隕石中的晶體二氧化硅能揭示太陽系演化？

一個多機構的研究小組在一顆原始隕石中發現了硅礦物石英，其中包括太陽原行星盤內硅結露的直接證據，並為理解太陽形成和進化提供了新線索。雖然先前的紅外光譜觀察表明，在年輕和新形成的T Tauri恆星以及在它們生命最後階段漸近巨分支(AGB)恆星中存在二氧化硅，但在太陽系早期的其他原始隕石中沒有發現二氧化硅氣固凝結的證據。科學家們研究了原始隕石Yamato-793261 (Y-793261)，這是一種碳質球粒隕石，是1979年第20次日本南極考察隊在大和山脈附近冰原上採集的。

博科園-科學科普：早稻田大學地球化學教授Timothy Jay Fagan解釋說：Y-793261中有機物的結晶度表明它不經歷熱變質。這證實了Y-793261保留了其星雲起源的礦物和紋理，為我們提供了早期太陽系的記錄。球粒隕石的主要組成部分包括耐火的包裹體，它們在高溫下形成，是太陽系中最古老的固體。難熔包裹體可細分為富鈣鋁包裹體(CAIs)和阿米巴狀橄欖石(AOAs)。研究小組在Y-793261中發現了一種AOA，含有典型的AOA礦物和超耐熱(高溫)鈧和鋯合金礦物，以及石英(在相對較低的溫度下形成)。

太陽系原行星星雲，圖片 ：NASA/JPL-Caltech

這樣的各種礦物質意味著AOA濃縮從星雲氣體固體在寬溫度範圍從約1500 - 900°C，這是我們太陽系中首次發現的此類聚集物。他們還發現，AOA中的石英具有接近太陽的氧同位素組成。這種同位素組成是典型的難熔包裹體，這表明難熔包裹體形成於接近原太陽的地方(大約0.1 AU，或地球到太陽距離的1/10)。

Y-793261中的石英具有這種同位素組成，這一事實表明，石英是在太陽星雲的同一環境中形成的。然而，如果礦物和氣體在冷凝過程中保持平衡，太陽星雲氣體的二氧化硅冷凝在理論上是不可能的。

原始隕石y - 793261，圖片：Waseda University

這一發現證明了AOA是由快速冷卻的氣體形成的。當低硅礦物從氣體中凝聚時，氣體成分發生變化，變得更富硅，直到石英變得穩定並結晶。費根教授說Y-793261的起源很可能是162173 Ryugu(俗稱Ryugu)附近的一個天體，這是一顆小行星，以一個古老的日本民間傳說中的龍宮命名。目前，日本「隼鳥2號」宇宙飛船正在對琉球進行研究，琉球可能與Y-793261具有相同的性質，並可能為早期太陽系提供更多的記錄。通過將目前正在進行的對隕石的研究與琉球群島的新結果相結合，希望能更好地了解在太陽系初期發生的熱事件和質量轉移。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《 美國國家科學院院刊》｜研究/來自： 早稻田大學，DOI: 10.1073/pnas.1722265115

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