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重点提要
■球粒陨石的组成物质和形成行星、卫星、小行星以及彗星的来源相同。每个类型的球粒陨石群组各有其独特的质地以及成分特征。
■根据这些特性，科学家大致推断出了各类球粒陨石的形成位置，以及在这些不同区域的相对尘埃丰度。
■尘埃的分布情形，类似于许多金牛座T型星周遭所环绕着的、由尘埃和气体组成的原行星盘。这类恒星是年轻版的太阳，年龄为100万～200万岁。这样的相似度说明，我们可以通过金牛座T型星的系统，来深入探究太阳系早期阶段的太阳和盘面。
我同情天文学家。无论是通过计算机屏幕上的影像，或是冷冰冰的光谱仪处理过的光波，都只能远远地观察他们所热爱的恒星、星系和类星体。而我们这些研究行星与小行星的，却常常可以亲手抚触心爱的天体，探索它们最深层的秘密。大学时我主修天文学，曾经在许多个寒冷的夜晚，通过望远镜观看星团和星云，所以我可以作证：手上拿着小行星的碎片能在情感上获得更大的慰藉，让我们与看似遥远抽象的一切有了真实的联系。
最吸引我的小行星碎片是球粒陨石，自太空坠落的陨石中有超过80%属于此类。因为其内部含有球粒，也就是曾经熔融的物质所形成的小球，通常比米粒还小，所以被命名为球粒陨石。这种陨石在太阳系早期小行星成形前就已存在。在显微镜下观察球粒陨石的薄片，看来是如此美丽，丝毫不逊于康丁斯基等抽象艺术家的创作。
球粒陨石是科学家所碰触过的最古老的岩石，放射性定年结果可追溯到45亿年前，那时行星还未形成，太阳系还只是一团处处充满扰动，由气体与尘埃构成的旋转圆盘，天文学家称之为太阳星云。球粒陨石的年龄与成分显示，它们与行星、卫星、小行星和彗星一样，都形成自太阳系的初始物质。大多数研究人员相信，球粒的形成是因为高能量使富含硅的尘埃团块熔化成许多液滴，这些液滴迅速凝固并且附着在尘埃、金属及其他物质上形成球粒，后来聚集形成小行星。小行星间的高速撞击使它们碎裂，最后有些残骸就掉到地球上成为陨石。这些陨石吸引我的并不只是美丽的外观，而是它们可是太阳系诞生时遗留下的化石，可以为探索地球形成时的状态提供很重要的线索。
然而就如同人类学家所知，发现化石只是重建历史的第一步，还必须把来龙去脉交代清楚。不过要推断不同球粒陨石的来源和诞生环境是有困难的，因为对于这些岩石的详细构造，我们掌握的资料少得可怜。我在几年前针对球粒陨石的物理性质做了一次系统的全面检视，填补了许多关键性的空缺。根据这些资料，我建立了一个大致的图像，来描述球粒陨石所源自的古老星云的构造。
虽然只是粗略的图像，但值得注意的是，图像中的尘埃分布情形，与某些金牛座T型星的恒星系统相似。金牛座T型星有不寻常的亮度变化，而且有厚重的大气笼罩，因此被认为是年轻的恒星（或主序前星），多数有尘埃盘环绕。太阳星云的尘埃图像与许多金牛座T型星系统的构造吻合，这一结果支持一个说法，那就是太阳系这类行星系统的前身就是金牛座T型星系统。因此，球粒陨石不但让我们可以深入推测太阳系的过去，也提供了对银河系其他年轻恒星系统的深入了解。同样，当科学家探究这些系统的物理性质时，也会对太阳系小行星和行星的形成过程有更多的了解。
想通过分析球粒陨石来探索太阳系的原始样貌，行星科学家首先得准确地衡量岩石的属性。研究人员把球粒陨石分成12个基本类型，所依据的特性有：整体的化学组成、混合的同位素（质子数相同但中子数不同的元素）、球粒的大小、数量及类型，以及紧密包覆着球粒与其他物质的尘埃基质的多寡。因为每个类型的球粒陨石都有不同的物理、化学与同位素特性，因此一定来自不同的小行星。为了解释不同类型的球粒陨石最初是如何形成的，研究人员构建出许多富有想象力的模型，其中牵涉到气体扰动、磁场以及落入星云中央盘面的粒子的速度等。然而，最后往往得到一个模糊的结论，那就是各种球粒陨石是在“不同情况”下形成的。
因为希望可以更确切地掌握到底是什么样的“不同情况”，我从2009年开始埋首大量文献数据，想要建立一个表格，列出球粒陨石主要类型的必要特性。一旦我手上有这样的表格，就能找出每种特性之间的相关性，或许能揭示每个类型的历史。但结果是，我所建立的表格中有超过一半是空格，看来有兴趣搜集这类资料的研究人员并不多。
