發信人: Pegasus.bbs@bbs.ntu.edu.tw (隕石真多)
日期: 06 May 2005 20:41:57 GMT
標題: Re: 請問各位一個關於隕石的問題
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來源: <4I5deL$WKJ@bbs.ntu.edu.tw>:24789, 
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==> EPS (Spitzer葡萄) 提到:
> 雖然我不懂這個,但被點名了總要說幾句.
> 就我有限的了解,隕石我們可以透過其成份及結晶型態,推測其行成
> 時的溫度變化,包括溫度高低,冷卻或增溫過程的急緩等等. 知道這
> 些後,我們便可進一步問,依現有的太陽系形成理論,早期太陽系可以
> 提供這樣的隕石形成環境嗎? 藉此可以檢視我們對太陽系形成的知
> 識是否正確.
> 就我所知,清大徐校長的X-wind理論就與此有關.
> 好了,我要閉嘴了,因為我所知真的有限.
唉呀, 居然有人問了我正在作的研究題目...

其實隕石研究是個很大的題目, 目前大致上有幾種主要的研究課題:
1. 球粒與鈣鋁包裹體的岩石學, 基本上這就是EPS回答的範圍.
2. 短半衰期同位素的研究,
3. 穩定同位素的異常分布.

我想說的是第二個跟第三個, 因為基本上這是我現在在作的東西.

短半衰期同位素, 包括鈣-41, 鋁-26, 鈹-10, 錳-53, 鐵-60...等等等,
曾存在在太陽系形成之初, 但是由於半衰期與太陽系年齡比起來過短,
所以現在已經滅絕(注意,我並沒說這些元素不存在, 但是在太陽系形成
時候存在的這些元素, 現在已經沒有了.) 可能你會想,既然滅絕了, 那
我們還研究它們幹什麼. 用處可大了, 因為隕石中含有太陽系最老的固
體, 所以這些固體保存了以上元素在太陽系初形成時候的豐度. 知道了
最初的豐度可以幹什麼呢? 基本上我們可以從這豐度探討兩件事情:

一, 時間學. 由於上述的同位素衰變頗快, 只存在於太陽系最長不超過
一兩千萬年的時間. 所以, 同一元素但是不同豐度反應了生成時間的先
後順序. 以鋁-26為例, 李太楓老師的博士論文證實了鋁-26曾經存在在
早其太陽系, 其之於鋁-27的相對豐度是5x10^-5, 宇宙化學家們認定這
是太陽系中, 鋁-26的初始值. 但是鋁-26會衰變成為鎂-26, 所以其對
鋁-27的相對豐度會降低, 所以較晚生成的太陽系固體會含有較低的鋁-26
值. 這是一般簡化後的情況, 實際上並沒那麼簡單.

二, 元素的產地. 我們都知道恆星會形成元素, 然後藉由恆星風或是超
新星爆炸將形成的元素擴散出去. 所以很合理的推測, 我們太陽系中很
多的元素是由其他星球而來,包含短半衰期同位素. 在太陽系中的短半
衰期豐度高於平均宇宙背景值.但是讓宇宙化學家與天文學家不解的是,
若太陽系中短半衰期同位素主要是由超新星提供,除非是在太陽系形成
前,恰好有一個超新星爆炸,而且這個時間不能長於太陽系形成的前五十
萬年,(基本上是分子雲塌縮的時間小於五十萬年) 不然是沒有機會保存
那麼高的豐度. 五十萬年這個時間, 遠短於一般分子雲自由塌縮的時間
,也因此, 天文學家們也相信, 超新星爆炸不僅提供咯晚半衰元素, 更
幫助我們建造了太陽系. 這是恆星提供短半衰元素的模型.

另一個模型就是EPS提到的清大徐校長的X-wind model. 李太楓老師以
這個模型為基礎, 利用質子和氦等由早期太陽散發出的高能粒子與太陽
系最早固體反應計算短半衰期同位素產生的豐度. 在這個模型中, 短半
衰期同位素完全是在太陽系內形成, 除了鐵-60外不假手外人.

其實這兩個主流都有不足之處, 不過, 回答allende網友的問題, 隕石中
的短半衰期同位素幫助我們了解了太陽系早期的時間學與太陽系形成的
環境與模型.

至於3, 請續待...
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