物理科技生物学-PHYICA

紫外线照亮了太阳系魅族m94.0的起源

天文学与空间 2022-04-13 00:01:21

作者:卡琳·瓦伦丁,亚利桑那州立大学 蝴蝶星云,狼蛛星云中恒星形成区域的一个例子

白色比例尺是2光年或大约120,000天文单位

一颗明亮的中心恒星被尘埃遮住,它通过一氧化碳的光解作用改变了星云中的氧同位素

这是另一个例子,说明在行星系统形成之前,分子云中的氧同位素可以被改变

信用:美国航天局和欧空局 在探索太阳系起源的过程中,一个国际研究小组,包括亚利桑那州立大学的行星科学家和宇宙化学家詹姆斯·莱昂斯,将太阳的成分与太阳系中形成的最古老物质的成分进行了比较:未变质陨石中的耐火包裹体

通过分析这些难熔包裹体的氧同位素(一种含有额外中子的元素的变体),研究小组已经确定,太阳、行星和其他太阳系物质之间的成分差异是从太阳系之前就存在的原太阳分子云遗传而来的

他们的研究结果最近发表在《科学进展》杂志上

夏威夷大学的主要作者亚历山大·克罗特说:“最近的研究表明,我们太阳系中许多元素的同位素组成的变化是从原太阳分子云遗传而来的。”

“我们的研究表明,氧气也不例外

" 分子云还是太阳星云? 当科学家比较氧同位素16、17和18时,他们观察到地球和太阳之间的显著差异

这被认为是由于通过紫外线处理一氧化碳,它被分解导致水中氧同位素比率的巨大变化

行星是由尘埃形成的,这些尘埃通过与水的相互作用继承了氧同位素比率的变化

科学家们还不知道的是,紫外线处理是发生在坍缩形成原太阳系统的母分子云中,还是后来发生在形成行星的气体和尘埃云中,称为太阳星云

船底座星云NGC 3324中恒星形成区的一个例子,其中相邻的大恒星都塑造了星云的形状,并通过紫外光对一氧化碳的光解来改变氧同位素的分布

这里提出的工作结果有利于分子云环境中氧同位素的改变

白色比例尺是5光年或300,000天文单位(地球和太阳之间的距离)

信用:美国宇航局,欧空局,哈勃遗产团队 为了确定这一点,研究小组转向陨石中最古老的成分,称为钙铝包裹体(CAIs)

他们在夏威夷大学地球物理和行星学研究所使用了离子微探针、电子反向散射图像和x光元素分析来仔细分析CAIs

然后,他们引入了第二个同位素系统(铝和镁同位素)来限制CAIs的年龄,首次在氧同位素丰度和26种铝同位素质量之间建立了联系

根据这些铝和镁同位素,他们得出结论,CAIs是在母体分子云崩溃后大约10,000到20,000年形成的

“这在太阳系的历史上是非常早的,”里昂说,他是亚利桑那州立大学地球和空间探索学院的副教授,“太早了,以至于没有足够的时间来改变太阳星云中的氧同位素

" 艺术家对原太阳和太阳星云的再现

在这种环境下,氧同位素也会被紫外线(金箭头)改变

铝的短寿命放射性同位素(褐红色波浪箭头)也可能被注入太阳星云

插图显示了本研究分析的两个钙铝夹杂物的电子背散射图像,以及这些高温冷凝物形成的大致位置

这里呈现的新结果表明,氧同位素的改变主要发生在母分子云中,而不是太阳星云中

地球和地球上的一切都获得了一种氧同位素成分,这种成分来自太阳系形成时的分子云

白色比例尺是三个天文单位

学分:美国宇航局JPL-加州理工学院/里昂/亚利桑那州立大学 虽然需要更多的测量和建模工作来充分评估这些发现的影响,但它们确实对太阳系形成期间以及后来的行星和小行星形成期间可用的有机化合物的库存有影响

莱昂斯说:“对太阳星云或母体分子云中物质紫外线处理量的任何限制,对于理解导致地球上生命的有机化合物的历史都是至关重要的。”

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