古老的小行星为我们太阳系的演变提供了洞察
- Feb 2, 2023
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作者：Diamond Light Source
出处：SciTechDaily
翻译：Bill Zhu
小行星龙宫- 2018年6月26日在20公里处拍摄的图像，直径870米。信贷:Hayabusa2 / JAXA
一项大型国际合作利用英国国家同步加速器设施“钻石光源”来检测从近地小行星上收集的颗粒，以提高我们对太阳系演化的理解。
来自莱斯特大学的一组研究人员利用钻石光源的纳米探针光束线I14，使用x射线吸收近边缘光谱(XANES)对龙宫小行星的碎片进行了化学分析。通过绘制出小行星物质中元素的化学状态，研究了小行星的详细组成。此外，戴蒙德的电子物理科学成像中心(ePSIC)的电子显微镜被用来检查小行星的颗粒。
茱莉亚·帕克(Julia Parker)是戴蒙德I14项目的首席光束科学家。她说:“x射线纳米探针使科学家能够在微米到纳米的长度尺度上检查样品的化学结构，这与ePSIC成像的纳米到原子分辨率相补充。能够为了解这些独特的样本做出贡献，并与莱斯特大学的团队合作，展示光束线的技术以及ePSIC的相关技术如何有益于未来的样本返回任务，这非常令人兴奋。”
龙鼓蛇纹石和氧化铁矿物E01 ePSIC拍摄的图像。图片来源:ePSIC/莱斯特大学
在戴蒙德收集的数据有助于更广泛地研究小行星的空间风化特征。原始小行星样本使合作者能够探索太空风化作用如何改变像龙宫这样的碳质小行星表面的物理和化学成分。
研究人员发现，龙宫的表面是脱水的，很可能是太空风化作用造成的。这项研究的发现最近发表在《自然天文学》杂志上，使作者得出结论，表面看起来干燥的小行星可能富含水，这可能需要我们重新理解小行星类型的丰度和小行星带的形成历史。
龙宫是一颗近地小行星，直径约900米，于1999年在火星和木星之间的小行星带内首次被发现。它以日本神话中龙神的海底宫殿命名。2014年，日本国家航天局JAXA发射了隼鸟2号小行星样本返回任务，与龙宫小行星交会，并从其表面和次表面收集物质样本。该航天器于2020年返回地球，释放了一个装有小行星珍贵碎片的太空舱。这些小样本被分发到世界各地的实验室进行科学研究，包括莱斯特大学物理与天文学院和太空公园，论文作者之一约翰·布里奇斯是行星科学教授。
约翰说道:“这项独特的任务是从太阳系最原始的碳质构件中收集样本，需要世界上最详细的显微镜，这就是为什么JAXA和细粒矿物学团队希望我们在Diamond的x射线纳米探针束流线上分析样本。我们帮助揭示了这颗小行星上空间风化的本质，微陨石撞击和太阳风产生脱水蛇纹石矿物，以及相关的氧化Fe3+到更还原Fe2+的还原。
在研究从小行星返回的样本方面积累经验是很重要的，就像隼鸟2号任务一样，因为很快就会有来自其他小行星类型的新样本，月球和未来10年内火星，返回地球。由于我们在Diamond的设施和ePSIC的电子显微镜，英国社区将能够进行一些关键的分析。”
龙宫的组成部分是地球形成之前早期太阳系中水、矿物质和有机物相互作用的残留物。了解小行星的组成有助于解释早期太阳系是如何发展的，以及随后地球是如何形成的。它们甚至可能有助于解释地球上的生命是如何形成的，因为小行星被认为提供了地球上大部分的水以及氨基酸等有机化合物，而氨基酸是构成所有人类生命的基本构件。
从这些微小的小行星样本中收集到的信息将帮助我们更好地了解行星和恒星的起源，以及生命本身的起源。无论是小行星碎片、古代绘画，还是未知的病毒结构，在同步加速器上，科学家们都可以使用比传统显微镜强大一万倍的机器来研究它们的样本。
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