太阳系外物质是人类目前唯一能获得的其他恒星物质。当新星、超新星、红巨星以及渐近线巨星等各种恒星演化至晚期时，其喷出物凝聚形成的尘埃颗粒（即太阳系外物质）与气体一起构成了太阳星云，从而演化出太阳系。绝大部分尘粒在太阳星云的演化阶段、行星和小行星的形成过程中被均一化，只有极少量颗粒被保存在最原始的球粒陨石中。残存的太阳系外物质具有与太阳系完全不同的同位素组成，成为不同恒星核合成过程的实验制约，它的矿物学特征还提供了恒星演化晚期的物理化学环境信息。
不同化学群球粒陨石采集了太阳星云不同区域的样品。碳质球粒陨石形成于强氧化条件，可能远离太阳；顽辉石球粒陨石形成于极端还原条件，很可能最靠近太阳。自1990年首次发现太阳系外石墨颗粒以来，其研究主要集中于Murchison和Orgueil等碳质球粒陨石。因此，如能发现并研究顽辉石球粒陨石中的太阳系外石墨颗粒，则可通过与碳质球粒陨石的工作进行对比，获得它们在太阳星云的空间分布。但是，原始的顽辉石球粒陨石极为稀少，并且保存有太阳系外颗粒的细粒基质含量极低，这些困难阻碍了该类陨石中太阳系外石墨颗粒的发现。
中科院地质地球所地球与行星物理重点实验室徐于晨博士与合作导师林杨挺研究员等利用高空间分辨的纳米离子探针，对我国已知最原始的顽辉石球粒陨石——清镇（EH3）开展研究。他们通过对清镇陨石低密度富碳分选物进行C、O、Si等同位素图像分析，发现了18颗太阳系外石墨颗粒，它们具有特征的球状形态，直径1 - 3.5 mm。以此为依据，利用场发射扫描电镜，从富碳分选物的其他部分挑选了58颗球状石墨，并基于激光拉曼光谱，划分其结晶程度。通过对这些球状石墨的离子探针分析，确认了其中23颗具有明显的同位素异常，同样属于太阳系外颗粒。这些发现首次证实顽辉石球粒陨石存在太阳系外石墨颗粒。
他们根据这些太阳系外石墨颗粒的C、O、Si等同位素组成，确认其源区包括超新星、AGB星等。它们在形貌、结晶程度上有一定相关性，如绝大多数颗粒表现为花椰菜型（Cauliflower）形貌和较高的IntD/IntG值（即结晶程度较低），可能反映了不同恒星来源的石墨颗粒形成条件的差异。通过与碳质球粒陨石中相同密度的太阳系外石墨颗粒进行对比，发现它们在形貌、结晶程度、以及C、O和Si等同位素组成上都十分相似，表明太阳系外石墨颗粒在太阳星云中的分布可能是均匀的。
图1 NanoSIMS对富碳分选物进行同位素图像分析，发现同位素极为异常的太阳系外石墨颗粒（左侧）；对挑选的球状石墨颗粒进行NanoSIMS分析，确认部分颗粒的同位素组成表现为太阳系外颗粒（右侧）
图2 清镇陨石中太阳系外石墨颗粒表现为洋葱型（Onion）、洋葱-花椰菜型（Onion-cauliflower）与花椰菜型（Cauliflower）的形貌以及disordered、glassy和kerogen型的拉曼光谱；并与碳质球粒中的颗粒在形貌、结晶程度、以及C、O和Si等同位素组成上进行对比，推测太阳系外石墨颗粒在太阳星云中可能均匀分布
以上研究成果近期发表在国际知名天文期刊The Astrophysical Journal上（Xu et al. The First Discovery of Presolar Graphite Grains from the Highly Reducing Qingzhen (EH3) Meteorite. The Astrophysical Journal, 2016, 825(2): 111, doi:10.3847/0004-637X/825/2/111）。
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