研究人員在形成于46億年前的小行星隕石內(nèi)發(fā)現(xiàn)富含二氧化碳的液體水

2025-11-27 05:26:08 分類：綜合 閱讀(7)

研究人員在形成于46億年前的小行星隕石內(nèi)發(fā)現(xiàn)富含二氧化碳的液體水
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：通過研究古老隕石碎片，科學(xué)家們可以獲得太陽系在遠古時代如何形成的形成行星現(xiàn)富重要見解。現(xiàn)在，年前內(nèi)成都溫江可以提供上門服務(wù)的APP軟件vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達在一項新的小的液研究中，研究人員在一塊形成于46億年前小行星隕石內(nèi)發(fā)現(xiàn)了富含二氧化碳的含氧化碳液體水。這一發(fā)現(xiàn)表明，體水這顆隕石的研究于億隕石母體小行星在進入內(nèi)太陽系之前就已經(jīng)在木星的軌道之外形成，并為太陽系形成動態(tài)提供了關(guān)鍵證據(jù)。形成行星現(xiàn)富
水在我們的年前內(nèi)太陽系中是很豐富的。即使在我們自己的小的液星球之外，科學(xué)家們已經(jīng)在月球、含氧化碳土星環(huán)和彗星中探測到了冰，體水在火星和土星衛(wèi)星Enceladus表面下探測到了液態(tài)水，研究于億隕石在金星炙熱的形成行星現(xiàn)富大氣中探測到了水蒸氣的痕跡。研究表明，年前內(nèi)水在太陽系的早期演變和形成中發(fā)揮了重要作用。為了進一步了解這一作用，行星科學(xué)家們在隕石等地外物質(zhì)中尋找液態(tài)水的證據(jù)，這些隕石大多源自太陽系早期歷史中形成的小行星。
科學(xué)家們甚至在隕石中發(fā)現(xiàn)了以羥基和分子形式存在的水，它們被包裹在含水礦物當中，成都溫江可以提供上門服務(wù)的APP軟件vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達這些礦物基本上是含有一些離子或分子水的固體。科學(xué)家們已經(jīng)在位于一類被稱為普通軟玉的隕石鹽晶體中發(fā)現(xiàn)了這樣的液態(tài)水包裹體。
Tsuchiyama教授和他的同事想知道液態(tài)水包裹體是否存在于一類被稱為 "碳質(zhì)軟玉"的碳酸鈣中，這類隕石來自太陽系歷史上非常早期形成的小行星。因此，他們檢查了Sutter’s Mill隕石樣本，它源自于46億年前形成的小行星。由Tsuchiyama教授領(lǐng)導(dǎo)的調(diào)查結(jié)果最近發(fā)表在著名期刊《科學(xué)進展》上。
研究人員使用先進的顯微鏡技術(shù)來檢查Sutter’s Mill隕石碎片，他們發(fā)現(xiàn)了一個方解石晶體，其中含有一個納米級的水液包合物，至少含有15%的二氧化碳。這一發(fā)現(xiàn)證實了古代碳質(zhì)軟玉石中的方解石晶體確實不僅可以包含液態(tài)水，還可以包含二氧化碳。
Sutter’s Mill隕石中液態(tài)水包裹體的存在，可以了解隕石母體小行星的起源和太陽系的早期歷史。這些包裹體可能是由于母小行星在形成時結(jié)構(gòu)內(nèi)有一些冰凍的水和二氧化碳。這就要求小行星在太陽系的某個地方形成，其溫度足以使水和二氧化碳凍結(jié)，而這些條件將使小行星的形成地點遠遠超出地球的軌道，甚至可能超出木星的軌道。然后，這顆小行星運行到太陽系的內(nèi)部區(qū)域，在那里碎片可能后來與地球相撞。這一假設(shè)與最近對太陽系演變的理論研究相一致。
這些研究表明，富含水和二氧化碳等小型揮發(fā)性分子的小行星在木星軌道之外形成，然后運行到更靠近太陽的地區(qū)，這種運動最可能的原因是木星的引力作用和木星的遷移。總之，在太陽系早期形成的碳質(zhì)軟玉隕石內(nèi)發(fā)現(xiàn)水包裹體，是行星科學(xué)研究的一項重要成就。
