一顆月球大小的消失行星在撒哈拉隕石中留下了它的化學痕跡

在地球上已編目的8萬多塊隕石中，只有68塊屬於一個稱為安格利石的家族。讓它們與衆不同的不僅是稀有性——還有它們的化學成分：它們幾乎不含矽，而矽構成了內太陽系大多數岩石物質（包括地球和火星）的主要成分。安格利石的起源數十年來一直是個懸而未決的問題。對其中一塊的最新分析——2019年在撒哈拉沙漠發現的NWA 12774標本——給出了迄今最清晰的答案：它來自一個大約與地球月球同等大小的世界內部，而那個世界此後已不復存在。

NWA 12774內部的礦物晶體只能在任何已知小行星內都不可能存在的壓力下形成。由地質學家Aaron Bell領導的科羅拉多大學博爾德分校研究人員計算出，隕石中富鋁的輝石晶體在形成過程中需要至少17.5千巴的壓力。地球海洋最深處馬里亞納海溝的海底產生約1千巴的壓力。在NWA 12774中記錄下的那些條件，不是由海溝產生的——而是由一顆行星產生的。

他們如何測量一個消失的世界

Bell團隊使用的技術稱為地壓測量法——將礦物化學成分作為其結晶時壓力的記錄來解讀。輝石根據形成深度以可預測的方式改變鋁含量：鋁越多意味著壓力越高。通過分析NWA 12774中精確的礦物比例並模擬產生這些比例所需的壓力條件，研究人員重建了形成深度，進而確定了該天體的最小尺寸。

結晶必須發生在足夠深的地方，使上方的質量產生17.5千巴。只有半徑至少為1,000公里的天體才能通過自身引力產生這樣的內部壓力。NWA 12774的晶體保留了鋒利的邊緣和完整的化學梯度，這表明隕石在這樣的天體較淺的層中形成——意味著行星的總體積更大。研究估計半徑可能達到1,800公里。

安格利石在化學上與其他所有物質不同的原因

安格利石不符合任何已知的行星譜系。地球、火星和月球共有廣泛的富矽化學成分，與從早期太陽星雲同一大體區域形成相一致。安格利石幾乎不含這種矽。正如Bell在研究中所述，形成安格利石母體的物質與地球和火星的成分有根本性的不同。它們的化學特徵指向一個由太陽系物質的獨特儲庫聚集而成的天體。

作為比較，安格利石母體的體積大約與月球相當，但由一種在現今太陽系中沒有明顯後代的化學成分構成。

它有多大——去了哪裡？

估計的1,000至1,800公里半徑將安格利石母體置於與冥王星（約1,190公里）或地球月球（約1,737公里）相同的尺寸範圍內，遠小於火星的3,300公里，但太大而無法歸類為小行星。這個尺寸的天體將會發展出分化的內部：金屬核、地幔和地殼——一個完整的行星胚胎。

什麼摧毀了它尚未得到證實。最合理的解釋是早期太陽系強烈轟炸時期的災難性碰撞。Bell說：”難以想象曾經存在過一個如此巨大的世界。我們只是因為它的幾塊碎片碰巧落在地球上，才知道它存在過。”

這項研究尚未解決的問題

該研究確立了最小尺寸，而非已證實的直徑或內部模型。17.5千巴的下限來自NWA 12774中觀察到的鋁含量閾值；實際母體可能更大。論文也沒有確定安格利石母體最初在太陽星雲的哪裡形成，也沒有解決其貧矽化學是否反映了不同的形成區域或吸積後改變的問題。

關於消失原行星的常見問題

什麼是安格利石隕石？

安格利石是最稀有和最古老的隕石類型之一——在超過80,000塊已編目的標本中只有68塊已知。它們在太陽誕生後數百萬年內形成，攜帶著與任何已知存活行星都不匹配的化學成分。NWA 12774提供了迄今為止對母體尺寸最強有力的估計。

科學家如何計算一顆不再存在的行星的大小？

這項技術稱為地壓測量法。某些礦物（包括輝石）根據其結晶時的壓力改變化學成分。通過測量隕石樣品中的這種成分並與經過校準的標準進行比較，科學家可以計算出最小形成壓力，進而得出產生這種壓力所需的最小行星尺寸。

這顆消失的原行星的物質今天可能存在於地球內部嗎？

有可能。在太陽系早期的激烈階段，被摧毀的行星胚胎的物質經常被納入正在成長的類地行星中。地球的整體成分可能包含來自不再作為獨立天體存在的世界的貢獻。

還有其他像安格利石母體這樣的未知原行星嗎？

幾乎可以肯定。行星形成模型預測，數十個胚胎在早期內太陽系爭奪物質；四顆岩石行星是倖存者。Bell指出，許多未經分析的隕石可能攜帶其他失落世界的特徵。

如果對剩餘安格利石系列的地壓測量分析證實它們都共享一個母體，這將限制早期內太陽系產生了多少月球至火星尺度的胚胎——以及一次災難性撞擊能多徹底地抹去一顆行星。

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

標籤: 天文學, Aaron Bell, angrite, geobarometry, NWA 12774, protoplanet