于是唯一的选择就是，我自己来。为了完成这个目标，我把自己定在显微镜前，检视了分属不同类型的53个球粒陨石共91片的岩石薄片。在厚度仅30微米的薄片中，许多矿物变得能够透光，于是我们得以研究它们的光学性质。从这些样本中我们可以看到，球粒有各式各样的大小、形状、质地和颜色。分析数千个球粒肯定是很烦琐的工作，但是这个在“显微天文学”上的坚持，让我在短短几个月内把表格填满了。我的发现并不能完全解决“不同情况”的难题，但是这个结果确实能够更广泛、更完善地解释不同类型的球粒陨石来自太阳星云的何处，以及它们的局部环境如何。
首先来看一种较少见的种类——顽火辉石球粒陨石，仅占地球上发现的球粒陨石的2%。这些陨石通常是根据含量最多的矿物——顽火辉石——来命名的，而且该矿物有两种形式，依据含铁量的高低分别标示为EH和EL。科学家发现，这些球粒陨石中含有丰富的氮、氧、钛、铬、镍的特定同位素，与地球及火星相似，因此他们推论顽火辉石球粒陨石可能形成于火星轨道以内，与其他球粒陨石类型被推论出的生成地点相比，显然比较靠近太阳。
第二种被称为普通球粒陨石，共有三个不同但密切相关的群组，依照铁的含量和形式分别标示为H、L和LL。“普通”指的是出现频率，它们共占所发现陨石的74%。这三类陨石如此多的数量，显示出它们在太阳系中形成区域所受的重力，会倾向于把陨石丢到地球上来。
美国加州大学洛杉矶分校的华生曾经提出，普通球粒陨石来自小行星带（位于火星与木星轨道之间）中心朝向太阳的一侧。小行星带与太阳的距离大约是地球与太阳距离的2.5倍，也就是2.5天文单位，12年会绕太阳公转三圈，而木星距离太阳5.2天文单位，12年绕太阳公转一圈。这样的共振表示，木星的巨大重力会经常拉扯这些小行星，把许多小行星拉到内太阳系。瑞典的科学家发现，有数十个普通球粒陨石存在于年龄4.7亿年的岩石内。这个迹象显示。在地球46亿年的历史中，有超过1/10的岁月承受着球粒陨石的攻击。
■球粒陨石的组成物质和形成行星、卫星、小行星以及彗星的来源相同。每个类型的球粒陨石群组各有其独特的质地以及成分特征。
■根据这些特性，科学家大致推断出了各类球粒陨石的形成位置，以及在这些不同区域的相对尘埃丰度。
■尘埃的分布情形，类似于许多金牛座T型星周遭所环绕着的、由尘埃和气体组成的原行星盘。这类恒星是年轻版的太阳，年龄为100万～200万岁。这样的相似度说明，我们可以通过金牛座T型星的系统，来深入探究太阳系早期阶段的太阳和盘面。
我同情天文学家。无论是通过计算机屏幕上的影像，或是冷冰冰的光谱仪处理过的光波，都只能远远地观察他们所热爱的恒星、星系和类星体。而我们这些研究行星与小行星的，却常常可以亲手抚触心爱的天体，探索它们最深层的秘密。大学时我主修天文学，曾经在许多个寒冷的夜晚，通过望远镜观看星团和星云，所以我可以作证：手上拿着小行星的碎片能在情感上获得更大的慰藉，让我们与看似遥远抽象的一切有了真实的联系。
最吸引我的小行星碎片是球粒陨石，自太空坠落的陨石中有超过80%属于此类。因为其内部含有球粒，也就是曾经熔融的物质所形成的小球，通常比米粒还小，所以被命名为球粒陨石。这种陨石在太阳系早期小行星成形前就已存在。在显微镜下观察球粒陨石的薄片，看来是如此美丽，丝毫不逊于康丁斯基等抽象艺术家的创作。
球粒陨石是科学家所碰触过的最古老的岩石，放射性定年结果可追溯到45亿年前，那时行星还未形成，太阳系还只是一团处处充满扰动，由气体与尘埃构成的旋转圆盘，天文学家称之为太阳星云。球粒陨石的年龄与成分显示，它们与行星、卫星、小行星和彗星一样，都形成自太阳系的初始物质。大多数研究人员相信，球粒的形成是因为高能量使富含硅的尘埃团块熔化成许多液滴，这些液滴迅速凝固并且附着在尘埃、金属及其他物质上形成球粒，后来聚集形成小行星。小行星间的高速撞击使它们碎裂，最后有些残骸就掉到地球上成为陨石。这些陨石吸引我的并不只是美丽的外观，而是它们可是太阳系诞生时遗留下的化石，可以为探索地球形成时的状态提供很重要的线索。
