发布太阳系是什么样一败涂地的,地球上最

日期:2020-01-20编辑作者:澳门威尼斯人app

作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2020/1/16 9:22:59 选择字号:小 中 大 地球上最“高龄”固体物质约70亿岁 有望揭示银河系中恒星形成奥秘

中新网1月15日电 综合外媒报道,一项13日在《美国国家科学院院刊》发表的研究显示,一块1969年坠落在澳大利亚东南部的陨石中含有一种物质——星尘。科学家们表示,星尘的形成比太阳系还要早数十亿年。

由亚利桑那大学领导的研究小组发现了一粒在一颗逝去已久恒星垂死挣扎时形成的尘埃。这一发现对现有一些理论提出了挑战,这些理论认为,濒死的恒星是如何为宇宙播下形成行星的原材料,并最终形成生命的前体分子。在南极洲收集到的一颗球粒陨石中,这个微小斑点代表了真正的星尘,很可能是在我们的太阳存在之前,一颗爆炸恒星抛入太空的。尽管这些颗粒被认为是构成太阳和我们行星混合物的重要原料,但它们很少能在太阳系诞生后的动荡中幸存下来。

科技日报北京1月15日电 据物理学家组织网近日报道,美国科学家在陨石中发现了地球上已知最高龄固体物质约50亿至70亿年前形成的星尘。这些星尘比太阳还要古老,有望向我们揭示银河系中恒星形成的奥秘。

据报道,一颗陨石于1969年坠落在澳洲维多利亚州的默奇森镇。其中一块碎片被运到美国芝加哥菲尔德自然史博物馆,距今已有50年。该博物馆陨石部门主管赫克表示,在这块陨石碎片中,大约有40个微小的尘埃颗粒(即星尘)。

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恒星由宇宙中的尘埃与气体聚集而成,恒星死亡后会释放出星尘,而星尘又会形成新的恒星、行星、卫星和陨石。

研究人员早在1987年已经发现那些星尘,但却无法确定它们的年岁,直至最近采用新方法和技术,才推算出它们的历史。

这篇论文的主要作者皮埃尔·海内库尔(Pierre Haenecour)说:作为恒星的实际尘埃,这些太阳系前的颗粒让我们了解了太阳系形成基础。该论文计划于4月29日在《自然天文学》(Nature Astronomy)网站上提前在线发表。它们还为我们提供了一幅恒星形成时状态的直接快照。这颗被称为lap149尘埃颗粒是已知石墨和硅酸盐颗粒的唯一组合,它们可以追溯到一种被称为新星的恒星爆炸特定类型。值得注意的是,它在穿越星际空间的旅途中幸存了下来。并在45亿年前,或许更早的时候,到达了后来成为我们太阳系的区域,在那里它被嵌入了一块原始陨石中。

芝加哥大学研究人员13日在美国《国家科学院学报》发表论文称,他们分析一块1969年坠落于澳大利亚的陨石发现,其中包含一些很古老的星尘,即太阳形成前就已经存在的颗粒物质。

研究人员说,这些星尘的历史可追溯至大约70亿年前,比太阳系的历史还要悠久。此前,科学家们在默奇森陨石中发现了一颗约有55亿年历史的星尘,是迄今为止地球上已知的最古老的固体物质。

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研究人员介绍,由于这些颗粒与宇宙射线相互作用,他们可以根据颗粒中存在多少由宇宙射线产生的元素,测量其暴露于宇宙射线的时间,从而确定其年龄。结果发现,大部分颗粒形成于46亿到49亿年前;小部分颗粒的年龄形成超过55亿年。相较之下,太阳的年龄为46亿岁;而地球的年龄约为45亿岁。

研究者称,星尘就是太阳系生成前的时间胶囊。星尘的年代分布为人们了解银河系中恒星的形成速度提供了线索。由于众多星尘的年代集中在特定时间区间,暗示恒星呈现爆炸性诞生,而非以恒定速度诞生。

由美国联合航空公司领导的一个研究小组发现了这样一个包裹在陨石中的颗粒,它在我们太阳系的形成过程中幸存下来,并使用足够灵敏的仪器对其进行了分析,这些仪器能够识别样本中的单个原子。图片:University of Arizona/Heather Roper

论文主要作者、芝加哥大学副教授菲利浦赫克说:这是有史以来发现的最古老固体物质。这些星尘被困于陨石内,在那里保持数十亿年不变,成为太阳系形成之前的时间胶囊,可以向我们讲述银河系内恒星形成的故事。

