由亞利桑那大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了一粒在一顆逝去已久恒星垂死掙扎時形成的塵埃。這一發(fā)現(xiàn)對現(xiàn)有一些理論提出了挑戰(zhàn)，這些理論認(rèn)為，瀕死的恒星是如何為宇宙播下形成行星的原材料，并最終形成生命的前體分子。

在南極洲收集到的一顆球粒隕石中，這個微小斑點(diǎn)代表了真正的星塵，很可能是在我們的太陽存在之前，一顆爆炸恒星拋入太空的。盡管這些顆粒被認(rèn)為是構(gòu)成太陽和我們行星混合物的重要原料，但它們很少能在太陽系誕生后的動蕩中幸存下來。

這篇論文的主要作者皮埃爾·海內(nèi)庫爾(Pierre Haenecour)說：作為恒星的實(shí)際塵埃，這些太陽系前的顆粒讓我們了解了太陽系形成基礎(chǔ)。該論文計劃于4月29日在《自然天文學(xué)》(Nature Astronomy)網(wǎng)站上提前在線發(fā)表。它們還為我們提供了一幅恒星形成時狀態(tài)的直接快照。這顆被稱為lap149塵埃顆粒是已知石墨和硅酸鹽顆粒的唯一組合，它們可以追溯到一種被稱為新星的恒星爆炸特定類型。值得注意的是，它在穿越星際空間的旅途中幸存了下來。并在45億年前，或許更早的時候，到達(dá)了后來成為我們太陽系的區(qū)域，在那里它被嵌入了一塊原始隕石中。

新星是雙星系統(tǒng)，其中一顆被稱為白矮星的恒星核心殘余物正在從宇宙中消失，而它的伴星要么是一顆低質(zhì)量主序恒星，要么是一顆紅巨星。然后白矮星開始從它膨脹的同伴那里吸取物質(zhì)。一旦它吸收了足夠多的新恒星物質(zhì)，白矮星就會以足夠劇烈的周期性爆發(fā)重新點(diǎn)燃，從而從恒星燃料中鍛造出新的化學(xué)元素，并將它們噴射到太空深處，在那里它們可以進(jìn)入新的恒星系統(tǒng)，并融入到原材料中。自從大爆炸后不久，宇宙只由氫、氦和少量鋰組成，恒星爆炸促進(jìn)了宇宙的化學(xué)富集，導(dǎo)致了我們今天看到的元素過剩。利用美國聯(lián)合航空公司月球和行星實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)的離子和電子顯微鏡設(shè)備，由Haenecour領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組分析了微生物大小塵埃顆粒到原子水平。

這個來自外太空的小信使被證明是真正的外星人——富含一種叫做C13的碳同位素。從太陽系任何行星或天體上采集的任何樣本，其碳同位素組成通常會有50個左右的差異，在lap149中發(fā)現(xiàn)的C13含量增加了5萬多倍。這些結(jié)果提供了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)室證據(jù)，證明新星富含碳和氧的顆粒對我們太陽系的構(gòu)成構(gòu)成了貢獻(xiàn)。盡管它們的母星已經(jīng)不復(fù)存在，但隕石中發(fā)現(xiàn)的單個星塵顆粒同位素、化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)，為星塵的形成和恒星外流的熱力學(xué)條件提供了獨(dú)特約束。詳細(xì)分析揭示了更多意想不到的秘密：不像類似塵埃顆粒被認(rèn)為是在垂死恒星中形成，lap149是已知的第一個含有富含氧硅酸鹽夾雜物的石墨顆粒。

發(fā)現(xiàn)讓我們得以一窺在地球上從未見過的過程，它告訴我們，當(dāng)塵埃顆粒被新星驅(qū)逐時，它們是如何形成并在內(nèi)部移動。我們現(xiàn)在知道，碳質(zhì)和硅酸鹽塵埃顆?？梢栽谕活w新星噴出物中形成，它們在噴出物中穿越化學(xué)上截然不同的塵埃團(tuán)塊，這是新星模型預(yù)測到的，但從未在樣本中發(fā)現(xiàn)過。不幸的是，lap149沒有包含足夠的原子來確定它的確切年齡，所以研究人員希望在未來能找到類似的、更大的樣本。美國聯(lián)合航空公司柯伊伯材料成像與表征設(shè)施的科學(xué)主任、月球與行星實(shí)驗(yàn)室和美國聯(lián)合航空公司材料科學(xué)與工程系副教授湯姆·澤加(Tom Zega)說：如果有一天我們能確定這些天體的年代，就能更好地了解我們所在星系是什么樣子，以及是什么觸發(fā)了太陽系的形成。

也許我們的存在要?dú)w功于附近超新星爆炸，它的沖擊波壓縮了氣體云和塵埃，點(diǎn)燃了恒星，創(chuàng)造了恒星托兒所，就像我們在哈勃著名的‘創(chuàng)造之柱’圖片中看到的一樣。含有星塵斑點(diǎn)的隕石是月球和行星實(shí)驗(yàn)室收集的最原始隕石之一。它被歸類為碳質(zhì)球粒隕石，被認(rèn)為類似于ua領(lǐng)導(dǎo)的奧西里斯-雷克斯任務(wù)目標(biāo)小行星Bennu上的物質(zhì)。奧西里斯-雷克斯任務(wù)小組希望通過采集Bennu樣本并帶回地球，為科學(xué)家們提供自太陽系形成以來幾乎沒有(如果有的話)變化的物質(zhì)。在此之前，研究人員只能依靠罕見的發(fā)現(xiàn)，比如lap149，它在被一顆恒星爆炸后幸存下來，被一團(tuán)即將形成我們太陽系的氣體和塵埃所包圍，并在墜落地球之前被烤成一顆小行星。當(dāng)你想到一路走來本應(yīng)殺死這些谷物的那些方法時，你會覺得很不尋常。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自:?亞利桑那大學(xué)

參考期刊文獻(xiàn):《Nature Astronomy》

DOI: 10.1038/s41550-019-0757-4

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