神奇物語:來看看礦物學傢在糸川小行星的土壤樣本上發現瞭什麼?

來自耶拿和日本的礦物學傢們驚奇地發現在糸川小行星上有土壤樣本存在。

神奇物語:來看看礦物學傢在糸川小行星的土壤樣本上發現瞭什麼?

(從左到右)Falko Langenhorst博士,Tatsu Matsumoto博士和Dennis Harries博士。

來自耶拿和日本的礦物學傢們在小行星“ 糸川”的土壤樣本中發現瞭一個以前未知的現象:天體的表面覆蓋著細小的毛發狀鐵晶體。 研究團隊在本期的《自然通訊》中解釋瞭它們的形成方式,以及為什麼小行星中硫化合物的含量異常低。

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糸川小行星是一顆非常接近地球的行星,它就像是一個直徑幾百米的石塊,它的軌道在太陽和無數星體之間,也日復一日地穿越地球公轉軌道。但是糸川小行星與眾不同的地方在於:在2005年,地球向它打瞭招呼。日本宇航局向糸川小行星發射瞭隼鳥號行星探測器,並將土壤樣本安全帶回瞭地球,這也是人類歷史上第一次采樣並安全帶回地球。這次意義非凡的太空運輸一直到2010年,從那時起,采集的樣本也成為瞭實驗研究中永恒的課題。

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糸川小行星,攝於日本行星探測器隼鳥號,2005年10月。

來自日本和耶拿的團隊成功地從一些細小的樣本碎片中取得瞭全新發現:塵埃顆粒的表面覆蓋著一層極細薄的鐵晶體。這個發現震驚瞭當時的德國耶拿大學的法爾克·朗根·霍斯特教授和丹尼斯·克裡斯教授。畢竟在過去的十年裡,全世界的研究團隊都在竭盡全力地研究糸川小行星塵埃碎片的結構和化學成分,但是沒有人發現這些鐵“晶須”。作為耶拿地球科學研究所分析礦物學團隊中的訪問學者,日本研究員松本徹在用透射電子顯微鏡檢測這些碎片時,發現能夠用高分辨率圖像定位這些晶體。

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太陽風會使天體風化

這個發現令人興奮,不僅僅是因為這些鐵質“胡須”狀結構——雖然後來在其他小行星粒子上也有所發現,但在此之前這些結構一直被忽視。最令人感興趣的是這些“胡須”是怎麼形成的。

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“這些結構是宇宙作用在小行星表面的產物。”Falko Langenhorst這樣解釋。不隻是巖石,太陽風中的高能粒子也會擊打在小行星表面,因此使表面風化。小行星的一個重要組成元素是礦物隕硫鐵,一種鐵和硫結合而成的物質。礦物學傢Langenhorst說“太空風化的結果就是,鐵從隕硫鐵中被釋放出來並以針狀沉積在表面,這是才發現的。”硫化鐵中的硫,隨後以氣態硫化合物形式蒸發到周圍的真空環境中。

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顯微偽色圖。(a)一種研究中的“伊藤川”小行星谷物。礦物隕硫鐵(硫化亞鐵,紫色)被矽酸鹽礦物(綠色)環繞。(b)隕硫鐵的表面(紫色)和鐵胡子(藍色)。(c)一張放大後的鐵胡子圖片。圖片來源:Toru Matsumoto。

從已發現的冰晶的大小和數量來分析,研究人員還可以預估小行星表面的硫蒸發的速度。“從宇宙的角度來看,這個過程是極其迅速的。”Toru Matsumoto說。他研究的水晶達到2.5微米長,是人類頭發厚度的1/50。“大約1000年這些胡須就達到瞭這個大小,”福岡市九州大學的研究員補充。從長遠來看,針對冰晶的研究還能幫助更好地理解其他天體上的風化過程並確定天體的年齡。

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為此目的,研究人員們已經在視野裡敲定瞭具體的幾顆小行星。美國國傢航空航天局的OSIRIS-REx探測器目前已經準備好從貝努小行星帶回樣本,同時日本宇宙航空研究開發機構的隼鳥2號探測器已經在返回地球的路上。日本探測器去年到達小行星“龍宮”,就像小行星“伊藤川”一樣,探測器帶回瞭塵埃顆粒。樣本將在2020年年底著陸地球,德國耶拿的礦物學傢和Toru Matsumoto的國際團隊正滿懷期盼的等待著他們。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Ute Schönfelder-cyling,保持奇異,-crush-

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