婴儿太阳是如何形成的?科学家从 46 亿年前的太空尘埃中获得令人惊讶的新见解

新研究表明,陨石尘埃中含有可追溯到太阳形成之日 46 亿年前的“化石记录”,揭示了磁性在太阳系诞生过程中所扮演的角色。

来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻

新研究表明,陨石尘埃中含有可追溯到太阳形成时期的“化石记录”。研究表明,磁力在太阳系诞生过程中发挥的作用比之前所怀疑的要大得多。

大约 46 亿年前,太阳系是一团气体和尘埃云,被称为太阳星云。在接下来的几百万年里,这片云开始变平,形成一个甜甜圈形的环或圆环,一颗正在萌芽的恒星在其核心聚集着质量。最终,行星将在这个所谓的原行星盘内形成。

科学家们一直认为,重力是这个早期时代的主要雕塑家。但新的研究表明,引力在磁力的帮助下发挥了重要作用。这位额外宇宙艺术家的签名是在 DOM 08006(2008 年从南极洲发现的陨石)中密封的尘埃颗粒中发现的。

研究小组发现的颗粒是富含钙铝的包裹体 (CAI),人们认为它们是在太阳系的前 20 万年形成的。这可能使它们成为有史以来最古老的太阳系物质样本。

“我们知道它们是我们在早期太阳系中拥有的最古老的东西,”普渡大学的团队负责人 Cauê Borlina 在一份声明中说。“但是 CAI 非常复杂,而且并不完全相同,即使是在陨石的 1 毫米范围内也是如此。所以我们必须仔细识别它们是什么类型。”

这些 CAI 表明,即使在太阳星云阶段,原太阳系中也存在磁场。这个磁场比地球磁层更强,因此会影响太阳星云的扁平化。

“从球形云到原行星盘的转变是整个太阳系历史上最重要的事件之一,”麻省理工学院 (MIT) 的团队成员本杰明·韦斯 (Benjamin Weiss) 在同一份声明中说道。 “长期以来,人们一直认为重力是造成这种情况的原因,但我们的测量表明,磁力可能发挥了作用。”

早期太阳系磁力的新旋转

在新形成的太阳系中,当带电粒子旋转穿过诞生太阳的气体和尘埃塌缩云时,就会产生磁场。这种等离子体就会维持该场。

因此,磁性一定影响了太阳星云中将成为太阳系的物质。出于这个原因,研究小组推断,该磁场的强度应该从剩余磁化开始就“锁定”在材料上。这种物质可能通过陨石进入地球。

事实上,进行这项研究的科学家之前就发现了太阳系形成 200 万年后存在的磁场的证据,并被烘烤成陨石。这是一个令人印象深刻且重要的发现,因为这种磁场有助于像地球这样的行星的形成——但那时太阳已经在周围了。因此,该团队正在寻找一种更早的磁场,一种早于我们的恒星的磁场。

“如今,人们不再争论行星形成时是否存在磁性。但争论是围绕非常早期的太阳系,在行星形成之前,当时只有一个圆盘,”博里纳说。 “这就是争论仍然存在的地方,这就是我们现在正在开展的工作。”

DOM 08006 是迄今为止发现的最未受破坏或“原始”的陨石之一,保留并保存了包括 CAI 在内的物质,就像太阳形成时一样。

这项新研究于 8 月 7 日发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

“在这 45 亿年的历史中,其他陨石经历了许多不同的过程,”韦斯说。 “它们在太阳星云中形成,然后加入到带有水的物体中,然后被摧毁,移动到小行星带,然后降落在这里。但不知何故,DOM 经历的变化比任何其他陨石都要少。”

如果在太阳系的最早阶段存在磁场,那么在构成 DOM 08006 的物质中应该可以观测到它。

该团队能够分离并识别出一些含有铁等固有磁性矿物的 CAI,他们对这些矿物质进行了测试,以测量它们保留的磁性。

通过研究这些颗粒,研究人员发现了比地球磁场强 12 倍的证据。他们认为这个磁场可能在太阳系的演化中发挥了至关重要的作用。

“我们认为这些磁场有助于将气体从原行星盘向内移动到这颗中心恒星,即太阳,”博里纳说。 “重力也发挥了作用。但我们现在表明,如果你想充分了解太阳和行星是如何形成的,你应该在制造它们的成分中加入磁场。”