赫克说“我觉得这非常令人兴奋。尽管我已经在默奇森陨石和太阳系前的尘埃颗粒上工作了将近20年,但我仍然对我们能用一块石头研究银河系的历史感到着迷。

新星是双星系统,其中一颗被称为白矮星的恒星核心残余物正在从宇宙中消失,而它的伴星要么是一颗低质量主序恒星,要么是一颗红巨星。然后白矮星开始从它膨胀的同伴那里吸取物质。一旦它吸收了足够多的新恒星物质,白矮星就会以足够剧烈的周期性爆发重新点燃,从而从恒星燃料中锻造出新的化学元素,并将它们喷射到太空深处,在那里它们可以进入新的恒星系统,并融入到原材料中。自从大爆炸后不久,宇宙只由氢、氦和少量锂组成,恒星爆炸促进了宇宙的化学富集,导致了我们今天看到的元素过剩。利用美国联合航空公司月球和行星实验室先进的离子和电子显微镜设备,由Haenecour领导的一个研究小组分析了微生物大小尘埃颗粒到原子水平。

由于这些星尘在恒星死亡时形成,因此,可揭示恒星的历史。研究人员估计,约70亿年前有大批恒星形成,就好似一场恒星婴儿潮。

据了解,星尘是由恒星喷射出的物质形成的,由恒星风携带,被吹入星际空间。在太阳系诞生的过程中,这些尘埃被吸收到其他天体中,直到现在,它们仍然完好无损地存在于小行星和彗星之中。

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此外,有关新恒星是否以稳定速率形成,科学界一直争论不休。赫克说,新研究提供了直接证据,表明70亿年前银河系存在一段恒星加速形成时期。

据悉,星尘的颗粒很小,尺寸在2到30微米之间。一微米是千分之一毫米。

这个来自外太空的小信使被证明是真正的外星人——富含一种叫做C13的碳同位素。从太阳系任何行星或天体上采集的任何样本,其碳同位素组成通常会有50个左右的差异,在lap149中发现的C13含量增加了5万多倍。这些结果提供了进一步的实验室证据,证明新星富含碳和氧的颗粒对我们太阳系的构成构成了贡献。尽管它们的母星已经不复存在,但陨石中发现的单个星尘颗粒同位素、化学成分和微观结构,为星尘的形成和恒星外流的热力学条件提供了独特约束。详细分析揭示了更多意想不到的秘密:不像类似尘埃颗粒被认为是在垂死恒星中形成,lap149是已知的第一个含有富含氧硅酸盐夹杂物的石墨颗粒。

最新研究还揭示,这些星尘以巨大的团块状漂浮于宇宙间,规模之大超出天文学家此前的想象。研究人员期待这些新发现能进一步加深人们对银河系及其整个生命周期的认识。

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该研究的主要作者皮埃尔·海内库尔(Pierre Haenecour)在这里用超高分辨率电子显微镜拍摄了这张照片,该电子显微镜用于获取星尘颗粒的化学和微观结构信息。图片:University of Arizona/Maria Schuchardt

发现让我们得以一窥在地球上从未见过的过程,它告诉我们,当尘埃颗粒被新星驱逐时,它们是如何形成并在内部移动。我们现在知道,碳质和硅酸盐尘埃颗粒可以在同一颗新星喷出物中形成,它们在喷出物中穿越化学上截然不同的尘埃团块,这是新星模型预测到的,但从未在样本中发现过。不幸的是,lap149没有包含足够的原子来确定它的确切年龄,所以研究人员希望在未来能找到类似的、更大的样本。美国联合航空公司柯伊伯材料成像与表征设施的科学主任、月球与行星实验室和美国联合航空公司材料科学与工程系副教授汤姆·泽加说:如果有一天我们能确定这些天体的年代,就能更好地了解我们所在星系是什么样子,以及是什么触发了太阳系的形成。

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也许我们的存在要归功于附近超新星爆炸,它的冲击波压缩了气体云和尘埃,点燃了恒星,创造了恒星托儿所,就像我们在哈勃著名的‘创造之柱’图片中看到的一样。含有星尘斑点的陨石是月球和行星实验室收集的最原始陨石之一。它被归类为碳质球粒陨石,被认为类似于ua领导的奥西里斯-雷克斯任务目标小行星Bennu上的物质。奥西里斯-雷克斯任务小组希望通过采集Bennu样本并带回地球,为科学家们提供自太阳系形成以来几乎没有变化的物质。在此之前,研究人员只能依靠罕见的发现,比如lap149,它在被一颗恒星爆炸后幸存下来,被一团即将形成我们太阳系的气体和尘埃所包围,并在坠落地球之前被烤成一颗小行星。当你想到一路走来本应杀死这些谷物的那些方法时,你会觉得很不寻常。

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