日本的小行星探测器“隼鸟2号”于2020年12月6日从小行星“龙宫”顺利返回地球。12月17日,中国的“嫦娥5号”也从月球携带样本返回地球。虽然两架探测器的目的地相距甚远,但采集的样本中可能包含着起源于同一个天体的物质。有可能成为揭开生命进化之谜的线索,所以预定2021年启动的全面调查备受关注。
隼鸟2号的密封舱中装有黑色的砂石,重约5.4克,约为目标采集量的50倍以上。很可能富含由碳等构成的有机物,参与隼鸟2号项目的科学家、名古屋大学教授渡边诚一郎充满期待地表示,样本颜色比“陨石还要黑。应该能从中取得很多新发现”。
隼鸟2号带回地球的砂石(照片:JAXA·共同提供)
嫦娥5号则回收了约1.7公斤的月球样本。大约50年前,美国曾通过阿波罗计划带回了近400公斤的月球岩石,但阿波罗的着陆场所的形成年代集中于约35亿年前,而嫦娥5号从被认为形成于13亿~19亿年前的场所带回了样本,这一点备受关注。
12月17日凌晨在内蒙古自治区着陆的无人探测器“嫦娥5号”(照片:新华社·共同社)
两架探测器带回的样本都将成为探索太阳系历史的重要线索。不仅如此,还可能揭示出与生命进化有关的共同起源。共同起源是指环绕火星和木星之间的小行星带旋转的小行星“欧拉利亚(小行星495)”。
欧拉利亚是探索龙宫起源的候选母天体一。大约8亿年前,龙宫起源天体因撞击而遭到破坏,形成了以欧拉利亚为中心的小行星群,被称为“欧拉利亚族”。部分撞击产生的碎片重新聚集形成小行星,开始环绕远离小行星带的轨道旋转。龙宫被认为可能就是其中之一。
另一方面,对来自日本的环月卫星“月亮女神”的数据进行分析后发现,月球逸出了大量碳离子。此前解释月球诞生的主流假说——大碰撞说一直认为月球并不存在大量的碳。
那么,月球上是何时开始大量存在碳的呢。大阪大学的寺田健太郎教授等人2020年发表了一篇论文,认为碳是8亿年前撞击月球的大量陨石带来的。这些陨石的起源就是欧拉利亚。
寺田教授等人根据月亮女神拍摄的图像,调查了月球上59个直径在20公里以上的大型撞击坑,确认有8至17个(最多)撞击坑形成的年代集中于8亿年前。寺田教授等人探索了当时在月球上形成撞击坑的大量陨石的母天体。最终从3个候选天体中锁定了欧拉利亚。
因为,欧拉利亚位于受木星重力影响的共振轨道的位置,会有大量碎片被从小行星带弹出来。寺田教授表示:“或许还存在其他不为人知的小行星群,但欧拉利亚的可能性最高”。
通过阿波罗计划带回的月球岩石中含有因陨石撞击而融化的岩石和冷却后凝固形成的玻璃。虽然采集的地点和成分不同,但形成时间主要集中在8亿年前。与寺田教授等人通过撞击坑推算的陨石撞击时间一致。不过,阿波罗带回的月球岩石中并没有大量含碳。
因此,嫦娥5号带回的样本备受期待。嫦娥5号的着陆地点没有8亿年前形成的大型撞击坑。但存在被认为是从撞击坑飞散出来的碎片而形成的2次撞击坑。熟悉月球的日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的春山纯一助教充满期待地表示:“从(2次撞击坑的)分布情况来看,应该是从8亿年前形成的撞击坑飞散出来的碎片形成的”。
如果从隼鸟2号和嫦娥5号带回的样本中发现起源相同的碳,则可以证明8亿年前起源于欧拉利亚的、富含有机物的陨石大量落到了月球和地球上。不仅是有机物,陨石还为地球带来了大量的磷。有研究发现,8亿年前地球上的磷突然迅速增加,并促进了生命的多样化。寺田教授指出:“落到地球上的磷可能是目前海水中的溶解量的10倍”。
研究人员将从2021年开始全面分析隼鸟2号和嫦娥5号带回的样本。以碳为首,能否发现共同起源于欧拉利亚的物质备受关注。
日文:小玉祥司、《日本经济新闻》编辑委员,2020年12月28日
中文:JST客观日本编辑部