成都理工大学通过对同位素的研究，给出太阳系形成新理论

原创 哈尔鲍曼9000 科学剃刀

显微镜下的陨石薄片。不同的颜色代表不同的矿物质，因为光以不同的方式穿过它们。圆形矿物聚集体是球粒，是原始陨石的主要成分。资料来源：妮可·西克·聂。

地球的钾通过陨石输送到达，发现由卡内基的Nicole Nie和Da Wang领导的新研究。他们的工作发表在《科学》杂志上，表明一些原始陨石含有与其他化学处理较多的陨石中发现的钾同位素混合物不同。这些结果可以帮助阐明塑造我们太阳系并决定其行星组成的过程。

“在恒星内部发现的极端条件使恒星能够使用核聚变制造元素，”前卡内基博士后现在加州理工学院的聂解释说。“每一代恒星都是后代诞生的原材料，我们可以随着时间的推移追溯这种材料的历史。

恒星内部产生的一些物质可以喷射到太空中，在那里它积聚成一团气体和尘埃。45亿多年前，一朵这样的云自行坍塌，形成了我们的太阳。

这个过程的残余物在新生恒星周围形成了一个旋转盘。最终，行星和其他太阳系物体从这些残骸中合并，包括后来分裂成小行星和陨石的母体。

“通过研究陨石中保存的同位素记录的变化，我们可以追踪它们形成的源材料，并建立我们太阳系演化的地球化学时间表，”现在在成都理工大学的王补充说。

每种元素都包含唯一数量的质子，但其同位素具有不同数量的中子。同一元素的不同同位素在整个太阳系中的分布反映了太阳诞生的物质云的构成。许多恒星对这种所谓的太阳分子云做出了贡献，但它们的贡献并不均匀，这可以通过研究陨石的同位素含量来确定。

Wang和Nie与卡内基同事Anat Shahar，Zachary Torrano，Richard Carlson和Conel Alexander一起测量了32种不同陨石样品中三种钾同位素的比例。

钾特别有趣，因为它是一种所谓的中等挥发性元素，其名称是具有相对较低的沸点，导致它们相当容易蒸发。因此，寻找挥发物同位素比率早于太阳的模式是具有挑战性的 - 它们只是在热恒星形成条件下停留的时间不够长，无法保持易于阅读的记录。

显微镜下的陨石薄片，具有复杂纹理的球粒。球粒是太阳系中最古老的材料之一。资料来源：妮可·西克·聂。

“然而，使用非常敏感和合适的仪器，我们发现了钾同位素的分布模式，这些同位素是从前太阳材料继承而来的，并且在陨石类型之间有所不同，”聂说。

他们发现，在外太阳系形成的太阳系一些最原始的陨石，称为碳质球粒陨石，含有更多的钾同位素，这些同位素是由巨大的恒星爆炸产生的，称为超新星。而其他陨石 - 那些最常撞向地球的陨石，称为非碳质球粒陨石 - 含有与我们的地球和内太阳系其他地方相同的钾同位素比率。

“这告诉我们，就像混合不良的蛋糕面糊一样，碳质球粒陨石形成的太阳系外围和我们居住的内太阳系之间没有均匀的物质分布，”沙哈尔总结道。

多年来，卡内基地球和行星科学家一直致力于揭示地球挥发性元素的起源。其中一些元素可能是在碳质球粒陨石的背面从外太阳系一路运输到这里的。然而，由于在非碳质球粒陨石中发现的前太阳钾同位素模式与地球上看到的模式相匹配，这些陨石可能是我们星球钾的来源。

“直到最近，科学家们才挑战了一个曾经长期持有的信念，即诞生我们太阳的太阳星云中的条件足以燃烧掉所有挥发性元素，”沙哈尔补充道。“这项研究提供了新的证据，证明挥发物可以在太阳形成后幸存下来。

需要更多的研究来将这些新知识应用于我们的行星形成模型，看看它是否调整了长期以来关于地球及其邻居如何形成的信念。

原标题：《『成都理工大学通过对同位素的研究给出了太阳系形成的新理论》

阅读原文