世界宇宙新闻：所有的陨石真的都来源于少数几颗小行星吗？

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主译：澄

校对：遠山真理

审核：牧夫天文校对组

美编：苏奕月

后台：李子琦

https://cosmos.isas.jaxa.jp/ja/global-space-news-do-all-meteorites-originate-from-just-a-few-asteroids-ja/

坠落在地球上的陨石是天体的碎片，也可以说是自然界的一种“样本返回任务”。尽管它们不可避免地会受到地球环境的污染及影响，但依然在研究太阳系行星形成的领域广受关注。

大多数陨石被认为来源于火星和木星之间的小行星带（主带）。据推测，这片区域有数百万颗小行星，而小行星之间的碰撞产生了岩石碎片，这些碎片坠入类地行星的区域，其中一部分则被地球的引力捕捉。

图为每年都会光顾的英仙座流星雨期间，流星划过夜空的景象。该图于2016年，由美国西弗吉尼亚州的斯普鲁斯·诺布摄制。（NASA/Bill Ingalls）

然而，根据欧洲团队主导并在国际科学杂志《自然》（《Nature》）上发表的最新研究，落在地球上的陨石的起源可能并不像之前认为的那样多样化。通过对已发现陨石的年代推算，以及它们可能的母天体——各类小行星的比较，研究表明，地球上发现的大约70%的陨石可能来源于最近发生的三次大规模小行星碰撞事件。如果真的像这样，地球上发现的陨石大多源自少数几个天体，那么任何陨石研究都将存在显著的偏差。

地外物质研究组的主任研究开发员矢田达表示，这一结果在科学研究的背景下应该被严肃对待，同时他强调也需要注意一些问题。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）和美国国家航空航天局（NASA）分别开展的“游隼2号”和“奥西里斯-REx”的样本返回任务，为我们提供了在实验室分析已知小行星岩石的宝贵机会。但从龙宫和贝努带回的样本来看，它们都与地球上发现的某种相同类型的陨石相似。另一方面，从小行星本身的观测来看，它们却显示出不同的光谱类型。这表明，从陨石分析中确定其起源的小行星并非易事。

有论文的观点认为，70%陨石的母天体起源于三次碰撞事件形成的小行星群（卡林、科罗尼斯、贝利塔斯）。通过关注地球上发现的不同陨石类型的宇宙射线照射年代（根据宇宙射线生成的核素量估计），并从小行星族的轨道计算中推导出碰撞的起源，这一研究方向值得高度评价。

有趣的是，此次JAXA和NASA的探测器相继带回的两颗小行星的样本、即龙宫和贝努的反射光谱虽然略有不同，但其返回样本与同一种类型的陨石非常相似。这一样本返回任务的结果表明，仅凭小行星的光谱类型是很难确定对应的陨石类型的。

从反射光谱类型和轨道要素推断出三个小行星群是70%陨石的起源，这一结果表明，即使进行遥感探测，也无法确定实际的小行星对应于哪种陨石类型，只有通过返回样本的研究才能进行初步判断。这两个返回样本的事实提醒我们，在了解太阳系小天体的真实情况方面，样本返回任务起到了至关重要的作用。

“游隼2号”的项目工程师佐伯孝尚教授指出了一个更复杂的问题。即使是同一颗小行星产生的碎片，也可能表现出显著不同的特征。事实上，从小行星龙宫上采集回来样本进行分析后发现，由于宇宙风化现象，小行星最外层的物质可能与内部成分不同。考虑到这种可能性，“游隼2号”在两个不同地点和深度采集了不同的样本。

教授表示，即便是同一颗小行星，不同位置的样本也可能存在显著差异。因此，我们认为进行多次采样以及获取不同深度的样本非常重要。如果要前往遥远的未知天体，我们当然希望进行彻底的调查，这应该成为一种共识。

尽管很难确定母天体，但矢田研究员指出，龙宫和贝努并非是有意选择的特殊天体，然而它们带回的样本却属于稀有的陨石类型，这支持了“落在地球上的陨石分布并不代表小行星类型的分布”这一观点。

此外，这两颗执行样本返回任务的碳质小行星都与陨石中不到0.01%的稀有陨石相似，这表明落在地球上的陨石实际上与小行星的真实分布存在很大偏差。这一结果与最近三次碰撞事件导致的小行星占地球陨石70%左右的结论是一致的。

在样本返回任务中，母天体的身份是确定的，而且通过谨慎处理样本，是可以避免地球上的污染的。“游隼2号”任务经理吉川真准教授解释说，这些任务的目标天体是近地天体（或近地小天体，NEO），它们也被认为是从小行星带运来的。虽然它们可以作为陨石的良好比较对象，但需要注意其中也会存在偏差。

教授表示，地球上发现的陨石可能只来源于有限的小行星，这一观点很有趣。在我们的样本返回任务中，我们造访了近地天体（NEO）。NEO大多被认为是从火星轨道和木星轨道之间的小行星带迁移过来的。轨道变化的原因包括进入共振状态或接近火星。已知雅科夫斯基效应（热辐射的影响）会导致轨道逐渐变化，而轨道变化的过程中，它们可能会进入共振状态或接近火星的轨道。此外，NEO的轨道具有很强的混沌性质，因此无法长期精确计算单颗近地天体的轨道。关于NEO，还存在一个偏差，即越接近地球则越容易被发现。

“游隼2号”项目经理津田雄一教授解释说，在样本返回任务的开发阶段，目标小行星的选择会受到一些限制。但这并不会大幅限制可探测的小行星种类。

那么，从地球外收集到的物质中我们又能发现什么呢？

小行星样本返回任务的目标天体选择需要考虑三个条件：

（1）轨道力学上可达到，即我们能够发射探测器到该小行星所在的轨道上；

（2）天体的大小、自转状态、形状等特性适合采样；

（3）具有科学吸引力。只要满足这三点，就可以探测各种天体。

当我们获得那些无法以陨石形式落在地球上的物质时，人类的科学观、生命观和宇宙观将如何变革呢？我们希望用技术来满足这样的好奇心。

太阳系中最小的天体中，藏着我们理解太阳系如何形成的线索。但不可否认的是，我们对这个宝库的探索才刚刚开始。

世界宇宙新闻（原“海外宇宙新闻”）系列聚焦全球宇宙开发的重要进展，旨在与我们这些研究人员分享这些成果。

相关链接
论文：Young asteroid families as the primary source of meteorites (自然)

https://www.hayabusa2.jaxa.jp/

https://science.nasa.gov/mission/osiris-rex/

责任编辑：甘林

牧夫新媒体编辑部

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图源：网络

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