看板sky
标 题Re: 请问各位一个关於陨石的问题
发信站台大计中椰林风情站 (Sat May 7 04:41:57 2005)
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==> EPS (Spitzer葡萄) 提到:
> 虽然我不懂这个,但被点名了总要说几句.
> 就我有限的了解,陨石我们可以透过其成份及结晶型态,推测其行成
> 时的温度变化,包括温度高低,冷却或增温过程的急缓等等. 知道这
> 些後,我们便可进一步问,依现有的太阳系形成理论,早期太阳系可以
> 提供这样的陨石形成环境吗? 藉此可以检视我们对太阳系形成的知
> 识是否正确.
> 就我所知,清大徐校长的X-wind理论就与此有关.
> 好了,我要闭嘴了,因为我所知真的有限.
唉呀, 居然有人问了我正在作的研究题目...
其实陨石研究是个很大的题目, 目前大致上有几种主要的研究课题:
1. 球粒与钙铝包裹体的岩石学, 基本上这就是EPS回答的范围.
2. 短半衰期同位素的研究,
3. 稳定同位素的异常分布.
我想说的是第二个跟第三个, 因为基本上这是我现在在作的东西.
短半衰期同位素, 包括钙-41, 铝-26, 铍-10, 锰-53, 铁-60...等等等,
曾存在在太阳系形成之初, 但是由於半衰期与太阳系年龄比起来过短,
所以现在已经灭绝(注意,我并没说这些元素不存在, 但是在太阳系形成
时候存在的这些元素, 现在已经没有了.) 可能你会想,既然灭绝了, 那
我们还研究它们干什麽. 用处可大了, 因为陨石中含有太阳系最老的固
体, 所以这些固体保存了以上元素在太阳系初形成时候的丰度. 知道了
最初的丰度可以干什麽呢? 基本上我们可以从这丰度探讨两件事情:
一, 时间学. 由於上述的同位素衰变颇快, 只存在於太阳系最长不超过
一两千万年的时间. 所以, 同一元素但是不同丰度反应了生成时间的先
後顺序. 以铝-26为例, 李太枫老师的博士论文证实了铝-26曾经存在在
早其太阳系, 其之於铝-27的相对丰度是5x10^-5, 宇宙化学家们认定这
是太阳系中, 铝-26的初始值. 但是铝-26会衰变成为镁-26, 所以其对
铝-27的相对丰度会降低, 所以较晚生成的太阳系固体会含有较低的铝-26
值. 这是一般简化後的情况, 实际上并没那麽简单.
二, 元素的产地. 我们都知道恒星会形成元素, 然後藉由恒星风或是超
新星爆炸将形成的元素扩散出去. 所以很合理的推测, 我们太阳系中很
多的元素是由其他星球而来,包含短半衰期同位素. 在太阳系中的短半
衰期丰度高於平均宇宙背景值.但是让宇宙化学家与天文学家不解的是,
若太阳系中短半衰期同位素主要是由超新星提供,除非是在太阳系形成
前,恰好有一个超新星爆炸,而且这个时间不能长於太阳系形成的前五十
万年,(基本上是分子云塌缩的时间小於五十万年) 不然是没有机会保存
那麽高的丰度. 五十万年这个时间, 远短於一般分子云自由塌缩的时间
,也因此, 天文学家们也相信, 超新星爆炸不仅提供咯晚半衰元素, 更
帮助我们建造了太阳系. 这是恒星提供短半衰元素的模型.
另一个模型就是EPS提到的清大徐校长的X-wind model. 李太枫老师以
这个模型为基础, 利用质子和氦等由早期太阳散发出的高能粒子与太阳
系最早固体反应计算短半衰期同位素产生的丰度. 在这个模型中, 短半
衰期同位素完全是在太阳系内形成, 除了铁-60外不假手外人.
其实这两个主流都有不足之处, 不过, 回答allende网友的问题, 陨石中
的短半衰期同位素帮助我们了解了太阳系早期的时间学与太阳系形成的
环境与模型.
至於3, 请续待...
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