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主譯：余路漢
校對：酥油餅
審核：牧夫天文校對組
美編：張少巖
后臺：王啟儒
https://sorae.info/astronomy/20260619-ryugu-sample.html
由日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的小行星探測器“隼鳥2號”帶回地球的小行星“Ryugu（龍宮）”樣本（龍宮顆粒）一旦接觸地球大氣，僅數周內便會從表面開始發生變質，其影響在數月內擴展到周圍。廣島大學宮原正明準教授領導的研究團隊公布了顯示這一過程的研究成果。
該團隊的研究成果論文，作為正式出版前的早期公開版，于2026年5月29日刊登在學術期刊《自然—通訊》上。這項成果也有助于重新審視嚴格保管從宇宙帶回的珍貴樣本的環境。
【▲ JAXA的小行星探測器“隼鳥2號”拍攝的小行星“Ryugu（龍宮）”。（Credit: JAXA、東京大學、高知大學、立教大學、名古屋大學、千葉工業大學、明治大學、會津大學 & 國立研究開發法人產業技術綜合研究所）】
·珍貴的“時間膠囊”弱在地球環境中十分脆弱
從小行星帶回的樣本，是能夠直接研究太陽系初期物質演化以及水和有機物起源的極其珍貴的樣品，堪稱“時間膠囊”。尤其是碳質小行星龍宮的樣本富含水和有機物，作為揭示生命起源的關鍵而受到全球關注。
另一方面，以龍宮為代表的小行星等樣本，對于富含水和氧氣的地球環境極為敏感。研究團隊指出，此前他們一直擔憂樣本在返回地球后的保管、運輸和分析過程中可能發生變質，但具體是哪種礦物最先變質、其影響如何擴散到周圍、以及變質速度有多快等具體過程，此前尚未明確。
·變質的誘因是“磁硫鐵礦”的快速氧化
宮原準教授等人的研究小組將承載多顆龍宮顆粒的樣品板有意暴露在溫度20~23℃、相對濕度30~40%的地球大氣條件下，利用電子顯微鏡和同步輻射X射線吸收光譜法（用于分析元素氧化狀態等方法）等，進行了持續數周至數月的詳細觀察。
結果發現，暴露于地球大氣的樣本中，最先發生反應的是被稱為“磁硫鐵礦（pyrrhotite）”的、由鐵和硫磺組成的硫化礦物這種磁硫鐵礦與水反應性高，數周內便從表面開始氧化，形成富含鐵和氧的非晶質（原子排列無規則的非晶態）變質層。
【▲ 暴露于地球大氣前（左）和后（右）的磁硫鐵礦電子顯微鏡照片。紅色箭頭指示由磁硫鐵礦氧化形成的富含鐵和氧的變質物（Credit: 國立極地研究所）】
【▲ 含磁硫鐵礦的碳質球粒隕石表面，因地球風化產生白色生成物的狀態（Credit: 國立極地研究所）】
·連鎖變質反應與變質速度的定量化
變質不僅限于磁硫鐵礦本身。根據本次的研究結果，已確認磁硫鐵礦的氧化會導致局部形成酸性、氧化環境，進而誘發周圍物質發生變質。
具體而言，數月內周圍的層狀硅酸鹽（具有層狀結晶結構的硅酸鹽礦物）發生部分非晶質化，同時有機物中也形成納米尺度的氣泡以及富含碳和氧的沉淀層，連鎖性變質不斷推進。
此外，本研究還估算出磁硫鐵礦初始階段的變質速度約為每天0.1納米。這是一個定量證據，表明即使在返回地球后相對較短的時間尺度內，重要的礦物學和化學信息也可能丟失。
·對未來樣本返回計劃的重要啟示
此前，為防止從地外帶回的樣本受到地球環境的污染和變質，通常將其在干燥空氣或充滿氮氣的環境中、保持室溫保管。但本次研究成果表明，即使在當前標準的保管條件（即保存管理條件）下，樣本仍可能發生變質。
因此，研究團隊指出，為保護從宇宙帶回的珍貴樣本原有的科學信息，不僅需使用惰性氣體，還需采用結合“低溫、低氧、低濕度”的更嚴格環境進行保管和分析。
這一發現，對于美國國家航空航天局（NASA）探測器帶回并正在分析中的小行星“Bennu（貝努）”樣本的處理，以及今后JAXA計劃從火星衛星“Phobos（福波斯）”采樣返回的火星衛星探測計劃“MMX”，乃至未來從火星本體返回樣本的處理，都將成為構建更適當保管和運輸策略的極其重要的指南。
責任編輯：甘林
牧夫新媒體編輯部
『天文濕刻』 牧夫出品
微信公眾號：astronomycn
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影像提供與版權: Debra Ceravolo
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