相關(guān)報道：數(shù)十億年前的太空化學(xué)：隕石中的聚合物提供了早期太陽系的線索
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：外媒報道，一組來自最古老隕石類別CV3類型“成員”的聚合物，揭示了早在125億年前的太空化學(xué)。許多隕石是來自小行星的小碎片，在它們存在的任何時候都沒有經(jīng)歷過高溫。正因為如此，這些隕石為我們的太陽系在45.7億年前形成時或之前存在的復(fù)雜化學(xué)成分提供了良好的記錄。
由于這個原因，研究人員對隕石中的單個氨基酸進行了研究，這些氨基酸種類豐富，其中許多是現(xiàn)今的生物體中沒有的。
在AIP出版社出版的《流體物理學(xué)》中，來自哈佛大學(xué)的研究人員顯示，在最古老的隕石類--CV3型的幾個“成員”中，存在著一組系統(tǒng)的氨基酸聚合物。這些聚合物形成了有組織的結(jié)構(gòu)，包括結(jié)晶的納米管和規(guī)則的鉆石對稱性的空間填充晶格，其密度估計是水的1/30。
作者Julie McGeoch說：“因為形成我們的聚合物所需的元素早在125億年前就存在了，而且似乎有一條形成它們的氣相路線，所以這種化學(xué)有可能在整個宇宙中都存在。”
防止地球上的污染是研究人員的首要任務(wù)。他們設(shè)計了一種潔凈室方法，使用帶有真空釬焊金剛石鉆頭的清潔步進電機，在僅從孔的底部取出新蝕刻的材料之前，將幾毫米推進到隕石樣本中。在一次蝕刻中使用了幾個鉆頭，所有的鉆頭都是用超聲波清洗的。
然后研究人員將得到的微米級的隕石顆粒放在管子里，儲存在零下16攝氏度。通過Folch萃取法誘導(dǎo)聚合物從微米級顆粒中擴散出來，這涉及到與不同密度的溶劑相關(guān)的兩個化學(xué)階段。質(zhì)譜分析顯示了這些聚合物的存在，它們由甘氨酸（最簡單的氨基酸）鏈和額外的氧和鐵組成。它們有一個非常高的氘氫同位素比率，證實了它們的外星來源。
這項研究的靈感來自于對一種小型的、高度保守的生物蛋白的觀察，這種蛋白可以吸附水。這一發(fā)現(xiàn)表明，如果這種分子能夠在氣相空間形成，它將通過提供大量的水來幫助早期的化學(xué)。
研究人員利用量子化學(xué)表明氨基酸應(yīng)該能夠在分子云中聚合，保留聚合的水。隨后進行了許多實驗，使用隕石作為聚合物的來源，最終形成了三維結(jié)構(gòu)。
展望未來，研究人員希望通過持續(xù)的X射線分析獲得甘氨酸棒的更多細節(jié)。同類的其他聚合物仍有待于表征，并可能揭示出聚合物形成的能量學(xué)。
相關(guān)報道：研究人員利用不尋常的隕石來深入了解太陽系的過去和現(xiàn)在
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：外媒報道，研究人員利用不尋常的隕石來深入了解我們太陽系的過去和現(xiàn)在。2011年，科學(xué)家證實了一個猜測：本地宇宙中出現(xiàn)了“分裂”。Genesis任務(wù)帶回地球的太陽風(fēng)樣本明確地確定了太陽中的氧同位素與地球、月球和太陽系中其他行星和衛(wèi)星上的氧同位素不同。
在太陽系歷史的早期，后來凝聚成行星的物質(zhì)曾被大量的紫外線照射，這可以解釋這種差異。它是從哪里來的？出現(xiàn)了兩種理論。紫外線要么來自我們當時年輕的太陽，要么來自太陽的恒星“苗圃”中的一顆附近的大恒星。
現(xiàn)在，來自圣路易斯華盛頓大學(xué)文理學(xué)院物理學(xué)助理教授Ryan Ogliore實驗室的研究人員，已經(jīng)確定了哪種情況是造成這種“分裂”的原因：很可能是來自一顆早已死亡的大質(zhì)量恒星的光，在太陽系的巖石體上留下了這個印象。這項研究由物理系空間科學(xué)實驗室的博士后研究助理Lionel Vacher領(lǐng)導(dǎo)。
他們的研究結(jié)果發(fā)表在《Geochimica et Cosmochimica Acta》雜志上。
Ogliore說：“我們知道我們是從星塵中誕生的：也就是說，由我們銀河系附近的其他恒星產(chǎn)生的塵埃是太陽系的組成部分。但這項研究表明，星光對我們的起源也有深刻的影響。”
