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星光雕刻:这颗陨石见证了太阳系的诞生

陨石Acfer 094中的宇宙后成合晶。

2011年,科学家们证实:太阳系发生了“分裂”。他们发现,太阳的氧同位素与地球、月球以及太阳系其他行星和卫星的氧同位素不同。为什么会出现这种差异?答案是,在太阳系的早期历史中,后来成为行星的物质曾被大量紫外线照射过。那么,紫外线又从何而来?科学家提出了两种观点:其一,来自当时年轻的太阳;其二,来自附近的恒星诞生之处。

phys.org网站当地时间7月5日报道,美国华盛顿大学研究人员Ryan Ogliore和Lionel Vacher等人确定了导致“分裂”的原因:一颗早已死亡的大质量恒星发出的光,在太阳系的岩质天体上留下了印记。相关研究成果刊登在《地球化学与宇宙化学学报》中。“我们是从星尘中诞生的,星系附近其他恒星产生的尘埃构成了太阳系。”Ogliore说,“新研究表明,星光对我们的起源也有深远的影响。”

所有的奥秘都藏在陨石Acfer 094中。小行星和行星由来源相同、经历不同的岩石构筑块组成,除了被打碎、撞击之外,这些构筑块还经受了蒸发、重组、压缩和加热。然而,Acfer 094的母行星成功存活了46亿年,几乎毫发无损。Vacher说:“这是我们收集到的最原始的陨石之一。它没有承受过明显升温过程的痕迹。Acfer 094包含多孔区域和在其他恒星周围形成的微小颗粒。这些都是有关太阳系形成的可靠证据。”

Acfer 094也是唯一一块含有宇宙后成合晶的陨石。宇宙后成合晶是一种氧化铁、硫化铁与重质氧同位素的共生物。与太阳系其他部分相比,太阳的轻质氧同位素含量要高出6%。其原因可能是,紫外线选择性地将一氧化碳分解成氧原子和碳原子,并在这一过程中产生了更重的氧同位素。

当小行星上的冰融化,并与铁镍发生反应时,宇宙后成合晶便会生成。除氧之外,宇宙后成合晶还含有硫,这两种元素都是古老天体物理过程的见证者。Ogliore等人完成了宇宙后成合晶的硫同位素测定,其结果与大质量恒星的紫外线辐射一致,但与年轻太阳的紫外线光谱不符。该结果为46亿年前太阳诞生时的天体物理学环境提供了独特解读:大质量恒星很可能距离太阳系非常近,它们散发的光影响了太阳系的形成。

现在,类似的起源故事也在银河系的其他区域上演。“我们在猎户座星云中观测到了新生行星系统――原行星盘,它们正因为附近大质量恒星发出的紫外线光而逐渐蒸发。”Vacher说,“如果原行星盘距离恒星太近,有可能会被撕裂,行星也不会再形成。我们现在知道,太阳系在诞生之初距离大质量恒星很近,极有可能被其光线影响。”

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编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《地球化学与宇宙化学学报》

期刊编号:0016-7037

原文链接:https://phys.org/news/2021-07-sculpted-starlight-meteorite-witness-solar.html

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