Гравитация могла быть не единственной силой, превратившей бесформенное облако газа и пыли в Солнце и будущие планеты. В одном из древнейших метеоритов учёные обнаружили магнитную запись возрастом около 4,6 млрд лет. Следы указывают, что уже в первые 200 000 лет существования Солнечной системы пространство вокруг формирующегося Солнца пронизывало магнитное поле в несколько раз сильнее современного земного. Поле могло помогать стягивать вещество к молодой звезде и участвовать в одном из главных этапов рождения Солнечной системы.
Группа под руководством Кауэ Борлины, работавшего над проектом в Массачусетском технологическом институте и сейчас занимающего должность доцента Университета Пердью, описала результаты в работе PNAS . Подробности исследования 24 августа раскрыл MIT . Авторы изучили кальций-алюминиевые включения, или CAI, сохранившиеся внутри углистого хондрита DOM 08006. Подобные включения относятся к древнейшим твёрдым веществам Солнечной системы и сформировались в течение первых 200 000 лет после начала её истории.
DOM 08006 нашли в 2008 году в районе хребта Доминион у Восточно-Антарктического ледникового щита. Метеорит особенно ценен для подобных исследований из-за необычно хорошей сохранности. Большинство древних метеоритов за миллиарды лет пережило контакт с водой, нагрев, разрушение родительских тел и другие процессы, способные стереть первоначальную магнитную запись. DOM 08006 подвергся значительно меньшим изменениям и сохранил минералы, относящиеся к самым ранним этапам развития Солнечной системы.
Исследователи выделили из образцов крошечные CAI и нашли среди минералов магнитные фазы, содержащие железо. При формировании подобных частиц магнитные минералы способны ориентироваться под действием окружающего поля и сохранять остаточную намагниченность после затвердевания. В результате микроскопическое зерно превращается в своеобразную запись магнитных условий, существовавших миллиарды лет назад.
Измерения показали поле напряжённостью примерно от 150 до 600 микротесла. Современное магнитное поле Земли слабее примерно в три-12 раз. Возраст CAI делает находку особенно важной: речь идёт, вероятно, о самом раннем известном свидетельстве магнитного поля в молодой Солнечной системе. Ранее группа Бенджамина Вайса находила магнитную запись, относящуюся примерно к двум миллионам лет после начала формирования системы, когда Солнце уже существовало, а вещество начинало собираться в будущие планеты. Новые образцы переносят магнитную историю гораздо ближе к самому моменту рождения Солнца.
Около 4,6 млрд лет назад вещество будущей Солнечной системы представляло собой облако газа и пыли. Под действием гравитации облако сжималось и постепенно превращалось в вращающийся протопланетный диск. Заряженные частицы внутри молодой системы могли формировать плазму, движение которой поддерживало магнитное поле. До сих пор оставался открытым вопрос, насколько важную роль магнетизм играл на самом раннем этапе, когда центральная звезда только набирала массу.
Полученный диапазон 150-600 микротесла согласуется с моделями, в которых магнитные процессы активно переносят газ по протопланетному диску к центральной протозвезде. Авторы считают, что магнитное поле могло помогать веществу терять угловой момент и двигаться внутрь диска, ускоряя рост будущего Солнца. Гравитация при подобном сценарии сохраняет ключевую роль, но полностью описать раннюю эволюцию Солнечной системы без магнитных процессов уже сложнее.
Материалы, опубликованные в репозитории Кембриджа , добавляют ещё одну деталь. Измеренная напряжённость соответствует моделям, где магнитные механизмы не только поддерживали аккрецию вещества, но и способствовали нагреву самой внутренней области протопланетного диска примерно до 1000 K. В подобных экстремально горячих областях могли формироваться тугоплавкие кальций-алюминиевые включения, которые спустя миллиарды лет сохранились внутри DOM 08006.
Находка не означает, что магнитное поле самостоятельно сформировало Солнце или заменило гравитацию. Исследование показывает более сложную картину: уже на самом раннем этапе магнитные силы могли работать вместе с гравитацией, управляя движением газа, нагревом внутреннего диска и поступлением вещества к растущей звезде. Микроскопические частицы метеорита сохранили запись периода, который невозможно наблюдать напрямую, и позволили заглянуть в первые сотни тысяч лет истории Солнечной системы.