陨石中的前太阳物质是在太阳系形成之前，由恒星晚期喷出物凝聚形成的尘埃颗粒，是人类唯一能获得的其他恒星样品。对其进行研究，不仅可以为恒星核合成过程提供信息，还能对恒星大气物理化学条件以及颗粒在太阳星云和陨石母体中经历的后期蚀变历史进行约束。Sutter’s Mill 陨石为CM2型碳质球粒陨石角砾岩，其不同角砾经历了不同程度的水蚀变和热蚀变。岩相学研究表明，一些角砾经历了强烈的水蚀变，导致其富钙铝包体中的尖晶石碳酸盐化；另一些角砾则含有大量硫化钙，表明未受到水蚀变的影响。因此，对Sutter’s Mill 陨石的不同角砾进行前太阳颗粒的原位研究，可以揭示陨石母体的二次蚀变与前太阳颗粒矿物类型以及丰度等的关系。
地质地球所比较行星学学科组博士后赵旭晁与合作导师林杨挺研究员等人利用纳米离子探针对Sutter’s Mill 陨石的四块样品进行了元素与同位素的高分辨扫描。C，N，Si同位素成像研究表明，Sutter’s Mill 陨石含有大量前太阳碳质颗粒（63ppm）。其中，多数为SiC，其余为碳质颗粒（可能为前太阳石墨颗粒）。氧同位素扫描仅发现一颗氧同位素异常颗粒，随后的O-Si-Mg-Al元素同位素扫描表明为前太阳刚玉（Al2O3）。该研究涉及的四块样品中前太阳SiC的平均丰度为55 ± 10 ppm，该结果与前人对其它CM型碳质球粒陨石研究得到的前太阳SiC颗粒丰度值一致（图1）。同时它们各自的丰度值在误差范围内也保持一致，这表明四块样品之间不存在明显差异。前太阳SiC在样品SM2-4的两个基质区域间存在明显的不均匀分布，丰度分别为54 ppm和12 ppm。根据该陨石的岩相学特征，研究者们认为：SiC丰度低的基质可能来源于陨石母体中与其他基质完全不同的位置，曾经受到更高程度的热蚀变使得SiC受到破坏；陨石母体表面曾受到其它小行星的猛烈撞击，冲击成因热事件使一些基质受到影响而降低了SiC丰度。此外，在Sutter’s Mill 陨石中仅发现了一颗氧同位素异常颗粒，表明该陨石曾经历广泛的水蚀变，从而破坏了大部分前太阳富氧颗粒，尤其是硅酸盐。
图1：Sutter’s Mill 陨石中前太阳SiC丰度
该研究成果近期发表在国际知名陨石和行星科学研究期刊Meteoritics & Planetary Science上（Zhao et al. Presolar grains in the CM2 Chondrite Sutter’s Mill. Meteoritics & Planetary Science, 2014, 49(11): 2038-2046）。此外，包括本成果在内的系列研究成果同时被美国NASA网站报道。
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NASA报道
