Ryugu龙宫小行星藏着太阳系的秘密?

日本隼鸟二号(Hayabusa2)带着样品返回地球,近两年后的今天,巴黎地球物理研究所、巴黎西岱大学和法国国家科学研究中心公布(162173)Ryugu龙宫小行星岩土样本组成:锌和铜同位素。这两个同位素特征表示龙宫小行星成分接近Ivuna碳质球粒陨石,与Ryugu类似的物质在外太阳系约占5%~6%地球质量。研究论文12日发布于《Nature Astronomy》期刊。

以往科学家借由地球发现的陨石,推敲早期太阳系面貌。日本宇宙航空研究开发机构JAXA隼鸟二号,2020年12月带着5克取自龙宫小行星的碎片返回地球。对研究太阳系形成的科学领域而言,这是突破性关键一步,因直接带回的碎片较不受地球环境的风化作用改变,科技进步提高研究可行性:直接分析最纯样本。

研究团队首次公布分析样本结果,发现龙宫小行星成分与Ivuna类碳质球粒陨石(Ivuna-like carbonaceous chondrites,CI)最接近,一种化学上最原始的陨石组成(含水和有机物的陨石),元素丰度的比例最接近太阳。然而一些同位素的特征(如钛和铬)和碳质球粒陨石其他亚群的特征有些重叠,因此龙宫小行星和碳质球粒陨石间的关联性还未能全盘了解。

锌和铜是两种中度挥发性元素,是研究类地行星形成过程的关键特征。不同亚群的碳质球粒陨石会有不同锌与铜的同位素比例,CI球粒陨石更是富含挥发性元素。详细调查研究龙宫小行星锌与铜的同位素,科学家获得研究小行星起源的关键工具。发现龙宫小行星的锌与铜同位素比例,和CI球粒陨石几乎相同,而与其他类型陨石有差异。由于龙宫小行星和CI球粒陨石的相似性,让科学家可利用龙宫小行星样本的锌与铜同位素比例,为代表太阳组成物质的最佳评估工具。

另外,龙宫小行星锌同位素也可用于研究地球中度挥发物质的增长过程,这对了解行星发展适居带的细节十分重要。研究团队也说明类似龙宫小行星的物质,在行星盘约5%地球质量。

(首图为研究人员拿着Ryugu龙宫小行星的样本,来源:IPGP)