|
Загадка образования металлических астероидов
|
|
|
|
Исследователи Йельского университета, возможно, решили давнюю загадку, почему некоторые металлические метеориты демонстрируют следы магнитного поля — открытие, которое может пролить свет на формирование магнитных динамо в ядрах планет. Планетарный магнетизм является ключом к пониманию внутренней структуры и эволюции многих небесных тел. Например, ядра Земли, Меркурия и двух спутников Юпитера, Ганимеда и Ио, генерируют обнаруживаемые магнитные поля. И есть следы древнего магнетизма, обнаруженные на Марсе и Луне Земли. Но есть также метеориты — небольшие космические камни, упавшие на Землю, — которые содержат намеки на магнетизм. Ученые говорят, что некоторые железные метеориты несут остатки внутреннего магнитного поля, что не должно быть возможным.
|
|
|
|
Хотя считается, что железные метеориты представляют собой металлические ядра астероидов (небольших планетарных тел), ожидается, что эти ядра не будут обладать очень специфическими внутренними характеристиками, необходимыми для одновременного создания и регистрации магнетизма. В новом исследовании Йельские ученые Чжунтянь Чжан и Дэвид Берковичи предполагают, что при определенных условиях столкновения между астероидами могут привести к образованию металлических астероидов, которые могут генерировать магнитное поле и регистрировать магнетизм своими собственными материалами. Мелкие осколки этих астероидов со следами магнетизма могли упасть на Землю в виде метеоритов. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
|
|
|
«Я знал об этой загадке в течение некоторого времени», — сказал Чжан, аспирант факультета наук о Земле и планетах Йельского университета и первый автор исследования. «Когда я впервые приехал в Йель и обсуждал с Дэйвом возможные направления исследований, одна из статей, которые он мне прислал, была посвящена наблюдению палеомагнетизма в железных метеоритах». Несколько лет спустя Чжан проводил исследования астероидов, известных как «куча щебня», которые образуются, когда гравитационные силы заставляют фрагменты столкновений астероидов переформировываться в новые комбинации. Эта работа вдохновила Чжана и Берковичи на рассмотрение вопроса о том, может ли феномен груды щебня иметь отношение к генерации магнитного поля.
|
|
|
|
Моделирование исследователей предполагает, что после столкновения с астероидом могут образоваться новые астероиды с тяжелым железом с холодным внутренним ядром из кучи щебня, окруженным более теплым жидким внешним слоем. Когда более холодное ядро начинает отводить тепло от внешнего слоя и высвобождаются более легкие элементы, такие как сера, они сообщают, что это инициирует конвекцию, которая, в свою очередь, создает магнитное поле. Согласно их модели, такого рода динамо-машина может генерировать магнитное поле в течение нескольких миллионов лет, чего будет достаточно для того, чтобы миллиарды лет спустя ученые обнаружили его присутствие в железных метеоритах. «В этой головоломке есть несколько частей, для которых Чжунтянь разработал творческое и умное решение», — сказал Берковичи, профессор наук о Земле и планетах Фредерика Уильяма Бейнеке на факультете искусств и наук Йельского университета.
|
|
|
|
«Например, идея ядра из кучи щебня действительно похожа на бросание кубиков льда в расплавленный металл», — сказал Берковичи. «Они не могут быть слишком большими или слишком маленькими. Но есть оптимальный размер, который достаточно мал, чтобы охлаждаться в космосе, но также достаточно быстро тонет в расплавленном металле и накапливается в центре, образуя внутреннее ядро, подобное земному. , по крайней мере, ненадолго».
|
|
|
|
Источник
|
