شهاب سنگ های باستانی نیروی قدرتمندی را نشان می دهند که به ساخت منظومه شمسی کمک کرده است

حدود 4.6 میلیارد سال پیش، منظومه شمسی به عنوان ابر عظیمی از گاز و غبار آغاز شد. طی چندین میلیون سال بعد، این "سحابی خورشیدی" به طرز چشمگیری تغییر کرد. ابر فرو ریخت و به صورت صفحه ای مسطح شد و در نهایت خورشید را در مرکز خود و سیاراتی را که در اطراف آن تشکیل شده بودند پدید آورد.

جاذبه برای مدت طولانی به عنوان نیروی اصلی پشت این دگرگونی در نظر گرفته شده است. با این حال، تحقیقات جدید MIT نشان می دهد که مغناطیس نیز ممکن است بخش مهمی از این فرآیند بوده باشد.

دانشمندان شواهدی از میدان های مغناطیسی باستانی یافتند که در برخی از قدیمی ترین مواد شهاب سنگی که تاکنون شناسایی شده اند، حفظ شده است. محققان دانه‌های میکروسکوپی درون یک شهاب‌سنگ کشف‌شده در قطب جنوب در سال 2008 را مورد مطالعه قرار دادند. این دانه‌ها که به نام آخال‌های غنی از کلسیم-آلومینیوم یا CAI شناخته می‌شوند، در طول 200000 سال اول منظومه شمسی شکل گرفتند و قدیمی‌ترین ماده شناخته شده از آن دوره را نشان می‌دهند.

امضاهای مغناطیسی آنها نشان می دهد که یک میدان مغناطیسی قابل توجهی در مرحله سحابی خورشیدی وجود داشته است. محققان تخمین می‌زنند که این میدان قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین امروزی بوده و ممکن است با تشکیل خورشید جوان به حرکت مواد اولیه به داخل کمک کرده باشد.

بنجامین وایس، پروفسور رابرت آر.شروک از زمین و علوم سیاره ای در MIT می گوید: «این انتقال، از یک ابر کروی به یک دیسک پیش سیاره ای، یکی از مهم ترین رویدادها در تمام تاریخ منظومه شمسی است. مدت‌هاست که این نظریه مطرح شده است که گرانش باعث این امر شده است، اما اندازه‌گیری‌های ما نشان می‌دهد که مغناطیس احتمالا نقش داشته است.

این یافته ها در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم گزارش شده است. همراه با ویس، نویسندگان همکار MIT این مطالعه عبارتند از نویسنده اول Cauê Borlina PhD '22, Elias Mansbach PhD' 24, and Nilanjan Chatterjee. سایر همکاران عبارتند از ژو-نینگ بای از دانشگاه تسینگ‌هوا، پو-ین تونگ و ریچارد هریسون از دانشگاه کمبریج، فرانسوا تیسوت از کالتک و کوین مک کیگان از دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس.

میدان های مغناطیسی زمانی به وجود می آیند که ماده باردار الکتریکی حرکت می کند. در مراحل اولیه شکل گیری منظومه شمسی، ابر در حال فروپاشی گاز و غبار ممکن است پلاسمایی حاوی ذرات باردار تولید کرده باشد. همانطور که آن ذرات از طریق دیسک در حال توسعه گردش می کردند، می توانستند یک میدان مغناطیسی ایجاد کرده و حفظ کنند.

وایس و همکارانش استدلال کردند که اگر میدان مغناطیسی وجود داشته باشد، باید اثری ماندگار در برخی از مواد تشکیل‌دهنده درون دیسک باقی می‌گذاشت. با متراکم شدن آن ماده، کانی های مغناطیسی ریز می توانستند قدرت میدان اطراف را ثبت کنند. اگر آن مواد معدنی میلیاردها سال زنده بمانند و در نهایت به زمین برسند، "مغناطیس باقیمانده" آنها می تواند شواهدی ارائه دهد که مغناطیس در منظومه شمسی جوان وجود داشته و بر توسعه آن تأثیر گذاشته است.

محققان قبلا شواهدی از مغناطیس از حدود 2 میلیون سال پس از شروع شکل گیری منظومه شمسی پیدا کرده بودند. در آن زمان، دانشمندان بر این باورند که خورشید قبلا شکل گرفته بود و سیارات شروع به جمع شدن کرده بودند. کار قبلی نشان می دهد که میدان های مغناطیسی ممکن است در شکل گیری سیاره نقش داشته باشند.

