来自星星的“碰撞家族”

作者: 乔子

流星划破夜空,陨石坠落天际,“天外来物”总能激发人类对浩瀚苍穹的无限遐想。那么“天外来物”究竟来自何方,明亮的流星及其陨石样本又是从何起源?有没有可能为它们编纂一份“族谱”,为其在宇宙中的往昔“正名”呢?

科学家最新的研究成果,正逐步将这个想法推进现实。

在过去,人类已知的7万余颗陨石中,被明确证实来源的仅占6%。唯有那些“出生地”与月球、火星及灶神星相关的幸运儿,梳理清晰了自己的谱系脉络,成功寻根溯源,剩余94%的陨石则始终羁旅寓居、乡书难寄。直到最近,科学家在对“主小行星带”进行巡天观测时,结合光谱分析与动力学模拟,成功复现了卡琳、科罗尼斯、马萨莉亚等“碰撞家族”的动态演化过程,为大约70%的陨石找到了自己的来处和归途。

让我们跟随阿塔卡马沙漠中的“智利甚大望远镜”,望向头顶静谧无垠的星空,望向火星和木星轨道之间的主小行星带。目前已知的98.5%的小行星都在此处被发现,它由原始太阳星云中的星子形成,聚集了超过50万颗小行星,除却平均直径超过400千米的智神星、婚神星和灶神星,以及唯一一颗矮行星“谷神星”外,还有数不胜数的小行星。

在木星的强大引力作用下,这片区域本就天体数量众多、分布凌乱且彼此之间引力较弱,加之木星和火星之间轨道共振的影响,对主小行星带中的星际物质产生了强大的干扰,使得它们频繁碰撞。据推算,在主小行星带中,半径达到10千米的天体,平均每1 000万年便会发生一次碰撞。在碰撞中,解体的天体残骸和碎片,各自从撞击中获得了不同的运动速度和方向,形成了属于自己的全新运动轨道。而那些更小的部分,则与数不清的尘埃微粒一起被甩出来,从轨道中逃脱,化作流星和陨石,奔向人类所居住的蔚蓝星球。

在天文学中,为了能够更好地区分这些“碰撞”,以便后续研究它们的具体影响,科学家创造了“碰撞家族”的概念,将“由一次或多次大规模碰撞事件产生的一组小行星”归为一个“碰撞家族”,也就是将来自同一个母体小行星,且拥有相似的轨道元素、类似的光谱特性的碎片归属于一个“家族”。这意味着,现存于地球上的7万余颗陨石,只要确定了创造自己的“碰撞家族”,就等于找到了“族谱”。

目前,主小行星带中已经被明确辨认出的“碰撞家族”约有30个,其中“卡琳碰撞家族”“科罗尼斯碰撞家族”和“马萨莉亚碰撞家族”最为有名,它们十分年轻,在约580万年前、750万年前及4 000万年前的三次撞击中诞生,同时也刚刚在最近的动力学模拟中被证实,是地球上约70%的陨石的来源。再结合矿物学分析及陨石的“宇宙射线暴露年龄分析”验证,科学家更加肯定,“马萨莉亚碰撞家族”是当今地球上最丰富的陨石类别(L球粒陨石)的唯一可能来源。这些重大发现对研究宇宙生命起源、了解太阳系演化、揭示地球历史和地质变化具有重大意义。

几千年来,人类置身于浩渺的宇宙之中,数度遥望九天,对漫天星辰的探索与追寻从未停歇。人们望向主小行星带中的一颗颗星子,望向那些微渺到难以察觉的太阳系尘埃,创造了一个又一个人类文明发展史上的全新起点,“碰撞家族”犹如一座庞大的“宇宙信息库”,承载着人类对外太空和未知世界的探索与猜想。

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