Роль магнитного поля в формировании солнечной системы: новые открытия

Недавние исследования показывают, что частицы пыли из метеоритов содержат "фоссильные записи", относящиеся к образованию Солнца. Эти данные указывают на то, что магнитизм сыграл гораздо более значимую роль в зарождении солнечной системы, чем считалось ранее. Около 4,6 миллиарда лет назад солнечная система представляла собой облако газа и пыли, известное как солнечная туманность. В течение следующих нескольких миллионов лет это облако начало уплощаться, формируя кольцо в форме пончика или торуса с зарождающейся звездой в центре. В конечном итоге в этом так называемом протопланетном диске должны были образоваться планеты. Учёные всегда считали, что гравитация была основным фактором, формирующим солнечную систему в этот ранний период. Однако новое исследование предполагает, что гравитация имела значительную поддержку со стороны магнитизма. Подписи этого дополнительного космического художника были обнаружены в зернах пыли, запечатанных в метеорите DOM 08006, который был найден в Антарктиде в 2008 году. Зерна, найденные исследовательской группой, представляют собой включения, богатые кальцием и алюминием (CAIs), которые, как считается, образовались в течение первых 200 000 лет существования солнечной системы. Это делает их потенциально самыми старыми образцами солнечной системы, когда-либо обнаруженными. "Мы знаем, что это самые старые вещи, которые у нас есть из ранней солнечной системы", — заявил руководитель группы Кауэ Борлина из Университета Пердью. "Но CAIs очень сложны и не все одинаковы, даже в пределах одного миллиметра метеорита. Поэтому нам нужно тщательно определить, какие типы они представляют." Эти CAIs указывают на то, что в протосолнечной системе существовало магнитное поле даже в фазе солнечной туманности. Это магнитное поле, вероятно, было сильнее магнитосферы Земли и, таким образом, влияло на уплощение солнечной туманности. "Этот переход от сферического облака к протопланетному диску — одно из самых значительных событий в истории солнечной системы", — отметил член команды Бенджамин Уайз из Массачусетского технологического института (MIT). "Долгое время считалось, что это вызвано гравитацией, но наши измерения показывают, что магнитизм, вероятно, сыграл свою роль." В новой формирующейся солнечной системе магнитное поле могло возникнуть, когда заряженные частицы начали вращаться в коллапсирующем облаке газа и пыли, которое дало жизнь Солнцу. Этот плазменный поток затем поддерживал это поле. Таким образом, магнитизм, вероятно, оказал влияние на материал в солнечной туманности, который впоследствии стал частью солнечной системы. Исследователи полагают, что сила этого поля должна быть "запечатана" в материалах того времени как остаточная магнитизация. Эти материалы могли попасть на Землю в виде метеоритов. На самом деле, те же ученые, которые провели это исследование, ранее нашли доказательства существования магнитного поля, которое существовало через 2 миллиона лет после начала формирования солнечной системы, запеченное в метеоритах. Это впечатляющая находка, поскольку это магнитное поле помогло таким планетам, как Земля, сформироваться — но Солнце уже существовало к тому времени. Таким образом, команда искала более раннее магнитное поле, которое предшествовало нашему звезде. "В наши дни никто не спорит о том, что магнитизм присутствует при формировании планет. Но спор идет о самой ранней солнечной системе, до формирования планет, когда существует только диск", — сказал Борлина. "Вот где все еще продолжается дебаты, и именно здесь мы сейчас работаем." Метеорит DOM 08006 является одним из самых неповрежденных или "примитивных" метеоритов, когда-либо обнаруженных, сохранившим и сохранившим материалы, включая CAIs, такими, какими они были во время формирования Солнца. "Другие метеориты прошли через множество различных процессов за свою 4,5 миллиардную историю", — отметил Уайз. "Они образовались в солнечной туманности, затем добавились к телам с водой, были разрушены, перемещены в астероидный пояс и затем приземлились здесь. Но каким-то образом DOM испытал меньше изменений, чем любой другой метеорит." Если магнитное поле существовало на самой ранней стадии солнечной системы, его должно быть видно в материале, который составляет DOM 08006. Команда смогла изолировать и идентифицировать несколько CAIs, содержащих магнетитовые минералы, такие как железо, которые они протестировали, чтобы измерить любое сохраненное ими магнитное поле. Изучая эти зерна, исследователи обнаружили доказательства магнитного поля в 12 раз сильнее, чем у Земли. Они считают, что это магнитное поле могло сыграть ключевую роль в эволюции солнечной системы. "Мы считаем, что такие магнитные поля помогали перемещать газ из протопланетного диска внутрь к центральной звезде, Солнцу", — отметил Борлина. "Гравитация также играет свою роль. Но теперь мы показываем, что, если вы хотите полностью понять, как образовались Солнце и планеты, вы должны включить магнитные поля в составные части, которые их создают." Новое исследование было опубликовано 7 августа в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.