太空科学总是关于“那里”正在发生什么。有时,天文学家也必须关注落在地球上的东西。这正是亚利桑那州立大学(ASU)的劳伦斯·加维(Laurence Garvie)和他团队准备要做的事情,他们正在仔细研究上个月从天而降并落在哥斯达黎加一个小镇上的一颗外星泥球。这并非比喻:我们说的是一个字面意义上的泥球。
四月下旬,阿瓜斯·萨尔卡斯(Aguas Zarcas)的居民看到一个巨大的火球划破天空,向地面坠落,并在大气层中碎裂成数百块。坠落几分钟后,当地媒体报道说,这些碎片以每小时数百英里的速度穿过屋顶,砸毁了一张餐桌。“它真的来势汹汹,”加维说。
早期报告显示,这颗陨石是一种碳质球粒陨石——这是一种非金属岩石,形成于 45 亿年前,当时太阳系还只是一个非常年轻的存在。像这样一块充满粘土的陨石坠落到地球上是极其罕见的。“我们一直在等待这样的陨石坠落几十年了,”加维说,他是一名陨石研究员和亚利桑那州立大学陨石研究中心(Center for Meteorite Studies)的馆长。上一次发生这样的陨石撞击是在 1969 年,发生在澳大利亚。此后也有陨石落下,但从未产出过足以进行研究的外星物质。
现在,我们的星球很幸运地又被另一颗巨大的泥球砸中,并提供了大量可供科学研究的样本。这类岩石可能包含有关太阳系生命起源的潜在线索,因为它们富含可能构成生命成分的有机化合物。加维说,1969 年落下的那颗陨石可以说是催生了整个天体生物学领域。
亚利桑那州立大学的团队设法联系到了两位来自亚利桑那州的热衷于搜寻陨石的人,他们在陨石坠落后的一天内就赶往哥斯达黎加,收集了火球破碎后在天空中燃烧时散落的碎片。从最初的洗衣机大小的火球中,陨石收藏家们在当地连续五天放晴(这对保存容易遇水分解、从而破坏岩石独特外星特性的粘土材料至关重要)的幸运天气中,回收了大约 55 磅的碎片。这些收藏家向加维和他的团队捐赠了几份样本,他们的实验室是世界上最早开始研究阿瓜斯·萨尔卡斯泥球的实验室之一。
根据加维的说法,这颗泥球不仅仅是一堆随机的、在太空中飞行的粘土。它是正在成长为行星的更大天体的一块碎片。一个更大的炽热宇宙物质聚合体开始冷却,并有效地“石化”成一块寒冷的岩石,尽管受到小行星碰撞的影响,但它在绕太阳运行时基本保持完整,很可能是在小行星带。偶然间,它脱离了轨道,最终冲入地球大气层,降落在哥斯达黎加。对于一团泥球来说,这趟旅程可不短,对吧?
科学家们可以对这些样本进行的分析列表似乎无穷无尽。其中包括更常规的工作,如在红外或紫外光下的观测,以及用于了解材料化学性质的光谱分析。它们还包括更具挑战性的测试——粘土在接触水分时通常会散发出一种非常刺鼻且独特的味道,加维和他的团队正在设置测试,以找出这些气味的来源以及它们能揭示泥球的哪些成分。其他实验室也在研究一些陨石中的金属,并试图解释水性和金属成分是如何长期共存的。
虽然这颗泥球的撞击可能对理解早期太阳系的化学性质等更宏大的问题至关重要,但也有更直接的意义值得探讨。粘土富含水分,这引发了有一天在太空中开采富含粘土的小行星以获取对太空旅行和探索至关重要的水的可能性。这些水对于人类消费、种植植物至关重要,或者可能用作新型航天器推进系统中的火箭燃料。加维说:“开发在小行星带加热这些材料、提取水的技术,将是未来太空旅行的关键点。”
阿瓜斯·萨尔卡斯样本的成分也与目前 NASA 的 OSIRIS-REx 任务在太空中研究的小行星 Bennu 的成分非常相似,该任务最终将把小行星的样本带回地球。这使得泥球的研究成为我们十年后拿到 OSIRIS-REx 样本时,可能发现的更早的预演。
泥球不像星星那样闪闪发光,但这并不影响科学家们对其进行深入研究的兴奋程度。加维说:“大自然已经完成了创造这种材料的艰巨工作。现在轮到我们从中提取信息,研究它的来源、形成过程,以及它能告诉我们关于早期太阳系的什么。”