贝努样本显示木星在塑造早期太阳系中的作用

对小行星贝努（Bennu）微小样本的研究表明，这颗小行星形成于内、外太阳系物质混合的区域，而木星帮助塑造了构成它的尘埃。苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的研究人员在《科学进展》（Science Advances）上报告了这一结果。

美国宇航局的“奥西里斯-REx”（OSIRIS-REx）任务采集了贝努表面的物质，并于2023年送回地球：2023年9月23日，一个装有约120克样本的返回舱降落在犹他州沙漠。苏黎世联邦理工学院同位素地球化学教授玛丽亚·舍恩巴赫勒（Maria Schönbächler）分得了其中半克。

三种元素构成的化学指纹

研究团队测量了铁、钛和铬的同位素。同位素是同一元素中中子数不同的形态，其相对含量如同指纹，可提示物质的来源。结果显示，铁和钛在贝努物质中的分布非常均匀。

这一指纹还揭示出贝努、小行星龙宫（Ryugu）与CI型陨石之间的密切关系。CI型陨石是一类罕见的、富含碳且变化很小的早期太阳系遗存。三者具有惊人相似的同位素特征，与其他已知小行星、陨石群和行星的特征有显著差异。这表明它们的原始物质来自同一个古老宇宙尘埃库。

与预期不同的诞生地

多年来，研究人员一直认为像贝努这样的原始小行星起源于外太阳系，可能是在彗星形成的地方，并且它们的物质聚集得相对较晚。新发现对这两种假设都提出了挑战。研究人员提出，贝努、龙宫和CI型陨石的母体物质聚集在水冰线附近，即年轻太阳周围盘中的一条边界，在此之外温度低到足以使水蒸气冻结。

木星可能起到的作用

木星在太阳诞生后约一百万年内开始形成。随着它不断长大，其引力可能起到了屏障的作用，阻止大多数较大的颗粒穿过其轨道区域，同时让细小的尘埃通过。这些来自盘中不同部位的细小尘埃，可能在水冰线附近大量混合。这一情景也可以解释为什么贝努富含含水物质，并且在化学上与太阳相似，因为微小颗粒能够高效地循环和混合。“贝努或许让我们得以最好地一窥最终构成类地行星的化学元素的原始混合物，”舍恩巴赫勒说。

这些发现并未确切说明含水矿物和有机化合物是如何到达地球的，但它们表明了此类成分的起源地。仍有一些悬而未决的问题，包括其他小行星是否也具有贝努—龙宫的特征。舍恩巴赫勒计划申请日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）火卫一（Phobos）采样返回任务的样本，该任务计划于2026年10月底发射，不过其返回舱预计要到2031年才会返回。

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