利用納米離子探針在隕石中尋找前太陽物質

　　隕石中的前太陽物質(presolar material)是在太陽系形成之前，由各種恒星演化至晚期噴出物凝聚形成微米至次微米大小的塵埃顆粒，是人類唯一能獲得的其他恒星樣品(又稱太陽系外物質)。前太陽顆粒攜帶了恒星核合成的信息，是恒星核合成理論的重要實驗制約。前太陽顆粒也是構成原始太陽星云的重要物質組成，并經歷了太陽星云階段以及隕石母體階段各種變質過程的演化。

　　中科院地質與地球物理研究所比較行星學學科組博士研究生趙旭晁在導師林楊挺研究員指導下，與美國華盛頓大學空間科學實驗室的合作者利用地質地球所 2011年新引進的納米離子探針(Cameca NanoSIMS 50L)和Auger納米探針，對采自南極格羅夫山的CR型碳質球粒隕石GRV021710開展了前太陽物質的系統調查和研究。

　　研究結果表明，GRV021710隕石是迄今為止發現的最富集前太陽顆粒的原始球粒隕石之一，含有大量的前太陽富氧顆粒(含量為236 ± 40 ppm, 主要成分為硅酸鹽和氧化物)和富碳顆粒(含量為189 ± 18 ppm, 主要成分為SiC和石墨)。他們在探討了這些前太陽顆粒同位素組成和恒星來源的基礎之上，還對其中代表性的顆粒進行了礦物化學組成和多元素同位素分析，獲得幾個重要認識：(1)GRV021710隕石中超新星成因的前太陽富氧顆粒的相對豐度是其它隕石的2倍左右，表明超新星成因物質在原始太陽星云中存在不均勻分布現象(圖1);(2)首次發現了超新星成因的SiO2顆粒，為超新星噴出物中存在SiO2提供了直接證據;(3)納米離子探針的硫同位素掃描雖然未能找到前太陽硫化物顆粒，但給出了其豐度上限為~2 ppm;(4)與其它原始的3型碳質球粒隕石相比，GRV021710隕石中前太陽硅酸鹽顆粒更加富集Mg元素，且具有較高的前太陽硅酸鹽/氧化物比值，結合巖相學特征以及前太陽顆粒的高豐度值，可以判定該隕石樣品未經歷或僅經歷了極低程度的后期蝕變歷史。

　　該研究成果發表在近期出版的國際天體物理學雜志The Astrophysical Journal上(Zhao et al. Stardust investigation into the CR Chondrite Grove Mountain 021710. The Astrophysical Journal, 2013, 769: 49, doi:10.1088/0004-637X/769/1/49)。

圖1 (a)GRV021710隕石中超新星成因前太陽富氧顆粒的豐度與其它地外樣品的比較;(b)與其它CR型碳質球粒隕石的比較。