科學家在著名的《天體物理學雜誌》上發表了一項突破性發現，他們在一塊古老的地外隕石中發現了一種罕見的塵埃粒子，為我們揭示太陽系外恆星的起源提供了新的線索。在科廷大學攻讀博士學位期間，研究小組在LPI 大學太空研究協會的妮可-內維爾博士的帶領下，利用原子探針斷層掃描技術對塵埃粒子進行了細緻的分析，以極高的精度深入研究了塵埃粒子的原子組成。

研究人員從ALH 77307中發現了一種地外隕石，其^25Mg同位素組成是迄今為止在矽酸鹽中測得的最高值（δ25 ^Mg = 3025.1‰ ± 38.3‰）。它的同位素組成對目前的恆星模型提出了挑戰，鎂、矽和氧的模型顯示與超新星（SN）中的形成最為接近，在超新星前階段發生了氫攝取。原始天體材料中的前極粒保留了整個恆星演化過程和環境變化的記錄。然而，由於前極性矽酸鹽的平均粒徑（150奈米）、對萃取劑的敏感性以及儀器限制等原因，研究這些記錄具有一定的挑戰性。

研究人員首次對氫燃燒SN的前極矽酸鹽進行了詳細的地球化學研究，研究以三維的方式進行，沒有對分析體積造成任何影響，而且空間分辨率達到了前所未有的水平（<1 nm ），這對於約束最近提出的恆星環境中發生的物理和化學過程至關重要。根據研究結果推論：(i) 在冷凝過程中的壓力和溫度條件下，地外隕石晶格相容的重元素是在一個貧乏的環境中冷凝；或(ii) 在前SN階段接近尾聲時的有限混合期間，或在坍縮過程中，不同氣體成分的局部區域迅速形成。

原子探針層析成像技術是一種將樣品分解為原子結構並進行三維重建的儀器，可以精確地獲得樣品中每個原子的x、y、z 座標。它可以測量元素週期表中除惰性氣體之外的所有離子，空間分辨率為亞奈米級，探測極限為10 ppm。該儀器是該領域的新產品，Nevill 博士是第一批將其用於行星科學的人員之一。

對氫燃燒超新星形成的粒子進行原子探測分析。這張三維”原子地圖”顯示了在樣本中探測到的兩種鎂同位素，粒子中的矽原子和氧原子顯示為較小的球體。這項工作依賴原子探測器對鎂的單一同位素進行計數的能力，從而可以測量同位素比。圖片來源：科廷大學地球科學原子探針設施David Saxey

Nevill博士解釋說：”結果簡直出乎意料，因為這是迄今為止在前olar矽酸鹽晶粒中發現的最高鎂異常。這些結果對當前的天體物理模型提出了挑戰，表明在我們尚未完全了解的恆星環境中正在發生一些過程。

這種極端的鎂元素異常目前只能用最近發現的一種恆星–氫燃燒超新星來解釋。作為首次對來自氫燃燒超新星的前極粒進行的已知詳細化學研究，該結果揭示了人們對氫燃燒超新星及其演化條件的新認識。

此外，這項重大發現標誌著首次使用原子探針斷層掃描技術對太陽系前矽酸鹽進行研究，這是地球化學和地質年代研究中空間分辨率最高的技術。原子探針擴大了每個前極晶粒體積可測量同位素的範圍，達到了幫助我們了解這些恆星如何形成所必需的新的詳細程度。

編譯來源：ScitechDaily