最近,研究人员发现了有关太阳系起源的关键线索

  • 太阳风在早期太阳系的小行星上流动。太阳风的磁场(白线/箭头)使小行星磁化(红箭头)。罗切斯特大学的研究人员首次利用磁场来确定碳质球粒陨石小行星首次进入太阳系内部的时间。
在《自然通讯地球与环境》杂志上发表的一篇新论文中,罗彻斯特大学的研究人员第一次能够利用磁性来确定碳质球粒陨石小行星(富含水和氨基酸的小行星)首次进入太阳系内部的时间。这项研究提供的数据有助于科学家了解太阳系的早期起源,以及为什么有些行星(如地球)适合居住,能够维持适宜生命生存的条件,而其他行星(如火星)则不能。
这项研究还为科学家提供了可以应用于发现新的系外行星的数据。人们对定义这段历史来推断太阳系外的事件是相似的还是不同的特别感兴趣,这是寻找其他宜居行星的另一个组成部分。

在墨西哥用陨石解决一个悖论

一些陨石是来自外太空物体如小行星的碎片。在从它们的“母体”分裂出来之后,这些碎片能够在穿越大气层的过程中幸存下来,并最终撞击到地球的表面。研究陨石的磁化能让研究人员更好地了解这些物体是何时形成的,以及它们在太阳系早期的历史中所处的位置。
几年前科学家就意识到,他们可以利用小行星产生的陨石的磁性来确定这些陨石的磁性矿物形成时离太阳有多远。
为了了解更多关于陨石及其母体的起源,研究人员研究了从阿连德陨石收集的磁性数据。阿连德陨石于1969年坠落到地球并在墨西哥着陆。阿连德陨石是地球上发现的最大的碳质球粒陨石,它含有的矿物质(钙铝夹杂物)被认为是太阳系中形成的第一个固体。它是被研究最多的陨石之一,几十年来一直被认为是来自原始小行星母体的陨石的经典例子。
为了确定陨石形成的时间和位置,研究人员首先必须解决一个令科学界困惑的关于陨石的悖论:陨石是如何获得磁化的?
最近,当一些研究人员提出像阿连德这样的碳质球粒陨石曾被地核发电机磁化时,引发了一场争论。地球被称为分化体,因为它有地壳、地幔和地核,它们由成分和密度分开。罗切斯特大学的研究生蒂姆·奥布莱恩是这篇论文的第一作者,他的新实验发现,之前的研究人员解释的磁信号实际上并不来自核。相反,奥布莱恩发现,磁性是阿连德不寻常的磁性矿物的特性。

确定木星在小行星迁移中的作用

在解决了这个矛盾之后,奥布赖恩就能够鉴别陨石和其他矿物,这些矿物可以准确地记录太阳系早期的磁化现象。
随后,磁学小组将这项工作与物理学和天文学教授埃里克·布莱克曼的理论工作,以及研究生阿特玛·阿南德和罗切斯特激光能量学实验室的计算科学家乔纳森·卡罗尔·内伦贝克领导的计算机模拟相结合。这些模拟显示太阳风覆盖在早期的太阳系天体周围,正是太阳风使这些天体磁化。
利用这些模拟和数据,研究人员确定,碳质球粒陨石的母小行星大约在4562亿年前从太阳系外部到达小行星带,这发生在太阳系历史的前500万年。
这些分析和模型为木星运动理论提供了更多的支持。虽然科学家们曾经认为行星和其他行星是由尘埃和气体有序地从太阳中形成的,但现在科学家们认识到与巨大行星(如木星和土星)有关的引力可以驱动行星和小行星的形成和迁移。木星运动理论认为小行星是被巨大的行星木星的引力分开的,木星随后的迁移将这两个小行星群混合在一起。
碳质球粒陨石小行星的早期运动为富水天体的进一步散射奠定了基础——可能会在太阳系发展的后期到达地球,这可能是系外行星系统的共同模式。
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