2024年7月16日，一顆隕石劃過紐約市上空，在自由女神像以南不遠處產生音爆。不久後，一顆重逾兩磅的隕石砸穿了新澤西州希爾斯伯勒一戶人家的屋頂。一個國際研究團隊現已分析了回收的物質，並在《Science Advances》期刊上報告了他們的發現。

「對碎片進行的法醫學研究顯示，它們含有來自原始小行星近地表區域的保存完好的片段，該區域曾經歷過高濃度的鹽水作用——這是此前從未在此類原行星世界中發現的過程。」論文主要作者、SETI研究所和NASA艾姆斯研究中心的天文學家彼得·詹尼斯肯斯說。

追蹤橫跨東北部的隕石軌跡

當天進入地球大氣層的物體，大小約相當於一個沉重的航空公司行李袋，速度為每小時32,000英里（每秒14.4公里）。紐約、新澤西、康乃狄克、羅德島和賓夕法尼亞州的六十人向美國隕石學會報告看到了這顆隕石。紐約和新澤西的十六人也報告感受到了衝擊波。

「我們在康乃狄克州諾斯福德和賓夕法尼亞州道格拉斯維爾的攝影機，以及新澤西州韋恩的一台門鈴攝影機捕捉到了這顆隕石，並據此測量了它的軌跡。」美國隕石學會營運經理麥克·漢基說。「追溯的軌跡指向小行星帶的低處。」

這塊進入地球的岩石非常脆弱，在大氣層中快速破碎。它在22英里（35公里）的高度消失。不久之後，紐瓦克機場的都卜勒天氣雷達曾短暫偵測到一團細長的墜落鵝卵石雲，從史泰登島延伸到新澤西州。

希爾斯伯勒位於該碎片路徑的末端附近，預計最大的碎片將在此處到達地面。僅回收了一塊隕石，主要是因為它透過撞擊房屋，讓自己的存在無法被忽視。

屋主回憶了當時的情況：「我當時在家，聽到巨大的撞擊聲，發現主臥室天花板有個洞。我聞到一股強烈的硫磺味，看到許多黑色碎片，以及覆蓋我的床、地毯和周圍區域的碎屑和黑色塵埃。」

他迅速記錄了現場情況，並保護了物質免受污染。他戴著一次性手套，用鋁箔收集了隕石碎片，並將它們放入玻璃罐中。

極其罕見的原型隕石

實驗室分析顯示，回收的岩石屬於一種稱為 CM 型碳質球粒隕石的原型隕石家族。「M」代表1889年在烏克蘭墜落的米蓋隕石。

論文合著者、休士頓NASA詹森太空中心的隕石學家麥克·佐倫斯基發現，希爾斯伯勒隕石的某些部分比科學家通常在 CM2 碳質球粒隕石中觀察到的，經歷了更廣泛的水蝕變。

該隕石被歸類為 CM1/2 碳質球粒隕石，介於岩石學的 CM1 和 CM2 類別之間。

希爾斯伯勒事件是僅有的第22次觀測到的涉及 CM 型隕石的墜落事件。更值得注意的是，這是第二次觀測到的 CM1/2 碳質球粒隕石墜落事件。第一次是2020年在印尼蘇門答臘島墜落的科朗隕石。所有其他觀測到的 CM 墜落事件都涉及 CM2 材料，而從未觀測到 CM1 隕石墜落。

「由於屋主的快速反應，這是我們所知最原始的 CM1/2 隕石。」詹尼斯肯斯說。

科學家們特別對水如何影響原始小行星的化學性質感興趣。另一大類原始碳質球粒隕石稱為 CI 型，其中「I」代表1938年在坦尚尼亞墜落的伊武納隕石。

與此類型相關的原始樣本也已從太空直接帶回。日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的隼鳥2號任務從龍宮小行星帶回了物質，而美國國家航空暨太空總署（NASA）的 OSIRIS-REx 任務則從貝努小行星帶回了樣本。這些樣本含有大量證據，表明其母小行星表面下方曾經存在過鹽水。

佐倫斯基和同事張美韓（JangMi Han）在希爾斯伯勒隕石中發現了富含鹽分的微小 CM1 碎片。他們的發現表明，這些物質來自其母小行星的近地表區域，那裡的液態水蒸發並留下了越來越濃縮的鹽分。

研究人員目前正在識別隕石中的特定鹽類礦物，以便與從龍宮和貝努帶回的樣本中發現的類似物質進行比較。

這種含鹽的化學性質可能對理解有助於產生與生命相關分子的化學條件具有重要意義。高濃度的鹽水可以使磷酸鹽保持溶解狀態，並能促進有機化合物與從溶液中沉澱出的礦物之間的化學反應。

有機分子與生命要素

「碳和氮的同位素研究表明，包括 CM 型在內的原始碳質球粒隕石，將有機質輸送到早期地球。」英國倫敦皇家霍洛威大學的宇宙化學家奎妮·陳（Queenie Chan）和日本海洋地球科學技術研究機構生物地球化學研究中心的生物地球化學家名和奈奈（Nana Ogawa）說。「希爾斯伯勒隕石含有1.8%的碳和0.07%的氮，其碳和氮的同位素特徵與 CM 型隕石典型情況一致。」

研究人員還在隕石中檢測到了一系列廣泛的可溶性有機化合物。這些化合物的多樣性進一步證明，希爾斯伯勒的物質比大多數其他 CM 型隕石經歷了更廣泛的水蝕變。

「很大一部分化合物是有機化學與礦物作用的產物。」德國慕尼黑工業大學的有機質譜學專家菲爾·施密特-科普林（Phil Schmitt-Kopplin）說。「我們不知道這些有機鎂化合物是來自鹽水化學作用，還是僅僅是早期撞擊過程的殘留物。」

有機金屬化合物在生命系統中也扮演重要角色，包括血液和光合作用。科學家們在希爾斯伯勒隕石的可溶性有機化合物中也發現了許多氨基酸。它們與先前在經歷較溫和水蝕變的 CM2 球粒隕石中檢測到的氨基酸相似。

美國馬里蘭州格林貝爾特 NASA 戈達德太空飛行中心的天體生物學家丹尼·格拉文（Danny Glavin）及其在戈達德天體生物學分析實驗室的研究人員得出結論，CM 型天體可能向早期地球供應了氨基酸、羧酸和其他可溶性有機分子。這種供應可能促進了生命出現前存在的原始有機物質的積累。

他們的分析還表明，該隕石複雜的氨基酸組合是在其母體內形成的。鹽水很可能幫助驅動了至少部分化學反應。

為科學保存的稀有小行星樣本

希爾斯伯勒隕石的一些碎片最終將由紐約市美國自然歷史博物館進行保管，為未來研究保存這種不尋常的物質。

「我們很高興大自然將如此珍貴的小行星樣本送到了我們家門口。」館長丹頓·伊貝爾（Denton Ebel）說。