Магнітні візерунки, заховані в метеоритах, розкривають ранню динаміку Сонячної системи

Дослідники розробили нову методику для дослідження динаміки ранньої Сонячної системи шляхом аналізу магнетитів у метеоритах з використанням хвильової природи електронів.

Про це розповідається у пресрелізі Університету Хоккайдо, Японія.

Усередині метеоритів магнітні поля, пов'язані з частинками, що складають об'єкт, можуть виступати як історичний літопис. Аналізуючи такі магнітні поля, вчені можуть визначити ймовірні події, що вплинули на об’єкт, і відтворити хронологію подій, що сталися з метеоритом та коли.

"Первісні метеорити – це капсули часу первинних матеріалів, що утворилися на початку існування нашої Сонячної системи", - сказав Юкі Кімура, доцент Інституту низькотемпературних наук Університету Хоккайдо, який керував дослідженням. "Щоб зрозуміти фізичну та хімічну історію Сонячної системи, надзвичайно важливо проаналізувати різні типи метеоритів з різним походженням".

Хоча на Землі існує багато метеоритів, доступних для вивчення, більшість з них виникли з поясу астероїдів між Марсом і Юпітером. Ці зразки використовуються для вивчення того, як виглядала рання Сонячна система. Однак стає важко реконструювати події, що сталися далі в Сонячній системі, далеко за поясом астероїдів.

Саме тут дослідницька група досягла великих успіхів у розумінні динаміки зовнішньої Сонячної системи незабаром після її формування. Документ, який має бути опублікований в Astrophysical Journal Letters, детально описує нову методику вивчення залишкової намагніченості частинок у метеориті Тагіш-Лейк (впав в озеро Тагіш в Юконі у 2020 році), який, як вважається, утворився у холодній зовнішній Сонячній системі.

Нова методика аналізу магнітних полів виявляє події, що сталися з метеоритом Тагіш-Лейк. Зображення з електронного мікроскопа (ліворуч), зображення розподілу магнітного потоку (посередині) та зображення карти кольорового кола (праворуч) частинок магнетиту з метеорита Тагіш-Лейк. Червоні та білі стрілки вказують напрямки векторів намагнічування та напрямок намагнічування, відповідно. (Yuki Kimura, et al., The Astrophysical Journal Letters, August 11, 2021).

Використовуючи цю методику, разом із числовим моделюванням, команда показала, що материнське тіло метеориту Тагіш-Лейк утворилося в поясі Койпера, регіоні зовнішньої Сонячної системи, приблизно через 3 мільйони років після утворення перших мінералів Сонячної системи. Потім воно перемістилося на орбіту пояса астероїдів у результаті утворення Юпітера. Магнетит утворився, коли материнське тіло нагрілося до температури приблизно 250 °C у результаті радіогенного нагрівання та енергетичного удару, який, як вважають, стався під час транзиту тіла від поясу Койпера до поясу астероїдів.

"Наші результати допомагають нам зробити висновок про ранню динаміку тіл Сонячної системи, що відбувалася через кілька мільйонів років після утворення Сонячної системи, і передбачають високоефективне формування зовнішніх тіл Сонячної системи, включаючи Юпітер", - говорить Кімура.

Нова методика, називана "палеомагнітною електронною голографією у нанометровому масштабі", передбачає використання хвильової природи електронів для вивчення їх інтерференційних картин, відомих як голограма, для вилучення інформації з високою роздільною здатністю зі структури метеоритів. Ця методика з високою роздільною здатністю додає ще один важливий інструмент до набору інструментів дослідників, які працюють над розумінням ранньої динаміки всієї Сонячної системи.

Озброївшись своєю новою методикою, команда сподівається застосувати її до більшої кількості зразків, включаючи зразки з астероїда, що все ще знаходиться на орбіті навколо Сонця, під назвою Рюгу. Кімура детально розповів про свій поточний план досліджень: "Ми аналізуємо зразки, які Хаябуса-2 доставила з астероїда Рюгу. Наш палеомагнітний метод у нанометровому масштабі відкриє детальну історію ранньої Сонячної системи".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.