隼鸟探秘龙宫：揭秘地球附近氮的奇妙旅程

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翻译：甘林

校译：遠山真理

审阅：牧夫天文校对组

编排：苏奕月

后台：李子琦

https://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/13365_ryugu

对小行星龙宫样本的分析结果显示其沙土表面被氮化铁覆盖。这表明可作为生命材料的氮化合物也许是从太阳系的较远处运输到地球轨道附近的。

2023年12月7日 京都大学

氨等氮化合物被认为是生命的基础物质以及太阳系形成时期促进物质化学演变的重要物质。最近的小行星探测和地面观测表明，在距离太阳较远的低温区域，一些有运行轨道*的彗星和冰天体上存在大量类似氯化铵的固体氮化合物。然而，迄今为止尚未明确发现这些物质被运送到地球轨道附近的痕迹。

*译者注：有运行轨道意味着这些天体在太阳的引力范围内，因而可能与太阳系内侧有过交集

探测器“隼鸟2号”对地球附近的C型小行星龙宫进行了探测，并携带了其表面的沙尘返回地球。在小行星表面沙尘长时间暴露在太空中，经历了微小陨石的碰撞和太阳风等“太空风化”作用。因此，京都大学的松本徹及其研究团队对龙宫的样本进行了太空风化的研究，旨在获取关于外来物质进入龙宫所处的地球附近轨道的线索。

研究团队利用扫描电子显微镜观察了样本表面的微观结构。结果表明，龙宫中含有的磁铁矿暴露在宇宙空间后，表现出非常多孔的特性。通过透射电子显微镜对样本横截面的观察，进一步发现在多孔层中，相比于磁铁矿的理想化学组成，铁含量较多而氧含量较少，同时富集了磁铁矿中不包含的氮和硫。此外，在该层中还观察到金属铁和氮化铁的分布。

（A）包含在龙宫样本中的磁铁矿颗粒。由于其在天体中存在的水中生长，呈现出圆形。其表面非常多孔，这一特征仅在暴露于宇宙空间的表面上才能观察到。

（B）圆形磁铁矿的横截面图像。绿色表示铁（B图左）和氮（B图右）的分布。氮化铁层的厚度为数十纳米

（图片来源：京都大学）。

关于氮化铁的出现机制，松本等人认为，龙宫的沙尘表面经历了一种特殊的环境，导致氮化铁的形成。

首先，由于太阳风等因素，太阳风的氢离子击中磁铁矿表面，使得磁铁矿在太阳风的作用下被还原成金属铁。然后，这些金属铁与含氮化合物发生化学反应，从而生成氮化铁。作为一种可能的含氮化合物，具有高反应性的氨是一个有力的候选。在太阳系远方的低温区域形成的彗星等带有冰的小天体中，含有丰富的盐和富含氨的冰。这些天体运行到太阳系的内部，释放的尘埃可能与地球附近轨道上的龙宫发生碰撞。碰撞会导致尘埃气化，生成富含氨的蒸气，与暴露在表面上的金属铁发生反应，从而形成氮化铁。这是一个较为合理的推测。

另一方面，有人指出龙宫与彗星存在联系。如果龙宫中存在富含氨的岩层，那么通过碰撞岩层和岩石的蒸发，可能产生富含氨的蒸气，从而形成氮化铁。

这项研究表明，龙宫所在地球轨道的区域外来的含氮化合物可能比预期中更多。通过之后的分析，有望揭示氮化铁中氮的来源以及小行星表面含氮化合物的真实情况。

责任编辑：甘林

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龙宫小行星地表照片

图源：网络

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