Магнитные узоры, спрятанные в метеоритах, раскрывают раннюю динамику Солнечной системы

Исследователи разработали новую методику для исследования динамики ранней Солнечной системы путем анализа магнетитов в метеоритах с использованием волновой природы электронов.

Об этом рассказывается в пресс-релизе Университета Хоккайдо, Япония.

Внутри метеоритов магнитные поля, связанные с частицами, составляющие объект, могут выступать как историческая летопись. Анализируя такие магнитные поля, ученые могут определить вероятные события, повлиявшие на объект, и воссоздать хронологию событий, произошедших с метеоритом и когда.

"Первобытные метеориты — это капсулы времени первичных материалов, образовавшихся в начале существования нашей Солнечной системы", - сказал Юки Кимура, доцент Института низкотемпературных наук Университета Хоккайдо, руководивший исследованием. "Чтобы понять физическую и химическую историю Солнечной системы, чрезвычайно важно проанализировать различные типы метеоритов с различным происхождением".

Хотя на Земле существует много метеоритов, доступных для изучения, большинство из них возникли из пояса астероидов между Марсом и Юпитером. Эти образцы используются для изучения того, как выглядела ранняя Солнечная система. Однако становится трудно реконструировать события, которые произошли дальше в Солнечной системе, далеко за поясом астероидов.

Именно здесь исследовательская группа достигла больших успехов в понимании динамики внешней Солнечной системы вскоре после ее формирования. Документ, который должен быть опубликован в Astrophysical Journal Letters, подробно описывает новую методику изучения остаточной намагниченности частиц в метеорите Тагиш-Лейк (упал в озеро Тагиш в Юконе в 2020 году), который, как считается, образовался в холодной внешней Солнечной системе.

Новая методика анализа магнитных полей обнаруживает события, которые произошли с метеоритом Тагиш-Лейк. Изображения с электронного микроскопа (слева), изображение распределения магнитного потока (в центре) и изображение карты цветного круга (справа) частиц магнетита из метеорита Тагиш-Лейк. Красные и белые стрелки указывают направления векторов намагничивания и направление намагничивания, соответственно. (Yuki Kimura, et al., The Astrophysical Journal Letters, August 11, 2021).

Используя эту методику, вместе с числовым моделированием, команда показала, что материнское тело метеорита Тагиш-Лейк образовалось в поясе Койпера, регионе внешней Солнечной системы, примерно через 3 миллиона лет после образования первых минералов Солнечной системы. Затем оно переместилось на орбиту пояса астероидов в результате образования Юпитера. Магнетит образовался, когда материнское тело нагрелось до температуры примерно 250 °C в результате радиогенного нагрева и энергетического удара, который, как полагают, произошел во время транзита тела от пояса Койпера к поясу астероидов.

"Наши результаты помогают нам сделать вывод о ранней динамике тел Солнечной системы, которая проходила через несколько миллионов лет после образования Солнечной системы, и предусматривают высокоэффективное формирование внешних тел Солнечной системы, включая Юпитер", - говорит Кимура.

Новая методика, называемая "палеомагнитной электронной голографией в нанометровом масштабе", предусматривает использование волновой природы электронов для изучения их интерференционных картин, известных как голограмма, для извлечения информации с высоким разрешением из структуры метеоритов. Эта методика с высоким разрешением добавляет еще один важный инструмент к набору инструментов исследователей, работающих над пониманием ранней динамики всей Солнечной системы.

Вооружившись своей новой методикой, команда надеется применить ее к большему количеству образцов, включая образцы с астероида, который все еще находится на орбите вокруг Солнца, под названием Рюгу. Кимура подробно рассказал о своем текущем плане исследований: "Мы анализируем образцы, которые Хаябуса-2 доставила с астероида Рюгу. Наш палеомагнитный метод в нанометровом масштабе откроет подробную историю ранней Солнечной системы".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.