研究發(fā)現(xiàn)水星巨大鐵核與太陽(yáng)磁場(chǎng)有關(guān)
2021年07月05日 15:51 來(lái)源:新華網(wǎng)

  新華社北京7月5日電 《參考消息》5日刊登美國(guó)每日科技網(wǎng)站報(bào)道《科學(xué)家過(guò)去有關(guān)水星的理論錯(cuò)了嗎——它的巨大鐵核可能是因?yàn)榇判浴。摘要如下?/p>

  美國(guó)馬里蘭大學(xué)的一項(xiàng)新研究對(duì)有關(guān)水星的一個(gè)流行假說(shuō)提出了質(zhì)疑。該假說(shuō)解釋了水星為何有著相對(duì)其地幔(介于行星內(nèi)核和地殼之間的部分)而言較大的內(nèi)核。幾十年來(lái),科學(xué)家們一直認(rèn)為,在太陽(yáng)系形成過(guò)程中,與其他天體“撞了就跑”式的撞擊導(dǎo)致水星地幔大量流失,并留下了巨大、致密的金屬內(nèi)核。但新研究揭示,原因不在于碰撞,而在于太陽(yáng)的磁性。

  馬里蘭大學(xué)地質(zhì)學(xué)教授威廉·麥克多諾和日本東北大學(xué)的吉崎昂開(kāi)發(fā)了一個(gè)模型,顯示一顆巖態(tài)行星內(nèi)核的密度、質(zhì)量和鐵含量受到其與太陽(yáng)磁場(chǎng)距離的影響。描述這一模型的論文發(fā)表在2021年7月2日出版的《地球與行星科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

  麥克多諾說(shuō):“我們太陽(yáng)系的4顆內(nèi)層行星——水星、金星、地球和火星——由不同比例的金屬和巖石構(gòu)成。隨著行星距離太陽(yáng)越遠(yuǎn),其內(nèi)核中的金屬含量會(huì)下降。我們的論文顯示,在太陽(yáng)系的早期形成過(guò)程中,原材料的分布受到太陽(yáng)磁場(chǎng)的控制,從而對(duì)這種情況作出了說(shuō)明!

  麥克多諾的新模型顯示,在太陽(yáng)系形成初期,年輕的太陽(yáng)被旋轉(zhuǎn)的塵埃和氣體云團(tuán)包圍,鐵粒則被太陽(yáng)的磁場(chǎng)吸引向中心。當(dāng)行星開(kāi)始從塵埃和氣體云團(tuán)中形成時(shí),相比距離太陽(yáng)較遠(yuǎn)的行星,離太陽(yáng)較近的行星在其內(nèi)核中吸收了更多的鐵。

  研究人員發(fā)現(xiàn),在巖態(tài)行星的內(nèi)核中,內(nèi)核的密度和鐵的含量與行星形成時(shí)太陽(yáng)周圍磁場(chǎng)的強(qiáng)度相關(guān)。他們的新研究表明,在今后描述巖態(tài)行星——包括太陽(yáng)系外巖態(tài)行星——構(gòu)成的嘗試中,應(yīng)該將磁性考慮進(jìn)去。

  麥克多諾利用現(xiàn)有的行星形成模型確定了在太陽(yáng)系形成過(guò)程中氣體和塵埃被拉入太陽(yáng)系中心的速度。他考慮了太陽(yáng)在形成時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng),并計(jì)算了該磁場(chǎng)如何穿過(guò)塵埃和氣體云團(tuán)吸引鐵。

  隨著早期太陽(yáng)系開(kāi)始冷卻,未被吸引進(jìn)入太陽(yáng)的塵埃和氣體開(kāi)始聚集。離太陽(yáng)較近的團(tuán)塊會(huì)暴露在較強(qiáng)的磁場(chǎng)下,因此會(huì)比離太陽(yáng)較遠(yuǎn)的團(tuán)塊含有更多的鐵。隨著這些團(tuán)塊匯集并冷卻成旋轉(zhuǎn)的行星,引力將鐵吸引到它們的內(nèi)核中。

  隨著麥克多諾將這一模型納入行星形成的計(jì)算,它揭示了行星內(nèi)核金屬含量和密度的一種變化率,這同科學(xué)家對(duì)太陽(yáng)系行星的已有認(rèn)識(shí)非常吻合。水星的金屬內(nèi)核約占其質(zhì)量的四分之三。地球和金星的內(nèi)核只占其質(zhì)量的約三分之一,而作為巖態(tài)行星最外層的火星,其內(nèi)核只占其質(zhì)量的約四分之一。

編輯:李?yuàn)W迪