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    一颗垂死恒星的灰烬,揭示太阳系是如何诞生的!

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      爱因斯坦
      一颗垂死恒星的灰烬,揭示太阳系是如何诞生的!

      由亚利桑那大学领导的研究小组发现了一粒在一颗逝去已久恒星垂死挣扎时形成的尘埃。这一发现对现有一些理论提出了挑战,这些理论认为,濒死的恒星是如何为宇宙播下形成行星的原材料,并最终形成生命的前体分子。在南极洲收集到的一颗球粒陨石中,这个微小斑点代表了真正的星尘,很可能是在我们的太阳存在之前,一颗爆炸恒星抛入太空的。尽管这些颗粒被认为是构成太阳和我们行星混合物的重要原料,但它们很少能在太阳系诞生后的动荡中幸存下来。

      一颗垂死恒星的灰烬,揭示太阳系是如何诞生的!

      这篇论文的主要作者皮埃尔·海内库尔(Pierre Haenecour)说:作为恒星的实际尘埃,这些太阳系前的颗粒让我们了解了太阳系形成基础。该论文计划于4月29日在《自然天文学》(Nature Astronomy)网站上提前在线发表。它们还为我们提供了一幅恒星形成时状态的直接快照。这颗被称为lap149尘埃颗粒是已知石墨和硅酸盐颗粒的唯一组合,它们可以追溯到一种被称为新星的恒星爆炸特定类型。值得注意的是,它在穿越星际空间的旅途中幸存了下来。并在45亿年前,或许更早的时候,到达了后来成为我们太阳系的区域,在那里它被嵌入了一块原始陨石中。

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      • 由美国联合航空公司(UA)领导的一个研究小组发现了这样一个包裹在陨石中的颗粒(插图图像),它在我们太阳系的形成过程中幸存下来,并使用足够灵敏的仪器对其进行了分析,这些仪器能够识别样本中的单个原子。图片:University of Arizona/Heather Roper

      新星是双星系统,其中一颗被称为白矮星的恒星核心残余物正在从宇宙中消失,而它的伴星要么是一颗低质量主序恒星,要么是一颗红巨星。然后白矮星开始从它膨胀的同伴那里吸取物质。一旦它吸收了足够多的新恒星物质,白矮星就会以足够剧烈的周期性爆发重新点燃,从而从恒星燃料中锻造出新的化学元素,并将它们喷射到太空深处,在那里它们可以进入新的恒星系统,并融入到原材料中。自从大爆炸后不久,宇宙只由氢、氦和少量锂组成,恒星爆炸促进了宇宙的化学富集,导致了我们今天看到的元素过剩。利用美国联合航空公司月球和行星实验室先进的离子和电子显微镜设备,由Haenecour领导的一个研究小组分析了微生物大小尘埃颗粒到原子水平。

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      这个来自外太空的小信使被证明是真正的外星人——富含一种叫做C13的碳同位素。从太阳系任何行星或天体上采集的任何样本,其碳同位素组成通常会有50个左右的差异,在lap149中发现的C13含量增加了5万多倍。这些结果提供了进一步的实验室证据,证明新星富含碳和氧的颗粒对我们太阳系的构成构成了贡献。尽管它们的母星已经不复存在,但陨石中发现的单个星尘颗粒同位素、化学成分和微观结构,为星尘的形成和恒星外流的热力学条件提供了独特约束。详细分析揭示了更多意想不到的秘密:不像类似尘埃颗粒被认为是在垂死恒星中形成,lap149是已知的第一个含有富含氧硅酸盐夹杂物的石墨颗粒。

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      • 该研究的主要作者皮埃尔·海内库尔(Pierre Haenecour)在这里用超高分辨率电子显微镜拍摄了这张照片,该电子显微镜用于获取星尘颗粒的化学和微观结构信息。图片:University of Arizona/Maria Schuchardt

      发现让我们得以一窥在地球上从未见过的过程,它告诉我们,当尘埃颗粒被新星驱逐时,它们是如何形成并在内部移动。我们现在知道,碳质和硅酸盐尘埃颗粒可以在同一颗新星喷出物中形成,它们在喷出物中穿越化学上截然不同的尘埃团块,这是新星模型预测到的,但从未在样本中发现过。不幸的是,lap149没有包含足够的原子来确定它的确切年龄,所以研究人员希望在未来能找到类似的、更大的样本。美国联合航空公司柯伊伯材料成像与表征设施的科学主任、月球与行星实验室和美国联合航空公司材料科学与工程系副教授汤姆·泽加(Tom Zega)说:如果有一天我们能确定这些天体的年代,就能更好地了解我们所在星系是什么样子,以及是什么触发了太阳系的形成。

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      也许我们的存在要归功于附近超新星爆炸,它的冲击波压缩了气体云和尘埃,点燃了恒星,创造了恒星托儿所,就像我们在哈勃著名的‘创造之柱’图片中看到的一样。含有星尘斑点的陨石是月球和行星实验室收集的最原始陨石之一。它被归类为碳质球粒陨石,被认为类似于ua领导的奥西里斯-雷克斯任务目标小行星Bennu上的物质。奥西里斯-雷克斯任务小组希望通过采集Bennu样本并带回地球,为科学家们提供自太阳系形成以来几乎没有(如果有的话)变化的物质。在此之前,研究人员只能依靠罕见的发现,比如lap149,它在被一颗恒星爆炸后幸存下来,被一团即将形成我们太阳系的气体和尘埃所包围,并在坠落地球之前被烤成一颗小行星。当你想到一路走来本应杀死这些谷物的那些方法时,你会觉得很不寻常。

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