追蹤隕石軌跡，揭開小行星帶的暴力起源

一群天文學家花了超過十年的時間，追蹤地球上隕石撞擊的來源，並將其與小行星帶中的原始位置進行比對。透過建立全球性的天空攝影機網路，並結合民眾科學家提供的影像資料，他們成功追蹤了數十個隕石的軌跡，並將其與特定的小行星家族連結起來。許多隕石來自小行星帶中已知的群集，例如科羅尼斯（Koronis）和馬薩利亞（Massalia），而它們的宇宙射線暴露年齡也與主要小行星碰撞的時間相符。這些發現不僅揭示了這些太空岩石的來源，還為未來應對小行星威脅的行星防禦策略提供了重要資訊。

隕石究竟從何而來？一篇發表在《隕石學與行星科學》期刊上的最新研究，追蹤了觀測到的隕石墜落軌跡，並將其回溯到小行星帶中先前未知的來源區域。這項研究長達十年，每一筆記錄的隕石墜落都提供了新的線索。研究的主要作者、來自SETI研究所和NASA艾姆斯研究中心的天文學家彼得·詹尼斯肯斯（Peter Jenniskens）表示：「我們現在已經繪製出小行星帶的第一份地質地圖輪廓。」

十年前，詹尼斯肯斯與澳洲科廷大學的天文學家哈德里安·德維爾波瓦（Hadrien Devillepoix）合作，在加州和內華達州建立了一個全天攝影機網路。這些攝影機旨在捕捉並追蹤隕石進入地球大氣層時產生的閃光。隨著時間推移，這項計畫發展成一個涉及多個機構和民眾科學家的廣泛合作。德維爾波瓦表示：「其他地區也建立了類似的網路，共同組成了全球火球觀測站。多年來，我們已經追蹤了17個隕石墜落的軌跡。」

隨著越來越多民眾科學家的參與，許多火球現象也被門鈴攝影機、行車記錄器和其他監控系統記錄下來。詹尼斯肯斯指出：「總共，我們已經獲得了75個經實驗室分類的隕石，並透過攝影機追蹤了它們的撞擊軌跡。這足以讓我們開始觀察到隕石接近地球的方向模式。」

大多數隕石源自小行星帶，這是一個位於火星和木星之間的區域，其中包含超過一百萬顆直徑大於1公里的小行星。這些岩石來自少數較大的小行星，它們在碰撞中破碎，其碎片散佈在該區域。即使在今天，小行星之間的碰撞仍在這些小行星家族（稱為群集）中產生碎片場。詹尼斯肯斯表示：「我們現在發現，12顆富含鐵的普通球粒隕石（H型球粒隕石）來自科羅尼斯碎片場，該碎片場位於原始主帶的低處。這些隕石來自低傾角的軌道，其軌道週期與該碎片場一致。」

天文學家可以透過測量隕石暴露於宇宙射線產生的放射性元素水平，來確定這些岩石從小行星表面被挖掘出來的時間。隕石的宇宙射線暴露年齡與某些小行星碎片場的動力學年齡相符。科學家透過測量不同大小的小行星隨時間擴散的程度，來確定碎片場的動力學年齡。詹尼斯肯斯指出：「透過測量隕石的宇宙射線暴露年齡，我們可以確定這12顆隕石中有3顆來自科羅尼斯的卡林群集，其動力學年齡為580萬年；另外2顆來自科羅尼斯2群集，其動力學年齡為1000萬至1500萬年。還有一顆隕石可能測量出科羅尼斯3群集的年齡：約8300萬年。」

詹尼斯肯斯和德維爾波瓦還發現了一組來自中央主帶內勒小行星家族的H型球粒隕石，其軌道傾角較大，動力學年齡約為600萬年。木星的3:1平均運動共振可以將這些隕石的傾角提升到觀測到的程度。另一組H型球粒隕石的暴露年齡約為3500萬年，它們來自內主帶。詹尼斯肯斯表示：「我們認為這些H型球粒隕石來自內主帶低處的馬薩利亞小行星家族，因為該家族有一個與此動力學年齡相近的群集。建立該群集的小行星——馬薩利亞小行星（20 Massalia），正是H型球粒隕石的母體。」

詹尼斯肯斯和德維爾波瓦還發現，低鐵（L型球粒隕石）和極低鐵（LL型球粒隕石）隕石主要來自內主帶。科學家長期以來將LL型球粒隕石與小行星帶內側的弗洛拉小行星家族聯絡起來，並已確認了這一關聯。詹尼斯肯斯表示：「我們認為L型球粒隕石來自位於馬薩利亞家族上方的赫爾塔小行星家族。赫爾塔小行星的外觀與其碎片完全不同，它被黑色岩石覆蓋，這些岩石因劇烈碰撞而變黑。L型球粒隕石在4.68億年前經歷了一次非常暴力的起源，當時這些隕石大量降落地球，以至於在地質記錄中都能找到它們的蹤跡。」

瞭解隕石來自小行星帶中的哪個碎片場，對於防禦近地小行星的行星防禦工作至關重要。近地小行星的軌道可以提供線索，揭示它們在小行星帶中的來源，就像隕石軌道一樣。詹尼斯肯斯指出：「近地小行星並不會以與隕石相同的軌道到達地球，因為它們需要更長的時間才能演化到地球。但它們確實來自某些相同的小行星家族。」

詹尼斯肯斯和德維爾波瓦還討論了其他幾種隕石型別與其來源區域的關聯，但並非所有關聯都確定無疑。詹尼斯肯斯表示：「我們為目前的成果感到自豪，但還有很長的路要走。就像第一批繪製澳洲輪廓的製圖師一樣，我們的地圖揭示了一個仍有許多發現等待我們去探索的大陸，隨著更多隕石墜落被記錄，我們將揭開更多謎團。」

接下來會發生什麼？當小行星在撞擊地球之前被觀測到並隨後被回收時，它們將直接與隕石相遇。詹尼斯肯斯在2008年指導了第一顆此類小行星——2008 TC3的回收工作，而隨著新的天文設施投入使用，我們將看到更多這樣的案例。