كشفت نيازك غريبة وجدت عبر الأرض شظايا من نفس كوكب الطفل

(كارل أجي / جامعة نيو مكسيكو / أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)

قبل أن يحتوي نظامنا الشمسي على كواكب ، كان لديه كواكب صغيرة. يعتقد العلماء أن معظم النيازك التي ضربت الأرض هي أجزاء من هذه الكواكب الصغيرة.

يعتقد العلماء أيضًا أن هذه الكواكب الصغيرة إما انصهرت تمامًا ، في وقت مبكر جدًا من تاريخها ، أو أنها بقيت أكثر بقليل من مجموعات من الصخور ، أو 'أكوام الركام'.

لكن يبدو أن عائلة واحدة من النيازك ، التي تم العثور عليها منتشرة في جميع أنحاء العالم ، جاءت من كوكب صغير خالف هذا الاتجاه.

يظهر بحث جديد أن هذه العائلة الواحدة من النيازك تبدو وكأنها من نفس الجسم الأم. وهو يقدم دليلاً على أن الجسد الأم كان ذائبًا ، و كومة الأنقاض . بالنسبة للعلماء ، هذا لغز.

الدراسة الجديدة التي تقدم هذه النتائج بعنوان ' دليل النيزك على التمايز الجزئي والتراكم المطول للكواكب الصغيرة '. المؤلف الرئيسي هو كلارا موريل ، طالبة دراسات عليا في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب (EAPS) في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. تم نشر الدراسة في المجلة تقدم العلم .

يفترض نظامنا لتصنيف النيازك أن أي جسم وحيد لا يمكن أن يكون مصدرًا لكل من النيازك الذائبة (الغضروفية) وغير الذائبة (الأكوندريتية). ينبع ذلك من فهمنا لكيفية تشكل الكواكب الصغيرة.

تظهر النماذج أنها تتشكل بشكل فوري تقريبًا ، مما يمنعها من الذوبان وعدم الذوبان. لطالما تم الافتراض بأن الكواكب الصغيرة يمكن تمييزها ، مع كل من المناطق الذائبة وغير المذابة ، ولكن كان من الصعب العثور على أدلة.

لكن هذه الدراسة قد تكون وجدت ذلك. يشير إلى أنه ربما كان هناك تنوع في الكواكب الصغيرة أكثر مما نعتقد. وفقًا لفريق الباحثين ، يجب أن يكون الجسم الأم لمجموعة نادرة من النيازك الموجودة على الأرض متمايزًا ، مع كل من الطبقات المنصهرة وغير المنصهرة.

كما أن لديها نواة معدنية سائلة. وقد أنتج هذا اللب مجالًا مغناطيسيًا قويًا.

هذا مثال واحد على كوكب الأرض الذي يجب أن يكون لديه طبقات ذائبة وغير منصهرة. يقول المؤلف الرئيسي موريل في أ خبر صحفى .

'إن فهم الطيف الكامل للهياكل ، من غير منصهر إلى كامل الذوبان ، هو المفتاح لفك تشفير كيفية تشكل الكواكب الصغيرة في النظام الشمسي المبكر.'

يُظهر هذا الجسم الأم أيضًا أن فهمنا للكواكب وتكوينها ليس شاملاً. تشير بعض المقترحات الحديثة إلى أن الكواكب الصغيرة ربما استغرقت ما يزيد عن مليون سنة لتتشكل ، وهذه النتائج تدعم ذلك.

في ذلك الإطار الزمني ، وفقًا للمؤلفين ، 'يمكن أن يؤدي ذلك إلى هياكل داخلية متباينة جزئيًا ، مع وجود أجسام فردية تحتوي على نوى حديدية ، وأغلفة سيليكات أكوندريتية ، وقشور غضروفية.'

كان المفتاح هو العثور على النيازك التي هي دليل على تلك العملية ، وهو ما فعله المؤلفون. انهم يسمى مكاوي IIE .

تحتوي النيازك IIE على أدلة لجميع طبقات الجسم المتمايز جزئيًا. (موريل وآخرون ، 2020)

تبدأ قصة هذه النيازك الغريبة في الأيام الأولى للنظام الشمسي منذ حوالي 4.5 مليار سنة. في البداية ، كان نظامنا عبارة عن كتلة دوامة من الغاز والغبار.