然而就如同人类学家所知，发现化石只是重建历史的第一步，还必须把来龙去脉交代清楚。不过要推断不同球粒陨石的来源和诞生环境是有困难的，因为对于这些岩石的详细构造，我们掌握的资料少得可怜。我在几年前针对球粒陨石的物理性质做了一次系统的全面检视，填补了许多关键性的空缺。根据这些资料，我建立了一个大致的图像，来描述球粒陨石所源自的古老星云的构造。
虽然只是粗略的图像，但值得注意的是，图像中的尘埃分布情形，与某些金牛座T型星的恒星系统相似。金牛座T型星有不寻常的亮度变化，而且有厚重的大气笼罩，因此被认为是年轻的恒星（或主序前星），多数有尘埃盘环绕。太阳星云的尘埃图像与许多金牛座T型星系统的构造吻合，这一结果支持一个说法，那就是太阳系这类行星系统的前身就是金牛座T型星系统。因此，球粒陨石不但让我们可以深入推测太阳系的过去，也提供了对银河系其他年轻恒星系统的深入了解。同样，当科学家探究这些系统的物理性质时，也会对太阳系小行星和行星的形成过程有更多的了解。
想通过分析球粒陨石来探索太阳系的原始样貌，行星科学家首先得准确地衡量岩石的属性。研究人员把球粒陨石分成12个基本类型，所依据的特性有：整体的化学组成、混合的同位素（质子数相同但中子数不同的元素）、球粒的大小、数量及类型，以及紧密包覆着球粒与其他物质的尘埃基质的多寡。因为每个类型的球粒陨石都有不同的物理、化学与同位素特性，因此一定来自不同的小行星。为了解释不同类型的球粒陨石最初是如何形成的，研究人员构建出许多富有想象力的模型，其中牵涉到气体扰动、磁场以及落入星云中央盘面的粒子的速度等。然而，最后往往得到一个模糊的结论，那就是各种球粒陨石是在“不同情况”下形成的。
因为希望可以更确切地掌握到底是什么样的“不同情况”，我从2009年开始埋首大量文献数据，想要建立一个表格，列出球粒陨石主要类型的必要特性。一旦我手上有这样的表格，就能找出每种特性之间的相关性，或许能揭示每个类型的历史。但结果是，我所建立的表格中有超过一半是空格，看来有兴趣搜集这类资料的研究人员并不多。
于是唯一的选择就是，我自己来。为了完成这个目标，我把自己定在显微镜前，检视了分属不同类型的53个球粒陨石共91片的岩石薄片。在厚度仅30微米的薄片中，许多矿物变得能够透光，于是我们得以研究它们的光学性质。从这些样本中我们可以看到，球粒有各式各样的大小、形状、质地和颜色。分析数千个球粒肯定是很烦琐的工作，但是这个在“显微天文学”上的坚持，让我在短短几个月内把表格填满了。我的发现并不能完全解决“不同情况”的难题，但是这个结果确实能够更广泛、更完善地解释不同类型的球粒陨石来自太阳星云的何处，以及它们的局部环境如何。
首先来看一种较少见的种类——顽火辉石球粒陨石，仅占地球上发现的球粒陨石的2%。这些陨石通常是根据含量最多的矿物——顽火辉石——来命名的，而且该矿物有两种形式，依据含铁量的高低分别标示为EH和EL。科学家发现，这些球粒陨石中含有丰富的氮、氧、钛、铬、镍的特定同位素，与地球及火星相似，因此他们推论顽火辉石球粒陨石可能形成于火星轨道以内，与其他球粒陨石类型被推论出的生成地点相比，显然比较靠近太阳。
第二种被称为普通球粒陨石，共有三个不同但密切相关的群组，依照铁的含量和形式分别标示为H、L和LL。“普通”指的是出现频率，它们共占所发现陨石的74%。这三类陨石如此多的数量，显示出它们在太阳系中形成区域所受的重力，会倾向于把陨石丢到地球上来。
美国加州大学洛杉矶分校的华生曾经提出，普通球粒陨石来自小行星带（位于火星与木星轨道之间）中心朝向太阳的一侧。小行星带与太阳的距离大约是地球与太阳距离的2.5倍，也就是2.5天文单位，12年会绕太阳公转三圈，而木星距离太阳5.2天文单位，12年绕太阳公转一圈。这样的共振表示，木星的巨大重力会经常拉扯这些小行星，把许多小行星拉到内太阳系。瑞典的科学家发现，有数十个普通球粒陨石存在于年龄4.7亿年的岩石内。这个迹象显示。在地球46亿年的历史中，有超过1/10的岁月承受着球粒陨石的攻击。