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小行星龙宫含有比行星更古老的物质，是地球上研究过的最原始的物质之一
由日本小行星任务带回地球的样本是太阳系中研究过的最原始的物质。
艺术家描绘下的隼鸟2号宇宙飞船在小行星龙宫。(图片来源:美国国家宇航局)
根据对日本隼鸟2号任务带回的样本的分析，小行星龙宫包含一些地球上实验室研究过的最原始的物质，这些物质可以追溯到太阳系形成后的500万年。
因为它太古老了，它是由形成行星的相同物质组成的。“龙宫是地球的基石之一，”团队成员、日本北海道大学教授横山哲也在接受宇宙网采访时表示。
日本宇宙航空研究开发机构的隼鸟2号宇宙飞船于2014年12月发射，并于2019年抵达小行星龙宫。它从小行星上回收了两个小的风化层样本，总计5.4克。这些样本随后于2020年12月在配备降落伞的太空舱中降落在地球上。
返回后，样本被分发给科学团体，包括东京理工学院横山哲也教授领导的一个团队。该团队最新公布的结果表明，样本的成分是有史以来最接近太阳星云的，太阳星云是凝结形成太阳和行星的气体云。因此，它是由45亿年前形成太阳系的成分组成的。
这一发现支持了之前的研究结论，即龙宫是由原始材料制成的，但还不知道它的年代。
龙宫是一颗碳质球粒陨石，由富含碳的石质物质构成。隼鸟2号的远程观测发现了一些无法解释的差异——包括更深的表面颜色，更丰富的层状硅酸盐物质和比预期更多的多孔成分——需要实验室分析来更好地了解小行星的性质。龙宫陨石与1938年落在坦桑尼亚的伊夫纳陨石有些相似，伊夫纳陨石被伦敦自然历史博物馆借给横山的团队进行研究。
横山说:：“对伊夫纳和龙宫的比较非常有助于揭示龙宫的特征。”
利用一系列技术——包括电子显微镜、x射线荧光、电感耦合等离子体质谱和热电离——研究小组发现，这些样本是在液态水中形成的，温度约为81至117华氏度(27至47摄氏度)，大约在太阳系开始形成后500万年。
12月5日，日本宇宙航空研究开发机构人员在澳大利亚伍默拉禁区的红土上检查隼鸟2号的返回舱。(图片来源日本宇宙航空研究开发机构)
由于直径只有3000英尺(900米)，龙宫太小了，无法产生足够的热量来融化水冰。因此，龙宫本身一定起源于太阳系诞生后200万至400万年形成的更大的母体。在500万年后的某个时刻，另一颗小行星的强烈撞击将龙宫的母体粉碎，一些碎片形成了龙宫。这一观点得到了龙宫表面存在的大块巨石的支持，这些巨石似乎起源于一次巨大撞击的碎片。
由于样品中含有丰富的某些元素——氢和稀有气体——龙宫的物质可以确定年代。它们是我们所能找到的与太阳可见表面——光球层——的组成最接近的匹配物，光球层被用来代表太阳星云的组成。
在地球上的实验室中，从未发现过如此原始的陨石或小行星物质。一些陨石，如伊沃纳，可能曾经是原始的。但是，在地球上躺了几十年，如果不是几个世纪的话——在那里，它们暴露在大气湿度和风化中，由人类处理——其中矿物和元素组成受到了损害。
解释行星的起源，一个关键是小行星和彗星等小天体的形成，包括一些组成部分。早期混乱的太阳系中，许多天体并不是在目前的轨道上形成的，伴随着湍流的原行星盘和迁移的行星，小天体被推离它们形成的所在。通过龙宫的母体形成时期推断，其中含有水，能确切判断小行星在哪里形成的吗？
“这是一个非常困难的问题，”横山说。“我们没有定量的答案，但它将超出位于木星轨道的太阳系雪线。”。下一步是利用这些样本中包含的信息来确定行星形成时早期太阳系中各种元素及其同位素的丰度。根据横山的说法，一旦确定，这些丰度“将成为研究太阳系的新标准”。
研究结果发表在6月9日出版的《科学》杂志上。
BY:Keith Cooper
FY:jane
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