بمرور الوقت ، بالطبع ، خفت درجة حرارتها. وبدأت المادة الصلبة في الاصطدام والاندماج ، لتصبح الكواكب الصغيرة الأولى. هذه النيازك هي مصدر معظم النيازك التي تضرب الأرض ، وتظهر معظم الأدلة أنها جاءت من أجسام ذائبة (غضروفية) أو غير منصهرة (أكوندريتية).

ولكن سواء ذابت أم لا ، يعتقد الباحثون أن هذه الكواكب الصغيرة تشكلت في وقت مبكر إلى حد ما. ربما الأهم من ذلك ، أنهم كانوا سيشكلون بسرعة ، في أقل من بضعة ملايين من السنين.

إذا تشكلت في وقت مبكر بما فيه الكفاية ، فستحتوي على عناصر مشعة تولد الحرارة لأنها تتحلل إلى عناصر أكثر استقرارًا. في وقت مبكر من تاريخ النظام الشمسي ، كان هناك المزيد من العناصر المشعة ، والحرارة من كل هذا الاضمحلال يمكن أن تذيب الكوكب بأكمله.

لم تكن الكواكب الصغيرة التي تشكلت لاحقًا تحتوي على مواد إشعاعية أقل ، ولم تكن لتذوب. هذه هي النسخة الأنيقة والأنيقة للأشياء التي خدمتنا جيدًا حتى الآن.

لم يعثر العلماء على الكثير من الأدلة على وجود أجسام بين هذين الطرفين ، والتي يسمونها الكواكب المتوسطة. سيكون لهذه المواد الوسيطة مزيج من المواد المذابة وغير المذابة.

لكن في هذه الدراسة ، ركز الباحثون على عائلة الحديد من النيازك IIE ، والتي يقول الفريق إنها دليل على وجود نيزك متمايز ذو قلب مغناطيسي.

نيزك مونت ديو من آردن فرنسا هو نيزك حديدي IIE. (Meteorites.tv)

قال المؤلف المشارك بنجامين فايس ، الأستاذ في EAPS: `` إن مكاوي IIE هي أحجار نيزكية غريبة الشكل.

لقد أظهروا دليلاً على كونهم من أجسام بدائية لم تذوب أبدًا ، وأيضًا أدلة على أنها جاءت من جسم ذاب تمامًا أو على الأقل بشكل جوهري. لم نعرف أين نضعها ، وهذا ما جعلنا نركز عليها.

من المحتمل أن يكون الكواكب الأم لهذه الكرات الفردية متمايزة مثل الأرض ، مع قشرة صلبة وغطاء سائل. لكن فريق الباحثين تساءل أيضًا عما إذا كان يحتوي على نواة معدنية ، مثل الأرض أيضًا.

'هل ذاب هذا الجسم بدرجة كافية لدرجة أن المادة غرقت في المركز وشكلت نواة معدنية مثل نواة الأرض؟' يقول موريل. كانت هذه هي القطعة المفقودة في قصة هذه النيازك.

لكن اللب الحديدي المنصهر للأرض ينتج مجالًا مغناطيسيًا قويًا. إذا كان الكوكب الدويري يحتوي على نواة معدنية ، ألن يولد حقلاً أيضًا؟ ألن يكون هناك دليل على ذلك داخل النيازك؟

عندما تتصلب بعض المواد المنصهرة في وجود مجال مغناطيسي ، فإنها تتماشى مع المجال مثل إبرة البوصلة. تحتفظ بعض المعادن بهذا الدليل لمليارات السنين.

لمعرفة ذلك ، وجد الفريق عينات من نيازك الحديد IIE واختبرها في مختبر لورانس بيركلي الوطني. استخدموا مصدر الضوء المتقدم (ALS) الخاص بالمختبر ، والذي ينتج أشعة سينية تتفاعل مع الحبوب المعدنية.

كانوا يبحثون عن معدن مصنوع من الحديد والنيكل يتفاعل بطريقة معينة مع الأشعة السينية. يمكن أن يكشف هذا التفاعل ، على مقياس النانومتر ، عن الاتجاه المغناطيسي للمعادن.

