03.06 这块“疯狂的石头”挑战了人类对于太阳系的认知

这块陨石的化合物从未听说在地球上或者在陨石等外太空物质中找到过。

这块“疯狂的石头”挑战了人类对于太阳系的认知

大约2850万年前落在地球上的一小块陨石,或许可以让科学家从一个全新的角度,窥视太阳系形成之前的情景。但最终的研究发现却与太阳星云(形成太阳系的尘埃云)的主流理论出现了矛盾。

这块石头名为希帕提娅(Hypatia),于1996年在埃及西南部被发现。几项研究显示,它包含了非常罕见的矿物质化合物。据人们所知,在地球上和太阳系其他地方都没有这些化合物。约翰内斯堡大学的研究人员说,在其他陨石和我们关于彗星的任何数据中,也没有发现它们。虽然陨石有很多种,但希帕提娅在几乎所有方面都不同于其他陨石。

这块“疯狂的石头”挑战了人类对于太阳系的认知

“如果可以用臼和杵把整个地球研成粉末,我们得到的粉末,其化学成分会类似于球粒陨石。”研究人员简·克莱默斯(Jan Kramers)说,“在球粒陨石中,我们会发现少量的碳和大量的硅。但希帕提娅的基质中,含有大量的碳和异常少的硅。”

研究人员还指出,这块石头中的尘埃颗粒含有大量多环芳烃,这种碳氢化合物是太阳系形成之前星际尘埃的主要成分。

希帕提娅陨石的命名是为了纪念公元3世纪的女天文学家、数学家、发明家希帕提娅。先前对这块石头的分析已经证实,它来自地球之外。鉴于其罕见的成分,人们一度认为它源自彗核。

希帕提娅包含微型金刚石,可能是在穿越地球大气层或者与地表碰撞时,在冲击作用下形成的。这些金刚石使希帕提娅具有极高的硬度和极强的耐腐蚀性,以至于克莱默斯和同事乔治·贝尔亚尼(Georgy Belyanin)试图用工业钻石抛光机切割这块石头时,抛光盘用了十分钟左右就坏掉了。

贝尔亚尼说,“我们一旦可以开始化学分析,就能深入了解这块石头。除了碳以外,我们还发现了大量的镍、磷、铁、和硫。这块石头中的化合物非常罕见,从未听说在地球上或者在陨石等外太空物质中找到过。这使希帕提娅成为了一块非常罕见和特别的石头。”

综合这些因素,研究团队得出结论:希帕提娅包含了前太阳物质(pre-solar material)。若真是如此,前太阳物质也许和我们以前想的不一样。

主流观点认为,太阳系的行星诞生于太阳星云,这团巨大而古老的星际尘埃云应该是同质的,里面的尘埃处处相同。

但希帕提娅的化学成分对上述观点提出了挑战。

“如果希帕提娅不是来自于太阳系形成之前,这块石头的特征表明,太阳星云内的尘埃并非处处相同。”克莱默斯说,“这不符合被广泛接受的太阳系形成理论。”

也有观点认为,希帕提娅可能源于太阳系之外。研究人员在希帕提娅中发现了碳硅石,这种碳化硅会随着“渐近巨星支星”的恒星风,向太空飘散。

第一个已知的星际小行星“奥陌陌”(编号1I/2017 U1)于2017年10月飞过地球,这说明,太阳系之外的“外星”物质进入太阳系并非完全不可能。

但中佛罗里达大学行星物理学家菲利普·梅茨格(Philip Metzger)说,现在下结论还为时过早。梅茨格本人没有参与研究希帕提娅陨石。

“你不想听到有人说,‘我不想说是外星人,但确实是外星人’。”梅茨格说,“这块石头有可能来自太阳系之外吗?几乎可以肯定,其中一部分的确如此,但这并不稀奇。太阳系内的很多物质都包含前太阳颗粒。”

但梅茨格也指出,希帕提娅中的前太阳颗粒不同于我们以前见过的任何东西。

希帕提娅非常小,这给研究增添了难度。

“我觉得,可供研究的材料太少,这也是困扰我们的一个原因。”约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家安迪·里夫金(Andy Rivkin)说,“如果材料更多,可能会有一大群科学家来研究这个东西,但到目前为止,似乎只有少数科学家发表了相关研究。”

克莱默斯和贝尔亚尼在他们的研究论文中写到,他们对希帕提娅的研究还没有结束,下一步是测量同位素。

翻译:于波

校对:李其奇

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