一些同位素的特征(例如:钛和铬)和碳质球粒陨石其他亚群的特征有些重叠,因此龙宫小行星和碳质球粒陨石之间的关联性还未能全盘了解。

  锌和铜是两种中度挥发性的元素,是研究类地行星形成过程的关键特征。不同亚群的碳质球粒陨石会有不同锌与铜的同位素比例,其中CI球粒陨石更是富含挥发性元素。详细调查研究龙宫小行星锌与铜的同位素,科学家们获得了研究小行星起源的关键工具。他们发现龙宫小行星的锌与铜的同位素比例,和CI球粒陨石几乎相同,而与其他类型的陨石有所差异。由于龙宫小行星和CI球粒陨石的相似性,让科学家可利用龙宫小行星样本中的锌与铜之同位素比例,作为代表太阳组成物质的最佳评估工具。

  另外,龙宫小行星的锌同位素也可以用于研究在地球上中度挥发物质的增长过程,这对于了解行星发展适居带的细节十分重要。研究团队也说明类似龙宫小行星的物质,在行星盘约有5%的地球质量。(编译/台北天文馆潘康娴)

研究人员手上拿着(162173) Ryugu龙宫小行星的样本。
图说:研究人员手上拿着(162173) Ryugu龙宫小行星的样本。

资料来源:Phys.org

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