Μπορεί να φαίνεται σχεδόν αδύνατο να προσδιοριστεί πώς σχηματίστηκε το ηλιακό σύστημα, δεδομένου ότι συνέβη περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Ευτυχώς, πολλά από τα συντρίμμια που είχαν απομείνει από τη διαδικασία σχηματισμού είναι ακόμα διαθέσιμα σήμερα για μελέτη, περιστρέφοντας το Ηλιακό μας Σύστημα με τη μορφή πετρωμάτων και συντριμμιών που μερικές φορές φτάνουν στη Γη.
Μεταξύ των πιο χρήσιμων κομματιών συντριμμιών είναι ο παλαιότερος και λιγότερο αλλοιωμένος τύπος μετεωριτών, οι οποίοι είναι γνωστοί ως χονδρίτες. Είναι χτισμένα κυρίως από μικρούς πετρώδεις κόκκους, που ονομάζονται χονδροειδή, με διάμετρο μόλις ένα χιλιοστό.
Και τώρα, στους επιστήμονες παρέχονται σημαντικές ενδείξεις για το πώς εξελίχθηκε το πρώιμο ηλιακό σύστημα, χάρη στη νέα έρευνα που βασίζεται στις πιο ακριβείς εργαστηριακές μετρήσεις που έγιναν ποτέ από τα μαγνητικά πεδία που παγιδεύτηκαν σε αυτούς τους μικροσκοπικούς κόκκους.
Για να το σπάσει, οι μετεωρίτες του χονδρίτη είναι κομμάτια αστεροειδών - σπασμένα από συγκρούσεις - που έχουν παραμείνει σχετικά αμετάβλητα από τότε που σχηματίστηκαν κατά τη γέννηση του Ηλιακού Συστήματος. Τα χονδροειδή που περιέχουν σχηματίστηκαν όταν τμήματα ηλιακού νεφελώματος - σύννεφα σκόνης που περιβάλλουν νέους ήλιους - θερμάνθηκαν πάνω από το σημείο τήξης του βράχου για ώρες ή ακόμα και ημέρες.
Η σκόνη που παγιδεύτηκε σε αυτά τα «γεγονότα τήξης» έλιωσε σε σταγονίδια λιωμένου βράχου, τα οποία στη συνέχεια ψύχθηκαν και κρυσταλλώθηκαν σε χονδροειδή. Καθώς ψύχθηκαν οι χονδροειδείς, τα μέταλλα που φέρουν σίδηρο μαγνητίζονται από το τοπικό μαγνητικό πεδίο στο νέφος αερίου. Αυτά τα μαγνητικά πεδία διατηρούνται στα χονδροειδή μέχρι και σήμερα.
Οι κόκκοι χονδροειδών των οποίων τα μαγνητικά πεδία χαρτογραφήθηκαν στη νέα μελέτη προήλθαν από έναν μετεωρίτη με το όνομα Semarkona - το όνομά του από την πόλη στην Ινδία όπου έπεσε το 1940.
Ο Ρότζερ Φου του MIT - που εργάζεται υπό τον Benjamin Weiss - ήταν ο κύριος συγγραφέας της μελέτης. με τον Steve Desch της Σχολής Γης και Εξερεύνησης του Διαστήματος του Κρατικού Πανεπιστημίου της Αριζόνα ως συν-συγγραφέας.
Σύμφωνα με τη μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε αυτήν την εβδομάδα το Επιστήμη, Οι μετρήσεις που συλλέγουν δείχνουν τα κύματα σοκ που ταξιδεύουν μέσα από το νέφος του σκονισμένου αερίου γύρω από τον νεογέννητο ήλιο ως σημαντικό παράγοντα στο σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.
«Οι μετρήσεις που έγιναν από τον Fu και τον Weiss είναι εκπληκτικές και άνευ προηγουμένου», λέει ο Steve Desch. «Όχι μόνο έχουν μετρήσει μικροσκοπικά μαγνητικά πεδία χιλιάδες φορές πιο αδύναμα από την αίσθηση της πυξίδας, αλλά έχουν χαρτογραφήσει την παραλλαγή των μαγνητικών πεδίων που καταγράφεται από τον μετεωρίτη, χιλιοστόμετρο από χιλιοστό.»
Οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν συγκεκριμένα στα ενσωματωμένα μαγνητικά πεδία που συλλέχθηκαν από «σκονισμένους» κόκκους ολιβίνης που περιέχουν άφθονα μέταλλα που φέρουν σίδηρο. Αυτά είχαν ένα μαγνητικό πεδίο περίπου 54 microtesla, παρόμοιο με το μαγνητικό πεδίο στην επιφάνεια της Γης (που κυμαίνεται από 25 έως 65 microtesla).
Συμπτωματικά, πολλές προηγούμενες μετρήσεις μετεωριτών υπονοούσαν επίσης παρόμοιες αντοχές πεδίου. Αλλά είναι πλέον κατανοητό ότι αυτές οι μετρήσεις ανίχνευσαν μαγνητικά ορυκτά που είχαν μολυνθεί από το μαγνητικό πεδίο της Γης ή ακόμα και από τους μαγνήτες χειρός που χρησιμοποιούν οι συλλέκτες μετεωρίτη.
«Τα νέα πειράματα», λέει ο Desch, «τα μαγνητικά ορυκτά ανιχνευτών σε χονδροειδή δεν έχουν μετρηθεί ποτέ πριν. Δείχνουν επίσης ότι κάθε χονδροειδές μαγνητίζεται σαν μαγνήτης μικρής ράβδου, αλλά με το «βόρειο» να δείχνει σε τυχαίες κατευθύνσεις. »
Αυτό δείχνει, λέει, ότι έγιναν μαγνητισμένοι πριν χτίστηκαν μέσα στον μετεωρίτη, και όχι καθισμένοι στην επιφάνεια της Γης. Αυτή η παρατήρηση, σε συνδυασμό με την παρουσία κρουστικών κυμάτων κατά τον πρώιμο ηλιακό σχηματισμό, χρωματίζει μια ενδιαφέρουσα εικόνα της πρώιμης ιστορίας του Ηλιακού μας Συστήματος.
«Η μοντελοποίησή μου για τα γεγονότα θέρμανσης δείχνει ότι τα κύματα σοκ που διέρχονται από το ηλιακό νεφέλωμα είναι αυτό που έλιωσε τα περισσότερα χονδρόλια», εξηγεί ο Desch. Ανάλογα με την ισχύ και το μέγεθος του κρουστικού κύματος, το μαγνητικό πεδίο φόντου μπορεί να ενισχυθεί έως και 30 φορές. «Δεδομένης της μετρούμενης ισχύος μαγνητικού πεδίου περίπου 54 microtesla», πρόσθεσε, «αυτό δείχνει ότι το πεδίο φόντου στο νεφέλωμα ήταν πιθανώς στην περιοχή από 5 έως 50 microtesla».
Υπάρχουν και άλλες ιδέες για το πώς θα μπορούσαν να σχηματιστούν χονδροειδή, μερικές που περιλαμβάνουν μαγνητικές εκλάμψεις πάνω από το ηλιακό νεφελώμα ή διέλευση από το μαγνητικό πεδίο του ήλιου. Όμως αυτοί οι μηχανισμοί απαιτούν ισχυρότερα μαγνητικά πεδία από αυτά που έχουν μετρηθεί στα δείγματα Semarkona.
Αυτό ενισχύει την ιδέα ότι τα σοκ έλιωσαν τις χονδροειδείς στο ηλιακό νεφέλωμα γύρω από τη θέση της σημερινής αστεροειδούς ζώνης, η οποία βρίσκεται περίπου δύο έως τέσσερις φορές πιο μακριά από τον ήλιο από τις τροχιές της Γης.
Ο Desch λέει, "Αυτή είναι η πρώτη πραγματικά ακριβής και αξιόπιστη μέτρηση του μαγνητικού πεδίου στο αέριο από το οποίο σχηματίστηκαν οι πλανήτες μας."
