在《自然通訊地球與環(huán)境》雜志上發(fā)表的一篇新論文中，羅切斯特大學(xué)的研究人員能夠利用磁力首次確定碳質(zhì)球粒隕石小行星(富含水和氨基酸的小行星)何時(shí)到達(dá)在內(nèi)部太陽(yáng)系中。這項(xiàng)研究提供的數(shù)據(jù)可以幫助科學(xué)家了解太陽(yáng)系的早期起源，以及為什么某些行星(例如地球)變得宜居并能夠維持有利于生命的條件，而其他行星(例如火星)卻沒(méi)有。

該研究還為科學(xué)家提供了可用于發(fā)現(xiàn)新系外行星的數(shù)據(jù)。

小威廉姆·R·克南(John William R. Kenan)說(shuō)：“參照大量系外行星的發(fā)現(xiàn)來(lái)定義這一歷史，以推斷出事件在系外太陽(yáng)系中可能是相似還是不同，特別令人感興趣。”羅切斯特(Rochester)地球與環(huán)境科學(xué)系教授，藝術(shù)，科學(xué)與工程研究系主任。“這是尋找其他宜居行星的另一個(gè)組成部分。”

在墨西哥使用隕石解決悖論

一些隕石是來(lái)自外太空物體(例如小行星)的碎片。從它們的“母體”中分離出來(lái)之后，這些碎片就能夠通過(guò)大氣層幸存下來(lái)，并最終撞擊到行星或月球的表面。

研究隕石的磁化強(qiáng)度可以使研究人員更好地了解這些物體何時(shí)形成以及它們?cè)谔?yáng)系歷史的早期位置。

塔爾杜諾說(shuō)：“幾年前我們意識(shí)到，我們可以利用源自小行星的隕石的磁性來(lái)確定這些隕石的磁性礦物形成時(shí)與太陽(yáng)的距離。”

為了進(jìn)一步了解隕石及其母體的起源，Tarduno和研究人員研究了從阿連德隕石收集的磁數(shù)據(jù)，該隕石于1969年墜落并降落在墨西哥。地球中含有礦物質(zhì)(鈣鋁夾雜物)，被認(rèn)為是太陽(yáng)系中形成的第一批固體。它是研究最多的隕石之一，幾十年來(lái)一直被認(rèn)為是原始小行星母體隕石的經(jīng)典例子。

為了確定這些物體何時(shí)形成以及它們位于何處，研究人員首先必須解決一個(gè)困擾隕石的悖論，這使科學(xué)界感到困惑：隕石是如何獲得磁化強(qiáng)度的?

最近，當(dāng)一些研究人員提出像阿連德這樣的碳質(zhì)球粒隕石已經(jīng)被一個(gè)像地球一樣的核心發(fā)電機(jī)磁化時(shí)，引起了爭(zhēng)議。地球被稱為分化的物體，因?yàn)樗牡貧?，地幔和核心被成分和密度隔開(kāi)。在其歷史的早期，行星體可以獲取足夠的熱量，從而使融化廣泛發(fā)生，并且致密的材料(鐵)下沉到中心。

該論文的第一作者羅切斯特研究生蒂姆·奧布賴恩(Tim O'Brien)進(jìn)行的新實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，先前研究人員解釋的磁信號(hào)實(shí)際上并非來(lái)自核。奧布萊恩反而發(fā)現(xiàn)，磁性是阿連德不尋常的磁性礦物的一種特性。

確定木星在小行星遷移中的作用

解決了這一矛盾之后，奧布萊恩得以鑒定出隕石與其他能夠忠實(shí)記錄早期太陽(yáng)系磁化強(qiáng)度的礦物。

然后，塔杜諾的磁性小組將這項(xiàng)工作與物理學(xué)和天文學(xué)教授埃里克·布萊克曼(Eric Blackman)的理論工作，以及由羅切斯特激光能量學(xué)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算科學(xué)家Atma Anand和計(jì)算科學(xué)家喬納森·卡洛爾·內(nèi)倫巴克(Jonathan Carroll-Nellenback)領(lǐng)導(dǎo)的計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合。這些模擬表明，太陽(yáng)風(fēng)覆蓋了早期的太陽(yáng)系天體，正是這種太陽(yáng)風(fēng)使天體磁化。

利用這些模擬和數(shù)據(jù)，研究人員確定，從碳質(zhì)球粒隕石破裂的母小行星大約在太陽(yáng)系歷史的前500萬(wàn)年中，從外太陽(yáng)系到達(dá)小行星帶，距外太陽(yáng)系約45.62億年前。

塔爾杜諾說(shuō)，這些分析和建模為木星運(yùn)動(dòng)的所謂大頭釘理論提供了更多的支持。雖然科學(xué)家曾經(jīng)認(rèn)為行星和其他行星體是由塵埃和氣體形成，并與太陽(yáng)有序的距離，但如今科學(xué)家們意識(shí)到與巨型行星相關(guān)的引力(如木星和土星)可以驅(qū)動(dòng)行星體的形成和遷移。小行星。大頭針理論認(rèn)為，小行星被巨型木星的引力所分隔，木星隨后的遷移隨后將這兩個(gè)小行星混合在一起。

他補(bǔ)充說(shuō)：“碳質(zhì)球粒隕石小行星的這種早期運(yùn)動(dòng)為太陽(yáng)系的發(fā)展后來(lái)為進(jìn)一步向富水體(可能向地球)散射提供了條件，這可能是系外行星系統(tǒng)的共同模式。”