太阳前颗粒

太阳前颗粒是在主要流星体内细小颗粒的填充物的群集，像是球粒陨石，中发现的独特同位素物质，它们不同于周围的流星体，被认为比太阳系更古老。在这些群集中的结晶体从微米大小的碳化硅晶体，到少于100颗原子的钻石和拧散的石墨晶体。这些颗粒可能形成于超新星或恒星将物质外流的红巨星阶段，并将其纳入将从其中分割出太阳星云的分子云。当前为止发现的太阳前颗粒包括难冶炼的矿物，这些在太阳星云的塌缩之后还存活着，并且在后来形成微星。

历史简介在1960年代，氖和氙具有非比寻常的同位素比在原始的陨石中被发现。一种可能的解释是：在这些陨石中未受损的太阳前颗粒包含这些异常的惰性气体。

在1987年，钻石和碳化硅颗粒被发现也载有这些惰性气体。反过来在这些颗粒中找到主要的异常同位素。

由于被确认的太阳前星尘颗粒来源是在附近特殊的恒星核合成形成的，这些元素的同位素成分通常不同于太阳系物质元素的同位素成分，而较类似星系的平均成分。这些同位素讯号像指纹一样，通常是非常具体的天文物理核过程，因此它们超越恒星原产地，在恒星的工作方法上提供了独立的观点。1

太阳前物质的类型太阳前颗粒有不同的类型，到当前为止确认的太阳前颗粒有下列几种矿物：

奈米钻石(C) 尺度的颗粒 (大约2.6nm的直径)，可能是气相沉积形成的。

石墨(C) 颗粒和洋葱结构，一些具有拧散的石墨烯核心。

碳化硅(SiC) 次微米至微米级大小的颗粒，太阳前碳化硅的生成是单同质异型或同质异型的成长。观察到原子的结构有两种最低阶的同质异型：六边形2H和立方形3C (不同程度的堆叠失败障碍)以及一维无序的SiC颗粒。在比较中，地球上实验室合成的SiC有上百种不同的同质异型而闻名。

碳化钛(TiC) 和其它在碳和SiC颗粒之内的碳化物。

氮化硅(Si3N4)

金钢砂(Al2O3)

尖晶石(MgAl2O4)

黑铝钛钙石((Ca,Ce)(Al,Ti,Mg)12O19)

氧化钛(TiO2)

硅酸盐矿物(橄榄石和辉石)

太阳前物质的特性太阳前颗粒的研究使用到扫描或穿透式电子显微镜(扫描电镜/瞬变电磁法) 和质谱仪等方法 (惰性气体质谱法、共振电离质谱测定法 (RIMS)、二次离子质谱法(SIMS, NanoSIMS))。太阳前颗粒中包含的钻石只有几奈米的大小，也因此被称为奈米钻石。虽然它们是第一种被发现的太阳前颗粒，但因为它们是如此的小，因此奈米钻石的研究很困难，相对的对它们的了解也最少。其它的太阳前颗粒大小都在微米的范围，太阳前颗粒代表着是从我们的太阳系之外进入的物质。

太阳前颗粒携带的资讯对太阳前颗粒的研究提供了核合成和恒星演化的资讯。颗粒标示的快速过程核合成同位素讯息是检验超新星爆炸模型的有用讯息。其它颗粒提供在渐近巨星分支恒星的同位素和物理资讯，它们是制造银河系中难冶炼的轻铁元素和金属的主要来源。因为这些颗粒中的元素是在银河系内不同的时间 (和地点) 制造出来的，搜集一系列的颗粒可以进一步的研究在我们太阳系形成之前的星系演化。

随着在核合成上提供的讯息，固体颗粒提供它们形成时的物理化学条件讯息。例如考虑红巨星－它们在银河系中产生大量的碳。它们的大气层是冷到足以进行凝聚过程的场所－造成固体颗粒沉降 (也就是说，多个原子凝聚的元素，像是碳)－大气层。这不像我们太阳的大气层，它是太热而不足以形成更复杂的分子。这些固体物质的碎片，然后被辐射压注入星际介质。因此颗粒携带着讯息向我们提供资讯： (i) 在红巨星大气层冷凝的过程， (ii) 在星际介质中辐射和加热的过程，和(iii)穿越银河系抵达我们的太阳系，携带着元素制造出我们的颗粒的类型。

本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学