46亿年前陨石揭示惊人的原始强磁场
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艺术家绘制的早期太阳系插图，展示了年轻太阳周围环绕的尘埃、岩石和气体，同时磁场贯穿原行星盘。
图片来源：埃尔南卡内拉斯
古老陨石矿物揭示了太阳系最初20万年出人意料的强磁场。
大约46亿年前，在太阳和行星以我们熟知的形态存在之前，太阳系是一片由气体和尘埃组成的巨大星云。
在短短数百万年间，这片太阳星云坍缩并扁平化为一个圆盘，为物质聚集形成太阳及其周围环绕的行星奠定了基础。
长久以来，重力一直被认为是这一转变背后的主要力量。
然而，来自已知最古老陨石物质的新证据表明，磁力也参与其中。
麻省理工学院的研究人员在一颗于2008年在南极洲发现的陨石内保存的微小颗粒中检测到了古代磁场的痕迹。
这些颗粒被称为富钙铝包体（CAIs），形成于太阳系最初的20万年，是已知这一时期最古老的物质。
测量结果表明，在太阳星云阶段就已经存在磁场。
研究人员估计，当时的磁场比现在地球的磁场更强，并且在早期太阳形成时，它可能有助于将原始物质向内输送。
从球形云团到原行星盘的这一转变，是整个太阳系历史上最重要的事件之一，麻省理工学院地球与行星科学系罗伯特R施罗克讲席教授本杰明韦斯说，长期以来，人们一直认为是引力导致了这一转变，但我们的测量结果表明，磁力可能也起到了一定作用。
韦斯及其同事在发表于《美国国家科学院院刊》的一篇论文中报告了这一研究结果。
磁现象可能塑造了早期的太阳系
当带电物质移动时，就会产生磁场。
在早期的太阳系中，正在坍缩的气体和尘埃云可能会产生充满带电粒子的等离子体。
当这些粒子在正在形成的星盘中移动时，它们可能会产生并维持一个磁场。
韦斯和他的同事们推断，如果这样一个磁场存在，它应该会对整个星盘内的物质产生影响。
当这些物质凝聚时，微小的磁性矿物会记录下周围磁场的强度，并将这些信息保存数十亿年。
如果这些矿物后来到达了地球，它们的剩磁就能为古代磁场及其在塑造太阳系过程中可能发挥的作用提供证据。
原年轻太阳附近形成的原始岩石物质和陨石包体的插图，这些物质保留了太阳系早期磁环境的线索。
图片来源：埃尔南卡内利亚斯
研究人员此前已发现可追溯至太阳系形成开始后约200万年的磁性迹象。
当时，科学家认为太阳已经形成，行星正处于初步聚集阶段，这表明磁场参与了行星形成的早期过程。
如今，人们已不再争论行星形成过程中是否存在磁性。
但关于太阳系极早期、即行星尚未形成、仅存在一个盘状结构时的磁性问题，仍存在争议。
这一争议至今依然存在，而我们的研究正聚焦于此。
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这项新研究将探索时间进一步往前推，研究人员开始探究在太阳自身仍在形成之际，磁场是否就已存在。
研究人员对DOM08006进行了研究，这是一颗在南极东部冰盖多米宁山脉发现的陨石，此后人们对其展开了广泛研究。
DOM08006是有史以来发现的最原始的陨石之一。
它含有可以追溯到太阳系发展早期阶段的矿物颗粒，这些颗粒可能来自太阳尚未完全形成之前，而且它保留了大部分原始矿物成分。
其他陨石在这45亿年的历史中经历了许多不同的过程，韦斯说。
它们在太阳星云中形成，随后加入到有水的天体中，接着遭到破坏，被转移到小行星带，最后落到了这里。
但不知为何，DOM陨石比其他任何陨石经历的变化都要少。
那段不同寻常的纯净历史使得这块陨石成为探寻太阳系早期磁记录的理想之地。
嵌入富镁橄榄石包体（DOM）中的钙铝质包裹体（CAIs）有可能保留了它们形成时周围任何磁场的痕迹。
我们知道它们是早期太阳系中我们所拥有的最古老的物质，博利纳说，但富钙铝夹杂（CAI）非常复杂，即使在一毫米大小的陨石碎片中，它们也并非完全相同。
所以我们必须仔细辨别它们的种类。
古老的领域超越了当今地球
测试结果显示，颗粒内部保存着古代磁场的痕迹。
根据这些信号，研究人员估计，早期太阳系中的磁场强度约为150到600微特斯拉，大约是当今地球磁场的3到12倍。
我们认为这类磁场曾帮助气体从原行星盘向中心恒星，也就是太阳移动。
博利纳说。
引力也在其中发挥了作用。
但我们现在表明，如果你想全面了解太阳和行星是如何形成的，就应该把磁场纳入构造它们的要素之中。
这项研究部分得到了美国国家航空航天局（NASA）的支持。
相关知识
陨石是来自宇宙空间的流星体碎片，在穿过地球大气层时未被完全烧蚀而坠落到地面的物体。
它们成分多样，有石陨石、铁陨石和石铁陨石等。
陨石保留着太阳系形成和演化的重要信息，对研究天体起源、宇宙演化等科学领域具有极高价值。
BY: Jennifer Chu, Massachusetts Institute of Technology
FY: AI
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