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鑽石星塵為何失蹤

行星際塵埃是直徑小於0.01毫米的塵埃粒子,每天都有大量的行星際降落到地球大氣層頂部的行星際塵埃形成於太陽係誕生的早期,包含了非常珍貴的信息。

太陽係最古老的岩石和塵埃中應該包含著豐富的納米鑽石,這是已經死亡的恒星留下的“禮物”。但是,最近一個美國研究小組在一些行星際塵埃中沒有發現納米鑽石的蹤跡,這對太陽係的演化假說提出了新挑戰。

有假說認為,在隕石、彗星和行星際塵埃中應該含有十分微小的鑽石。這些鑽石的尺寸不超過幾納米,包含大約數千個碳原子,被認為是死亡恒星的產物。但是要在行星際塵埃中尋找納米鑽石相當困難,因為行星際塵埃顆粒太小,無法用常規手段檢驗。

一個美國研究小組最近在英國《自然》雜誌上報告說,他們檢測了數種來自地球之外的物質中納米鑽石的含量,意外地發現在行星際塵埃中的納米鑽石非常稀少。

為了尋找行星際塵埃中的納米鑽石,研究者使用酸來腐蝕樣品,然後用測量原子之間距離的方法確定樣品中納米鑽石的含量。結果他們在一些隕石中發現了納米鑽石的存在,但在同溫層收集到的行星際物質中卻很少含有納米鑽石。

這一研究成果引起了科學家的爭論。研究者認為,對於這種現象的一個解釋是,這些納米鑽石不是在太陽係形成之前,而是在太陽係形成之後才在太陽係的內層形成的。

因此,在太陽係內部形成的古老岩石中就會包含相當多的納米鑽石,而在太陽係外部形成的物質——例如行星際塵埃——則不太可能含有納米鑽石。然而,現在公認的太陽係早期形成理論認為,納米鑽石不太可能在太陽係早期階段形成。

對於這一研究成果的另外一種解釋是,行星際塵埃經過數十億年的演化,其中的納米鑽石已經消失了。如果這種解釋成立,科學家將失去一個提供太陽係早期演化情況的重要信息源。

不過,還可以用另外一個理由來解釋這種現象,就是納米鑽石並非消失,而是變成碎片了。美國研究人員最近發現,當來自太陽係邊緣的彗星消失時,它們並不是如我們所想的那樣拖著彗尾而遠去,或是進入“休眠狀態”,而是99%的彗星變成碎片。過去天文學家認為,這些彗星大多來自一個處於太陽係邊緣的名叫奧托的彗星雲。這些彗星最後不再發光,進人“休眠狀態”,所以我們觀察不到它們。但是美國研究人員對各種彗星的計算機模型進行對比,然後找到消失彗星的去向。研究小組創造出數以千計的假想彗星,然後在它們進入太陽係時對其進行跟蹤。最後,在考慮重力、太陽、行星和銀河係因素的前提下,研究小組計算出彗星的整個演化過程。研究表明,大多數彗星在通過太陽係幾次後便分崩離析化為碎片。

通過對各種彗星在太陽係中的整個運行軌道的跟蹤,研究人員估計休眠彗星應該是實際觀察到的彗星數的100倍。由此,研究人員推測出99%的彗星現在隻是消失了,但以後重新進入太陽係時便可能化為碎片,而且來自奧托彗星雲的彗星最容易化為碎片。