「非常壯觀」:科學家首次分析從小行星「龍宮」採集的岩石樣本
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「非常壯觀」:科學家首次分析從小行星「龍宮」採集的岩石樣本

由日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)運營的小行星樣本返回任務——「隼鳥2號」於2014年12月3日發射。它於2018年6月27日到達其目的地:近地小行星162173 Ryugu (「龍宮」)。在對小行星進行了一年半的勘察和收集樣本後,它於2019年11月開始返回地球的旅程。

行了一年半的勘察和收集樣本後,它於2019年11月開始返回地球的旅程。

在「隼鳥2號」的六年旅程之後,這個勇敢的太空飛行器在2020年年底重新返回地球大氣層,並在澳大利亞內陸深處著陸。當JAXA的研究人員打開它時,他們發現其珍貴的有效載荷密封且完好無損:「隼鳥2號」設法從一顆飛馳的小行星表面挖出的一小撮泥土。

科學家們現在已經開始宣布對這一非凡樣本進行分析的第一個結果。他們的發現表明,這顆小行星是45億年前凝聚成我們的太陽的同一塊東西。

芝加哥大學的三名研究人員之一、地球化學家Nicolas Dauphas說:"擁有來自外太空的原始樣本簡直是不可思議。他們是來自太陽系中我們沒有探索過的部分的證人。"他與日本領導的國際科學家團隊合作分析這些碎片。

其目的地:近地小行星162173Ryugu(「龍宮」)。在對小行星進

2018年,「隼鳥2號」降落在一顆名為「龍宮」的移動小行星之上,並從其表面上方和下方收集顆粒。在花了一年半的時間圍繞小行星運行後,它帶著一個密封的膠囊回到了地球,裡面有大約5克的灰塵和岩石。世界各地的科學家們一直熱切地期待著這個獨特的樣本--它可能有助於重新定義我們對行星如何演變以及我們的太陽系如何形成的理解。

科學家們特別興奮,因為如果沒有太空飛行器的保護屏障,這些樣本永遠不會到達地球。

芝加哥大學地球化學家Andrew M. Davis是分析小組的另一名成員,他說:「通常情況下,我們所能研究的小行星只是那些大到足以作為隕石到達地面的碎片。如果你拿著這一把並把它扔進大氣層,它就會燃燒起來。你會失去它,關於這顆小行星的歷史的許多證據也會隨之消失。」

「我們以前真的沒有過這樣的樣本。它非常壯觀。」

——「隼鳥2號」於2014年12月3日發射。它於2018年6月27日到達

Davis、Dauphas和芝加哥大學的同事Reika Yokochi都是一個團隊的成員,他們被召集起來幫助日本研究人員分析這些樣本。艙內的每一部分內容都在進行嚴格的研究。Yokochi是一個團隊的一部分,該團隊正在分析被困在太空艙或泥土中的氣體。Dauphas和Davis是研究化學和同位素組成顆粒以揭示其歷史的團隊的一部分。

6月9日在《科學》雜誌上報導的這些結果的首次彙編,揭示了「龍宮」的構成。

該岩石類似於一類被稱為 「Ivuna型碳質球粒隕石 」的隕石。這些岩石的化學成分與我們從太陽測量到的相似,並被認為可以追溯到大約45億年前太陽系的最初階段--在太陽、月球和地球形成之前。

那時,所有存在的是一個巨大的、旋轉的氣體雲。科學家們認為,這些氣體中的大部分被拉到中心,形成了我們所知道的太陽。當這些氣體的殘餘物膨脹成一個圓盤並冷卻時,它變成了岩石,這些岩石今天仍然漂浮在太陽系周圍;看來「龍宮」可能是其中之一。

由日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)運營的小行星樣本返回任務

科學家們說,這些碎片顯示出在某個時候被水浸泡過的跡象。Dauphas說:「我們必須想像一個漂浮在太空中的冰和 Dirt 的集合體,當冰被小行星形成時存在的放射性元素衰變產生的核能融化時,它變成了一個巨大的泥球。但令人驚訝的是,今天這塊岩石本身似乎是相對乾燥的。」

利用放射性同位素測年法,他們估計「龍宮」在太陽系形成後僅約500萬年就被水循環改變了。

這些發現對研究人員來說特別有趣,因為它們暗示了彗星和一些小行星(如「龍宮」)之間類似的形成條件。

Yokochi解釋說:「通過檢查這些樣本,我們可以約束在它們生命中一定會發生的溫度和條件,並試圖了解發生了什麼。」

她將這一過程比作試圖弄清楚一碗湯是如何做出來的,但只有最終的結果而不是食譜。「我們可以拿著湯,把成分分開,並試圖從它們的狀況中看出它被加熱了多少,以什麼順序加熱。」

科學家們指出,將留出一定比例的樣本,以便我們在未來用更先進的技術對它們進行分析--就像科學家們對阿波羅任務的月球樣本所做的那樣。

「在我們50年前從阿波羅號得到月球樣本後,我們對月球如何形成的想法完全改變了,」 Davis說。「我們仍然在從它們身上學習新的東西,因為我們的儀器和技術已經進步了。」

「這些樣本也將是如此。這是一個不斷給予的禮物。」

這次任務是幾個國際任務中的第一個,這些任務將從另一個名為Bennu的小行星,以及我們的月球、火星和火星衛星Phobos上的未探索區域帶回樣本。這一切應該在未來10到20年內進行。

「對於公眾和一些決策者來說,這一直是非常低調的,但是我們正在進入一個歷史上前所未有的行星探索的新時代,」Dauphas說。「我們的孩子和孫子在參觀博物館時,將看到返回的小行星、火星以及希望是其他行星的碎片。」

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