原始陨石使科学家更加了解太阳的演化

太阳原行星状星云的图像。研究人员在原始陨石Yamato-793261中发现，左图是结晶二氧化硅的结构，右图是变形虫橄榄石聚集体的电子显微照片。（NASA / JPL-Caltech）©

早稻田大学，高等研究院大学，夏威夷大学马诺阿分校，哈佛大学和国立极地研究所的一组研究人员在原始陨石中发现了二氧化硅（SiO2）矿物石英，成为世界上第一个可以提供太阳原行星盘内二氧化硅凝结的直接证据，并且离了解太阳的形成和演化又近了一步。

尽管以前的红外光谱观察表明，在生命的最后阶段，年轻的和新近形成的T Tauri恒星以及渐近巨型分支（AGB）恒星中都存在二氧化硅，但实际上没有发现二氧化硅气固凝结的证据。在我们太阳系早期阶段的原始陨石中。

在这项研究中，科学家们研究了原始的陨石大和793261（Y-793261），这是一种碳质球粒陨石，是在1979年第20届日本南极研究考察期间从大和山脉附近的冰场收集的。

原始陨石Y-793261

早稻田大学地球化学教授Timothy Jay Fagan解释说：“ Y-793261中有机物的结晶度表明它没有发生热变质。”“这证实了Y-793261保留了其星云状来源的矿物质和质地，为我们提供了早期太阳系的记录。”

球粒陨石的主要成分包括耐火夹杂物，这些夹杂物是在高温下形成的，是迄今为止最古老的太阳系固体。耐火夹杂物可细分为富含钙铝的夹杂物（CAI）和变形虫橄榄石聚集体（AOA）。研究小组在Y-793261中发现了一种AOA，其中含有典型的AOA矿物，超难熔（非常高温）的含scan和锆的矿物以及石英（在相对较低的温度下形成）。Fagan教授指出：“矿物种类繁多，意味着AOA在大约1500 – 900C的宽温度范围内从星云气°体凝结成固体。”“这种聚集体是我们太阳系中发现的第一个此类聚集体。”

他们还发现，AOA中的石英的氧同位素组成接近于太阳。通常，这种同位素组成是难熔夹杂物的典型特征，这表明难熔夹杂物形成于靠近原太阳（约0.1 AU，或地球到太阳距离的1/10）。Y-793261中的石英具有这种同位素组成这一事实表明，该石英在太阳星云中以相同的环境形成。但是，如果矿物和气体在凝结过程中保持平衡，则假设不可能从太阳星云气体中凝结二氧化硅。这一发现证明了AOA是由快速冷却的气体形成的。随着贫硅矿物从气体中凝结，气体改变了组成，变得富含二氧化硅，直到石英变得稳定并结晶。

法根教授说，Y-793261的起源很可能是162173龙宫（俗称龙宫）附近的天文物体，这是一种小行星，以日本古代民间传说中的龙宫命名。日本宇宙飞船Hayabusa 2目前正在对其进行调查，Ryugu可能具有与Y-793261相同的特性，并有可能提供有关早期太阳系的更多记录。“通过将正在进行的关于陨石的研究与龙古的新成果相结合，我们希望能够更好地了解在太阳系开始阶段发生的热事件和质量转移。”

出版物：Mutsumi Komatsu等人，“太阳原行星盘内二氧化硅凝结的第一个证据”，PNAS，2018年； doi：10.1073 / pnas.1722265115