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从小行星"龙宫"的一颗微小颗粒中得出的惊人发现,动摇了科学家对太阳系演化过程的认知。日本隼鸟2号探测器带回的样本内部,研究人员发现了褐硫钙石——这种矿物通常形成于高温化学还原环境,此前从未在类似龙宫陨石的天体中被观测到。它的存在暗示两种可能性:要么龙宫小行星曾经历过超出预期的高温环境,要么在形成过程中混入了来自太阳系其他区域的特殊物质。这项突破性发现如同在北极冰层中发现棕榈树化石,彻底颠覆了我们对原始小行星组成及早期行星物质混合机制的传统认知。

广岛大学研究团队在"龙宫"小行星样本颗粒中发现含钾铁镍硫化物矿物杰夫谢尔矿(djerfisherite)。这一发现完全出乎预料,因为根据现有认知,龙宫小行星在其演化过程中所处的环境条件不应形成该矿物。相关研究成果于2025年5月28日发表于《陨石学与行星科学》期刊。

研究第一作者、广岛大学高等理工科学研究科宫原正明副教授表示:"杰夫谢尔矿通常形成于高度还原环境,例如顽火辉石球粒陨石中,此前从未在CI型球粒陨石或其他'龙宫'样本中发现过。这一发现就像在北极冰层中发现热带植物种子——暗示着早期太阳系存在意想不到的局部环境或长距离物质传输机制。"

研究团队最初通过场发射透射电子显微镜(FE-TEM)观察样本板C0105-042的15号颗粒时,正在进行地球风化作用对"龙宫"样本影响的研究。在此过程中意外发现了杰夫谢尔矿的存在。

宫原教授指出:"这一发现表明,太阳系早期演化过程中可能存在不同形成历史的物质混合,或者'龙宫'母体存在未被认知的局部化学异质性环境。该发现挑战了'龙宫'成分均一性的传统认知,为原始小行星的复杂性研究提出了新课题。"

据研究显示,龙宫小星体形成于太阳系诞生后180万至290万年间,起源于外太阳系含水冰和二氧化碳冰存在的区域。其母体在形成约300万年后因放射性元素衰变产热引发冰体融化,整个过程温度始终低于50℃。

相较之下,已知含有杰夫谢尔矿的顽火辉石球粒陨石母体形成于内太阳系。热力学计算显示该类陨石中的杰夫谢尔矿直接源于高温气体凝结,水热合成实验也证实该矿物可通过含钾流体与铁镍硫化物在超过350℃条件下反应生成。

基于此,研究团队提出两个形成假说:其一是龙宫母体形成时捕获了外部来源物质;其二是母体内部曾局部温度超过350℃。初步证据更支持内在形成假说。

后续研究计划通过同位素分析确定该矿物及其他"龙宫"样本的起源。宫原教授总结道:"我们的最终目标是重构'龙宫'这类小天体的早期混合过程和热历史,从而提升对行星形成和太阳系早期物质传输机制的理解。"