Результаты опубликованы в статье, опубликованной в ноябре. 13 в журнале Science. Ведущий автор – аспирант Роджер Фу из Массачусетского технологического института, работающий под руководством Бенджамина Вайса; Стив Деш из Школы исследования Земли и космоса Университета штата Аризона является соавтором статьи.
«Измерения, сделанные Fu и Weiss, поразительны и беспрецедентны», – говорит Деш. «Они не только измерили крошечные магнитные поля, в тысячи раз слабее, чем кажется компас, но и нанесли на карту изменение магнитных полей, зафиксированных метеоритом, миллиметр за миллиметром."
Строительный мусор
Может показаться почти невозможным определить, как образовалась Солнечная система, учитывая, что это произошло около 4 лет.5 миллиардов лет назад.
Но создание солнечной системы было запутанным процессом, оставившим много строительного мусора для изучения учеными.
Среди наиболее полезных обломков – самый старый, самый примитивный и наименее измененный тип метеоритов, называемый хондритами (КОН-дритами). Хондритовые метеориты – это фрагменты астероидов, разорванные в результате столкновений, которые остались относительно неизменными с тех пор, как они образовались при зарождении Солнечной системы.
Они состоят в основном из мелких каменных зерен, называемых хондрами, диаметром всего лишь миллиметр.
Сами хондры образовались в результате быстрого таяния облака пыльного газа – солнечной туманности – окружавшего молодое солнце. Участки солнечной туманности, должно быть, были нагреты выше точки плавления горных пород от часов до дней.
Пыльные шары, захваченные в результате этих событий, образовали капли расплавленной породы, которые затем остыли и кристаллизовались в хондры.
Крошечные магниты
По мере охлаждения хондр железосодержащие минералы в них намагничивались, как биты на жестком диске, под действием локального магнитного поля в газе.
Эти магнитные поля сохраняются в хондрах даже до наших дней.
Зерна хондры, магнитные поля которых были нанесены на карту в новом исследовании, произошли от метеорита под названием Семаркона, в честь места в Индии, где он упал в 1940 году.
Он весил 691 грамм, или около полутора фунтов.
Ученые специально сосредоточились на встроенных магнитных полях, захваченных «пыльными» зернами оливина, которые содержат большое количество железосодержащих минералов. У них было магнитное поле около 54 микротесла, подобное магнитному полю на поверхности Земли, которое колеблется от 25 до 65 микротесла.
По совпадению, многие предыдущие измерения метеоритов также предполагали аналогичные значения напряженности поля.
Но теперь понятно, что эти измерения обнаружили магнитные минералы, загрязненные магнитным полем Земли или даже ручными магнитами, используемыми сборщиками метеоритов.
«Новые эксперименты», – говорит Деш, – «зондирования магнитных минералов в хондрах, никогда ранее не измеряемых. Они также показывают, что каждая хондра намагничена, как небольшой стержневой магнит, но с указанием «севера» в случайных направлениях."
По его словам, это показывает, что они были намагничены еще до того, как были встроены в метеорит, а не находясь на поверхности Земли.
Удары и другие потрясения
«Мое моделирование событий нагрева показывает, что ударные волны, проходящие через солнечную туманность, – это то, что плавило большинство хондр», – объясняет Деш.
В зависимости от силы и размера ударной волны фоновое магнитное поле могло быть усилено до 30 раз.
Он говорит: «Учитывая измеренную напряженность магнитного поля около 54 микротесла, это показывает, что фоновое поле в туманности, вероятно, находилось в диапазоне от 5 до 50 микротесла."
Существуют и другие идеи о том, как могли образоваться хондры, некоторые из которых связаны с магнитными вспышками над солнечной туманностью или прохождением через магнитное поле Солнца.
Но для этих механизмов требуются более сильные магнитные поля, чем те, которые измеряются в образцах Семаркона.
Это подтверждает идею о том, что толчки расплавили хондры в солнечной туманности примерно в том месте, где находится сегодняшний пояс астероидов, который находится примерно в два-четыре раза дальше от Солнца, чем Земля сейчас вращается по орбите.
Деш говорит: «Это первое действительно точное и надежное измерение магнитного поля в газе, из которого сформировались наши планеты."