研究人員在形成于46億年前的小行星隕石內發現富含二氧化碳的液體水
0
研究人員在形成于46億年前的小行星隕石內發現富含二氧化碳的液體水
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：通過研究古老隕石碎片，科學家們可以獲得太陽系在遠古時代如何形成的形成行星現富重要見解。現在，年前內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發現了富含二氧化碳的含氧化碳液體水。這一發現表明，體水這顆隕石的研究于億隕石母體小行星在進入內太陽系之前就已經在木星的軌道之外形成，并為太陽系形成動態提供了關鍵證據。形成行星現富
水在我們的年前內太陽系中是很豐富的。即使在我們自己的小的液星球之外，科學家們已經在月球、含氧化碳土星環和彗星中探測到了冰，體水在火星和土星衛星Enceladus表面下探測到了液態水，研究于億隕石在金星炙熱的形成行星現富大氣中探測到了水蒸氣的痕跡。研究表明，年前內水在太陽系的早期演變和形成中發揮了重要作用。為了進一步了解這一作用，行星科學家們在隕石等地外物質中尋找液態水的證據，這些隕石大多源自太陽系早期歷史中形成的小行星。
科學家們甚至在隕石中發現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，這些礦物基本上是含有一些離子或分子水的固體。科學家們已經在位于一類被稱為普通軟玉的隕石鹽晶體中發現了這樣的液態水包裹體。
Tsuchiyama教授和他的同事想知道液態水包裹體是否存在于一類被稱為 "碳質軟玉"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教授領導的調查結果最近發表在著名期刊《科學進展》上。
研究人員使用先進的顯微鏡技術來檢查Sutter’s Mill隕石碎片，他們發現了一個方解石晶體，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。這一發現證實了古代碳質軟玉石中的方解石晶體確實不僅可以包含液態水，還可以包含二氧化碳。
Sutter’s Mill隕石中液態水包裹體的存在，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構內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，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部區域，在那里碎片可能后來與地球相撞。這一假設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，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軟玉隕石內發現水包裹體，是行星科學研究的一項重要成就。
相關報道：數十億年前的太空化學：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。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雜化學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，其中許多是現今的生物體中沒有的。
在AIP出版社出版的《流體物理學》中，來自哈佛大學的研究人員顯示，在最古老的隕石類--CV3型的幾個“成員”中，存在著一組系統的氨基酸聚合物。這些聚合物形成了有組織的結構，包括結晶的納米管和規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。他們設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的兩個化學階段。質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。這一發現表明，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。
研究人員利用量子化學表明氨基酸應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，最終形成了三維結構。
展望未來，研究人員希望通過持續的X射線分析獲得甘氨酸棒的更多細節。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。
相關報道：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在
（神秘的地球uux.cn報道）據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在。2011年，科學家證實了一個猜測：本地宇宙中出現了“分裂”。Genesis任務帶回地球的太陽風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。
現在，來自圣路易斯華盛頓大學文理學院物理學助理教授Ryan Ogliore實驗室的研究人員，已經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實驗室的博士后研究助理Lionel Vacher領導。
他們的研究結果發表在《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現的一塊小行星，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--這是一個重要的發現。
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現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生相同的結果。
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--它導致了重氧同位素--也許它的硫也是如此。
"我們開發了一個模型，"Ogliore說。"如果我有一顆大質量的恒星，會產生什么樣的同位素異常現象？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據。幸運的是，其他科學家已經做了很好的實驗，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。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譜儀上采用新技術：物理系的NanoSIMS（在物理系研究助理教授劉楠的協助下）和地球與行星科學系的7f-GEO（也在文理學院）。
研究人員獲得了地球和行星科學教授、文理學院環境研究系主任以及國際能源、環境和可持續發展中心主任大衛-費克，以及地球和行星科學研究科學家克萊夫-瓊斯等人的幫忙。
"他們是生物地球化學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，我們就不會達到區分年輕太陽和大質量恒星情況所需的精度。"
宇宙后成合晶的硫同位素測量結果與來自大質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。這些結果對46億年前太陽誕生時的天體物理環境提供了一個獨特的視角。鄰近的大質量恒星可能足夠近，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，稱為proplyds，它們被附近的大質量O型和B型恒星的紫外線蒸發掉了。”
“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。”