最新研究显示:太阳系内地球和其它岩石星体并非源自太阳系起源初始物质

2004年9月，创世纪号探测器将装载太空样本的太空舱发射至地球表面，但事情进展并不顺利，太空舱的降落伞并未打开，最终以306公里时速坠落在犹他州沙漠上。目前最新研究的实验样本来自于该太空舱。

据美国太空网站报道，日前，两项最新研究显示，太阳系内地球和其它岩石星体并非源自太阳系起源初始物质。

科学家通过美国宇航局“创世纪号”探测器检测从2004年从太空中收集的太阳风粒子，当时收集太空风粒子的太空舱降落在地球表面。这些幸存得以挽救的珍贵样本显示太阳基础元素不同于地球、月球和其它太阳系内移居星体的构成成份。该项研究显示，大约在46亿年前，一些太空事件影响许多微小碎片最终合并入这些岩石星体，当时太阳已形成。

美国加州大学洛杉矶分校的凯文-麦克基甘(Kevin McKeegan)说：“基于一致观点，或者长期历史性观点，这是一项令人震惊的研究结果。同时，它将证实地球并不是宇宙万物核心。”

抢救珍贵的太空样本

“创世纪号”探测器于2001年发射，并在距离地球150万公里上空运行。该探测器用两年多的时间采集太阳风微粒，太阳风微粒是从太阳表面喷射的数百万英里时速的带电粒子流。

这项最新研究使科学家能深度观测到太阳的构成成分，从而有助于更好地理解太阳系的形成与进化。为了达到探测目的，2004年9月，创世纪号探测器将装载太空样本的太空舱发射至地球表面，但事情进展并不顺利，太空舱的降落伞并未打开，最终以306公里时速坠落在犹他州沙漠上。

虽然一些太空样本在坠落时被毁坏，但目前两支独立的研究小组通过这些太空样本仍获得了重大发现。他们重点研究太阳风微粒中的氧和氮，它们分别在地球地壳和大气层中大量存在。经过细致的样本分析筛选，研究人员发现样本仅限于原始的太阳风微粒。

分析氧原子

麦克基甘和研究小组同事检测发现样本中存在大量的太阳风氧同位素，同位素是原子核中拥有不同数量中子的元素。氧具有三种稳定的同位素：氧-16(8个中子)、氧-17(9个中子)和氧-18(10个中子)。

研究人员发现太阳风粒子中显著拥有更多的氧-16(相对于其它两种氧同位素)，同时也比地球拥有的氧-16更多。某些星体进化过程使大量的这些氧同位素形成了地球以及太阳系内部的其它岩石星体，它们氧-17和氧-18的含量分别为7%。

虽然科学家并不确信这一进化过程是如何实现和发生的，他们提出了假想和推测。主流观点提出者麦克基甘称，或许这一过程叫做“同位素自吸收(isotopic self-shielding)”。大约46亿年前，这些星球并未与太阳星云(密集的气体和灰尘云)进行合并，太阳星云中的多数氧原子可能与气态一氧化碳分子密切相关。

但是氧原子并不可能永远保持束缚状态，刚诞生的太阳(或者邻近的恒星)释放高能量紫外线轰击太阳星云，将分解一氧化碳。摆脱束缚的氧原子很快与其它原子结合在一起，形成分子并最终成为构建太阳系内岩石星体的成份。

研究人员称，取决于包含氧同位素的状况，輕微能量差异的光子在分解一氧化碳时会存在差别。氧-16比其它两种同位素更普遍存在，因此它们更普遍存在于整个太阳星云。依据“同位素自吸收”理论，大量的光子需要分解太阳星云边缘已被吸收的一氧化碳中的氧-16，从而使太阳星云内部大量的氧-16原封未动。

相比之下，更多的光子可能穿过太阳星云内部区域分解氧-17和氧-18，释放这些同位素，使它们最终合并在岩石星体中。同时，依据“同位素自吸收”理论将解释为什么太阳和地球氧同位素含量会存在很大的差异。麦克基甘称，近期发表的这项最新研究为同位素自吸收理论提供了很好的支持。

分析氮原子

在另一项研究中，法国南希大学伯纳德-马蒂（Bernard Marty）带领研究小组分析创世纪号探测器采集样本中的氮同位素(氮拥有两种稳定的同位素：氮-14，拥有7个中子；氮-15，拥有8个中子）。

马蒂和研究同事获得了与麦克基甘研究小组显著不同的发现：太阳风中40%是氮-15同位素，比地球大气层中该同位素含量少。而此前研究暗示太阳的氮成份可能与地球、火星和太阳系内其它岩石星体存在着显著差异，目前这项最新研究核实了此前研究的正确性。

马蒂说：“通过此前的研究和当前创世纪号探测器采集样本中的氮分析，可能无法理解这种变化的逻辑性。目前我们认为太阳星云原始成份中缺乏氮-15同位素，因此太阳系内星体所富含氮-15成分另有其它来源。”

至于地球等星体如何形成富含氮-15同位素，马蒂认为可能与“同位素自吸收”理论如出一辙，但目前仍不能完全确定。他说：“这与当前的最新研究结果相一致，目前我们不能排除氮-15同位素是从外太空以灰尘的形式进入太阳系的可能性。”

这项最新研究同时暗示更多的纳米钻石(构成星团主要成份的微小碳微粒)很可能形成于我们太阳系，这是由于纳米钻石的氮同位素比率与太阳十分接近。一些科学家注意到多数纳米钻石的外形颇似前磨牙，认为它们可能是由于超新星爆炸，从其它恒星系统中喷射进入太阳系的。目前，这两项研究报告发表在6月23日出版的《科学》杂志上。

“创世纪号”探测器的遗产

研究人员称，这两项最新研究将帮助科学家更好地理解太阳系早期阶段。同时，麦克基甘指出，通过这项研究将恢复“创世纪号”探测器的声誉，该探测器采集样本的太空舱坠落在地球表面，这项太空任务并未失败，事实证明它为我们提供了宝贵可靠的太空样本。

（腾讯科技）