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主譯：澄

校對：遠山真理

審核：牧夫天文校對組

美編：蘇奕月

后臺：李子琦

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

墜落在地球上的隕石是天體的碎片，也可以說是自然界的一種“樣本返回任務”。盡管它們不可避免地會受到地球環境的污染及影響，但依然在研究太陽系行星形成的領域廣受關注。

大多數隕石被認為來源于火星和木星之間的小行星帶（主帶）。據推測，這片區域有數百萬顆小行星，而小行星之間的碰撞產生了巖石碎片，這些碎片墜入類地行星的區域，其中一部分則被地球的引力捕捉。

圖為每年都會光顧的英仙座流星雨期間，流星劃過夜空的景象。該圖于2016年，由美國西弗吉尼亞州的斯普魯斯·諾布攝制。（NASA/Bill Ingalls）

然而，根據歐洲團隊主導并在國際科學雜志《自然》（《Nature》）上發表的最新研究，落在地球上的隕石的起源可能并不像之前認為的那樣多樣化。通過對已發現隕石的年代推算，以及它們可能的母天體——各類小行星的比較，研究表明，地球上發現的大約70%的隕石可能來源于最近發生的三次大規模小行星碰撞事件。如果真的像這樣，地球上發現的隕石大多源自少數幾個天體，那么任何隕石研究都將存在顯著的偏差。

地外物質研究組的主任研究開發員矢田達表示，這一結果在科學研究的背景下應該被嚴肅對待，同時他強調也需要注意一些問題。日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）和美國國家航空航天局（NASA）分別開展的“游隼2號”和“奧西里斯-REx”的樣本返回任務，為我們提供了在實驗室分析已知小行星巖石的寶貴機會。但從龍宮和貝努帶回的樣本來看，它們都與地球上發現的某種相同類型的隕石相似。另一方面，從小行星本身的觀測來看，它們卻顯示出不同的光譜類型。這表明，從隕石分析中確定其起源的小行星并非易事。

有論文的觀點認為，70%隕石的母天體起源于三次碰撞事件形成的小行星群（卡林、科羅尼斯、貝利塔斯）。通過關注地球上發現的不同隕石類型的宇宙射線照射年代（根據宇宙射線生成的核素量估計），并從小行星族的軌道計算中推導出碰撞的起源，這一研究方向值得高度評價。

有趣的是，此次JAXA和NASA的探測器相繼帶回的兩顆小行星的樣本、即龍宮和貝努的反射光譜雖然略有不同，但其返回樣本與同一種類型的隕石非常相似。這一樣本返回任務的結果表明，僅憑小行星的光譜類型是很難確定對應的隕石類型的。

從反射光譜類型和軌道要素推斷出三個小行星群是70%隕石的起源，這一結果表明，即使進行遙感探測，也無法確定實際的小行星對應于哪種隕石類型，只有通過返回樣本的研究才能進行初步判斷。這兩個返回樣本的事實提醒我們，在了解太陽系小天體的真實情況方面，樣本返回任務起到了至關重要的作用。

“游隼2號”的項目工程師佐伯孝尚教授指出了一個更復雜的問題。即使是同一顆小行星產生的碎片，也可能表現出顯著不同的特征。事實上，從小行星龍宮上采集回來樣本進行分析后發現，由于宇宙風化現象，小行星最外層的物質可能與內部成分不同?？紤]到這種可能性，“游隼2號”在兩個不同地點和深度采集了不同的樣本。

教授表示，即便是同一顆小行星，不同位置的樣本也可能存在顯著差異。因此，我們認為進行多次采樣以及獲取不同深度的樣本非常重要。如果要前往遙遠的未知天體，我們當然希望進行徹底的調查，這應該成為一種共識。

盡管很難確定母天體，但矢田研究員指出，龍宮和貝努并非是有意選擇的特殊天體，然而它們帶回的樣本卻屬于稀有的隕石類型，這支持了“落在地球上的隕石分布并不代表小行星類型的分布”這一觀點。

此外，這兩顆執行樣本返回任務的碳質小行星都與隕石中不到0.01%的稀有隕石相似，這表明落在地球上的隕石實際上與小行星的真實分布存在很大偏差。這一結果與最近三次碰撞事件導致的小行星占地球隕石70%左右的結論是一致的。

在樣本返回任務中，母天體的身份是確定的，而且通過謹慎處理樣本，是可以避免地球上的污染的?！坝析?號”任務經理吉川真準教授解釋說，這些任務的目標天體是近地天體（或近地小天體，NEO），它們也被認為是從小行星帶運來的。雖然它們可以作為隕石的良好比較對象，但需要注意其中也會存在偏差。

教授表示，地球上發現的隕石可能只來源于有限的小行星，這一觀點很有趣。在我們的樣本返回任務中，我們造訪了近地天體（NEO）。NEO大多被認為是從火星軌道和木星軌道之間的小行星帶遷移過來的。軌道變化的原因包括進入共振狀態或接近火星。已知雅科夫斯基效應（熱輻射的影響）會導致軌道逐漸變化，而軌道變化的過程中，它們可能會進入共振狀態或接近火星的軌道。此外，NEO的軌道具有很強的混沌性質，因此無法長期精確計算單顆近地天體的軌道。關于NEO，還存在一個偏差，即越接近地球則越容易被發現。

“游隼2號”項目經理津田雄一教授解釋說，在樣本返回任務的開發階段，目標小行星的選擇會受到一些限制。但這并不會大幅限制可探測的小行星種類。

那么，從地球外收集到的物質中我們又能發現什么呢？

小行星樣本返回任務的目標天體選擇需要考慮三個條件：

（1）軌道力學上可達到，即我們能夠發射探測器到該小行星所在的軌道上；

（2）天體的大小、自轉狀態、形狀等特性適合采樣；

（3）具有科學吸引力。只要滿足這三點，就可以探測各種天體。

當我們獲得那些無法以隕石形式落在地球上的物質時，人類的科學觀、生命觀和宇宙觀將如何變革呢？我們希望用技術來滿足這樣的好奇心。

太陽系中最小的天體中，藏著我們理解太陽系如何形成的線索。但不可否認的是，我們對這個寶庫的探索才剛剛開始。

世界宇宙新聞（原“海外宇宙新聞”）系列聚焦全球宇宙開發的重要進展，旨在與我們這些研究人員分享這些成果。

相關鏈接
論文：Young asteroid families as the primary source of meteorites (自然)

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

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

責任編輯：甘林

牧夫新媒體編輯部

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火星“泰迪熊”，從拍攝的照片來看，這個奇特的地貌由山丘、隕石坑和環形斷裂口構成。

圖源：網絡

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