广岛大学研究团队在隼鸟号小行星样本颗粒中发现了杰硫铁矿(一种含钾铁镍硫化物)的存在。该矿物的出现完全出人意料,因为根据隼鸟星的形成演化史,其环境条件本不应形成杰硫铁矿。此项发现于2025年5月28日发表在《陨石学与行星科学》期刊。
论文第一作者兼通讯作者、广岛大学尖端理工学研究科副教授宫原正明表示:「杰硫铁矿通常在高度还原环境中形成,例如顽火辉石球粒陨石。此前从未在CI群球粒陨石或其他隼鸟号样本中发现过该矿物。其存在犹如在北极冰层中发现热带植物种子——这暗示着早期太阳系中可能存在出乎意料的局域环境,或发生过长距离物质迁移。」
宫原团队此前正进行实验研究地表风化对隼鸟号样本的影响。当使用场发射透射电子显微镜(FE-TEM)观测样本风化效应时,他们在编号C0105-042样本板的第15号颗粒中发现了杰硫铁矿。
宫原进一步阐释:「隼鸟号样本中杰硫铁矿的发现表明,太阳系演化早期可能存在不同形成历史的物质混合现象;或暗示隼鸟星曾经历过未被认知的、局部化学异质性环境。该发现挑战了隼鸟星成分均一性的既有认知,为原始小行星的复杂性研究提出了新课题。」
隼鸟星是某母天体的碎片,该母天体形成于太阳系诞生后180万至290万年间。学界认为其母体起源于太阳系外缘区域,该区域的水和二氧化碳以冰态存在。母体内部放射性元素衰变产生的热量使其形成后约300万年时冰层融化,此过程温度估计始终低于约50℃。
相比之下,已知含杰硫铁矿的顽火辉石球粒陨石母体则形成于太阳系内缘区域。热力学计算表明,顽火辉石球粒陨石中的杰硫铁矿直接由高温气体形成。此外,水热合成实验证实,含钾流体与铁镍硫化物在350℃以上温度也能反应生成杰硫铁矿。
研究团队据此提出两种假说解释隼鸟号样本中的该矿物来源:可能在隼鸟母体形成期通过外部物质输入;或隼鸟星局部温度曾超过350℃时原位生成。
初步证据支持原位生成假说。下一步将对此样本及其他隼鸟号颗粒进行同位素研究以确定起源。宫原总结道:「我们的终极目标是重构早期太阳系中塑造隼鸟星等小天体的混合过程与热演化史,从而深化对行星形成及物质迁移机制的理解。」
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Journal Reference:
Masaaki Miyahara, Takaaki Noguchi, Akira Yamaguchi, Toru Nakahashi, Yuto Takaki, Toru Matsumoto, Naotaka Tomioka, Akira Miyake, Yohei Igami, Yusuke Seto.Djerfisherite in a Ryugu grain: A clue to localized heterogeneous conditions or material mixing in the early solar system.Meteoritics & Planetary Science, 2025; DOI:10.1111/maps.14370
2025-07-02
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2025-06-23
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