大多数降落在地球上的陨石是星子的碎片,杏耀挂机软件它们是太阳系中最早的原行星。科学家们认为,这些原始的尸体要么在历史早期完全融化,要么作为一堆未融化的碎石保存下来。
但自20世纪60年代发现一组陨石以来,研究人员一直困惑不解。在世界各地发现的这些不同的碎片,似乎是从同一个原始躯体上分离出来的。然而,这些陨石的组成表明,它们的祖先一定是一种令人费解的嵌合体,既被融化了,也没有融化。
现在,麻省理工学院和其他地方的研究人员已经确定,这些罕见的陨石的母体确实是一个多层的,有区别的物体,可能有一个液态的金属内核。这个核的体积足够大,足以产生可能和今天地球磁场一样强大的磁场。
他们发表在《科学进展》杂志上的研究结果表明,太阳系中最早的物体的多样性可能比科学家们想象的要复杂得多。
“这是一个星子必定具有熔化层和未熔化层的例子。它鼓励寻找合成行星结构的更多证据,”该研究的第一作者克拉拉·莫莱尔说,她是麻省理工学院地球、大气和行星科学系的一名研究生。“了解从未融化到完全融化的结构的全部光谱,是破译早期太阳系中星子是如何形成的关键。”
Maurel的合著者包括EAPS教授Benjamin Weiss,以及来自牛津大学、剑桥大学、芝加哥大学、劳伦斯伯克利国家实验室和西南研究所的合作者。
古怪的熨斗
太阳系形成于大约45亿年前,是由超热气体和尘埃组成的漩涡。随着这个圆盘逐渐冷却,一些物质相互碰撞并融合,形成越来越大的天体,比如星子。
大多数落到地球上的陨石的成分表明,它们来自于这样的早期星子,它们有两种类型:熔化的和未熔化的。科学家们相信,这两种类型的天体都是在太阳系演化的早期,在不到几百万年的时间内相对较快地形成的。
如果一个星子是在太阳系的前150万年形成的,那么由于它们衰变释放的热量,短寿命的放射成因元素可能已经将星体完全熔化了。未熔化的星子可能是在较晚的时候形成的,那时它们的物质中放射成因元素的数量较低,不足以使其熔化。
在陨石记录中,几乎没有证据表明中间物体既有熔化的成分,也有未熔化的成分,除了一种被称为IIE irons的罕见陨石家族。
“这些IIE irons是奇怪的陨石,”Weiss说。“这些证据既表明存在于从未融化的原始物体中,也表明存在于完全或至少是大量融化的物体中。”我们不知道该把它们放在哪里,所以我们才把注意力集中在它们身上。”
磁的口袋
科学家们之前发现,融化和未融化的IIE陨石都来自同一个古老的星子,这可能有一个固体的地壳覆盖液体地幔,就像地球。Maurel和她的同事想知道星子是否也有一个金属的,熔化的内核。
“这个物体融化的程度是否足够,以至于物质下沉到中心,形成一个像地球一样的金属核?”Maurel说。“那是关于这些陨石的故事中缺失的一块。”
研究小组推断,如果星子确实有一个金属核,它很可能已经产生了一个磁场,类似于地球液态核产生磁场的方式。这样一个古老的能量场可能导致星子中的矿物指向能量场的方向,就像指南针中的针一样。某些矿物质可能在数十亿年的时间里保持着这种排列。
Maurel和她的同事们想知道他们是否能在坠落到地球上的IIE陨石样本中发现这些矿物。他们获得了两颗陨石,并对其进行了分析,以寻找一种铁镍矿物,这种矿物以其特殊的磁记录特性而闻名。
研究小组利用劳伦斯伯克利国家实验室的高级光源分析了这些样品,这种光源产生的x射线与纳米级的矿物颗粒相互作用,可以揭示矿物的磁性方向。
果不其然,许多粒子中的电子排列在一个相似的方向上——这表明母体产生了一个磁场,可能高达几十微特斯拉,大约相当于地球磁场的强度。在排除了不太可信的来源后,研究小组得出结论,磁场最有可能是由液态金属核产生的。为了产生这样的磁场,他们估计地核至少有几十公里宽。
这样复杂的星子混合成分(融化,液态地核和地幔的形式,和不熔化的固体地壳)的形式,Maurel说,可能会接管了数百万年形成形成时期,比科学家曾以为直到最近长。
但是这些陨石来自母体的什么地方呢?如果磁场是由母体的核心产生的,这就意味着最终落到地球上的碎片不可能来自核心本身。这是因为液体核只有在仍然搅动和发热的情况下才会产生磁场。任何能够记录远古能量场的矿物,都必须在地核完全冷却之前,在地核之外完成。
在芝加哥大学的合作下,杏耀挂机该团队对这些陨石的各种形成场景进行了高速模拟。他们证明,具有液态核的物体有可能与另一个物体相撞,并且这种撞击会将物质从核中剥离出来。然后,这些物质会迁移到靠近陨石起源地表的口袋里。
“当身体冷却时,这些口袋里的陨石会在矿物质中留下磁场印记。在某一时刻,磁场会衰减,但印记会保留下来。“之后,这个天体将会经历很多其他的碰撞,
杏耀平台 ,直到最终的碰撞将这些陨石放置在地球轨道上。”
这样一个复杂的星子是早期太阳系的一个异类,还是许多这样不同的天体中的一个?Weiss说,答案可能在小行星带,一个充满原始遗迹的区域。
“小行星带的大多数天体表面看起来都没有融化,”Weiss说。“如果我们最终能够看到小行星的内部,我们可能会测试这个想法。也许有些小行星内部已经熔化了,像这样的小行星实际上很常见。”