降落在地球上的大多數(shù)隕石都是小行星的碎片，小行星是太陽(yáng)系中最早的原行星體?？茖W(xué)家認(rèn)為這些原始物體要么在其歷史的早期就完全融化，要么仍然是成堆的未融化的瓦礫。

但是自從1960年代發(fā)現(xiàn)以來(lái)，隕石家族就迷住了研究人員。在世界各地發(fā)現(xiàn)的各種碎片似乎是從同一個(gè)原始物體中分離出來(lái)的，但是這些隕石的構(gòu)成表明它們的父母一定是一個(gè)令人困惑的嵌合體，既融化又未融化。

現(xiàn)在麻省理工學(xué)院和其他地方的研究人員已經(jīng)確定，這些稀有隕石的母體確實(shí)是一個(gè)多層的，分化的物體，可能具有液態(tài)金屬核。這個(gè)核心是相當(dāng)足以產(chǎn)生磁場(chǎng)可能已經(jīng)是強(qiáng)如今天地球的磁場(chǎng)。

他們的結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，表明太陽(yáng)系中最早的物體的多樣性可能比科學(xué)家們想象的要復(fù)雜。

麻省理工學(xué)院地球，大氣與行星科學(xué)系的研究生克拉拉·莫雷爾(Clara Maurel)說(shuō)：“這是一個(gè)必須具有熔融和未熔融層的小行星的例子。它鼓勵(lì)人們尋找更多有關(guān)復(fù)合行星結(jié)構(gòu)的證據(jù)。” EAPS)。“了解從未融化到完全融化的結(jié)構(gòu)的全部光譜，是破譯早期太陽(yáng)系中小行星形成方式的關(guān)鍵。”

Maurel的合著者包括EAPS教授Benjamin Weiss，以及牛津大學(xué)，劍橋大學(xué)，芝加哥大學(xué)，勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和西南研究所的合作者。

奇數(shù)熨斗

太陽(yáng)系是在大約45億年前形成的，是由高溫氣體和粉塵引起的漩渦。隨著該盤逐漸冷卻，一些物質(zhì)碰撞并合并形成逐漸變大的物體，例如小行星。

墜落到地球上的大多數(shù)隕石的成分表明，它們來(lái)自早期的行星小行星，有兩種類型：熔化的和未熔化的。科學(xué)家們相信，這兩種類型的物體在不到幾百萬(wàn)年的時(shí)間里，都會(huì)相對(duì)快速地形成。

如果在太陽(yáng)系的前150萬(wàn)年中形成了一個(gè)小行星，那么短暫的放射源元素可能完全由于其衰變釋放的熱量而融化了人體。當(dāng)未融化的小行星的材料中含有較少量的放射源元素，不足以融化時(shí)，它們可能隨后形成。

在隕石記錄中，幾乎沒(méi)有證據(jù)顯示具有熔化和未熔化成分的中間物體，除了罕見(jiàn)的隕石家族稱為IIE鐵。

魏斯說(shuō)：“這些IIE烙鐵是奇怪的隕石。” “它們既顯示了從未融化的原始物體的證據(jù)，也顯示了來(lái)自已完全融化或至少基本上融化的物體的證據(jù)。我們不知道將其放在何處，這就是使我們對(duì)它們歸零的原因。 ”

磁性口袋

科學(xué)家先前發(fā)現(xiàn)，熔化的和未熔化的IIE隕石均起源于同一古老的行星小行星，它們可能具有覆蓋在地幔之上的固體外殼，例如地球。莫雷爾(Maurel)和她的同事們想知道，這顆小行星是否也可能藏有金屬化的熔融核。

“這個(gè)物體是否融化到足以使物質(zhì)沉沒(méi)到中心并形成像地球一樣的金屬核?” 莫雷爾說(shuō)。“那是這些隕石故事中缺少的部分。”

研究小組認(rèn)為，如果這個(gè)小行星確實(shí)擁有一個(gè)金屬核，那么它??很可能會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，類似于地球攪動(dòng)的液體核產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式。這樣一個(gè)古老的田地可能導(dǎo)致星球上的礦物指向田地的方向，就像指南針中的針一樣。某些礦物質(zhì)本可以保持?jǐn)?shù)十億年不變。

莫雷爾(Maurel)和她的同事們想知道，他們是否會(huì)在撞向地球的IIE隕石樣品中找到這種礦物。他們獲得了兩個(gè)隕石，并對(duì)其進(jìn)行了分析，以分析一種以其出色的磁記錄特性而聞名的鐵鎳礦物。

該小組使用勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)光源分析了樣品，該光源產(chǎn)生的X射線可以與納米級(jí)的礦物顆粒相互作用，從而可以揭示礦物的磁性方向。

果然，許多晶粒中的電子沿相似的方向排列-證明母體產(chǎn)生了一個(gè)磁場(chǎng)，可能高達(dá)數(shù)十微特斯拉，大約相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的強(qiáng)度。在排除了不太合理的來(lái)源之后，研究小組得出結(jié)論，磁場(chǎng)很可能是由液態(tài)金屬芯產(chǎn)生的。為了產(chǎn)生這樣的磁場(chǎng)，他們估計(jì)巖心必須至少有幾十公里寬。

莫雷爾說(shuō)，這種具有混合成分的復(fù)雜小行星(融化了，呈液核和地幔形式，未融化成固體地殼形式)可能要花幾百萬(wàn)年的時(shí)間才能形成。比科學(xué)家直到最近的設(shè)想更長(zhǎng)的時(shí)間。

但是隕石是從哪里來(lái)的呢?如果磁場(chǎng)是由母體的核心產(chǎn)生的，這意味著最終落到地球上的碎片可能不是來(lái)自核心本身。這是因?yàn)橐盒緝H在仍然攪拌和變熱時(shí)才產(chǎn)生磁場(chǎng)。在地心自身完全冷卻之前，任何會(huì)記錄古田的礦物都必須在地心之外進(jìn)行。

該團(tuán)隊(duì)與芝加哥大學(xué)的合作者一起，對(duì)這些隕石的各種形成情況進(jìn)行了高速模擬。他們表明，具有液芯的物體可能會(huì)與另一個(gè)物體碰撞，并且這種撞擊會(huì)將物料從芯中移出。然后，該材料將遷移到靠近隕石起源表面的凹穴中。

毛雷爾說(shuō)：“隨著人體冷卻，這些口袋中的隕石會(huì)將這種磁場(chǎng)烙印在礦物質(zhì)中。在某個(gè)時(shí)刻，磁場(chǎng)將衰減，但烙印仍將保留。” “后來(lái)，這個(gè)物體將經(jīng)歷許多其他碰撞，直到最終碰撞將這些隕石置于地球軌道上。”

如此復(fù)雜的行星狀小行星是早期太陽(yáng)系中的異常值，還是許多這樣的分化物體之一?魏斯說(shuō)，答案可能就在小行星帶上，那里是原始?xì)埡〉木奂亍?/p>

魏斯說(shuō)：“ 小行星帶中的大多數(shù)物體表面未融化。” “如果我們最終能夠看到小行星的內(nèi)部，我們可以驗(yàn)證一下這個(gè)想法。也許有些小行星被融化了，像這個(gè)小行星這樣的物體實(shí)際上很常見(jiàn)。”