一个强大的磁场，塑造了早期的太阳系

本研究中使用的Semarkona陨石部分的放大图像。Chondrules是毫米大小的浅色物体。

新的研究揭示了我们的太阳能系统的原始磁盘的第一种实验证据，它由强烈的磁场塑造，在几百百万年内将大量的气体推向太阳。

婴儿行星系统通常只不过是气体和灰尘的旋转圆盘。在几百万年的过程中，这种天然气被吸入磁盘的中心以构建一个明星，而剩余的尘埃累积成较大且较大的块 - 地面行星的建筑块。

天文学家在我们的银河系中观察到这个原始磁盘演进 - 这一过程是我们自己的太阳系在其历史早期接受的过程。然而，行星盘以这种快速速度发展的机制已经耗尽了科学家数十年。

现在，MIT研究人员，剑桥大学，其他地方提供了第一个实验证据，即我们的太阳能系统的原始板坯由强烈的磁场塑造，在几百百万年内将大量的气体推向太阳。沿着碰撞课程，相同的磁场可能具有推进的粉尘颗粒，最终将它们搅拌在一起以形成陆地行星的初始种子。

该团队分析了一个被称为Semarkona的陨石 - 1940年在印度北部坠毁的太空岩石，被认为是早期太阳系的最原始的已知遗物之一。在实验中，研究人员从陨石的小样品中沉浸地提取了疏忽颗粒或软骨压力合物，并测量了每种颗粒的磁取向以确定，实际上，由于其在早期的半乳液盘中形成以来，陨石被淘汰。

然后，研究人员测量了每个谷物的磁强度，并计算了产生这些晶粒的原始磁场。基于它们的计算，该组确定早期的太阳系将磁场覆盖为5至54 microTeslas的磁场 - 比今天星际空间中存在的更强越来越强。这种磁场足以以极快的速率将气体驱动到阳光下。

“解释这些磁盘的快速时间表 - 只有几百万年 - 一直是一个大的谜团，”麻省理工学院的地球部门，大气和行星科学系的研究生罗杰·福说。“事实证明，这种磁场足以以非常显着的方式影响气体的运动运动。”

傅和他的同事，包括麻省理工学院的行星科学教授（包括Ben Weiss），今天在学报上发表他们的结果。

高保真度

原始银芯片中的99％以上的质量由电离气体组成，留下少于1％的固体颗粒 - 陆地行星的尘土飞扬的种子。对福音星系的观察表明，这种大量的气体是在几百万年内抑制或被吸收到中央恒星中的。然而，理论模型一直无法识别解释这种快速增生率的机制。

“在300万年内，磁盘被耗尽的想法是了解行星如何形成的基础，”傅说。“但理论上，这很难做到，人们必须援引所有这些错综复杂的机制来实现这一切。”

有理论模型将磁场包含为磁盘进化的机制，但到目前为止，已经没有观察数据来支持理论。

傅指出，自20世纪60年代以来，研究人员一直在搜查 - “几乎没有成功” - 用于陨石样本中早期磁场的证据。就是因为，大多数情况下，研究的陨石已经以某种形式或其他方式改变。

“大多数这些…陨石被加热，或者通过它们进行水，因此任何一个陨石保留在星云中最原始磁场记录的机会几乎为零，”傅说。

他和他的同事选择分析Semarkona陨石，因为它作为早期太阳系的原始样品的声誉。

“这件事具有不寻常的优势，也是一个非常出色的磁记录装置，”Weiss说。“当它形成时，它形成了合适的金属。许多事情，即使是原始的，也没有形成正确的磁记录属性。所以这件事真的很高。“

从毫米到公里大小的行星

为了确定陨石在其形成以来的情况下确实不变，本集团鉴定并从陨石的小样品中鉴定并提取了少数毫米大小的谷物或软骨压力合物，然后测量其匮乏的磁取向。

由于陨石可能由在其组装过程中翻滚到陨石父体体上的磷颗粒的累积而形成的陨石，如果它们没有被重新啮合，它们的集体磁方向应该是随机的，因为它们在空间中自由漂浮。然而，如果陨石在其组件后某个点处接受加热，则近蒸磁取向将被擦拭干净，取代均匀的取向。

研究人员发现，他们分析了每种谷物，钻孔是一种独特的磁导向 - 证明陨石确实是原始的。

“没有其他替代方案，而是说这录音来自一个原始的骨头场，”傅说。

然后，该组基于每个骨髓的磁性强度计算原始磁场的强度。它们的结果可以支持早期行星圆盘形成的两个理论之一：磁场不稳定性，磁场的湍流配置驱动气体朝向太阳的湍流，或磁插管，通过更有序地，气体在阳光下施加到太阳上的想法 - 磁场的形式。

本集团的数据也支持两个非常早期地球的理论，而排除了第三种。

“了解行星的持续挑战是如何在几百万年内从微米尺寸的灰尘到公里大小的行星，”傅说。“如何为行星组成的行星如何有助于设计。”

现在，根据该集团的结果，傅表示，骨折可能是由10至1,000公里的岩石体的碰撞，或通过周围气体的自发性压缩，熔化液体的熔融液滴形成为熔融液滴。

通过电流形成的软骨或X风闪光发生事件不太可能发生靠近阳光的X型闪蒸的事件。根据理论模型，这些事件只能在磁场内发生，比100 microTeslas更强 - 远远大于傅和他的同事。

“到目前为止，我们缺少数据，”傅说。“现在有一个数据点。并完全了解50 microteslas在天然气中可以做些什么的影响，有很多理论上的工作要做。“

欧洲的环境科学与教育中心研究总监Jerome Gattacceca表示，如果它没有暴露在磁场，太阳系将看起来非常不同。

“如果没有这种机制，太阳系中的所有事情都会在阳光下结束，我们不会在这里讨论它，”Gattacceca没有参与研究。“必须有一种机制来防止这种情况。存在几种模型，本文提供了一种可行的机制，基于显着的磁场，以形成太阳系。“

这项工作部分由美国宇航局和国家科学基金提供资金。

出版物：Roger R.Fu，等，“在Semarkona Meteorite记录的太阳星云磁场，”2014，Science; DOI：10.1126 / Science.1258022.

图像：麻省理工学院古磁石实验室