同样一份陨石,多数科学家觉得它来自一颗不起眼的小行星,另一组研究者却认为,它的故乡可能是一颗月球大小的原始行星。2025年发表在《地球与行星科学通讯》上的一项研究,把一块2019年撒哈拉沙漠发现的陨石推到了争议中心。这块编号NWA 12774的太空岩石只有4.56亿年历史,几乎和太阳系本身一样古老,而它内部矿物的化学印记,正在逼迫天文学家重新审视一个根本问题:行星的胚胎,到底能长多快?
争论的起点来自加利福尼亚理工学院的地球化学研究员弗朗索瓦·蒂索。他没有直接参与这项研究,但被问到如何看待其中的时间尺度时,给出了一个令人警觉的数字。“这意味着,在太阳系形成的四百万年内,你就能造出月球大小的东西,”蒂索说,“这是一个非常、非常快速的形成时间表。”这句评价点出了整件事的冲击力——早期太阳系的物质聚集效率,可能比大多数模型推测的要激进得多。如果一颗月球大小的原行星能在四百万年里凝聚成形,那么行星形成理论里那些“缓慢吸积、逐步碰撞”的经典画面,就需要被重新审视。
NWA 12774之所以能引发这种震动,和它所属的陨石类别直接相关。它是一块angrite——地球上已编目的八万块陨石中,angrite不到七十块。它们是已知最古老的火山岩之一,诞生时间紧贴着太阳系形成之后的那几百万年。正因为极其古老又极其稀缺,科学家一直在争论angrite究竟来自什么样的母体。主流观点倾向于认为,这些陨石是从小行星尺寸的岩石上剥落的碎片,并非某个完整天体的遗骸。新研究的首席作者、科罗拉多大学博尔德分校实验岩石学家亚伦·贝尔承认,这个假设过去很少受到挑战:“以前大多数人把angrite看作来自一个小的小行星大小的天体,”他说,“我们接受这一点,只是因为还没有相反的证据。”
转折发生在显微镜下。贝尔和同事检查NWA 12774时,发现一种名为斜辉石的矿物晶体里,铝的含量异常高。高压矿物学里有一条铁律:晶体中铝的富集程度,和它形成时所处的压力环境直接相关。铝越多,意味着它结晶的位置越深、压力越大。“这是一个闪烁的红灯,表明这块陨石有些不寻常,”贝尔说。这个信号之所以关键,是因为小行星的引力根本不足以产生那样的高压环境。只有月球大小的天体,内部深处的压力才能让斜辉石“锁”进这么多铝。
但难题来了:斜辉石里铝的含量该怎么换算成具体的压力值?现有的地质压力计并不适用于这种来自深空的远古矿物,贝尔的团队只能自己搭建计算工具。他们设计了一款基于斜辉石成分的“地质压力计”,原理并不复杂——如果能确定富铝斜辉石的精确化学配比,再推测它最可能从什么样的母体岩浆中结晶出来,就能反推出矿物形成时的压力区间。这套工具本身并没有引入什么颠覆性的技术路径,但它让一个模糊的“异常信号”变成了可量化的物理约束:NWA 12774的斜辉石,需要一颗月球大小的母体才解释得通。
随之而来的问题就不是技术层面的了,而是天文层面的——如果angrite确实来自一个已消失的原始世界,那么这个世界为什么消失了?太阳系形成初期,原行星之间的碰撞频率极高,一颗月球大小的天体可能在任何时候被撞碎,碎片混入行星盘的其他区域,最终以陨石的形式落到地球上。NWA 12774或许是这个“失落世界”仅存的几块遗骸之一。这个推论的保守版本是,早期太阳系里能产生月球级天体的区域比预想的要多;激进一点的版本则是,很多angrite可能都来自同一条母体碰撞链,只是此前没人往这个方向找证据。
目前还没有人能证实angrite的母体究竟在哪,甚至连它在何时被撞碎都无法确定。NWA 12774在2019年出现在撒哈拉沙漠,本身就是一次偶然——如果没有地面搜索队的发现,如果没有随后的化学分析,如果没有贝尔团队恰好决定对那块铝含量异常钻下去,这个“失落世界”的线索可能还要再埋藏几十年。而它现在给出的答案只是一个方向性的结论:行星胚胎可以长得很快,快到足以在太阳系最混沌的前几百万年里就达到月球级别。至于这是普遍现象,还是一种罕见的演化支线,则需要更多像NWA 12774一样的样本才能回答。蒂索的那句“非常非常快速的形成时间表”,目前还只是一个研究团队从一块陨石里读出的信号,但它已经足以让行星科学家重新检查自己手里的模型,看看那些关于早期行星生长的设定,是不是从一开始就写得太慢了。
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