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星的核心耗尽燃料时,就会坍缩,形成一个密度高得令人难以置信的中子球,并且将外层下落的物质反弹回去,产生出极其剧烈的超新星-。恒星正在燃烧的氢、氦、碳、氧等连续性包层会经历灾变性的混合,并且 将巨量的尘埃和气体抛入星系之中。 研究者们不知道我们自己太阳系的形成是否是由一颗超新星所引发的,但一些人已经发现了证据,表明在太阳系形成前几百万年,一颗超新星制造出了放射性原子。 梅森杰利用一种新的离子微探针技术,即所谓的“纳米次级离子质谱法(NanoSIMS)”,测量了这些罕见颗粒中的氧同位素。 结果显示,尽管橄榄石在我们的太阳系中非常丰富,但这些橄榄石却并非来自于我们太阳系的任何地方。“橄榄石,包括宝石级别的黄绿橄榄石在内,是陨石中非常常见的矿物,构成了地球地幔的绝大部分,”劳雷塔说。“这也是来自于其他恒星系统的橄榄石如此难以辨认的原因。” “这些超新星颗粒拥有的氧同位素比例,在以前陨石或彗星尘埃中从未见过,但却符合超新星-天体物理模型的预言,”梅森杰说。 凯勒使用一架透射电子显微镜鉴别了矿物质的成份。然后NASA的科学家们向劳雷塔询问,这个颗粒是否有可能是超新星颗粒。 劳雷塔利用熟知的超新星结构模型,来计算这个颗粒是否有可能像它的矿物组成所暗示的那样,是从冷却的超新星气体中直接凝结而来的。 劳雷塔说,他的计算化学分析与颗粒实际的同位素和矿物质成份符合得“严丝合缝”。梅森杰的同位素比例使得研究小组能够确定,颗粒形成于其中的超新星-是在何处发生的。 尽管没有方法能够直接测量超新星橄榄石颗粒的年龄,但是科学家们说,矿物质惊人地保持着形成之初的状态而未被改变,它可能并没有在星际介质中飘荡太多时间。 “我们从天文观测中了解到,形成于恒星中的结晶硅酸盐会迅速地被星际介质中的严苛环境所破坏,”凯勒说,“因此这些颗粒能够保持原始的状态,这是非同寻常的。” 科学家们已经拼凑起这些橄榄石的奇异历史: 矿物质来自于一颗15倍太阳质量的垂死恒星,这些元素在恒星坍缩的剧烈-中被混合在一起。 在超新星气体冷却形成尘埃时,橄榄石开始结晶形成。一小团气体中的大量细小橄榄石颗粒凝结在一起,形成一个亚微米大小的橄榄石颗粒。 这个橄榄石颗粒在星际介质中忍受了几百万年的时光,直到它被卷入一片寒冷的尘埃云之中,被一层薄薄的有机物薄膜包裹起来。 某一时刻,这片尘埃云坍缩形成了我们的太阳系,这个颗粒被捕获在一颗彗星或者一颗小行星之中达45亿年之久,即我们太阳系的年龄。如果这是一颗小行星,那它应该是一颗原始小行星——那种没有被加热到足够的程度,不会破坏这种“史前”颗粒的小行星。 原始橄榄石最近被送入地球的高层大气层,在那里,它与其他的行星际尘埃一起,被一架NASA高空研究飞机上的采集器所俘获。 “这是我们现在拥有的、我们认为与星尘(Stardust)号样本看起来最为接近的样本,”劳雷塔说。 NASA的星尘号任务在2004年1月与怀俄德2号彗星(Wild 2)相遇。 “我们其实就是在飞越彗发的时候,伸出一个装满气凝胶的小冰块盘,采集一堆尘埃,再收回样品盘,返航回家,”劳雷塔说。 星尘号将在2006年1月返回地球。 < 1 > < 2 >
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