小行星作为太阳系形成早期遗留的原始物质载体，一直是天文学家和行星科学家重点研究的对象。随着日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）隼鸟2号（Hayabusa2）探测任务成功于2020年12月6日将来自C型小行星龙宫（Ryugu）的样品带回地球，科学界得以首次拿到无污染的外太空原始岩石用于手工研究。龙宫小行星属于碳质球粒陨石（CI球粒陨石）相似物，富含碳及含有水合矿物，长期以来被认为经历过较低温度的水合作用，形成条件相对均匀。然而，2025年6月，日本广岛大学研究团队在对龙宫样品的精细分析中意外发现一种罕见矿物——钾含铁镍硫化物矿物杰菲希石，这一矿物此前仅在极度还原环境形成的恩斯泰那球粒陨石中报告过，龙宫迄今被认为不具备形成该矿物的条件，这一发现对小行星组成和早期太阳系物质演化提出了新疑问。杰菲希石作为一种包含钾、铁、镍和硫元素的复杂硫化物矿物，通常形成于缺氧甚至高度还原的条件，与富水、低温环境存在显著区别。恩斯泰那球粒陨石呈现极度还原环境，形成于太阳系内侧区域，常被视为小行星多样性的代表之一，而龙宫作为外太阳系区域形成的碳质球粒，理论上不应含有杰菲希石。
“在龙宫样品中发现杰菲希石的感觉就像是在北极冰层中发现热带种子一样令人震惊，”研究负责人、广岛大学副教授宫原正明（Masaaki Miyahara）指出。这意味着要么龙宫的局部环境存在此前未知的高温高还原区域，要么组成龙宫的物质在太阳系早期存在跨区域运输和混合现象。为了验证这一发现，研究团队利用场发射透射电子显微镜（FE-TEM）对编号为C0105-042的样品中第15颗粒的矿物组成进行了超高分辨率的观测，成功证实杰菲希石的存在。这一矿物与其他陨石的矿物质对比进一步表明，龙宫所经历的环境和热演化过程可能远比预想的复杂。科学界对龙宫所属的含水碳质球粒陨石母体天体有基本的演化模型：母体在太阳系形成初期1.8至2.9百万年内形成，存在大量冰冻的水和二氧化碳。因母体内放射性元素衰变释放的热量，冰于形成后约300万年开始熔化，形成的水热环境温度估计低于50摄氏度，在此条件下，普遍发生了水合矿物的形成与变质。
与此形成鲜明对比的是，恩斯泰那球粒陨石母体形成于太阳系内侧高温区域，其杰菲希石主要由高温气体直接热化学反应生成，或者通过350摄氏度以上的高温水热流体与铁镍硫化物的反应合成。针对龙宫样品中发现的杰菲希石，研究团队提出两大可能假说：第一，该矿物系异源物质，来自太阳系内侧或其他区域，在龙宫母体形成和演化早期经历尘埃或固体物质的长距离迁移和混合；第二，该矿物是龙宫母体内某些区域在特殊条件下经历高温（超过350摄氏度）水热反应或热演化而原生形成。当前研究的初步证据支持第二种假设，即局部高温环境下的本地形成更为可能，揭示龙宫母体内部存在此前未被认识的复杂热动力学环境及化学多样性。此发现对既有认知体系提出严峻挑战。传统观点认为，作为C型碳质球粒，但整体温度低且缺乏还原性矿物，龙宫母体的晶体结构和矿物组成应相对均质。杰菲希石的存在说明，母体在早期不仅经历过温度和化学梯度分布，还可能因固体物质迁移和汇聚发生了复杂物理化学交互，形成了成分上显著的局部异质性。
这也暗示早期太阳系物质在空间和时间尺度上实现了广泛且多样的混合和相互作用。科学家们计划通过对该样品及其他龙宫颗粒进行进一步的同位素分析，厘清其元素同位素组成与起源，推断其具体形成机制及演化历程。同位素研究能够帮助判定该杰菲希石是否来源于外来天体碎片，或者为龙宫母体经历的局部高温事件提供证据。拓展研究将集中于早期太阳系内外混合物质的频率、机制和规模，对行星、卫星及小天体的起源形成将产生深远影响。与此同时，这一重大发现也为行星科学领域提供了宝贵数据和理论启迪。了解小行星如何在早期太阳系环境中经历复杂演化，不仅有助于揭开地球和类地行星的元素来源与分布过程，还有助于回答太阳系物质运输与演化的基本问题。
日本外空探测的成功和原样带回，为地外样品秒级精度分析成为现实，使得行星化学和矿物学研究进入一个全新视野。除科研之外，公众对小行星资源的兴趣也日益增长。探寻小行星内部成分、了解其矿物系统的多样性，对于未来的行星资源开发、航天采矿以及宇宙生态环境构建具有重要指导意义。总之，从意外发现杰菲希石这一观测事实出发，小行星龙宫系非均一成分与复杂热演化过程的假说得到有力支持，早期太阳系的复杂动态拼图逐渐摸清。期待未来的多学科联合研究揭示更多关于太阳系起源及演化的秘密，推动人类对宇宙演化的认知不断向前发展。
