古老陨石揭开神秘原始强磁场的面纱

艺术家绘制的早期太阳系图示，展示了年轻太阳周围环绕着尘埃、岩石和气体，同时磁场贯穿原行星盘。图片来源：埃尔南卡内拉斯

古老陨石矿物揭示了太阳系最初20万年存在着惊人的强磁场。

大约在很久以前，在太阳和行星以现在熟悉的形式存在之前，整个太阳系是一片巨大的气体和尘埃云。在很短的时间内，这片太阳星云坍缩并逐渐形成一个圆盘状结构，为物质聚集成为太阳和围绕其运行的行星创造了条件。

长期以来，引力一直被认为是这一转变背后的主要力量。然而，来自一些已知最古老陨石物质的新证据表明，磁性也起到了作用。

麻省理工学院的研究人员在2008年于南极洲发现的一颗陨石内保存的微小颗粒中检测到了远古磁场的痕迹。这些被称为富钙铝包体（CAIs）的颗粒形成于太阳系最初的20万年内，是已知来自这一时期最古老的物质。

测量结果表明，在太阳星云阶段就已经存在磁场了。研究人员估计，当时的磁场比现在地球的磁场更强，并且在早期太阳形成时，该磁场可能有助于推动原始物质向内移动。

从球形云团到原行星盘的这一转变，是整个太阳系历史上最重大的事件之一，麻省理工学院地球与行星科学系的罗伯特R施罗克讲席教授本杰明魏斯说，长期以来，人们一直认为是引力促成了这一转变，但我们的测量结果表明，磁力可能也发挥了作用。魏斯及其同事在《美国国家科学院院刊》发表的一篇论文中报告了这些发现。

磁力可能塑造了早期的太阳系

磁场可以在带电物质运动时产生。在早期太阳系中，坍缩的气体和尘埃云可能产生了充满带电粒子的等离子体。当这些粒子在形成的盘中移动时，它们能够创建并维持一个磁场。

韦斯和他的同事们推断，如果这样一个磁场存在，它应该会对整个星盘内的物质产生影响。当这些物质凝聚时，微小的磁性矿物会记录下周围磁场的强度，并将这些信息保存数十亿年。如果这些矿物后来到达了地球，它们的剩磁就可能为远古磁场及其在太阳系形成过程中可能发挥的作用提供证据。

原始岩石物质和陨石包体在年轻的太阳附近形成的示意图，这些物质保存了太阳系早期磁环境的线索。图片版权：埃尔南卡涅拉斯

研究人员已经发现了可追溯到太阳系形成约200万年后的磁现象迹象。科学家认为，到那时太阳已经形成，行星也开始聚集，这表明磁场在行星形成的早期阶段就已参与其中。

如今，人们不再争论行星形成时是否存在磁场。但争论焦点在于行星形成之前的早期太阳系，那时只有一个圆盘状物质。这项新研究的负责人博利纳说道，他在麻省理工学院攻读研究生期间主导了该研究，现在是普渡大学的助理教授。争论仍集中在这个阶段，而我们现在正是在研究这个阶段。

一块异常完好的陨石保存了记录

这项新研究将探索的时间线进一步前推，探究在太阳自身仍在形成之际是否就已经存在磁场。研究人员对一颗编号为DOM08006的陨石进行了研究，该陨石于2008年在南极东部冰盖沿线的多米宁山脉被发现，此后人们对其展开了广泛的研究。

DOM08006是有史以来发现的最原始的陨石之一。它含有可以追溯到太阳系发展早期阶段的矿物颗粒，这些颗粒可能形成于太阳尚未完全形成之前，并且它保留了大部分原始矿物成分。

其他陨石在长达45亿年的历史中经历了多种不同的过程，韦斯表示：它们最初在太阳星云中形成，随后被添加到含水天体上，之后又被破坏、迁移至小行星带，最终抵达地球。然而，DOM陨石所经历的改造程度却比任何其他陨石都更少。

那段异常纯净的历史使这块陨石成为寻找太阳系早期磁记录的理想之地。嵌入在DOM中的富钙铝包裹体（CAIs）在形成时，有可能保留了其周围任何磁场的痕迹。

我们知道它们是我们所拥有的早期太阳系中最古老的物质，博利纳说，但是富钙铝包体非常复杂，即使在陨石的一毫米碎片中，它们也并非完全相同。所以我们必须仔细辨别它们的类型。

研究人员从陨石碎片中分离出微小颗粒，并鉴定出了几颗含有天然磁性矿物（包括铁）的富钙铝包体（CAIs）。然后，他们对这些颗粒进行了一系列旨在检测残留磁性的测量。

古旧的田野规模超过了如今地球（上的田野规模）

测试结果显示，颗粒内部保存着远古磁场的痕迹。研究人员根据这些信号推断，早期太阳系中的磁场强度约为150至600微特斯拉，相当于现今地球磁场强度的3到12倍。

我们认为，这类磁场曾有助于将气体从原行星盘输送至中心恒星——太阳，博利纳说，引力也在发挥作用。但我们现在表明，如果想全面了解太阳和行星是如何形成的，就应当将磁场纳入它们形成的要素之中。

参考文献10.1073pnas.2521660123

这项研究部分得到了美国国家航空航天局（NASA）的支持。

相关知识（天文术语）

陨石是来自宇宙空间的天体碎片，在经过地球大气层时未被完全烧毁而坠落到地面。它们大小不一，形态各异，成分多样，包含着丰富的宇宙信息。研究陨石有助于了解太阳系的演化、行星的形成等，是探索宇宙奥秘的重要钥匙。

BY: Jennifer Chu, Massachusetts Institute of Technology

FY: AI

如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处

选文：天文志愿文章组-

翻译：AI

审核：天文志愿文章组-

终审：天文志愿文章组-零度星系

排版：天文志愿文章组-零度星系

美观：天文志愿文章组-

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自： https://scitechdaily.com/4-6-billion-year-old-meteorite-reveals-a-surprisingly-strong-primordial-magnetic-field/

本文由AI翻译自文章作者 Jennifer Chu, Massachusetts Institute of Technology的作品，如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除。

注意： 所有信息数据庞大，难免出现错误，还请各位读者海涵以及欢迎斧正。

结束，感谢您的阅读与关注

全文排版：天文在线（零度星系）

转载请取得授权，并注意保持完整性和注明出处

浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底