Có vẻ như tất cả nhưng không thể xác định Hệ mặt trời hình thành như thế nào, cho rằng nó đã xảy ra khoảng 4,5 tỷ năm trước. May mắn thay, phần lớn các mảnh vụn còn sót lại từ quá trình hình thành vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay để nghiên cứu, xoay quanh Hệ Mặt trời của chúng ta dưới dạng đá và mảnh vụn đôi khi đến Trái đất.
Trong số các mảnh vụn hữu ích nhất là loại thiên thạch lâu đời nhất và ít thay đổi nhất, được gọi là chondrites. Chúng được xây dựng chủ yếu bằng các hạt đá nhỏ, được gọi là chondrules, có đường kính chỉ một milimet.
Và bây giờ, các nhà khoa học đang được cung cấp những manh mối quan trọng về việc Hệ mặt trời ban đầu phát triển như thế nào, nhờ vào nghiên cứu mới dựa trên các phép đo trong phòng thí nghiệm chính xác nhất từng được tạo ra từ các hạt từ tính bị mắc kẹt trong những hạt nhỏ này.
Để phá vỡ nó, thiên thạch chondrite là những mảnh thiên thạch - bị phá vỡ do va chạm - vẫn còn tương đối không thay đổi kể từ khi chúng hình thành trong sự ra đời của Hệ Mặt trời. Các sụn mà chúng chứa được hình thành khi các mảng tinh vân mặt trời - những đám mây bụi bao quanh mặt trời trẻ - được nung nóng trên điểm nóng chảy của đá trong nhiều giờ hoặc thậm chí nhiều ngày.
Bụi bắt được trong các sự kiện nóng chảy của người Viking này đã tan chảy thành những giọt đá nóng chảy, sau đó được làm lạnh và kết tinh thành các sụn. Khi chondrules nguội đi, các khoáng chất chứa sắt trong chúng trở nên bị từ hóa bởi từ trường cục bộ trong đám mây khí. Những từ trường này được bảo quản trong chondrules cho đến ngày nay.
Các hạt chondrule có từ trường được ánh xạ trong nghiên cứu mới đến từ một thiên thạch có tên Semarkona - được đặt theo tên của thị trấn ở Ấn Độ nơi nó rơi vào năm 1940.
Roger Fu của MIT - làm việc dưới thời Benjamin Weiss - là tác giả chính của nghiên cứu; với Steve Desch thuộc Đại học bang Arizona, Trường phái Trái đất và Thám hiểm vũ trụ gắn liền với tư cách là đồng tác giả.
Theo nghiên cứu, được công bố trong tuần này Khoa học, các phép đo mà họ thu thập được cho thấy sóng xung kích truyền qua đám mây khí bụi xung quanh mặt trời sơ sinh là một yếu tố chính trong sự hình thành hệ mặt trời.
Những phép đo được thực hiện bởi Fu và Weiss là đáng kinh ngạc và chưa từng có, ông nói, Steve Desch. Họ không chỉ đo được từ trường nhỏ hơn hàng nghìn lần so với cảm giác của la bàn, họ đã lập bản đồ từ trường Biến thể được ghi lại bởi thiên thạch, từng milimet.
Các nhà khoa học đặc biệt tập trung vào các từ trường nhúng được thu thập bởi các hạt olivine bụi bẩn có chứa các khoáng chất chứa sắt dồi dào. Chúng có từ trường khoảng 54 microtesla, tương tự như từ trường ở bề mặt Trái đất (có phạm vi từ 25 đến 65 microtesla).
Thật trùng hợp, nhiều phép đo thiên thạch trước đây cũng ngụ ý các cường độ trường tương tự. Nhưng giờ đây người ta đã hiểu rằng những phép đo đó đã phát hiện ra các khoáng chất từ tính bị ô nhiễm bởi từ trường của Trái đất, hoặc thậm chí từ các nam châm cầm tay được sử dụng bởi các nhà sưu tập thiên thạch.
Các thí nghiệm mới, leo Desch nói, các khoáng chất từ tính thăm dò trong sụn chưa từng được đo trước đây. Họ cũng chỉ ra rằng mỗi chondrule được từ hóa như một thanh nam châm nhỏ, nhưng với ‘phía bắc chỉ theo hướng ngẫu nhiên.
Điều này cho thấy, họ nói rằng họ đã bị từ hóa trước chúng được chế tạo thành thiên thạch, và không phải khi đang ngồi trên bề mặt Trái đất. Quan sát này, kết hợp với sự hiện diện của sóng xung kích trong quá trình hình thành mặt trời sớm, vẽ nên một bức tranh thú vị về lịch sử ban đầu của Hệ Mặt trời.
Mô hình của My cho các sự kiện sưởi ấm cho thấy sóng xung kích đi qua tinh vân mặt trời là thứ làm tan chảy hầu hết các sụn, theo Des Desch giải thích. Tùy thuộc vào cường độ và kích thước của sóng xung kích, từ trường nền có thể được khuếch đại lên đến 30 lần. Ông cho biết cường độ từ trường đo được là khoảng 54 microtesla, theo ông, thêm vào, điều này cho thấy trường nền trong tinh vân có lẽ nằm trong khoảng từ 5 đến 50 microtesla.
Có những ý tưởng khác về cách thức chondrules có thể hình thành, một số liên quan đến các tia lửa từ bên trên tinh vân mặt trời, hoặc đi qua từ trường mặt trời. Nhưng những cơ chế đó đòi hỏi từ trường mạnh hơn những gì đã được đo trong các mẫu Semarkona.
Điều này củng cố ý tưởng rằng các cú sốc làm tan chảy các sụn trong tinh vân mặt trời tại vị trí của vành đai tiểu hành tinh ngày nay, nằm cách xa mặt trời hơn hai đến bốn lần so với quỹ đạo Trái đất.
Desch nói, Đây là phép đo thực sự chính xác và đáng tin cậy đầu tiên của từ trường trong khí mà từ đó các hành tinh của chúng ta hình thành.
