美国一组天文学家对近地小行星贝努（Bennu）样本开展高精度化学分析，报告称样本在纳米尺度上呈现三类清晰分隔的化学区域。研究人员据此认为，水在小行星形成早期可能并未均匀作用于整体，而是沿着受限通道流动，改变部分区域的矿物与有机物组成，同时使其他区域基本未受影响。

相关研究由石溪大学（Stony Brook University）的Mehmet Yesiltas团队主导，成果发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。

样本来源与研究背景

2023年9月，美国国家航空航天局（NASA）OSIRIS-REx任务将小行星物质样本带回地球。样本来自贝努，这是一颗直径约500米、已知富含碳元素的近地天体。研究团队希望通过对其化学组成的精细测量，为太阳系早期历史提供线索，尤其是类似贝努的天体最初形成阶段的物质与环境条件。

研究人员指出，在地球地质学研究中，关键线索往往来自化学成分的微小差异，而这些差异常常只在极小尺度下可见。此次工作则将对贝努物质的观测精度推进到更细的尺度。

纳米尺度观测显示三类化学区域

Yesiltas团队采用多种分析手段，将可分辨的变化尺度推进至约20纳米，并结合红外光谱与拉曼光谱对样本进行表征。研究显示，样本的化学组成并非均匀分布，而是分为三类几乎没有重叠的区域。

研究描述的三类区域分别为：富含脂肪族成分的区域，主要由开放链状碳氢化合物构成；富含碳酸盐的区域，由富含钙和镁的无机矿物组成；以及含氮有机物富集的区域，其中包含一类独特的复杂有机分子。研究人员表示，这些含氮化合物可能继承自形成小行星的更古老物质，或是在流体与岩石相互作用过程中发生化学改性后形成。

有机硫化合物分布指向“受限通道”水流

研究团队认为，三类区域边界清晰的特征，意味着水对小行星的改造并不均一。其依据之一是有机硫化合物的空间分布：这类化合物几乎完全局限在富含碳酸盐的区域。研究人员据此提出，碳酸盐矿物可能由富水流体沉淀形成。

与之相对，脂肪族与含氮有机化合物在接触水时更容易发生变化。研究团队据此推断，这些有机物富集区域在小行星演化的关键阶段可能保持相对干燥，从而得以保存。

综合上述特征，研究人员提出一种解释：水可能沿着受限通道穿过新形成的小行星，只在局部区域发生作用，既造成碳酸盐等矿物的形成与改造，也在其他区域保留了更易受水影响的有机化合物。

研究团队表示，后续将继续对贝努样本开展分析，并计划与日本“隼鸟2号”任务带回的小行星龙宫（Ryugu）样本进行比较，以进一步重建贝努的演化历史。