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紫金山天文台天体化学和行星科学实验室

中国科学院紫金山天文台天体化学和行星科学实验室主要从事太阳系起源及演化历史、行星化学和比较行星学、和陨石学的研究工作,应用高精度的现代化微量元素和同位素分析仪器设备,对各种陨石样品、月岩样品、月球陨石和火星陨石进行全方位系统化的分析研究,寻求解决天体物理和行星科学中的重大基础问题,为我们深入了解元素起源、恒星起源、太阳系起源、和生命起源提供新的科学证据。 近年来,为配合国家中长期科学和技术发展规划中深空探测计划的规划和发展,本研究团组积极参加我国深空探测计划的科学目标评估工作,综合分析了国外火星、近地小行星和彗星探测计划的科学目标、探测手段、实验数据和研究结果,提出了适合我国国情的火星、小行星和彗星深空探测的科学目标、任务目标和应用目标,为我国中长期航天航空发展计划提出了建设性的意见。 目前,天体化学和行星科学研究团组与国内外同行保持了密切的合作关系,在火星陨石、月球陨石、和南极陨石研究工作中取得了一系列的重大进展。 主要内容: 1.元素的起源和化学丰度演化历史:现代天体化学研究发现,原始球粒陨石中含有少量来自其他恒星的尘埃物质。这些尘埃物质的元素同位素组成与太阳系截然不同,它们反映了特定物理条件下恒星内部发生的不同核反应的产物。通过对恒星尘埃的研究,我们可以深入了解太阳系物质的来源,恒星内部的的结构、核反应和对流机制,宇宙元素化学丰度演化的历史。 2.太阳系的起源和演化历史:太阳系是怎样形成的?从原始太阳星云到分子云核的塌缩经历了多长时间?太阳系早期发生了什么重大天文事件?太阳系内最早形成的物质是什么?球粒陨石中的球粒的形成机制?这些问题都是天体化学要解决的重大基础问题,它们将帮助我们更清楚地了解太阳系的形成过程。 3.行星的起源和演化历史:行星系统是太阳系的重要组成部分,包括九大行星和数以万计的小行星和彗星。这些太阳系天体是怎样形成的,行星内部熔融分异的机制和演化历史, 各行星体内的岩浆火山活动和地质作用,行星之间的冲击碰撞和演化历史,也是天体化学研究的重要内容。 4.地球生命的起源:地球上的生命中的氨基酸都具有左旋手性。然而在早期的地球环境下发生的化学反应却不能产生适量的具有手性的有机分子。有一种理论认为组成生命的有机分子(如:氨基酸)是由陨石,彗星和宇宙尘埃带入地球的,生命就是从这些地外有机分子发展和演化而成。碳质球粒陨石含有大量有机物,包括组成生命蛋白质的重要基元-- 氨基酸,并且有些氨基酸显示左旋手性。天体化学研究陨石中有机物的含量和种类,它们的化学和同位素组成,探讨有机物的成因机制和条件,以及这些有机物对地球和地外生命起源的影响和意义。 5. 太阳系天体深空探测: 世界各空间大国掀起了太阳系深空探测的热潮,先后对月球、火星、小行星、彗星等太阳系天体进行了全方位、多手段的探测工作,深入研究各天体的地质特性和所处的空间环境,探索行星系统的形成和演化历史,寻求解决太阳系起源和生命起源的最基本问题。21世纪将是科学突飞猛进的新时代,人类认识和征服宇宙的能力将有新的飞跃。空间探测及对空间的开发和利用,是反映一个国家高新科技水平和经济实力的重要标志。目前,我国正在计划和筹备“嫦娥工程”,开展以月球探测为主的深空探测预先研究,将利用先进仪器对月球的资源和能源分布以及特殊环境进行全面的探测。这对于我国的科学、社会、经济的发展和提高我国的国际地位具有重大的意义。 研究方向 1.太阳系早期短寿期放射性核素的实验室研究; 2.火星陨石和月球岩石的化学,同位素和岩矿学研究; 3.碳质球粒陨石中有机物的实验室研究; 4.IIE群铁陨石中硅酸盐包体的稀土元素分布规律以及硅酸盐包体和金属铁相的铁同位素组成; 5. 恒星尘埃的实验室研究; 6. 火星、近地小行星和彗星的深空探测计划的科学目标评估;
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