小行星“龙宫”中发现的神秘矿物可能重塑行星演化史

广岛大学的一个研究团队在龙宫样本颗粒中发现了矿物杰斐逊石的存在，这是一种含钾的铁镍硫化物。该矿物的出现完全出乎意料，因为根据推测，龙宫小行星在其整个存在过程中所经历的环境条件并不足以形成杰斐逊石。该发现于2025年5月28日发表在《陨石学与行星科学》期刊上。

"杰斐逊石是一种通常在高度还原环境中形成的矿物，例如顽辉石球粒陨石中出现的环境，此前从未在CI型球粒陨石或其他龙宫颗粒中被报道过，"论文第一作者兼通讯作者、广岛大学高等科学与工程研究生院副教授宫原正明表示。"它的出现如同在北极冰盖中发现热带种子——表明要么存在出乎意料的局部环境，要么是早期太阳系中的长距离物质迁移所致。"

宫原团队一直在进行实验以了解陆地风化作用对龙宫颗粒的影响。当他们使用场发射透射电子显微镜（FE-TEM）观察颗粒的风化效应时，在样品板C0105-042的15号颗粒中发现了杰斐逊石。

"龙宫颗粒中杰斐逊石的发现表明，具有完全不同形成历史的物质可能在太阳系演化早期就发生了混合，或者龙宫经历了此前未被认识的局部化学异质性条件。这一发现挑战了龙宫具有均一成分的传统认知，并为原始小行星的复杂性提出了新问题，"宫原进一步阐释道。

龙宫小行星是一个更古老母天体的一部分，该母天体形成于太阳系诞生后180万至290万年之间。据推测该母天体起源于太阳系外围区域，那里的水和二氧化碳以冰的形式存在。在母天体内部，放射性元素衰变产生的热量导致其形成约300万年后冰层开始融化。据估算，此过程中的温度始终保持在约50℃以下。

相比之下，已知含有杰斐逊石的顽辉石球粒陨石母天体，被认为形成于太阳系内部区域。热力学计算表明，顽辉石球粒陨石中的杰斐逊石是由高温气体直接形成的。此外，水热合成实验证明，当含钾流体与铁镍硫化物在350℃以上温度反应时，也能形成杰斐逊石。

这促使研究团队针对龙宫颗粒中该矿物的存在提出两种假说：要么是在龙宫母天体形成期间从其他源区迁移而来；要么是在龙宫温度升高至350℃以上时内部自发形成。

初步证据表明内生成因假说更可能成立。下一步计划对该颗粒及其他龙宫样本进行同位素研究以确定其起源。"最终，我们的目标是重构早期混合过程以及塑造龙宫等小天体的热演化史，从而增进对行星形成和早期太阳系物质迁移的理解，"宫原总结道。