قد يبدو من المستحيل تقريبًا تحديد كيفية تشكل النظام الشمسي ، نظرًا لأنه حدث قبل 4.5 مليار سنة تقريبًا. لحسن الحظ ، لا يزال الكثير من الحطام الذي تم تركه من عملية التكوين متاحًا للدراسة اليوم ، يحوم حول نظامنا الشمسي في شكل صخور وحطام يصل في بعض الأحيان إلى الأرض.
من بين القطع الأكثر فائدة من الحطام أقدم أنواع النيازك وأقلها تغييرًا ، والمعروفة باسم chondrites. وهي مبنية في الغالب من حبيبات حجرية صغيرة ، تسمى غضروف ، بالكاد يبلغ قطرها مليمترًا.
والآن ، يتم تزويد العلماء بأدلة مهمة حول كيفية تطور النظام الشمسي المبكر ، وذلك بفضل البحث الجديد القائم على أدق القياسات المختبرية التي تم إجراؤها على الإطلاق للمجالات المغناطيسية المحجوزة داخل هذه الحبوب الصغيرة.
لتكسيره ، نيازك الكوندريت هي قطع من الكويكبات - مقطوعة بسبب الاصطدامات - والتي ظلت غير معدلة نسبيًا منذ تشكلها أثناء ولادة النظام الشمسي. تشكلت الغضروف التي تحتوي عليها عندما تم تسخين بقع من السديم الشمسي - السحب الترابية التي تحيط بالشمس الصغيرة - فوق نقطة انصهار الصخور لساعات أو حتى أيام.
تم ذوبان الغبار الذي تم اصطياده في "أحداث الصهر" هذه إلى قطرات من الصخور المنصهرة ، ثم تم تبريدها وتبلور إلى غضروف. عندما تم تبريد الغضروف ، أصبحت المعادن الحاملة للداخل ممغنطة بواسطة المجال المغناطيسي المحلي في سحابة الغاز. هذه المجالات المغناطيسية محفوظة في الغضروف حتى يومنا هذا.
جاءت حبوب الغضروف التي تم رسم مجالاتها المغناطيسية في الدراسة الجديدة من نيزك يدعى سيماركونا - سميت باسم المدينة في الهند حيث سقطت في عام 1940.
روجر فو من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) - الذي عمل في عهد بنيامين فايس - كان المؤلف الرئيسي للدراسة مع إرفاق ستيف ديش من مدرسة استكشاف الأرض والفضاء بجامعة ولاية أريزونا كمؤلف مشارك.
وبحسب الدراسة التي نُشرت هذا الأسبوع عام علم، تشير القياسات التي قاموا بجمعها إلى موجات الصدمة التي تنتقل عبر سحابة الغاز المتربة حول شمس الوليد كعامل رئيسي في تكوين النظام الشمسي.
يقول ستيف ديش: "إن القياسات التي قام بها فو وفايس مذهلة وغير مسبوقة". "لم يقتصر الأمر فقط على قياس المجالات المغناطيسية الصغيرة أضعف آلاف المرات مما تشعر به البوصلة ، بل قاموا برسم خريطة الاختلافات في المجالات المغناطيسية التي سجلها النيزك ، بالملليمتر بالملليمتر."
ركز العلماء بشكل خاص على المجالات المغناطيسية المدمجة التي تم التقاطها بواسطة حبيبات زيتية "مغبرة" تحتوي على معادن وفيرة تحمل الحديد. كان لهذه المجال المغناطيسي حوالي 54 ميكروتسلا ، على غرار المجال المغناطيسي على سطح الأرض (الذي يتراوح من 25 إلى 65 ميكروتسلا).
من قبيل الصدفة ، ضمنت العديد من القياسات السابقة للنيازك أيضًا شدة مجال مماثلة. لكن من المفهوم الآن أن هذه القياسات رصدت معادن مغناطيسية ملوثة بالمجال المغناطيسي للأرض ، أو حتى من مغناطيسات يدوية يستخدمها جامعو النيازك.
يقول ديش: "التجارب الجديدة تستكشف المعادن المغناطيسية في الغضروف التي لم تقاس من قبل. كما أنها تُظهر أن كل مغنطيسية ممغنطة مثل مغناطيس بار صغير ، ولكن مع توجيه "الشمال" في اتجاهات عشوائية ".
وهذا يدل على أنهم أصبحوا ممغنطين قبل تم بناؤها في النيزك ، وليس أثناء الجلوس على سطح الأرض. هذه الملاحظة ، إلى جانب وجود موجات صدمة أثناء التكوين الشمسي المبكر ، ترسم صورة مثيرة للاهتمام للتاريخ المبكر لنظامنا الشمسي.
يشرح ديش قائلاً: "تُظهر نماذجي لأحداث التسخين أن موجات الصدمة التي تمر عبر السديم الشمسي هي ما ذاب معظم الغضروف". اعتمادًا على قوة وحجم موجة الصدمة ، يمكن تضخيم المجال المغناطيسي للخلفية بما يصل إلى 30 مرة. وأضاف: "بالنظر إلى شدة المجال المغناطيسي المقاسة لحوالي 54 ميكروتيسلا ، فإن هذا يوضح أن مجال الخلفية في السديم ربما كان في نطاق 5 إلى 50 ميكروتيسلا".
هناك أفكار أخرى لكيفية تكون الغضروف ، بعضها يتضمن مشاعل مغناطيسية فوق السديم الشمسي ، أو مرورًا عبر المجال المغناطيسي للشمس. لكن هذه الآليات تتطلب مجالات مغناطيسية أقوى مما تم قياسه في عينات سيماركونا.
وهذا يعزز فكرة أن الصدمات ذابت الغضروف في السديم الشمسي في موقع حزام الكويكبات الحالي ، والذي يقع على مسافة تبعد من الشمس إلى أربع مرات عن مدارات الأرض.
يقول ديش: "هذا هو أول قياس دقيق وموثوق حقًا للمجال المغناطيسي في الغاز الذي تشكلت منه كواكبنا."