بورلینا که به عنوان دانشجوی کارشناسی ارشد MIT و اکنون استادیار دانشگاه پردو است، می‌گوید: «امروزه مردم درباره وجود مغناطیس در هنگام شکل‌گیری سیارات بحث نمی‌کنند. اما بحث در مورد اوایل منظومه شمسی است، قبل از تشکیل سیارات، زمانی که فقط یک قرص وجود دارد. این جایی است که بحث هنوز ادامه دارد، و ما اکنون در اینجا هستیم.»

شهاب سنگی با رکوردی غیرعادی بکر

آخرین مطالعه، جستجو را حتی به عقب‌تر در زمان سوق داد، و بر این موضوع تمرکز کرد که آیا مغناطیس در زمانی که خود خورشید هنوز به هم نزدیک می‌شد، وجود دارد یا خیر.

محققان نمونه هایی از DOM 08006، شهاب سنگی که در سال 2008 در دامنه Dominion، رشته کوهی در امتداد صفحه یخی قطب جنوب شرقی یافت شد، مورد بررسی قرار دادند. از زمان کشف آن، این شهاب سنگ به دلیل ترکیب غیرمعمول اولیه اش به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است.

DOM 08006 حاوی دانه های معدنی از مراحل اولیه شکل گیری منظومه شمسی است که احتمالا به قبل از تشکیل کامل خورشید مربوط می شود. قابل توجه است که شهاب سنگ علیرغم زنده ماندن میلیاردها سال از تاریخ منظومه شمسی، بسیاری از مواد معدنی اصلی خود را حفظ کرده است.

ویس می‌گوید: «سایر شهاب‌سنگ‌ها در طول این تاریخ ۴.۵ میلیارد ساله فرآیندهای مختلفی را پشت سر گذاشتند. آنها در سحابی خورشیدی شکل گرفتند، سپس با آب به اجسام اضافه شدند، سپس نابود شدند، به کمربند سیارک‌ها منتقل شدند و سپس در اینجا فرود آمدند.

این حفظ غیرمعمول DOM 08006 را به مکانی امیدوارکننده برای جستجوی شواهد میدان های مغناطیسی از منظومه شمسی اولیه تبدیل کرد.

اگر چنین میدانی وجود داشت، امضای آن ممکن است همچنان در برخی از CAI های شهاب سنگ حفظ شود.

بورلینا می گوید: «ما می دانیم که آنها قدیمی ترین چیزهایی هستند که از منظومه شمسی اولیه داریم. "اما CAI بسیار پیچیده است و همه یکسان نیستند، حتی در یک قطعه 1 میلی متری از شهاب سنگ. بنابراین ما باید به دقت تشخیص دهیم که چه نوع هستند."

این تیم با استفاده از قطعات کوچک شهاب سنگ اصلی، دانه های معدنی ریز را جدا کردند و چندین CAI حاوی مواد معدنی مغناطیسی طبیعی از جمله آهن را شناسایی کردند. سپس محققان مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را برای تعیین اینکه آیا آن دانه‌ها همچنان مغناطیس باستانی را حفظ کرده‌اند، انجام دادند.

آنها آثاری از میدان مغناطیسی ثبت شده در داخل مواد معدنی پیدا کردند. از این اندازه گیری ها، تیم تخمین می زند که منظومه شمسی اولیه دارای یک میدان مغناطیسی با اندازه گیری تقریبا 150 تا 600 میکروتسلا بوده است. این میدان تقریبا 3 تا 12 برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین امروزی است.

نتیجه نشان می دهد که مغناطیس ممکن است نقش معنی داری در کنترل چگونگی حرکت مواد از طریق قرص پیش سیاره ای در هنگام شکل گیری خورشید داشته باشد.

بورلینا می‌گوید: «ما فکر می‌کنیم این نوع میدان‌های مغناطیسی به حرکت گاز از دیسک پیش سیاره‌ای به سمت این ستاره مرکزی، یعنی خورشید کمک می‌کردند. گرانش نیز نقش دارد. اما ما اکنون نشان می‌دهیم که اگر می‌خواهید به طور کامل چگونگی شکل‌گیری خورشید و سیارات را درک کنید، باید میدان‌های مغناطیسی را در اجزای سازنده آنها بگنجانید.

این تحقیق تا حدی توسط ناسا پشتیبانی شد.

مواد ارائه شده توسط موسسه فناوری ماساچوست. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.

دانشمندان اولین ردپای دایناسورهای کانادا را از عصر کرتاسه کشف کردند که به ندرت مستند شده است.

دو ستاره مرده هر 6.2 دقیقه دور یکدیگر مسابقه می دهند

ترکیب طبیعی ممکن است به محافظت از مغز و قلب در برابر نمک اضافی کمک کند

کشف فسیل 240 میلیون ساله داستان اولین دایناسورها را به چالش می کشد