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小行星是由什么组成的?返回地球的样本揭示了太阳系的组成部分

天文学与空间 2024-04-17 00:01:06

特雷弗·爱尔兰著《对话》 信用:ISAS / JAXA,抄送 就在12个多月前,我们坐在澳大利亚内陆的伍默拉,等待天空中的一道光来证明隼鸟2号宇宙飞船已经从航行中返回,收集了一颗名为龙谷的近地小行星的一小块碎片

对我们来说不幸的是,那天伍默拉多云,我们没有看到飞船进来

但这是我们在回归中看到的唯一缺陷

我们找到并取回了隼鸟2号,把它带回了伍默拉,清洗并检查了它

样品舱从宇宙飞船上移走了

它状态良好,再入时没有超过60℃,返回舱翻转时发出嘎嘎声,表明我们确实有固体样本

它的真空得以保持,允许收集小行星样本释放的任何气体,并在伍默拉对这些气体进行了初步分析

一年过去了,我们对这个样本了解得更多了

在过去的一个月里,已经发表了三篇关于龙谷样本首次分析的论文,包括《科学》杂志本周发表的一篇关于在小行星上看到的物质和返回地球的样本之间的关系的文章

这些观测为太阳系的形成打开了一扇窗,并有助于澄清困扰科学家几十年的陨石之谜

易碎的碎片 总的来说,样本重约5克,在两个采样的着陆点之间分开

科学家们正在准备样品胶囊进行分析

作者:特雷弗·爱尔兰 第一个样本来自龙谷暴露的表面

为了获得第二个样本,宇宙飞船向小行星发射了一个小圆盘,形成一个小陨石坑,然后在陨石坑附近收集了一个样本,希望第二个样本包含来自地表以下的物质,不受太空风化的影响

隼鸟2号上的摄像机记录了着陆采样

通过对视频的详细分析,我们发现在触地过程中从龙谷喷出的粒子形状与从样品舱中取回的粒子非常相似

这表明这两个样本确实代表了地表——第二个样本也可能包含一些地下物质,但我们还不知道

回到实验室,我们可以看到这些样品非常脆弱,密度非常低,这表明它们非常多孔

他们有粘土的构造,他们的行为就像粘土一样

龙谷样品的颜色也很深

事实上,它们比任何回收的陨石样品都要暗

在琉球的现场观察也表明了这一点

但是现在我们手里有一块石头,我们可以检查它,了解它的细节

隼鸟2号收集其第二个小行星龙谷样本的视频

信用:JAXA

陨石之谜 太阳系充满了小行星:比行星小得多的岩石块

通过望远镜观察小行星并分析它们反射的光谱,我们可以将它们大多数分为三类:C型(含有大量碳)、M型(含有大量金属)和S型(含有大量二氧化硅)

当一颗小行星的轨道使它与地球相撞时,根据它的大小,我们可能会看到它作为流星(流星)在大气层中燃烧时划过天空

如果一些小行星幸存下来到达地面,我们可能会在以后找到剩余的岩石:这些被称为陨石

我们看到的大多数绕太阳运行的小行星都是深色的C型

根据它们的光谱,碳类型在组成上似乎非常类似于一种叫做碳质球粒陨石的陨石

这些陨石富含氨基酸等有机和挥发性化合物,可能是地球上制造生命的种子蛋白质的来源

然而,虽然大约75%的小行星是C型,但只有5%的陨石是碳质球粒陨石

到目前为止,这一直是一个难题:如果C型如此普遍,为什么我们没有看到它们的遗骸是地球上的陨石? 龙谷的观察和样本已经解开了这个谜

琉古样本(可能还有来自其他C型小行星的陨石)太脆弱,无法在进入地球大气层时存活

如果它们以超过每秒15公里的速度到达,这是流星的典型特征,它们会在到达地面之前很久就破碎并燃烧

隼鸟带回的样本

信用:JAXA,作者提供 太阳系的黎明 但是龙谷的样本更有趣

这种物质类似于一种罕见的碳质球粒陨石的子类,称为CI,其中C是碳质的,I指的是1938年在坦桑尼亚发现的Ivuna陨石

这些陨石是球粒陨石家族的一部分,但它们很少有被称为球粒的决定性颗粒,主要是橄榄石的圆形颗粒,显然是从熔滴中结晶出来的

CI陨石是黑色的,均匀的,颗粒很细

这些陨石的独特之处在于由与太阳相同的元素组成,并且比例相同(除了通常为气体的元素)

我们认为这是因为CI球粒陨石是在最终坍塌形成太阳和太阳系其他部分的尘埃和气体云中形成的

但不像地球上的岩石,4

50亿年的地质加工改变了我们在地壳中看到的元素比例,CI球粒陨石基本上是我们太阳系行星结构的原始样本

在地球上已经发现的CI球粒陨石不超过10个,已知总重量不到20千克

这些物体比我们收集的火星样本还要稀有

大多数碳质球粒陨石(如这里显示的阿连德陨石)含有称为球粒的典型圆形颗粒

信用:闪亮的东西/维基媒体,抄送 那么,我们参观的第一颗C型小行星与最稀有的陨石之一如此相似的可能性有多大呢? 很可能这些CI陨石在地球上的稀有性确实与它们的脆弱性有关

他们将很难在穿越大气层的旅途中幸存下来,如果他们真的到达了地表,第一场暴雨将会把他们变成一滩烂泥

小行星任务,如隼鸟2号,它的前身隼鸟,以及美国宇航局的Osiris-REx,正在逐渐填补我们对小行星知识的一些空白

通过将样本带回地球,它们让我们能够回顾这些物体的历史,以及太阳系本身的形成

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