研究人员首次发现了从太阳系诞生之前在地球平流层聚集的行星际尘埃粒子(IDPs)中的有机物质。
该材料是根据其碳同位素组成确定的，该碳同位素组成不同于地球和太阳系其他部分的碳。同位素是元素的变化，它们在中子数量上彼此不同，使它们在化学上相似但物理上不同。
圣路易斯华盛顿大学地球与行星科学与物理高级研究科学家Christine Floss博士说，她和她的同事分析的IDP中的有机物可能是在星际介质中的分子云中形成的。太阳系的形成。同位素异常是在这些分子云中发现的极低温度下通过化学分馏产生的。
“我们的研究结果证明，今天太阳系中还存在太阳系有机物质，”弗洛斯说。“这种材料已经保存了超过45亿年，这是太阳系的时代。令人惊讶的是，它已经存活了很长时间。”
这一发现有助于了解太阳系的形成和地球上有机物的来源。该作品发表在2004年2月27日的“科学”杂志上，并得到了美国宇航局的资助。
在过去的20年中，研究人员发现了来自国内流离失所者的氮和氢的同位素异常，但从未在碳中发现过。弗洛斯说，其中一个原因是早期仪器的局限性。她和她的同事使用了一种名为NanoSIMS的新型离子微探针，使研究人员能够以比以前更大的空间分辨率和更高的灵敏度分析粒子。直到最近，离子探针才能测量IDP的平均特性。2000年，在NASA和国家科学基金会的帮助下，该大学购买了第一台商用NanoSIMS。NanoSIMS由Cameca在巴黎制造，可以分辨直径小至100纳米的颗粒。十万个这样的颗粒并排形成一厘米。
“问题一直是：我们为什么不看到任何不寻常的碳同位素组成?” 弗洛斯说。“我们的想法是，如果氮和氢同位素异常是在相同的空间区域形成的，那么期望不同寻常的碳同位素组成也是合乎逻辑的。一种观点认为，碳在相反的方向上有不同的分馏过程，消除了产生的任何异常。另一种可能性是氮和氢可能是在原本不是有机物的阶段产生的 - 有机物质本身是在太阳系中形成的，基本上是从一些前体中继承了氢和氮的同位素组成。材料。
华盛顿大学物理学高级研究科学家Floss和Frank Stadermann博士与劳伦斯利弗莫尔国家实验室的同事们一起得出结论。
“许多国内流离失所者来自彗星，”弗洛斯说。“有意义的是，有机材料将被保存在非常寒冷的环境中，例如在太阳系边缘形成彗星。为了保持这种原始和原始的东西，可以假设它来自这种环境。 “
弗洛斯说，据估计，超过一百万年，大约一厘米的碳质材料以这种宇宙尘埃的形式出现，并且大量的这种材料可能来源于预制。
弗洛斯说，她的工作建立在华盛顿大学物理学教授罗伯特沃克博士的开创性工作之上。Walker在收购NanoSIMS方面发挥了重要作用，并在20世纪80年代进行了具有里程碑意义的研究，以验证这种平流层尘埃粒子的外星起源。
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