姜啟明
姜啟明
【新三才編譯首發】2008年，一塊鑲嵌著小鑽石的隕石，通過地球大氣層數英里的濃密氮氣、氧氣和二氧化碳，在高熱下飛向地球表面，變成流星爆炸，最後在黑夜中落腳蘇丹努比亞沙漠的沙灘上。
然而，這一串的爆炸和墜毀只是最近的一次考驗，它或許來源於一個有希望形成行星的高壓，然後經歷一次災難性的失敗後，就在太陽系周圍徘徊幾十億年，最後才落腳地球。
今天在Nature Communications上發表的一項新研究為隕石提供了一個戲劇性的起源故事。研究人員認為這可能是一顆長久失落的行星或行星胚胎的遺跡：當早期太陽系的混亂消失時，它仍處於起步階段。
鑽石是地質學家最好的朋友
在這種情況下，鑽石並不是這個故事中最重要的部分。它們只是內含更多珍貴材料的包裝體。雖然珠寶商可能會將鑽石內部的一塊岩石視為缺陷，但對於地質學家來說，這卻是極其寶貴的。由於鑽石強大的晶體結構，可以保存微量的材料，否則隨著時間的推移，這些材料會在宇宙不斷變化的情況下消失。
瑞士洛桑聯邦理工學院的Farhang Nabiei研究員正在研究鑽石和周圍石墨層之間的關係，他開始想知道被困在內部的小物質及其背後的奧秘所在。仔細觀察後，他發現鑽石內部的物質只能形成在令人難以置信的高壓下 - 比隕石撞向地球時所遭受的任何事物都要高得多。因此，這些鑽石必定承受了整個星球的重量，形成這些物質所需的壓力(20千兆帕)很可能發生在一顆行星的深處，而且體積約當於水星和火星之間的大小。
這顆隕石被歸類為一顆隕石，一顆具有神秘起源的隕石，可能來自一些行星體或小行星，與今天人類記錄的任何岩石體都不相符。研究人員已經知道，無論它是什麼，它可能已經在早期太陽系的碰撞大賽中就出局了，但是其原本的物體尺度仍然是未知的。因此，最後所形成的鑽石大小就是他們淵源的又一線索。
「100微米看起來不是很大——這是人頭髮粗細的大小——但是這些鑽石已經比你將石墨轉變為鑽石所能獲得的鑽石大得多。」亞利桑那州立大學(ASU)地質學家托馬斯·夏普(Thomas Sharp)說。他沒有參與這項研究，但他有使用類似的電子顯微鏡來研究隕石。
「謎題的一個重要線索就是這個鑽石大而且分成幾個區域，這強烈支持了他們深深地形成在星球內部的想法（例如，不是因為撞擊所產生的），」哈佛大學行星科學家麗貝卡·菲舍爾（Rebecca Fischer）在一封電子郵件中說，她也沒有參與這項研究。
早期的行星
這樣的發現增加了在太陽系形成之初，原行星或行星胚就出現了的證據，當時木星和其他氣體行星正在快速增長，它們的重力（與太陽一起）吸引住一些較小的星體在其周圍。那些小星體也形成得很快。以前在火星隕石中發現的同位素研究表明，其在太陽系存在的前200萬年左右形成。「其含義是，火星是一個這樣大小的滯留行星胚胎，很早就產生了，這表明存在這種尺寸的行星體很早形成，並且參與了地球形成的過程。」ASU隕石研究中心主任Meenakshi Wadhwa說，他也沒有參與這個研究。
但搞清楚這些星體有多久年代是一回事，估計它們會有多大則完全是另一個挑戰。「我會說這是對一個大小已經不在的星體最量化的估計。從這個角度來看，這很令人興奮。」Wadhwa說。
但Nabiei及其同事的最新研究表明，除了作為我們46億年曆史恆星系統早期的時間膠囊外，鑽石也是一些粗略的行星間關係的證據。鑽石被石墨層包圍，並不是那麼不尋常。石墨和鑽石只是同一種材料碳的不同形式。但基於鑽石的排列，Nabiei並不認為它們是由周圍的石墨形成的。相反，在一個巨大的，令人震驚的事件中，鑽石可能會部分轉化為石墨，可能會發生同樣的碰撞，將它與其母體——命運不太一樣的微星分開。
更多隕石與更多問題
還有許多其他的隕石樣品需要檢查和測試以確定它們是否適合成為這項研究為我們所吸引的失落已久的星球的形象。「它引發了一個問題，是否還有更多這樣的問題？」夏普說。
「至少現在我們知道這是一個很大的難題，」Nabiei說。「我們正在研究數十納米的包裹體，然後我們談論的是直徑達數千公里的行星。這就像大小範圍的兩個極端。我無法想像，雖然顯微鏡我可以談論行星形成。這就像推動我們所能看到的極限。」
（編譯：王明真）
（責任編輯：姜啟明）
（文章來源：新三才編譯首發）
