陨石携带着探索太阳系历史的关键线索,但它们在撞击后并非都面貌相同。与行星表面碰撞会在陨石中产生冲击波,以各种方式改变它们的结构。
然而,科学家们注意到,含有碳的陨石通常看起来遭受的撞击强度较低,并且比不含碳的陨石“冲击”程度更低。一项新研究发现,这是因为这些陨石的证据在撞击后会重新飞回太空。
这项研究发表在《自然通讯》杂志上,解决了一个长期存在的谜团,改变了人们看待陨石的方式。这种改进的理解甚至可能对未来前往谷神星等其他行星体(这颗矮行星过去可能支持过生命)获取样本的太空任务有所帮助。
评估陨石冲击效应
被称为球粒陨石的石陨石形成于40亿年前,让科学家们得以一窥早期太阳系。它们根据其化学成分和矿物构成被分为多个类别;例如,碳质球粒陨石(C型球粒陨石)通常含有碳化合物和水。
撞击地球等较大行星体的球粒陨石的外观通过冲击分类系统进行测量,其阶段范围从S1(未受冲击)到S6(受强烈冲击)。
随着每个连续阶段的冲击效应越来越明显,这体现在球粒陨石内部矿物的状况中:较低阶段通常只有轻微的破裂,而较高阶段则开始显示出更多的熔融证据。
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将陨石炸入太空
这项新研究的研究人员旨在找出碳质球粒陨石为何没有显示出显著的冲击效应,这使得它们看起来像是以较低速度碰撞。
此前的一种理论认为,撞击会从陨石中含水矿物中产生脱气蒸汽,将冲击证据送入太空。然而,这个过程从未经过测试,以确定它是否能产生足够的水蒸气来引发这种效应。此外,有些不含水矿物的球粒陨石仍然看起来冲击程度较低。
研究人员怀疑这个陨石之谜背后有不同的解释。为了找到答案,他们使用了一种连接到样品室的两级轻气炮。这使得他们能够发射小弹丸,撞击模拟含碳和不含碳陨石的样品。然后收集并分析撞击产生的气体。
这项实验表明,撞击含碳陨石会引起化学反应,“产生极热的一氧化碳和二氧化碳气体”,根据这项研究的声明。这种化学反应能够将陨石的冲击证据排出到太空中。
日本神户大学的天体物理学家、该研究的作者黑泽幸介在新闻稿中说:“我们发现,随之而来的爆炸的动量足以将周围受到强烈冲击的岩石物质抛入太空。这种爆炸发生在富碳陨石上,而不发生在贫碳陨石上。”
地球之外的球粒陨石
碳质球粒陨石在地球上很少见(仅占所有陨石发现的4%),但它们也到达内太阳系的其他行星体。其中一个位置是火星和木星之间小行星带中的谷神星。
研究人员表示,谷神星的引力可能足够强大,可以将从球粒陨石撞击中喷射出的物质拉回其表面。因此,这颗矮行星可能富含受到强烈冲击的物质,这可能是未来采样任务的重要目标。由于碳质球粒陨石代表了早期太阳系的残余物,并拥有各种有机化合物,它们可能提供有关太空中生命的关键信息。
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