小小的時間膠囊
所有這些深奧的東西都被裝在一塊僅有85克的巖石中，這是1990年在阿爾及利亞作為隕石發(fā)現(xiàn)的一塊小行星，名為Acfer 094。小行星和行星由相同的前太陽系物質(zhì)形成，但它們受到了不同自然過程的影響。凝聚成小行星和行星的巖石構(gòu)件被打碎和撞擊；被汽化和重新組合；以及被壓縮和加熱。但是Acfer 094所來自的小行星設(shè)法生存了46億年，基本上沒有受到傷害。
"這是我們收集的最原始的隕石之一，"Vacher說。"它沒有被大幅加熱。它包含多孔區(qū)域和在其他恒星周圍形成的微小顆粒。它是太陽系形成的一個可靠見證。"
Acfer 094也是唯一含有宇宙后成合晶的隕石，這是一種具有極重氧同位素的氧化鐵和硫化鐵的互生體--這是一個重要的發(fā)現(xiàn)。
與太陽系的其他地方相比，太陽含有大約6%的最輕的氧同位素。這可以解釋為紫外線照射在太陽系的構(gòu)件上，選擇性地將一氧化碳氣體分解為其組成原子。這個過程也創(chuàng)造了一個重得多的氧同位素的儲存庫。然而，在宇宙后成合晶之前，沒有人在太陽系材料的樣本中發(fā)現(xiàn)這種重的同位素特征。
然而，由于只有三種同位素，僅僅找到重氧同位素還不足以回答光的來源問題。不同的紫外線光譜可能產(chǎn)生相同的結(jié)果。
Vacher說：“這時Ryan想到了硫磺同位素的想法。”硫的四種同位素將以不同的比例留下它們的痕跡，這取決于照射原太陽系中硫化氫氣體的紫外光光譜。一顆大質(zhì)量的恒星和一顆年輕的類太陽恒星具有不同的紫外線光譜。
當小行星上的冰塊融化并與小塊的鐵鎳金屬反應(yīng)時，形成了宇宙后成合晶。除了氧氣之外，宇宙后成合晶還含有硫化鐵中的硫。如果它的氧氣見證了這一古老的天體物理過程--它導(dǎo)致了重氧同位素--也許它的硫也是如此。
"我們開發(fā)了一個模型，"Ogliore說。"如果我有一顆大質(zhì)量的恒星，會產(chǎn)生什么樣的同位素異常現(xiàn)象？對于一顆年輕的、類似太陽的恒星呢？該模型的精確度取決于實驗數(shù)據(jù)。幸運的是，其他科學(xué)家已經(jīng)做了很好的實驗，當硫化氫被紫外光照射時，同位素比率會發(fā)生什么變化。"
Acfer 094中宇宙后成合晶的硫和氧同位素測量證明了另一個挑戰(zhàn)。這些顆粒大小為幾十微米，是各種礦物的混合物，需要在兩臺不同的原位二次離子質(zhì)譜儀上采用新技術(shù)：物理系的NanoSIMS（在物理系研究助理教授劉楠的協(xié)助下）和地球與行星科學(xué)系的7f-GEO（也在文理學(xué)院）。
研究人員獲得了地球和行星科學(xué)教授、文理學(xué)院環(huán)境研究系主任以及國際能源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展中心主任大衛(wèi)-費克，以及地球和行星科學(xué)研究科學(xué)家克萊夫-瓊斯等人的幫忙。
"他們是生物地球化學(xué)高精度原位硫同位素測量方面的專家，"Ogliore說。"如果沒有這種合作，我們就不會達到區(qū)分年輕太陽和大質(zhì)量恒星情況所需的精度。"
宇宙后成合晶的硫同位素測量結(jié)果與來自大質(zhì)量恒星的紫外線照射相一致，但不符合來自年輕太陽的紫外線光譜。這些結(jié)果對46億年前太陽誕生時的天體物理環(huán)境提供了一個獨特的視角。鄰近的大質(zhì)量恒星可能足夠近，以至于它們的光線影響了太陽系的形成。夜空中這樣一顆鄰近的大質(zhì)量恒星會顯得比滿月更亮。
Vacher說：“我們在獵戶座星云中看到了新生的行星系統(tǒng)，稱為proplyds，它們被附近的大質(zhì)量O型和B型恒星的紫外線蒸發(fā)掉了。”
“如果proplyds離這些恒星太近，它們就會被撕碎，而行星就永遠不會形成。”他說：“我們現(xiàn)在知道我們自己的太陽系在誕生時離得很近，足以受到這些恒星的光線的影響。但值得慶幸的是，沒有太近。”