包括東京大學研究人員在內的一組科學家發現，液態水曾經穿過這顆小行星，最終形成了近地小行星龍宮。值得注意的是，這一活動發生在第一顆小行星形成十億多年之後。這一發現基於日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA) 隼鳥 2 號航天器收集的小岩石樣本，它挑戰了長期以來認為小行星上與水有關的過程僅發生在太陽系演化早期階段的觀點。這一發現可能會影響解釋地球和海洋如何發展的科學模型。
儘管科學家們對太陽係是如何形成的有了清晰的認識，但許多細節仍然不確定。最大的問題之一是世界上如何擁有如此多的水。長期以來，人們一直認為富含碳的小行星，如龍宮，是由太陽系外層的冰和塵埃形成的。它是我們世界的主要水供應商。隼鳥號於 2018 年對龍宮進行了第二次任務，標誌著首次對此類小行星進行近距離觀察和直接採樣。該任務將微小的岩石和塵埃帶回地球，為研究人員提供了難得的機會來填補地球早期故事中缺失的部分。
東京大學地質與行星科學系副教授 Tsuyoshi Iizuka 表示：“我們發現龍宮保留了水活動的記錄。這證明流體穿過岩石的速度比我們預期的要慢。” “這改變了我們對小行星水長期命運的思考方式。這些水已經漂浮了很長時間，並且沒有像預期的那麼快耗盡。”
這一發現的關鍵在於镥 (Lu) 和鉿 (Hf) 的同位素，這些元素通過衰變自然形成放射性時鐘。 176盧進 176通過分析 Ryugu 示例中的比率來計算 HF。研究人員希望能夠客觀地確定這顆小行星的年齡。相反，它被發現具有更高的水平。 176鉿相比 176這種不尋常的不對稱性表明液態水曾經滲過岩石。有效導致镥脫落
“我們認為龍宮的化學記錄與地球上已經研究過的一些隕石相似，”飯塚說，但結果完全不同。這意味著我們必須排除其他可能的解釋。仔細觀察，得出結論：Lu-Hf系統在後期受到了流體流動的干擾。最有可能的觸發因素是與龍宮這樣的較大小行星的碰撞，它會導致岩石破裂並融化埋藏的冰。讓液體滲透到身體裡。真是一個驚喜！這次撞擊事件也可能是導致龍宮統治者身體崩潰的原因。 ”
這項研究的意義非常廣泛。該報告表明，一顆富含碳的小行星可以儲存並向地球輸送更多的水，比科學家之前想像的還要多。龍宮的母小行星似乎已經儲存了超過十億年的冰水。這意味著與年輕地球相撞的類似物體可能釋放出的水量大約是當前模型顯示的兩到三倍。這種效應可能在塑造早期海洋和大氣方面發揮了重要作用。
“龍宮狀物體與冰結合了這麼長時間的想法令人著迷，”井塚說。 “這表明地球的成分比我們之前想像的要濕潤得多。這迫使我們重新思考地球水系統的初始條件。儘管現在下定論還為時過早。但我的團隊和其他人或許可以在這項研究的基礎上澄清一些事情，包括我們的星球如何以及何時變得適合居住。”
隼鳥二號只帶回了幾克材料。因為許多研究人員想對此進行實驗。每個實驗僅使用幾十毫克的劑量。只需米粒的一小部分即可添加收到的信息。該團隊開發了一種複雜的方法，用於以極高的精度進行元素分離和同位素分析。充分發揮當今地球化學分析技術的潛力。
“我們的小樣本量帶來了巨大的挑戰，”飯塚回憶道。 “我們必須設計一種新的化學方法，既能最大限度地減少元素損失，又能將多種元素從同一成分中分離出來。如果沒有這種方法，我們就無法檢測到後者中任何微妙的流體活動跡象。”
研究人員還計劃研究 Ryugu 樣本中的磷酸鹽靜脈，以更準確地確定晚期流體流動的年齡。他們還將這些結果與美國宇航局奧西里斯-雷克斯航天器從小行星貝努收集的樣本進行比較，以測試那裡是否也發生過類似的水活動。或者無論是龍宮的獨特特徵，飯塚和他的同事最終希望追踪水是如何儲存、運輸和輸送到地球的。這個故事繼續影響著我們對行星宜居性的理解。
資助：這項工作得到了日本科學促進會 KAKENHI (21KK0057、22H00170) 的資助。