وجد الفريق ما يشتبهون فيه: تمت محاذاة الإلكترونات في بعض الحبيبات المعدنية مغناطيسيًا. هذا دليل على أنهم بردوا في مجال مغناطيسي. وجد الباحثون أيضًا أن المجال المغناطيسي للكرة الأرضية ربما كان قويًا مثل مجال الأرض.

بعد مزيد من التحليل ، خلص الباحثون إلى أن المجال المغناطيسي له نفس مصدر الأرض: قلب معدني سائل. كانوا أيضًا قادرين على حساب حجم هذا اللب المعدني. وفقًا للفريق ، من المحتمل أن النواة كانت بعرض عدة عشرات من الكيلومترات.

هذه الكواكب النقطية المعقدة والمختلطة ، مع كل من المكونات المنصهرة والصلبة ، كانت ستستغرق وقتًا أطول لتتشكل. عدة ملايين من السنين ، حسب المؤلف الرئيسي موريل. وهذا أطول بكثير مما تظهره النماذج الحالية.

كان لدى فريق الباحثين سؤال آخر: من أين جاءت هذه النيازك في الجسم الأم؟

لا يمكن أن تكون من اللب المعدني السائل الذي ولد المجال المغناطيسي. هذا لأن النيازك ، من الواضح ، قد تجمدت في وجود مجال مغناطيسي ، وينتج اللب المجال فقط أثناء وجوده في حالة سائلة. يجب أن تكون النيازك قد أتت من مكان ما خارج القلب ، حيث تجمدت الصخور في وجود المجال المغناطيسي لللب السائل.

بعد المزيد من العمل ، بما في ذلك تشغيل محاكاة عالية السرعة لسيناريوهات تشكيل مختلفة للنيازك ، كان لديهم إجابة محتملة.

أظهرت عمليات المحاكاة التي قاموا بها أنه إذا اصطدم جسم أصلي ذو قلب منصهر بجسم آخر ، فمن الممكن أن يتم إخراج المادة من اللب. يمكن أن تنتهي هذه المادة بالقرب من السطح ، حيث جاءت النيازك.

(موريل وآخرون ، 2020)

الصورة: يوضح هذا الرسم البياني من الدراسة نتائج أحد سيناريوهات التأثير. يُظهر كوكبًا متباينًا نصف قطره 170 كم ، بما في ذلك قلب حديدي نصف قطره 60 كم وطبقة خارجية نصف قطرها 110 كم. على النصف الأيسر من كل لوحة توجد المواد المكونة للجسم ، وفي النصف الأيمن من كل لوحة توجد درجة الحرارة. في نهاية المادة ، يتم وضع كميات صغيرة من اللب في النصف العلوي من الطبقة الخارجية

عندما يبرد الجسم ، فإن النيازك في هذه الجيوب ستطبع هذا المجال المغناطيسي في معادنها. في مرحلة ما ، سوف يتحلل المجال المغناطيسي ، لكن البصمة ستبقى ، كما يقول موريل.

في وقت لاحق ، سيتعرض هذا الجسم للعديد من الاصطدامات الأخرى حتى التصادمات النهائية التي ستضع هذه النيازك على مسار الأرض.

يا له من تاريخ طويل وعذاب لقطعة من الصخر.

السؤال الأخير في كل هذا هو: ما مدى شيوع هذه الكواكب الصغيرة المتباينة؟ هل كان هذا شاذًا ، أم أن هناك الكثير منهم؟

هذه الإجابة بعيدة المنال في الوقت الحالي. ولكن مهما كانت الإجابة ، فربما نجدها في ملف الكويكب الحزام ، موطن جحافل من الأجسام الصخرية البدائية.

يقول فايس: 'تبدو معظم الأجسام الموجودة في حزام الكويكبات غير ذائبة على سطحها'. إذا تمكنا في النهاية من رؤية الكويكبات داخلها ، فقد نختبر هذه الفكرة. ربما تذوب بعض الكويكبات في الداخل ، وتكون أجسام مثل هذه الكوكبية شائعة بالفعل.

تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة الكون اليوم . إقرأ ال المقالة الأصلية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.