一颗来自龙宫小行星的微小颗粒带来的惊人发现,动摇了科学家们对太阳系演化历程的认知。日本隼鸟2号任务返回的样本中,研究人员发现了硫铜铁钾矿——这种通常在炽热还原化学环境下形成的矿物,此前从未在类似龙宫的小行星陨石中出现过。它的存在揭示了两种可能性:要么龙宫小行星曾经历远超预期的高温环境,要么太阳系其他区域的特殊物质以未知方式融入了其形成过程。这项发现如同在北极冰层中发现棕榈树化石般震撼,彻底颠覆了我们对原始小行星构成及早期行星物质混合机制的全部认知。
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尔菲舍石(djerfisherite),这是一种含钾的铁镍硫化物。该矿物的存在完全出乎意料,因为根据龙宫在其存在过程中所暴露的条件,杰尔菲舍石不可能形成。该发现于2025年5月28日发表在《陨石学与行星科学》(Meteoritics & Planetary Science)期刊上。
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:"杰尔菲舍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的环境,此前从未在CI球粒陨石或其他龙宫颗粒中被报道过。它的出现如同在北极冰层中发现热带种子——表明要么存在意想不到的局部环境,要么是早期太阳系中的长距离物质迁移所致。"
宫原团队一直进行实验以理解陆地风化作用对龙宫颗粒的影响。当使用场发射透射电子显微镜(FE-TEM)观察颗粒的风化效应时,他们在样品板C0105-042的15号颗粒中发现了杰尔菲舍石。
宫原阐释道:"龙宫颗粒中发现杰尔菲舍石表明,在太阳系演化早期,可能混合了具有完全不同形成历史的物质;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成分均一的观点,并为原始小行星的复杂性提出了新问题。"
龙宫是一个较大母天体的一部分,该母天体形成于太阳系诞生后180万至290万年之间。该母天体被认为起源于太阳系外侧区域,那里水和二氧化碳以冰的形式存在。母天体内部因放射性元素衰变产生的热量使其形成约300万年后冰体开始融化。该过程的温度估计保持在约50℃以下。
相比之下,已知含有杰尔菲舍石的顽辉石球粒陨石的母天体,被认为形成于太阳系内侧区域。热力学计算表明,顽辉石球粒陨石中的杰尔菲舍石直接由高温气体形成。此外,水热合成实验表明,杰尔菲舍石也可在350℃以上温度下,通过含钾流体与铁镍硫化物的反应形成。
这促使研究团队提出其存在于龙宫颗粒中的两种假说:要么是在龙宫母体形成期间从其他来源迁移而来;要么是当龙宫温度升高至350℃以上时内在形成。
初步证据表明内在形成假说更可能成立。下一步将对这颗及其他龙宫颗粒进行同位素研究以确定其起源。宫原总结道:"最终,我们的目标是重建塑造龙宫等小天体的早期混合过程及热历史,从而增进对行星形成及早期太阳系物质迁移的理解。"