地球上有一塊奇異的石頭,它不同于太陽系中的任何物體,并且可能比科學家此前認為的還要奇異。
這塊石頭名為希帕提婭石,為紀念公元4世紀女數學家與哲學家希帕提婭而得名,于1996年在埃及西南部被發現。它的體積連鵝卵石都比不上,最寬處直徑只有3.5厘米,重量也僅有30克。但分析顯示,希帕提婭石似乎不屬于任何一類已知隕石。而一項新研究指出,這塊石頭的部分成分也許早在太陽系出現前就已經形成了。
假如真是如此(這是個很大的假設),這塊石頭也許說明,最終凝結成為太陽系的那團“塵埃云”也許并不如之前認為的那樣均勻。
奇特的石頭
剛發現希帕提婭石時,研究人員并不確定它來自何處。由于其中鑲嵌著直徑從50納米至2微米不等的微型鉆石,科學家認為它也許是黑鉆石中的一個特例。但2013年與2015年的幾項研究排除了這一可能性:希帕提婭石中的惰性氣體含量顯示,它極可能來自外太空(其中的鉆石可能是它穿越地球大氣層時在沖擊下形成的)。
“這是一塊來自外太空的物質。”加州理工學院地質化學博士后研究員、參與2015年研究的紀堯姆·阿維斯指出。
但對于希帕提婭石,我們能下定論的只有這么多了。這塊石頭的成分不同于任何已知隕石。事實上,盡管它來自太空,但至今未被官方劃入隕石之列,因為它的質量只剩下了4克。其余部分并不是失蹤了,而是被切分成了多份,分送給世界各地的多家實驗室。而隕石協會要求隕石必須保留原始質量的20%,才能被官方定性為隕石。
神秘的礦物質
在此次新研究中,科學家將重點放在希帕提婭石中的礦物質上。他們發現這塊石頭的成分并不一致,而是由一塊富含碳元素的基巖構成,另含有各式各樣的礦物質。這些礦物質成分十分奇特,包括太陽系中極為罕見的純金屬鋁塊、莫桑石、磷化銀與碘化銀顆粒等。此外,石塊中的元素含量比例也與其他常見的太陽系天體大不相同。例如,其中有一種鎳與硫形成的化合物,鎳相對于鐵的比例非常高。
“我們不知道、也想象不出太陽星云中有何種機制能夠形成這種化合物。”領導該研究的科學家、約翰內斯堡大學地質學教授詹·克萊莫斯指出。
太陽星云是46億年前太陽系即將形成時、早期太陽誕生后殘留下的塵埃與氣體。克萊莫斯與同事們認為,希帕提婭石的這一部分也許就源自這團星云,因此它比太陽形成得更早。而它的剩余部分,即富含碳元素的基巖,也許是隨后在太陽星云溫度最低的邊緣部分凝結形成的。因為要想形成大塊物質,需要太陽星云這類密度較高的塵埃云為其提供足夠的材料。
不過,現有的太陽系形成理論默認太陽星云的成分均勻一致,而希帕提婭石并不符合這一假設。希帕提婭石的基巖中不含硅質礦物質。而地球及其他巖質行星,以及巖質隕石均富含硅元素。假如其基巖確實源于太陽星云,就說明這團星云各處的成分并不一致。
不過,科學家對希帕提婭石成分的解讀仍然備受質疑。為確定希帕提婭石的形成時間是否早于太陽,還需要對其展開同位素分析。“與太陽系天體的平均情況相比,早于太陽形成的物質的同位素構成非常特殊。”阿維斯表示。
克萊莫斯也指出,為更好地了解這塊神秘的外星卵石,研究人員接下來需對希帕提婭石的基巖和礦物質成分展開同位素分析。而阿維斯表示,在此之前,“我們仍無法確定它究竟為何物。”