太空岩石可能会重写太阳系早期历史

太空岩石（图片来源：史地斯.真维斯单/维基媒体，CC BY-SA）

2020年5月，在阿尔及利亚南部撒哈拉沙漠的沙丘地区的沙海中发现了一些含有独特绿色晶体的不寻常岩石。经过仔细检查，这些岩石原来来自外太空——它们是数十亿年前的瓦砾，是太阳系黎明时遗留下来的。

它们都是被称为陨石碎片，这是迄今为止发现的最古老的火山岩，是很久以前在一些现已消失的古代原行星的火焰中融化的产物。在发表在《自然通讯》上的新研究中，我们分析了其中的铅和铀同位素，并计算出它大约有45.56556亿年的历史，大约12万年。这是迄今为止从太空中计算出的最精确的年龄之一，我们的结果也对早期太阳系的一些常见假设提出了质疑。

铝的秘密生命

大约45.67亿年前，我们的太阳系由巨大的气体和尘埃云形成。在这片云中的许多元素中，铝有两种形式。首先是稳定的形式，铝-27，其次是铝-26。这是一种主要由恒星爆炸产生的放射性同位素，随着时间的推移会衰变为镁-26。铝-26对于想要了解太阳系如何形成和发展的科学家来说是非常有用的东西。因为太空岩石随着时间的推移而衰减，我们可以用它来确定事件的日期-特别是在太阳系生命的最初四五百万年内。铝-26的衰变还有另一个重要的原因：我们认为它是早期太阳系的主要热源。这种衰变影响了后来聚集在一起形成行星的小型原始岩石的融化。

铀、铅和年龄

然而，要使用铝-26来了解过去，我们需要知道它是在某些地方均匀分布还是比其他地方更密集地聚集在一起。要弄清楚这一点，我们需要更精确地计算一些古代太空岩石的绝对年龄。单看铝-26不会让我们这样做，因为它衰减相对较快（大约70.5万年后，铝-26样品的一半将衰变为镁-26）。它用于确定不同物体的相对年龄，但不是它们的绝对年龄（以年为单位）。但如果我们将铝-26的数据与铀和铅的数据结合起来，我们就可以取得一些进展。铀有两个重要的同位素（铀235和铀238），它们衰变成铅的不同同位素（分别是铅207和铅206）。铀同位素的半衰期要长得多（分别为7.1亿年和44.7亿年），这意味着我们可以使用它们来直接计算一个事件发生了多长时间。

像Erg Chech 002这样的太空陨石提供了关于太阳系早期的线索。（图片来源：Yuri Amelin,CC BY）

陨石群

Erg Chech 002被称为“未组聚无球粒陨石”。无球粒陨石是由熔化的星子形成的岩石，我们称之为形成太阳系的气体和碎片云中的固体块。地球上发现的许多无球粒陨石的来源已经确定。大多数属于所谓的Howardite-Eucrite-Digeneite氏族，据信起源于太阳系中最大的小行星之一Vesta 4。另一组无球粒陨石被称为愤怒陨石，它们共享一个未知的母体。还有其他无球粒陨石，包括Erg Chech 002，是“未分类的”：它们的亲体和家族关系未知。

大块的铝

在我们对Erg Chech 002的研究中，我们发现它含有高丰度的铅206和铅207，以及相对大量的未脱碳铀238和铀235。测量所有铅和铀同位素的比率帮助我们以前所未有的精度估计岩石的年龄。我们还将我们计算的年龄与先前发表的Erg Chech 002铝-26数据以及其他各种无球粒陨石的数据进行了比较。

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-流星雨和流星：形成和历史与一组称为火山愤怒的无球粒陨石的比较特别有趣。我们发现，Erg Chech 002的母体一定是由含有三到四倍的铝-26的材料形成的，而铝-26的来源是愤怒的母体。这表明铝-26确实分布在形成太阳系的尘埃和气体云中相当不均匀。我们的结果有助于更好地了解太阳系的早期发展阶段，以及新兴行星的地质历史。对各种无球粒陨石群的进一步研究无疑将继续完善我们的理解，并增强我们重建太阳系早期历史的能力。本文从《沟通》处以许可协议获得转载权。

By：Evgenii Krestianinov

FY: 何丹怀

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来源: 天文在线