Древний метеорит содержит следы магнетизма, который способствовал формированию Солнечной системы

В начале своей истории, около 4,6 миллиарда лет назад, Солнечная система представляла собой лишь гигантское облако газа и пыли. Группа ученых из Массачусетского технологического института под руководством профессора Бенджамина Вайсса и его коллег, включая Кауэ Борлину, обнаружила в древнейших метеоритных образцах следы мощного магнитного поля, существовавшего уже в первые 200 тысяч лет жизни системы. Это открытие, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, меняет привычное представление о том, как именно гравитация управляла рождением Солнца и планет.

Что же именно обнаружили ученые? Они обратились к самому надежному источнику информации о далеком прошлом — метеоритам. В 2008 году в Антарктиде, в районе Доминионского хребта, был найден необычный каменный обломок, получивший обозначение DOM 08006. Этот метеорит оказался настоящей капсулой времени: он содержал микроскопические зерна, так называемые кальциево-алюминиевые включения, которые сформировались в первые 200 тысяч лет существования Солнечной системы.

Включения уникальны тем, что содержат крошечные магнитные минералы, способные сохранять намагниченность, приобретенную в момент их образования. Ученые выделили эти зерна из метеорита, очистили их и подвергли серии чувствительных магнитных тестов. И вот что выяснилось: внутри этих древнейших крупиц зафиксированы отпечатки магнитного поля, которое существовало вокруг них еще тогда, когда Солнце только начинало сжиматься, а планеты даже не начали формироваться. Напряженность того поля, по оценкам исследователей, составляла от 150 до 600 микротесла, это в 3–12 раз больше, чем современное магнитное поле Земли, которое мы привыкли считать довольно сильным.

Это открытие меняет привычный взгляд на раннюю историю. Дело в том, что магнитное поле не может возникнуть из ничего, оно порождается движущимися электрически заряженными частицами. В те далекие времена горячий газ и пыль в протопланетном диске были настолько ионизированы, то есть насыщены зарядами, что вращение всего этого вещества должно было создавать мощные магнитные потоки. И эти потоки, как полагают авторы работы, служили не пассивным фоном, а активным механизмом, который перераспределял материю.

Например, гравитация притягивала газ к центру, а магнитное поле, напротив, могло тормозить внешние слои диска и заставлять их терять энергию, чтобы быстрее упасть на молодое Солнце. Или же оно помогало переносить вещество с одних орбит на другие, ускоряя процесс образования плотных сгустков, из которых впоследствии вырастали планеты. По сути, магнетизм был не второстепенным дополнением, а полноправным соавтором процесса, наряду с гравитацией.

Особенно интересно то, что ученые уже несколько лет назад находили свидетельства магнитного поля, но для более позднего периода, примерно через 2 миллиона лет после начала формирования системы, когда Солнце уже окончательно заняло свое место, а планеты только начинали собираться из обломков. Теперь же им удалось заглянуть еще глубже, на ту стадию, когда диска как такового еще даже не было, а существовало лишь сферическое облако.

В научном сообществе до сих пор идут споры о том, когда именно включились магнитные механизмы: на самой заре, когда материя только начала сжиматься, или уже позднее, когда образовался диск. Новое исследование дает весомый аргумент в пользу первой версии. Как отмечает Кауэ Борлина, сейчас уже никто не отрицает роль магнетизма в формировании планет, но дискуссия всегда шла о самом раннем моменте, до появления планет. И именно этот пробел теперь удалось заполнить.

Важно подчеркнуть, что метеорит DOM 08006 оказался почти идеальным объектом для таких изысканий. Большинство метеоритов за свои 4,5 миллиарда лет пережили множество превращений: их нагревали, дробили, пропитывали водой, они сталкивались с другими телами, перемещались по поясу астероидов и лишь затем попадали на Землю. Но этот образец, по словам профессора Вайсса, подвергся меньшему числу изменений, чем любой другой известный метеорит. Его внутренняя структура и химический состав практически не пострадали, что позволило исследователям доверять полученным данным с высокой степенью уверенности.

Тем не менее, работа с такими древними зернами требовала огромной аккуратности: даже в пределах одного миллиметра фрагмента встречаются включения разного типа, и ученым приходилось тщательно отбирать только те, что содержали изначальные магнитные минералы, например, частички железа, не затронутые поздними процессами. После отделения таких зерен их нагревали, охлаждали и изучали в лабораторных условиях, чтобы убедиться, что измеряемая намагниченность действительно древняя, а не приобретенная за время путешествия или хранения.

В итоге исследование привело к однозначному выводу: магнитные поля существовали уже в первые моменты жизни Солнечной системы, и их интенсивность была достаточно высокой, чтобы влиять на движение газов и пыли. Это значит, что для построения полной и точной модели рождения нашей планетной системы нельзя ограничиваться одной лишь гравитацией. Магнетизм следует рассматривать как один из ключевых факторов, который помогал перекачивать материю из внешних областей протопланетного диска к центру, способствуя росту Солнца и, возможно, даже влияя на то, как именно распределялись массы между будущими планетами.

Работа, частично профинансированная NASA, не опровергает классические теории, но существенно их обогащает, добавляя недостающее звено в цепочку событий. Теперь ученым предстоит пересмотреть многие компьютерные модели и включить в них магнитные параметры, чтобы проверить, насколько хорошо такая картина согласуется с наблюдаемым строением Солнечной системы. И хотя до окончательного понимания всех деталей еще далеко, одно можно сказать уверенно: самые первые шаги нашей системы были озарены не только светом молодого Солнца, но и мощным магнитным полем, которое направляло и ускоряло космическое строительство, длившееся миллионы лет.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях