Наука та технології

Рання історія Сонячної системи записана в хондритах магнітним полем.

У новій статті, опублікованій в журналі Nature Communications Earth and Environment, дослідники з Університету Рочестера вперше змогли за допомогою магнетизму визначити, коли вуглецеві хондритові астероїди, багаті водою і амінокислотами, – вперше прибули у внутрішню частину сонячної системи. Дослідження надає дані, які допомагають вченим дізнатися про ранню історію Сонячної системи та про те, чому деякі планети, такі як Земля, стали населеними і змогли підтримувати умови, сприятливі для життя, тоді як інші планети, такі як Марс, цього не зробили. Дослідження також дає вченим дані, які можуть бути застосовані для відкриття нових екзопланет.

Деякі Метеорити являють собою уламки космічних об’єктів, таких як астероїди. Відокремившись від своїх “батьківських тіл”, ці частинки здатні вижити, проходячи через атмосферу, і врешті-решт вдаряються об поверхню Землі. Вивчення намагніченості метеоритів може дати дослідникам краще уявлення про те, коли утворилися об’єкти і де вони знаходилися на початку історії Сонячної системи.

Щоб дізнатися більше про походження метеоритів та їх батьківських тіл, дослідники вивчили магнітні дані, зібрані з метеорита Альєнде, який впав на Землю і приземлився в Мексиці в 1969 році. Метеорит Альєнде є найбільшим хондритом, знайденим на землі, і містить кальцієво-алюмінієві включення, які, як вважають, є першими твердими тілами, що утворилися в Сонячній системі. Це один з найбільш вивчених метеоритів, який протягом десятиліть вважався класичним прикладом метеорита з примітивного астероїдного батьківського тіла.

Щоб визначити, коли утворилися об’єкти і де вони знаходилися, дослідникам спочатку довелося звернутися до парадоксу, який збивав з пантелику наукове співтовариство: як Метеорити отримують намагніченість?Нещодавно виникла суперечка, коли деякі дослідники припустили, що хондрити, такі як Альєнде, були намагнічені будучи в складі Великого об’єкта. Земля відома як диференційоване тіло, тому що вона має кору, мантію і ядро, які розділені за складом і щільності. На початку своєї історії планетні тіла можуть отримати достатньо тепла, щоб відбулося широке плавлення і щільний матеріал, такий як залізо, опустився до центру.

Нові експерименти показали, що магнітні властивості, виявлені попередніми дослідниками, насправді не надходили від ядра. Замість цього виявили, що магнетизм-це властивість незвичайних магнітних мінералів Альєнде. Вирішивши цей парадокс, вчені змогли ідентифікувати метеорити з іншими мінералами, які могли точно реєструвати ранні намагнічування Сонячної системи.

Потім група магнетиків Тардуно об’єднала цю роботу з теоретичною роботою Еріка Блекмана, професора фізики та астрономії, і комп’ютерним моделюванням під керівництвом аспіранта Атми Ананд і Джонатана Керролла-Нелленбека, вченого-обчислювача з лабораторії лазерної енергетики Рочестера. Ці симуляції показали, що сонячні вітри обволікали тіла ранньої Сонячної системи, і саме цей сонячний вітер намагнічував тіла. Використовуючи ці симуляції та дані, дослідники визначили, що батьківські астероїди, від яких відкололися вуглисті Метеорити, прибули в пояс астероїдів із зовнішньої Сонячної системи близько 4562 мільйонів років тому, протягом перших п’яти мільйонів років історії Сонячної системи.

Аналіз і моделювання схиляють до так званої теорії Великого галса руху ЮДніпра. У той час як раніше вчені вважали, що планети та інші планетні тіла формуються з пилу і газу на певній відстані від сонця, сьогодні вчені усвідомлюють, що гравітаційні сили, пов’язані з планетами-гігантами, такими як ЮДніпро і Сатурн, можуть управляти формуванням і міграцією планетних тіл і астероїдів. Теорія великого галса передбачає, що астероїди були розділені гравітаційними силами гігантської планети ЮДніпро, чия подальша міграція потім змішала дві групи астероїдів, і це раннє рух хондритових астероїдів створює грунт для подальшого розсіювання багатих водою тіл-потенційно на Землю, і це може бути закономірністю, загальною для екзопланетних систем.