天文学家:几乎所有陨石,都有灾难的属性

星空天文说 2024-10-21 21:10:31

通过陨石认识的太阳系,可能是极端片面的。

出现在阿塔卡马大型毫米/亚毫米波射电望远镜阵列上空的明亮流星。小行星进入地球大气层与大气摩擦燃烧发光便是流星,流星若未在大气层中烧完,落到地面便是陨石。Christoph Malin / ESO

10月16日《自然》杂志上的两篇论文指出,绝大部分落到地面的陨石可能都源自发生在火星和木星轨道间小行星带的少数几次灾难性天体碰撞事件。这一方面表明,通过寻找陨石的来源,科学家能够较为容易地了解这些构建行星乃至太阳系的基石来自何方,以及它们是如何聚集在一起的;另一方面也表明,人类通过陨石获得的知识可能是极端片面和不完整的。

人们通常认为陨石保留了太阳系形成初期的历史记录,但它们的来源又常常是不明确的。不知道陨石来自何方,就像是手握一片拼图,却不知道它的完整样貌可能是什么。

落到地球上的陨石大部分是岩石质地的。这类陨石被称为“普通球粒陨石(Ordinary chondrites)”。普通球粒陨石占所有陨石的70%左右。它又可分为两大类,一类是H型,另一类是L型。

L型球粒陨石被认为起源于一个共同的母体。这类陨石的矿物特征表明它们在逐渐冷却之前,经受过剧烈的震荡、烧灼和脱气。这意味着它们可能是在一次剧烈的碰撞中,从一颗大型小行星身上脱落下来的。这颗小行星的直径至少在100千米以上。

在通过测量放射性元素的衰变,对陨石年龄进行测定之后,人们发现这些陨石最早源于一次发生在大约4.7亿年前的碰撞事件。而在使用红外望远镜扫描了小行星带内的所有已知大型石质小行星,并将L型球粒陨石的矿物特征与这些小行星进行了比较之后,研究人员发现有一类小行星的特征与他们想要寻找的目标十分相近。

这类小行星被称为“马萨利亚族(Massalia family)”小行星,它们非常分散,但是科学家能够有效地通过它们当前的轨道追溯它们来自何方。追溯结果表明,这些小行星好像都是在大约5亿年前,从一颗比它们更古老、更大的小行星身上分离下来的。这个时间点表明,产生了L型球粒陨石的那次天体碰撞事件,可能也同时产生了马萨利亚族小行星。马萨利亚族小行星中最大的一个长度达到了大约140千米,而这也符合人们对L型球粒陨石母体尺寸的估计。

除此之外,还存在多条独立的数据线索,指向马萨利亚族小行星。比如通过追溯一些带有L型球粒陨石特征的近地小行星轨道,人们发现它们可能也是马萨利亚族的成员。

在那次古老的撞击事件发生之后,还发生过一次距离今天较近的撞击事件。第一次撞击事件产生的部分L型球粒陨石物质流返回了撞击后遗留下来的最大小行星残骸上,而后续在大约4000万年前发生的另一次撞击事件又将这些碎片中的一部分送往了地球。

球粒陨石中的另一类是H型球粒陨石,它们形成于大约500至800万年前,因此它们一定是在另外一次或两次不同的事件中产生的。通过轨道复原技术,研究人员发现矿物特征符合H型球粒陨石的“科罗尼斯(Koronis)族”小行星中,有许多在760万年前其实是同一个。

而此前的研究已经使用相似的回溯技术,研究了另外一个被称为“卡林族(Karin family)”的小行星族群,其结果也表明这些小行星源自大约580万年前的一个单一小行星。由于这两族小行星覆盖了H型球粒小行星形成时间范围的两端,研究人员得出结论认为,这两个曾经存在过的单一小行星就是这类陨石的来源。

研究人员认为,通过研究落到地球的陨石所获取的知识其实是高度片面的,因为这些陨石中的绝大部分都来自数量有限的几颗小行星。而小行星带中的小行星乃至矮行星种类之多可能超乎想象,它们中的每一个都有可能从另外的角度展现我们太阳系的独特之处。

参考Young asteroid families as the primary source of meteoriteshttps://www.nature.com/articles/s41586-024-08006-7The Massalia asteroid family as the origin of ordinary L chondriteshttps://www.nature.com/articles/s41586-024-08007-6

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