Magnetiske mønstre skjult i meteoritter afslører tidlig solsystemdynamik

Forskere har udviklet en ny teknik til at undersøge dynamikken i det tidlige solsystem ved at analysere magnetitter i meteoritter ved at udnytte elektronernes bølgenatur.

Inden for meteoritter, de magnetiske felter, der er forbundet med de partikler, der udgør objektet, kan fungere som en historisk optegnelse. Ved at analysere sådanne magnetiske felter, videnskabsmænd kan udlede de sandsynlige begivenheder, der påvirkede objektet og rekonstruere et tidsforløb af, hvilke begivenheder der fandt sted på meteoritten og hvornår.

"Primitive meteoritter er tidskapsler af urmaterialer dannet i begyndelsen af ​​vores solsystem, " sagde Yuki Kimura, en lektor ved Institute of Low Temperature Science ved Hokkaido University i Japan, der ledede undersøgelsen. "For at forstå solsystemets fysiske og kemiske historie, det er afgørende at analysere forskellige typer meteoritter med forskellig oprindelse."

Mens der er mange meteoritter tilgængelige til undersøgelse her på Jorden, de fleste af dem stammer fra asteroidebæltet, mellem Mars og Jupiter. Disse prøver bruges til at studere, hvordan det tidlige solsystem så ud. Imidlertid, det bliver svært at rekonstruere begivenheder, der skete længere ude i solsystemet, langt forbi asteroidebæltet.

Det er her, forskerholdet tog store fremskridt med at forstå dynamikken i det ydre solsystem kort efter, at systemet blev dannet. Papiret, offentliggjort i Astrofysiske tidsskriftsbreve , beskriver en ny teknik til at studere den resterende magnetisering af partikler i Tagish Lake-meteoritten, menes at være blevet dannet i det kolde ydre solsystem.

Ved at bruge teknikken, sammen med numerisk simulering, holdet viste, at moderlegemet til Tagish Lake-meteoritten blev dannet i Kuiperbæltet, et område i det ydre solsystem, engang omkring 3 millioner år efter, at de første solsystemmineraler blev dannet. Det flyttede derefter til kredsløbet om asteroidebæltet som et resultat af dannelsen af ​​Jupiter. Magnetitten blev dannet, da moderlegemet blev opvarmet til omkring 250°C ved radiogen opvarmning og en energisk påvirkning, som menes at være sket under kroppens transit fra Kuiperbæltet til Asteroidebæltet.

"Vores resultater hjælper os med at udlede den tidlige dynamik af solsystemets kroppe, der fandt sted flere millioner år efter dannelsen af ​​solsystemet, og indebærer en meget effektiv dannelse af solsystemets ydre kroppe, inklusive Jupiter, " siger Kimura.

Den nye teknik, kaldet "nanometerskala palæomagnetisk elektronholografi, "Indebærer at bruge elektronernes bølgenatur til at undersøge deres interferensmønstre, kendt som et hologram, at udtrække information i høj opløsning fra meteoritternes struktur. Denne højopløsningsteknik tilføjer endnu et afgørende værktøj til værktøjskassen for forskere, der arbejder på at forstå den tidlige dynamik i hele solsystemet.

Bevæbnet med deres nye teknik, holdet håber at kunne anvende det på flere prøver, inklusive prøver fra en asteroide, der stadig er i kredsløb om Solen, kaldet Ryugu. Kimura detaljerede deres igangværende forskningsplan:"Vi analyserer prøverne, som Hayabusa 2 bragte tilbage fra asteroiden Ryugu. Vores palæomagnetiske metode i nanometerskala vil afsløre en detaljeret historie om det tidlige solsystem."