破解宇宙历史悬疑 密码就在天外飞来的宝石里

原行星印象图 图片版权 SPL
Image caption 原行星印象图。努比亚沙漠里发现的天外飞来的宝石可能是太阳系早年一颗原行星爆炸后产生的碎片。

数十亿年前,浩瀚太空里两颗游荡的星球相遇、相拥,金石迸裂火光缤纷……碰撞的结晶四散。这是解释太阳系起源和演化的理论对太阳系最初1000万年间星际事件的一种推测。

这种推测描述了原行星以及它们的碰撞、消失,但从来没有找到碰撞产生的残骸,数十亿年前是否存在过这种“失踪”的行星,遂成宇宙历史悬疑。

现在,瑞士科学家声称找到了破解这个悬疑的证据。论文今年4月发表在《自然》系列期刊旗下《自然通信》上

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Image caption 天外飞来的宝石洒落在苏丹北部的努比亚沙漠里。它们被命名为2008 TC3陨石,是一颗陨星的碎片。

10年前,非洲苏丹北部的努比亚沙漠,许多陨石碎片自天而降。后来人们在这些天外来客粗糙的岩石表层下发现了宝石。

它们是一块太空陨石穿越地球大气层时炸裂后的碎片。

2018年4月,《自然通信》上一篇研究报告称,嵌钻陨石的母体是一颗数十亿年前的原行星。

根据现在普遍接受的说法,太阳系形成于大约46亿多年前。学者们认为,原行星碰撞的场景发生在最初1000万年。

瑞士洛桑联邦理工学院的学者奈比埃(Farhang Nabiei)和课题组成员认为,努比亚沙漠里陨石里的宝石,是"第一个强有力的证据",证明这种庞大的原行星曾经存在,后来在剧烈碰撞中消失。

他们认为,这些天上掉下来的宝石,正是一颗失踪原行星的残骸。

图片版权 EPFL / Hillary Sanctuary
Image caption 这些陨石碎片因为散落地区有一个火车站叫”第六站“,阿拉伯语是Almahatta Sitta,故此得名。

一颗原行星在只有1000万年历史的太阳系游荡,后来跟别的星球发生剧烈碰撞,金石迸裂,化作万千碎片。在这个过程中,高压高温促成了宝石。

其中一块宝石陨星飞往地球,在非洲苏丹北部上空37公里处爆炸,碎片洒落努比亚沙漠。

那天是2008年10月7日。这颗宽约4米的陨石被命名为2008TC3。

后来陆续敛集了大约50个陨石碎片,直径从1厘米到10厘米不等。它们散落的区域有一个火车站,叫第六站(Station Six),阿拉伯语是阿尔玛哈塔·西塔(Almahata Sitta),所以被统一冠名为第六站陨石。

在透射电子显微镜下,第六站陨石里可以看到宝石生成过程中掺进去的夹杂矿物成分,包括铬铁矿,磷酸盐和硫化物。

这些矿物质仅能在相当于地球海平面大气压约20万倍的压强下形成,因此这些陨心钻石可能在体积相当于水星或更大的原行星核心附近形成。

奈比埃和课题组成员认为,这些夹杂成分的组成和形态特征表明,只有像火星或水星体积那么大的星球碰撞时才足以产生如此"点石成钻"的压强。

2008 TC3陨石碎片叫"橄辉无球粒陨石(ureilites),它们占陨石、陨铁等撞击地球的天体的总量不到1%。

图片版权 NASA/JPL/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Image caption 解释太阳系的形成和演化,星云假设只是一种理论

奈比埃和课题组成员推断,可能地球上所有的橄辉无球粒陨石都来自“失踪”的原行星。

他们的研究为星云假说模型之一所描述的“失踪”的大行星提供了重要证据。

星云假说理论最早是18世纪由康德、拉普拉斯等科学家提出,基本观点是太阳系由一团星云逐渐演变而成。随着科技发展,星云假说出现多种版本,但核心不变。

洛桑联邦理工学院课题组的研究报告总结:"(在太阳系形成后的头几百万年里)火星般大小的天体很常见,它们抑或聚合成更大的行星,抑或跟太阳相撞,或者被逐出太阳系。“

努比亚沙漠里的那些天外来的宝石,则“提供了令人信服的证据,证明橄辉无球粒陨石的母体就是在碰撞中粉身碎骨的一颗巨大的'失踪‘行星”。

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