一颗月球大小的消失行星在撒哈拉陨石中留下了它的化学痕迹

在地球上已编目的8万多块陨石中，只有68块属于一个称为安格利石的家族。让它们与众不同的不仅是稀有性——还有它们的化学成分：它们几乎不含硅，而硅构成了内太阳系大多数岩石物质（包括地球和火星）的主要成分。安格利石的起源数十年来一直是个悬而未决的问题。对其中一块的最新分析——2019年在撒哈拉沙漠发现的NWA 12774标本——给出了迄今最清晰的答案：它来自一个大约与地球月球同等大小的世界内部，而那个世界此后已不复存在。

NWA 12774内部的矿物晶体只能在任何已知小行星内都不可能存在的压力下形成。由地质学家Aaron Bell领导的科罗拉多大学博尔德分校研究人员计算出，陨石中富铝的辉石晶体在形成过程中需要至少17.5千巴的压力。地球海洋最深处马里亚纳海沟的海底产生约1千巴的压力。在NWA 12774中记录下的那些条件，不是由海沟产生的——而是由一颗行星产生的。

他们如何测量一个消失的世界

Bell团队使用的技术称为地压测量法——将矿物化学成分作为其结晶时压力的记录来解读。辉石根据形成深度以可预测的方式改变铝含量：铝越多意味着压力越高。通过分析NWA 12774中精确的矿物比例并模拟产生这些比例所需的压力条件，研究人员重建了形成深度，进而确定了该天体的最小尺寸。

结晶必须发生在足够深的地方，使上方的质量产生17.5千巴。只有半径至少为1,000公里的天体才能通过自身引力产生这样的内部压力。NWA 12774的晶体保留了锋利的边缘和完整的化学梯度，这表明陨石在这样的天体较浅的层中形成——意味着行星的总体积更大。研究估计半径可能达到1,800公里。

安格利石在化学上与其他所有物质不同的原因

安格利石不符合任何已知的行星谱系。地球、火星和月球共有广泛的富硅化学成分，与从早期太阳星云同一大体区域形成相一致。安格利石几乎不含这种硅。正如Bell在研究中所述，形成安格利石母体的物质与地球和火星的成分有根本性的不同。它们的化学特征指向一个由太阳系物质的独特储库聚集而成的天体。

作为比较，安格利石母体的体积大约与月球相当，但由一种在现今太阳系中没有明显后代的化学成分构成。

它有多大——去了哪里？

估计的1,000至1,800公里半径将安格利石母体置于与冥王星（约1,190公里）或地球月球（约1,737公里）相同的尺寸范围内，远小于火星的3,300公里，但太大而无法归类为小行星。这个尺寸的天体将会发展出分化的内部：金属核、地幔和地壳——一个完整的行星胚胎。

什么摧毁了它尚未得到证实。最合理的解释是早期太阳系强烈轰炸时期的灾难性碰撞。Bell说：”难以想象曾经存在过一个如此巨大的世界。我们只是因为它的几块碎片碰巧落在地球上，才知道它存在过。”

这项研究尚未解决的问题

该研究确立了最小尺寸，而非已证实的直径或内部模型。17.5千巴的下限来自NWA 12774中观察到的铝含量阈值；实际母体可能更大。论文也没有确定安格利石母体最初在太阳星云的哪里形成，也没有解决其贫硅化学是否反映了不同的形成区域或吸积后改变的问题。

关于失落原行星的常见问题

什么是安格利石陨石？

安格利石是最稀有和最古老的陨石类型之一——在超过80,000块已编目的标本中只有68块已知。它们在太阳诞生后数百万年内形成，携带着与任何已知存活行星都不匹配的化学成分。NWA 12774提供了迄今为止对母体尺寸最强有力的估计。

科学家如何计算一颗不再存在的行星的大小？

这项技术称为地压测量法。某些矿物（包括辉石）根据其结晶时的压力改变化学成分。通过测量陨石样品中的这种成分并与经过校准的标准进行比较，科学家可以计算出最小形成压力，进而得出产生这种压力所需的最小行星尺寸。

这颗消失的原行星的物质今天可能存在于地球内部吗？

有可能。在太阳系早期的激烈阶段，被摧毁的行星胚胎的物质经常被纳入正在成长的类地行星中。地球的整体成分可能包含来自不再作为独立天体存在的世界的贡献。

还有其他像安格利石母体这样的未知原行星吗？

几乎可以肯定。行星形成模型预测，数十个胚胎在早期内太阳系争夺物质；四颗岩石行星是幸存者。Bell指出，许多未经分析的陨石可能携带其他失落世界的特征。

如果对剩余安格利石系列的地压测量分析证实它们都共享一个母体，这将限制早期内太阳系产生了多少月球至火星尺度的胚胎——以及一次灾难性撞击能多彻底地抹去一颗行星。

Reference: Bell et al., “High-pressure clinopyroxene in Northwest Africa 12774 and new geobarometric evidence for a planetary embryo-sized angrite parent body,” Earth and Planetary Science Letters, 2026. DOI: 10.1016/j.epsl.2026.120029

标签: 天文学, Aaron Bell, angrite, geobarometry, NWA 12774, protoplanet