陨石成分体现早期太阳系的物质迁移

科技工作者之家 2020-09-09

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阿联德陨石局部。这种陨石包含有太阳系中最古老的物质。

《美国国家科学院院刊》于当地时间9月8日发文称,研究人员通过分析一种罕见的陨石后发现,即使木星会在形成行星的尘埃-气体盘上凿出空隙,阻碍物质运动,太阳附近的物质也能到达外太阳系。

该成果进一步加深了科学家对太阳系和行星形成过程的理解。

围绕恒星的行星是如何形成的?普遍观点认为,它们是由新形成的恒星周围旋转的尘埃-气体盘中的物质吸积而成的。在太阳系中,球粒陨石为原行星盘的物质组成提供了证据。球粒陨石是一种由微型球粒物构成的陨石,它们像宇宙积尘一般聚集到了一起。

论文作者、UCD地球与行星科学教授Qingzhu Yin说:“如果我们能了解物质输运情况,就能了解盘状物的性质,并推断出行星的形成机制。”

球粒陨石中的物质非常古老,可能包含着太阳系早期遗留下来的尘埃和碎片。地球和月球的岩石,以及“星尘号”等太空探测器收集到的宇宙尘埃和彗星物质样品,为此提供了进一步的证据。通过测定陨石中氧、钛和铬等元素的同位素比例,研究人员能够大致计算出这类陨石的形成时间与地点。

此前,Yin等已经证实,陨石按组成可以分为两大类:碳质陨石被认为起源于外太阳系。非碳质陨石则形成于距太阳较近的盘状物内。由于距离太阳很近,非碳质陨石中的碳基和挥发性化合物已经在高温下消失了。

如果所有的行星都源自同一个原行星盘,那为什么没有产生更强的混合效果呢?Yin解释说,木星形成较早,它在星盘上“凿出”裂隙,这对尘埃的运动形成了阻碍。天文学家利用ALMA射电望远镜在其他恒星周围的原行星盘中观察到了类似现象。

然而,有的陨石似乎违背了普遍规律,形成了更广泛的成分混合。Yin与UCD研究科学家Curtis Williams等对30颗陨石的同位素进行了详细研究。首先,他们确认了陨石的分类符合“两类划分”。随后,他们分别研究了墨西哥阿联德陨石和澳大利亚卡努达陨石中的单个球粒物。

Williams等发现,这些陨石同时含有来自内太阳系及外太阳系的球粒——内太阳系部分物质可能设法穿越了木星裂隙,与太阳系外部的球粒“会师”,形成了球粒陨石,并在数十亿年后落到了地球上。

内太阳系的物质是如何“逃离”的?Williams表示,有多种可能的机制。他说:“一种解释是,虽然木星充当了‘阻碍者’,但物质在盘状物中面仍有运动。另一种解释是,太阳系内部的风,可能将粒子吹过了木星裂隙。”

两种解释都可能与“星尘号”在彗星上发现的太阳系内部物质有关。Yin认为,这项新研究有助于建立宇宙化学、行星科学和天文学的联系,进而描绘出行星形成的完整图景。

科界原创 

编译:雷鑫宇 

审稿:西莫 

责编:陈之涵

期刊来源:《美国国家科学院院刊》

期刊编号:0027-8424

原文链接:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-09/uoc--mst090820.phphttps://www.ucdavis.edu/news/meteorites-show-transport-material-early-solar-system

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