В Солнечной системе очень мало магнитных полей. Они окружают (большую часть) планеты и их спутники, которые взаимодействуют с магнитным полем всей системы, исходящим от Солнца.
Хотя эти магнитные поля невидимы невооруженным глазом, они оставляют свои следы. Например, земная кора пронизана магнитными материалами, которые сохраняют палеомагнитные записи об изменении магнитного поля планеты. А метеориты, если нам посчастливится их найти, могут рассказать нам о магнитном поле в окружающей среде, в которой они образовались миллиарды лет назад.
Большинство метеоритов, которые мы изучаем таким образом, происходят из пояса астероидов , который находится между Марсом и Юпитером. Но астрономы из Японии только что разработали новый способ исследования магнитных материалов внутри метеоритов с гораздо более далекого расстояния и, таким образом, предоставили новый инструмент для понимания внешних пределов ранней Солнечной системы.
«Примитивные метеориты - это капсулы времени из первичных материалов, образовавшихся в начале существования нашей Солнечной системы»,
сказал астроном Юки Кимура из Института низкотемпературных наук Университета Хоккайдо в Японии.
«Чтобы понять физическую и химическую историю Солнечной системы, крайне важно проанализировать различные типы метеоритов разного происхождения».
Этот метод называется палеомагнитной электронной голографией нанометрового масштаба. Он использует мощную технику электронной голографии, которая включает изучение интерференционных картин, создаваемых электронными волнами в материале, чтобы понять структуру этого материала. В наномасштабе это дает данные очень высокого разрешения.
Затем они применили эту технику к особому метеориту, названному метеоритом озера Тагиш. Этот метеорит упал на Землю в 2000 году и впоследствии был извлечен очень быстро, а это означает, что он вряд ли будет существенно изменен окружающей средой, в которой он упал.
Предыдущий анализ показал, что метеорит был необычайно нетронутым и образовался около 4,5 миллиардов лет назад - всего через несколько миллионов лет после образования Солнца. Его траектория предполагает, что он прибыл на Землю из области пояса астероидов, а реконструкция предполагает, что до входа в атмосферу он был около 4 метров в поперечнике .
Он также содержит магнетит. Когда этот метеорит был горячим и расплавленным, любые внешние магнитные поля изменили бы и выровняли бы магнетит вдоль его силовых линий. Когда порода остыла и затвердела, эти выравнивания установились бы, оставив ископаемую летопись этого магнитного поля.
Основываясь на их электронно-голографических изображениях и численном моделировании, команда Кимуры смогла сделать вывод об истории метеорита озера Тагиш.
Они обнаружили, что материнское тело метеорита образовалось в поясе Койпера, ледяной области за Нептуном, примерно через 3 миллиона лет после образования минералов в Солнечной системе. Там он вырос до размера около 160 километров в поперечнике.
С этого момента он мигрировал внутрь к поясу астероидов, возможно, из-за возмущения от миграции Юпитера, процесса, который нанес довольно большой гравитационный ущерб Солнечной системе.
Во время этого процесса - примерно через 4-5 миллионов лет после образования минералов - метеорит Тагиш столкнулся с телом диаметром около 10 километров, движущимся со скоростью около 5 километров в секунду.
Команда пришла к выводу, что магнетит внутри метеорита должен был образоваться, когда материнское тело нагрелось примерно до 250 градусов Цельсия из-за внутреннего радиогенного нагрева в сочетании с теплом от удара. Затем он просто висел, оставаясь в первозданном виде, пока не врезался в Землю.
Это дает новые ключи к разгадке того, как Солнечная система стала такой, какая она есть сегодня - процесс, который в значительной степени окутан тайной. В настоящее время команда применяет свою технику к образцам астероида Рюгу, полученным зондом Хаябуса2, в надежде раскрыть больше.
«Наши результаты помогают нам сделать вывод о ранней динамике тел Солнечной системы, которая произошла через несколько миллионов лет после образования Солнечной системы, и подразумевают высокоэффективное формирование внешних тел Солнечной системы, включая Юпитер», - сказал Кимура .
«Наш палеомагнитный метод нанометрового масштаба откроет подробную историю ранней Солнечной системы».
