37億年前灶神星自然形成環(huán)流發(fā)電機(jī)

據(jù)國外媒體報(bào)道，大約在46億年前，太陽系幾乎是由稀薄的氣體和塵埃盤構(gòu)成，但原始物質(zhì)盤在經(jīng)過千萬年的演化后，就初具今天我們所見的景象，擁有大質(zhì)量且構(gòu)成復(fù)雜的行星。不過，在此期間太陽系中還存在著另一類奇特的天體，它們是個(gè)頭相對(duì)較小的宇宙巖石，演化至今的產(chǎn)物就是我們所熟悉的小行星。雖然我們對(duì)太陽系早期小行星組分并不十分了解，但一些科學(xué)家暗示了其中隱藏著能揭開太陽系早期行星系統(tǒng)多樣性的信息。

一項(xiàng)最新發(fā)表在《科學(xué)》期刊上的研究認(rèn)為已經(jīng)找到了早期太陽系中天體的信息，調(diào)查對(duì)象為灶神星，該天體是太陽系質(zhì)量較大的小行星之一，其內(nèi)部存在著由熔融導(dǎo)電流體旋轉(zhuǎn)而形成的磁場(chǎng)環(huán)境，并產(chǎn)生了巨型“發(fā)電機(jī)”，該機(jī)制與諸如地球這樣行星內(nèi)部存在的情況相似。根據(jù)麻省理工學(xué)院的研究人員解析，調(diào)查結(jié)果表明灶神星可能擁有更多冰冷塊狀空間碎片。

麻省理工學(xué)院地球、大氣與行星科學(xué)系（EAPS）的研究生、本項(xiàng)調(diào)查的第一作者羅杰·富（Roger Fu）認(rèn)為我們現(xiàn)在正對(duì)太陽系形成的數(shù)百萬年所發(fā)生的事件進(jìn)行探索，當(dāng)時(shí)的太陽系中充滿了諸如灶神星這樣的大型空間巖石，但它們的構(gòu)造卻像是一顆迷你行星。該學(xué)院行星科學(xué)系的助理教授、本項(xiàng)研究的合著者本杰明·魏斯（Benjamin Weiss）認(rèn)為灶神星是目前已知的最小可產(chǎn)生磁場(chǎng)環(huán)境并“發(fā)電”的小行星，可以想象一下在早期太陽系中會(huì)擁有如此多的此類小行星在原始物質(zhì)盤上存在。

位于太陽系內(nèi)側(cè)軌道上幾乎所有的行星在其演化歷史過程中都出現(xiàn)了由熔融導(dǎo)電流體旋轉(zhuǎn)形成的“天體發(fā)電機(jī)”，行星內(nèi)核周圍熔融鐵物質(zhì)流旋轉(zhuǎn)過程中形成磁場(chǎng)，并持續(xù)數(shù)百萬年的時(shí)間。結(jié)果位于行星表面的巖石在如此漫長的時(shí)間內(nèi)被磁化，其中就記錄著關(guān)于這顆行星早期歷史的信息�？茖W(xué)家們?cè)噲D將已經(jīng)墜落在地球表面上的小行星碎片物質(zhì)進(jìn)行磁化強(qiáng)度調(diào)查，以重建小行星演化的模型，其中一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)是查明隕石的磁化來源，但磁化溯源可涉及到多個(gè)天體進(jìn)程的探索，比如來自流星體等離子體的影響等等。

因此，確定隕石磁場(chǎng)在早期源問題較為棘手，其是天體內(nèi)部發(fā)電機(jī)作用的結(jié)果。如果要解決此類問題，來自加州大學(xué)伯克利分校的研究人員等通過合作首先確定了隕石的磁化強(qiáng)度和隕石樣本的年齡，實(shí)際上它們的形成源于太陽系早期天體的“發(fā)電機(jī)”。研究小組獲得了1981年發(fā)現(xiàn)于南極洲的灶神星隕石樣本，這個(gè)50克重量的小行星巖石被命名為ALHA81001，科學(xué)家在其上探測(cè)到了仍然留存的特殊磁性。并探查了隕石上微小的晶體，當(dāng)灶神星形成磁場(chǎng)的早期階段，巖石的鐵磁晶體排列方向與背景場(chǎng)方向?qū)R。

研究小組測(cè)量了這些礦物的對(duì)齊方式，發(fā)現(xiàn)這是礦物中隱藏的磁化強(qiáng)度信息指向一個(gè)最古老的的殘余磁場(chǎng)，下一步將確定巖石的年齡。為了做到這一點(diǎn)，來自加州大學(xué)伯克利分校的研究人員大衛(wèi)·舒斯特（David Shuster）分析了隕石中的氬成分。氬 40是氬的一種同位素，由鉀-40自然衰變產(chǎn)生，通過加熱巖石樣本探測(cè)其中的氬-40釋放量來確定巖石年齡，最終結(jié)果顯示這塊灶神星隕石年齡為37億歲。

但是鑒于灶神星形成于45億年前，那么隕石被磁化是形成于哪個(gè)時(shí)期呢？本杰明·魏斯和羅杰·富認(rèn)為在該天體形成的一億年左右就可能出現(xiàn)了由內(nèi)核金屬物質(zhì)流動(dòng)形成的磁場(chǎng)，當(dāng)ALHA81001隕石在37億年前暴露在灶神星殼體周圍而被磁化。加州大學(xué)地球物理與空間物理教授克里斯托弗·羅素（Christopher Russell）認(rèn)為在灶神星上發(fā)現(xiàn)的“發(fā)電機(jī)”機(jī)制的證據(jù)也支持太陽系中其他小天體上也存在類似情況說法，比如對(duì)月球古老“發(fā)電機(jī)”的研究，木衛(wèi)三的核心似乎也存在一個(gè)活躍的“發(fā)電機(jī)”。