Изучение планетарного магнетизма открывает путь к пониманию внутреннего устройства и истории развития различных космических объектов. Известно, что мощные магнитные поля генерируются ядрами таких тел, как Земля, Меркурий, а также спутников Юпитера — Ганимеда и Ио. Учёные также нашли свидетельства существования древнего магнетизма на Марсе и Луне.
Однако загадкой долгое время оставалось наличие следов магнетизма в некоторых железных метеоритах, найденных на Земле. Эти объекты, считающиеся осколками металлических ядер астероидов, по всем теоретическим расчётам не должны были сохранять остатки собственного магнитного поля, тем более в течение миллиардов лет. Считалось, что ядра небольших астероидов лишены условий для поддержания магнитного динамо.
Новое исследование, проведённое учёными из Йельского университета, возможно, дало ответ на этот вопрос.
Обратите внимание: Упавшие на Землю метеориты – это ключ к пониманию умирающих звезд.
Исследователи Чжунтянь Чжан и Дэвид Берковичи выдвинули гипотезу, согласно которой мощные столкновения между астероидами могут приводить к формированию особых металлических тел. Эти новообразованные астероиды могут приобретать внутреннюю структуру, способную генерировать магнитное поле, которое затем «записывается» в их веществе. Именно фрагменты таких тел, в конечном итоге, могут достигать Земли в виде намагниченных метеоритов.Рождение магнитных полей в обломках столкновений
В своей работе Чжан сосредоточился на астероидах типа «груда щебня» — рыхлых скоплениях обломков, удерживаемых вместе силой гравитации. Такие объекты являются прямым следствием катастрофических столкновений в поясе астероидов. Учёный задался вопросом: может ли процесс столкновения и последующей аккреции обломков создать условия для возникновения магнитного динамо?
С помощью компьютерного моделирования Чжан и Берковичи показали, что после столкновения может сформироваться новое тело с уникальной внутренней архитектурой. Оно может состоять из холодного, плотного металлического ядра, окружённого более тёплым и жидким внешним слоем. Ключевым моментом является начало процесса теплопередачи: холодное ядро отбирает тепло у внешнего слоя, что приводит к выделению более лёгких элементов (например, серы) и запуску конвективных потоков в жидком металле. Эти конвективные движения, в свою очередь, и могут генерировать магнитное поле. На схеме ниже показаны этапы этого процесса.
На иллюстрации представлены различные стадии формирования магнитного поля в металлическом астероиде согласно модели Чжана и Берковичи. Согласно расчётам исследователей, такое внутреннее динамо может работать и создавать магнитное поле на протяжении нескольких миллионов лет. Этого временного промежутка достаточно, чтобы намагниченность «впечаталась» в материал астероида. Впоследствии, даже спустя миллиарды лет, эту «магнитную запись» можно обнаружить в железных метеоритах, достигших поверхности нашей планеты.
Подробные результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. С аннотацией работы можно ознакомиться по ссылке.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Планетарный магнетизм является ключом к пониманию как внутренней структуры, так и эволюции многих небесных тел.