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主译：余路汉
校对：酥油饼
审核：牧夫天文校对组
美编：张少岩
后台：王启儒
https://sorae.info/astronomy/20260619-ryugu-sample.html
由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的小行星探测器“隼鸟2号”带回地球的小行星“Ryugu（龙宫）”样本（龙宫颗粒）一旦接触地球大气，仅数周内便会从表面开始发生变质，其影响在数月内扩展到周围。广岛大学宫原正明准教授领导的研究团队公布了显示这一过程的研究成果。
该团队的研究成果论文，作为正式出版前的早期公开版，于2026年5月29日刊登在学术期刊《自然—通讯》上。这项成果也有助于重新审视严格保管从宇宙带回的珍贵样本的环境。
【▲ JAXA的小行星探测器“隼鸟2号”拍摄的小行星“Ryugu（龙宫）”。（Credit: JAXA、东京大学、高知大学、立教大学、名古屋大学、千叶工业大学、明治大学、会津大学 & 国立研究开发法人产业技术综合研究所）】
·珍贵的“时间胶囊”弱在地球环境中十分脆弱
从小行星带回的样本，是能够直接研究太阳系初期物质演化以及水和有机物起源的极其珍贵的样品，堪称“时间胶囊”。尤其是碳质小行星龙宫的样本富含水和有机物，作为揭示生命起源的关键而受到全球关注。
另一方面，以龙宫为代表的小行星等样本，对于富含水和氧气的地球环境极为敏感。研究团队指出，此前他们一直担忧样本在返回地球后的保管、运输和分析过程中可能发生变质，但具体是哪种矿物最先变质、其影响如何扩散到周围、以及变质速度有多快等具体过程，此前尚未明确。
·变质的诱因是“磁硫铁矿”的快速氧化
宫原准教授等人的研究小组将承载多颗龙宫颗粒的样品板有意暴露在温度20~23℃、相对湿度30~40%的地球大气条件下，利用电子显微镜和同步辐射X射线吸收光谱法（用于分析元素氧化状态等方法）等，进行了持续数周至数月的详细观察。
结果发现，暴露于地球大气的样本中，最先发生反应的是被称为“磁硫铁矿（pyrrhotite）”的、由铁和硫磺组成的硫化矿物这种磁硫铁矿与水反应性高，数周内便从表面开始氧化，形成富含铁和氧的非晶质（原子排列无规则的非晶态）变质层。
【▲ 暴露于地球大气前（左）和后（右）的磁硫铁矿电子显微镜照片。红色箭头指示由磁硫铁矿氧化形成的富含铁和氧的变质物（Credit: 国立极地研究所）】
【▲ 含磁硫铁矿的碳质球粒陨石表面，因地球风化产生白色生成物的状态（Credit: 国立极地研究所）】
·连锁变质反应与变质速度的定量化
变质不仅限于磁硫铁矿本身。根据本次的研究结果，已确认磁硫铁矿的氧化会导致局部形成酸性、氧化环境，进而诱发周围物质发生变质。
具体而言，数月内周围的层状硅酸盐（具有层状结晶结构的硅酸盐矿物）发生部分非晶质化，同时有机物中也形成纳米尺度的气泡以及富含碳和氧的沉淀层，连锁性变质不断推进。
此外，本研究还估算出磁硫铁矿初始阶段的变质速度约为每天0.1纳米。这是一个定量证据，表明即使在返回地球后相对较短的时间尺度内，重要的矿物学和化学信息也可能丢失。
·对未来样本返回计划的重要启示
此前，为防止从地外带回的样本受到地球环境的污染和变质，通常将其在干燥空气或充满氮气的环境中、保持室温保管。但本次研究成果表明，即使在当前标准的保管条件（即保存管理条件）下，样本仍可能发生变质。
因此，研究团队指出，为保护从宇宙带回的珍贵样本原有的科学信息，不仅需使用惰性气体，还需采用结合“低温、低氧、低湿度”的更严格环境进行保管和分析。
这一发现，对于美国国家航空航天局（NASA）探测器带回并正在分析中的小行星“Bennu（贝努）”样本的处理，以及今后JAXA计划从火星卫星“Phobos（福波斯）”采样返回的火星卫星探测计划“MMX”，乃至未来从火星本体返回样本的处理，都将成为构建更适当保管和运输策略的极其重要的指南。
责任编辑：甘林
牧夫新媒体编辑部
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