
貝努小行星樣本揭祕:45億年前的太陽系"火與冰"交匯處
美國國家航空航天局(NASA)奧西里斯-REx探測器從小行星貝努帶回的樣本有了新發現。由蘇黎世聯邦理工學院同位素地球化學教授瑪麗亞·舍恩貝希勒領銜的團隊,對其中半克樣本展開同位素分析,論文於2026年9月23日發表在《科學進展》上,爲貝努45億年前的形成地點給出了全新答案。
研究團隊測定了五份貝努樣本中鐵、鈦、鉻三種元素的同位素比例。同位素是同一元素質量略有差異的不同形態,其相對丰度如同物質的"指紋",可以追溯原料的來源。結果顯示,鐵和鈦的同位素在樣本中高度均一,鉻的變化稍大,研究人員認爲後者與母體內部後來的液態水蝕變有關。
最出人意料的是,貝努的同位素特徵與日本隼鳥2號探測器取樣的龍宮小行星,以及地球上罕見的CI型碳質球粒隕石几乎一致。三者的高度重合說明,它們都來自同一批早期太陽系塵埃,是"同鄉",而非此前認爲的各自獨立形成。
過去不少科學家猜測,這類富含水與有機物的天體誕生於遙遠寒冷的外太陽系,甚至與彗星爲鄰,且形成時間晚於行星。新證據推翻了這一假設:貝努母體的原料並非聚集於外太陽系,而是在年輕太陽周圍原行星盤的水冰線附近混合而成,大致相當於今天木星所在的位置。
按研究團隊的解釋,水冰線是水蒸氣遇冷結成冰的溫度分界:線內側炎熱如火,線外側寒冷如冰。內外兩側的細塵在此交匯,冰像膠水一樣把細顆粒粘成更大的聚集體;溫度變化時冰的蒸發與再凝結還富集了水分。與此同時,木星的引力阻擋了大顆粒向內遷移,使母體原料以細塵爲主。舍恩貝希勒稱,貝努是一個"混合體",既不像內太陽系,也不完全像外太陽系。
貝努物質富含含水礦物和有機化合物,化學成分接近太陽系最原始的狀態。研究人員認爲,它可能是人類所能見到的、最接近構成類地行星(包括地球)原始元素配比的物質,對追查地球的水和生命原料從何而來具有重要意義。奧西里斯-REx於2016年9月8日發射,2018年至2021年在貝努附近探測,2023年9月24日把約120克樣本送回猶他沙漠,是人類從太空帶回的數量最多的一份小行星樣本。