4052
Мікроскопічні зерна в одному з найдавніших відомих метеоритів виявили сліди неочікувано сильного магнітного поля у перші приблизно 200 тисяч років існування Сонячної системи. Це свідчить, що магнетизм працював разом із гравітацією, допомагаючи перетворити гігантську хмару газу й пилу на молоде Сонце і протопланетний диск, повідомляє ScienceDaily.
Дослідження виконала команда з Массачусетського технологічного інституту (MIT) під керівництвом Бенджаміна Вайса (Benjamin Weiss). Вчені виявили, що давні магнітні поля збереглися в найстарішому на сьогодні типі метеоритної речовини — так званих кальцій-алюмінієвих включеннях (CAIs).
Від газової хмари до протопланетного диска
Приблизно 4,6 мільярда років тому наша планетна система починалася як велетенська хмара газу й пилу — «сонячна туманність». З часом ця хмара стиснулася і сплюснулася в диск: у центрі сформувалося Сонце, довкола — диск, з якого надалі виникли планети.
Довгий час основною рушійною силою цієї трансформації вважали лише гравітацію. Однак нові результати MIT свідчать, що магнітні поля також були важливим чинником уже на найперших етапах існування туманності.
Дослідники припускають, що під час колапсу хмари утворилася плазма з заряджених частинок. Рух цих частинок у ранньому диску міг генерувати та підтримувати магнітне поле. Якщо таке поле існувало, воно мало залишити слід у мінералах, що формувалися всередині диска.
CAIs як найдавніший магнітний «запис»
Кальцій-алюмінієві включення — це мікроскопічні зерна, які вважають найпершим твердим матеріалом Сонячної системи. Вони сформувалися в перші 200 тисяч років після початку її формування. Під час кристалізації дрібні магнітні мінерали всередині таких зерен можуть «записувати» силу навколишнього поля — це так звана залишкова намагніченість.
Якщо такі мінерали зберігаються мільярди років і зрештою падають на Землю у складі метеоритів, їхній магнітний запис можна виміряти та відновити історію давнього поля.
Раніше група Вайса вже виявляла сліди магнітних полів приблизно через 2 мільйони років після початку формування Сонячної системи — на етапі, коли Сонце вже існувало й зароджувалися планети. Тепер вчені просунулися ще далі в минуле, до часу, коли саме Сонце тільки формувалося.
Унікальний метеорит із Антарктиди
Для цього команда вивчала метеорит DOM 08006, знайдений у 2008 році в гірському хребті Домініон-Рейндж біля Східноантарктичного льодовикового щита. Цей об’єкт привернув увагу науковців через надзвичайно примітивний і добре збережений склад.
DOM 08006 містить зерна, що сформувалися на найперших стадіях існування Сонячної системи, можливо, ще до повного формування Сонця. На відміну від багатьох інших метеоритів, які за 4,5 мільярда років зазнали нагрівання, водної переробки або зіткнень, DOM 08006 майже не був змінений.
Саме ця «недоторканість» робить його ідеальним зразком для пошуку найстаріших магнітних сигналів. Дослідникам залишалося знайти всередині нього CAIs, які ще зберігають первинну намагніченість.
«Ми знаємо, що це найдавніші уламки ранньої Сонячної системи, які маємо, — пояснює Кауе Борліна (Cauê Borlina), перший автор роботи. — Але CAIs дуже складні й різноманітні навіть у межах крихітного 1-міліметрового фрагмента, тож потрібно ретельно визначити, з яким типом ми маємо справу».
Поле у 3–12 разів сильніше за земне
Команда відібрала крихітні фрагменти метеорита і виділила з них CAIs, що містять природно магнітні мінерали, зокрема залізо. Потім дослідники провели серію вимірювань, щоб з’ясувати, чи збереглася в цих зернах давня намагніченість.
Виявилося, що мінерали справді містять запис магнітного поля. За цими даними вчені оцінили, що в ранній Сонячній системі діяло поле силою близько 150–600 мікротесла. Це приблизно у 3–12 разів сильніше, ніж середня напруженість магнітного поля Землі сьогодні.
Такий результат свідчить, що магнетизм міг суттєво впливати на рух газу й пилу в протопланетному диску. На думку авторів, ці поля, ймовірно, допомагали перекачувати газ з диска до центральної зорі, що народжувалася, паралельно з дією гравітації.
«Ми вважаємо, що саме такі магнітні поля сприяли перенесенню газу з протопланетного диска всередину, до молодого Сонця, — зазначає Борліна. — Гравітація також відіграє роль. Але тепер ми показуємо, що для повного розуміння формування Сонця й планет потрібно включати магнітні поля до переліку ключових чинників».
Дослідження опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences. Окрім Вайса і Борліни, до нього долучилися науковці з Університету Цінхуа, Кембриджського університету, Каліфорнійського технологічного інституту та Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. Частково роботу профінансувало NASA.
Давні метеорити показали потужне магнітне поле молодої Сонячної системи з’явилася спочатку на Цікавості.
