京都大学等研究团队于2026年9月3日宣布,从小行星探测器“隼鸟2号”带回的龙宫沙样中,发现盐晶体周围聚集了氨等氮化合物。这表明,约45亿年前母天体内部可能存在高浓度盐水,从而促进了作为生命原料的有机物的合成。
据认为,龙宫是由约45亿年前形成的一颗大型天体的碎片组成的。在母天体内部,冰融化形成的水与岩石发生反应,形成了粘土矿物等物质。随后,随着天体内部温度降低,水因冻结或蒸发而减少,剩余的水中各种成分得以浓缩。
该研究聚焦于据信在此过程中形成的盐晶体。通过对龙宫沙粒进行X射线和红外线等分析,发现碳酸钠和岩盐等盐晶体周围聚集了氮化合物。此外,在作为盐晶体的一种——碳酸钠的内部,还发现了含氮盐——硝酸钠的晶体。
首先,通过红外光谱对含有盐晶体的颗粒进行分析,确认了氨的吸收特征。此外,通过X射线吸收光谱分析,在作为盐晶体的一种——碳酸钠附近的黏土中,确认了表明存在铵离子(NH4+)的特征。另一方面,在不含盐的另一份样品中,未发现明显的氮特征。由此推断,氨等氮化合物可能集中在盐晶体周围。
此外,在盐晶体周围还确认了大量碳与氮紧密结合的腈或氰(C≡N)化合物。
据研究小组称,龙宫的母天体被认为是在距离太阳较远、冰资源丰富的地方形成的。此后,随着内部受热导致冰融化,形成了水,并与岩石发生了反应。随着内部逐渐冷却,水冻结、蒸发并减少,剩余的水中盐等成分得以浓缩。
这一机制与海水蒸发后留下盐分类似,据推测,随着水量的减少,氨等氮化合物和有机物也随之浓缩。研究小组指出,在这样的“高浓度盐水”中,水中的成分更容易相互接触,化学反应也可能更容易进行。
此前,在龙宫的沙子中已经发现了氨基酸和核酸碱基等构成生命的物质。氨等氮化合物是合成这些构成生命的有机物所需的原料。
本次研究表明,龙宫的母天体不仅单纯存在“水”,而且随着水量的减少,形成了成分浓缩的环境,这可能促进了与生命构成物质相关的化学反应。
研究小组认为,这种高浓度盐水环境不仅存在于龙宫,还可能存在于太阳系的其他天体中,例如预计地下存在盐水的矮行星谷神星等。今后,将通过与美国宇航局探测器从小行星贝努带回的样本进行比较等研究,进一步探讨构成生命的基础物质在宇宙中是如何形成的,以及其形成范围究竟有多广。
该研究成果已于8月27日发表在国际科学期刊《Nature Astronomy》上。
◆论文概要
标题: 与龙宫母天体晚期盐水相关的含铵粘土及多种氮化学物种(Ammonium-bearing clays and multiple nitrogen species linked to late-stage brines of Ryugu’s parent body)
研究团队:京都大学、分子科学研究所、广岛大学、东京科学大学、宇宙航空研究开发机构、高亮度光科学研究中心、物质与材料研究机构、爱媛大学、日本分光株式会社
刊载期刊:《Nature Astronomy》



