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碳質隕石爆炸之謎:揭開隱藏劇烈撞擊的化學秘密

科學家長久以來對一個現象百思不解:富含碳元素的隕石表面,為何鮮少留下劇烈太空碰撞的痕跡?最新實驗終於揭曉驚人真相——撞擊會引發爆炸性化學反應,產生的高壓氣體竟將撞擊證據「炸飛」到太空中!這項突破不僅解開30年謎團,更為未來探索穀神星等天體提供關鍵線索。

隕石碰撞研究是解讀太陽系演化史的重要拼圖。但令人困惑的是,相較於普通隕石,碳質隕石總是缺乏高速撞擊的特徵。神戶大學天體物理學家黑澤宏介教授解釋:「我的專業是撞擊物理學,特別關注隕石材料在撞擊下的變化機制,也就是所謂的『衝擊變質』現象。這個謎團讓我非常著迷。」

黑澤團隊重新檢視20年前同校學者提出的理論——隕石內部含水礦物受撞擊蒸發,會將變質證據噴發至太空。但這個假說存在漏洞:「首先,他們未計算水蒸氣量是否足夠。更重要的是,某些不含水礦物的碳質隕石同樣缺乏撞擊痕跡。」

為驗證新假說,研究團隊動用特製「二段式輕氣槍」實驗裝置。這套密封系統能發射高速彈丸撞擊模擬隕石樣本,並精確分析釋放氣體。實驗結果登載於《自然通訊》期刊,證實碳質隕石受撞擊時,會產生攝氏數千度的一氧化碳與二氧化碳爆發性氣體。

「我們發現爆炸衝力足以將周圍受劇烈衝擊的巖質物質拋射至太空。」黑澤強調:「這解釋了為何碳質隕石看似『溫和』——不是撞擊力道小,而是證據被氣體爆炸徹底清除!」

不過這些消失的證據可能仍存在於穀神星等較大天體。團隊計算顯示,這類矮行星的重力足以吸回噴發物質。黑澤指出:「我們推測穀神星表面應累積大量這類衝擊產物,這將為新一代行星探測任務提供重要指引。」

這項由日本學術振興會等單位資助的研究,結合千葉工業大學與倫敦帝國理工學院的跨國合作,並運用日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的超高速撞擊設施進行驗證。