我們的太陽系被認(rèn)為是由氣體和塵埃云形成的,即所謂的太陽星云,它在46 億年前開始在自身重力作用下凝結(jié)。當(dāng)這片云收縮時,它開始旋轉(zhuǎn)并形成一個圓盤,圍繞其中心的最高引力質(zhì)量(即我們的太陽)運行。
地球被認(rèn)為部分是由來自外主帶小行星的碳質(zhì)隕石形成的。對外部主帶小行星的望遠(yuǎn)鏡觀測揭示了一個常見的3.1 微米反射特征,表明它們的外層有水冰或氨化粘土,或兩者都有,而且它們只有在非常低的溫度下才穩(wěn)定。有趣的是,盡管有多種證據(jù)表明碳質(zhì)隕石來自此類小行星,但在地球上發(fā)現(xiàn)的隕石通常缺乏這一特征。因此,小行星給天文學(xué)家和行星科學(xué)家提出了許多問題。
東京工業(yè)大學(xué)地球生命科學(xué)研究所(ELSI)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究表明,這些小行星物質(zhì)可能在早期太陽系很遠(yuǎn)的地方形成,然后通過混沌混合過程被輸送到太陽系內(nèi)部。在這項研究中,使用日本AKARI 太空望遠(yuǎn)鏡進行的小行星觀測和小行星化學(xué)反應(yīng)的理論模型相結(jié)合,表明外主帶小行星上存在表面礦物,特別是含氨(NH3) 粘土,是由含有NH3 和NH3 的起始材料形成的。二氧化碳冰,只有在極低的溫度和富含水的條件下才穩(wěn)定?;谶@些結(jié)果,新研究提出,外主帶小行星在遙遠(yuǎn)的軌道上形成,并在其富含水的地幔和以巖石為主的核心中分化成不同的礦物。
為了了解碳質(zhì)隕石和小行星測量光譜差異的根源,研究小組利用計算機模擬,對幾種看似原始的混合物的化學(xué)演化進行了建模,這些混合物旨在模擬原始的小行星材料。然后,他們使用這些計算機模型生成模擬反射光譜,以便與望遠(yuǎn)鏡獲得的光譜進行比較。
他們的模型表明,為了匹配小行星的光譜,起始材料必須含有大量的水和氨、相對較低的二氧化碳豐度,并在低于70C 的溫度下發(fā)生反應(yīng),這表明小行星的形成位置比目前的距離遠(yuǎn)得多位于早期太陽系的位置。相反,隕石中缺乏3.1 毫米特征可歸因于反應(yīng)可能發(fā)生在小行星內(nèi)部更深處,那里的溫度更高。