神秘藍色晶體形成於太陽系早期:證實太陽活動劇烈

2020-12-05 太平洋電腦網

據國外媒體報導,目前,最新一項研究報告稱,源自太陽系早期的遠古罕見藍色晶體有助於證實太陽誕生早期處於劇烈活躍性。

藝術家描繪太陽系早期氣體雲和塵埃盤,以及冰藍色hibonites晶體,這是太陽系形成最早的礦物質之一。

之前天文學家發現太陽在其進化早期階段能量非常充沛,科學家猜測46億年前太陽誕生時也是如此。研究報告合著作者、美國芝加哥菲爾德博物館館長菲利普·赫克(Philipp Heck)在一份聲明中稱,太陽早期階段非常活躍,它的能量曾爆發過許多次,釋放出更強烈的帶電粒子流,這讓我聯想到我的兒子,他才3歲,表現得非常活潑。

然而,要證明「太陽早期活躍性假說」是很有挑戰性的,因為很難找到可以記錄早期太陽的資料,也很難找到太陽幾十億年前完整的狀況。赫克在這份聲明中說:「太陽系中幾乎沒有什麼事物能夠真實揭曉早期太陽的活動性。」

為了搜尋這樣的證據,研究人員分析了1969年澳大利亞維多利亞州默奇森鎮附近的碰撞隕石樣本,目前這些隕石樣本保存在菲爾德博物館,其歷史可追溯至早期太陽系,當時的太陽系存在大量有機分子。

大約45億年前,當圍繞早期太陽的巨大氣體雲和塵埃盤逐漸冷卻下來,最早期的礦物質開始形成——叫做「hibonites」的微型冰藍色晶體,其中最大的樣本寬度僅是人類頭髮直徑的幾倍。

研究報告作者、美國芝加哥大學天體化學家萊維克·科普(Levke Koop)指出,hibonites晶體很可能是太陽系中最早形成的礦物質之一。

如果早期太陽噴射大量高能粒子,其中一些粒子就會撞擊hibonites晶體中的鈣和鋁,將這些原子分裂成較小的氖原子和氦原子。這一太陽早期活躍的證據可能保存在冰藍色晶體長達數十億年時間,並完整地保存在數十億年前晶體之中,隕石最終墜落地球表面,科學家對隕石樣本展開調查研究。

科普說:「雖然人們經常研究評估樣本的輻射歷史,但是此前沒有人對hibonites晶體研究過。這可能是該晶體非常小,同時它們很罕見,很難從隕石中提取。」

圖中是澳大利亞維多利亞州默奇森鎮附近的碰撞隕石樣本中的冰藍色hibonites晶體。

科學家使用瑞士最先進的質譜儀分析這些晶體,該質譜儀是一種可以測試物體化學成分、類似車庫大小的機器設備,雷射能夠融化微小的hibonites晶體顆粒,之後質譜儀分析該晶體的成分。

質譜儀是專用設計用於尋找惰性氣體痕跡,例如:氦和氖。研究人員發現一個重要信號,顯示該晶體中清晰地存在著氦和氖。

研究人員稱,這可能是太陽長期被懷疑存在早期活躍性的第一證據。科普說:「令人興奮的是,我們能夠發現hibonites晶體中存在這些惰性氣體存在的證據,因為它們強有力地支持『太陽早期活躍性假說』。」

之前有跡象表明,剛誕生不久的太陽比現在更活躍,例如:在古代隕石中發現放射性鈹-10。然而,這種鈹-10可能不是由早期太陽活動產生的,而是從太陽系起源的分子雲繼承而來。相比之下,氖和氦是惰性氣體,這意味著它們幾乎不會與其他化學物質發生反應,因此它們在hibonites晶體中的存在暗示著它們可能是在晶體中形成的,而不是形成之後包裹在hibonites晶體之中。

未來對遠古隕石晶體的研究有助於揭曉圍繞太陽的原行星盤和塵埃的詳細情況,這些氣體和塵埃最終形成行星,例如:原行星盤不同部分的冷熱狀況。科普說:「例如:氦是一種非常輕的元素,在加熱過程中很容易從礦物質中流失。在hibonites晶體中存在氦,則意味著它們在被輻射之後不會加熱太久。」科學家將這項最新發現發表在7月30日出版的《自然天文學家》雜誌上。

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