在小行星 Ryugu 中发现的神秘矿物
2020 年 12 月 6 日，隼鸟 2 号任务带回了小行星龙宫的原始样本，这对于提高我们对原始小行星和太阳系形成的理解至关重要。 C 型小行星 Ryugu 由类似于陨石的岩石组成，称为 CI 球粒陨石，其中含有相对大量的碳，并且在过去经历了广泛的水蚀变。 广岛大学的一个研究小组发现了这种矿物的存在Djerfisherite，一种含钾的硫化铁，存在于 Ryugu 颗粒中。 这种矿物的存在完全出乎意料，因为 djerfisherite 并不是在 Ryugu 在其存在期间所暴露的条件下形成的。 研究结果于2025年5月28日在《陨石与行星科学》杂志上发表。 “Djerfisherite 是一种矿物，通常在非常稀薄的环境中形成，例如在顽辉石球粒陨石中发现的环境，并且在 CI 中从未有过报道球粒陨石或其他 Ryugu 颗粒，“第一作者兼通讯作者、广岛大学高级科学与工程研究生院副教授 Masaaki Miyahara 说。 “它的出现就像在北极冰层中发现一颗热带种子——表明当地环境意想不到，或者表明早期太阳系的长途运输。” Miyahara 的团队一直在进行实验，以了解陆地风化对 Ryugu 谷物的影响。 而通过场发射透射电子显微镜 （FE-TEM） 观察颗粒的风化影响，他们在样品板 C0105-042 的 15 号颗粒中发现了 Djerfisherite。 “在 Ryugu 颗粒中发现的 djerfisherite 表明，具有非常不同形成历史的材料可能在太阳系演化的早期就已经混合，或者 Ryugu 经历了以前未被认识到的局部化学异质条件。 这一发现挑战了Ryugu 在成分上是统一的，并提出了关于原始小行星复杂性的新问题，“Miyahara 解释道。 Ryugu 是一个更大的母体的一部分，该母体在太阳系开始后 1.8 到 290 万年之间形成。 这个母体被认为起源于太阳系的外部区域，那里的水和二氧化碳以冰的形式存在。 在母体内部，放射性元素衰变产生的热量导致冰在形成后约 300 万年熔化。 据估计，在此过程中的温度保持在约 50°C 以下。 相比之下，已知含有 djerfisherite 的顽辉石球粒陨石的母体被认为形成于太阳系的内部区域。 热力学计算表明，顽辉石球粒陨石中的杰菲尔铁矿直接由高温气体形成。 此外，水热合成实验表明，Djerfisherite 也可以通过含钾液和 Fe-Ni 硫化物在 350 °C 以上的温度下反应形成。 这导致研究小组提出了两个假设，证明它存在于 Ryugu 谷物中：要么它在 Ryugu 的母体形成过程中从另一个来源到达; 或者，它是当 Ryugu 的温度升高到 350 °C 以上时本质形成的。 初步证据表明，内禀形成假说更有可能是正确的。 下一个步骤是对这种和其他 Ryugu 颗粒进行同位素研究，以确定它们的来源。 “最终，我们的目标是重建塑造像 Ryugu 这样的小天体的早期混合过程和热历史，从而提高我们对早期太阳系中行星形成和物质运输的理解，”Miyahara 总结道。