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研究发现水星巨大铁核与太阳磁场有关

2021-07-05 16:30:16 新华网

  研究发现水星巨大铁核与太阳磁场有关   

  新(xin)华社北京7月(yue)5日电 《参考消息》5日刊登美国每日科技(ji)网站(zhan)报道《科学家过去(qu)有关水星的理论错了吗(ma)——它的巨大铁(tie)核可能是因为磁性》。摘要如下:

  美国马里兰大(da)(da)学的一(yi)(yi)项(xiang)新研究对有(you)关水(shui)星(xing)的一(yi)(yi)个流行假(jia)说(shuo)(shuo)提出了(le)(le)质(zhi)疑。该(gai)假(jia)说(shuo)(shuo)解释了(le)(le)水(shui)星(xing)为何有(you)着相对其地幔(介于行星(xing)内(nei)核(he)和地壳之间的部分)而言较大(da)(da)的内(nei)核(he)。几(ji)十年来,科学家(jia)们一(yi)(yi)直(zhi)认为,在太(tai)阳系(xi)形成(cheng)过程中,与(yu)其他天体“撞(zhuang)了(le)(le)就跑”式的撞(zhuang)击导致水(shui)星(xing)地幔大(da)(da)量(liang)流失(shi),并留下了(le)(le)巨大(da)(da)、致密的金属内(nei)核(he)。但新研究揭示,原(yuan)因不(bu)在于碰撞(zhuang),而在于太(tai)阳的磁性。

  马里兰大学地(di)质学教授(shou)威廉·麦克多诺和日本东北大学的吉崎昂开发(fa)了一(yi)个模型(xing),显示(shi)一(yi)颗岩态行(xing)星内核的密度、质量和铁(tie)含量受到其(qi)与(yu)太阳磁(ci)场距离的影(ying)响。描(miao)述这一(yi)模型(xing)的论文发(fa)表在2021年(nian)7月2日出版的《地(di)球与(yu)行(xing)星科学进展》杂志上。

  麦(mai)克(ke)多诺(nuo)说(shuo):“我们太(tai)阳系(xi)的4颗内层行星(xing)——水星(xing)、金(jin)(jin)星(xing)、地(di)球和火星(xing)——由不同比例的金(jin)(jin)属(shu)和岩石构成。随着行星(xing)距离太(tai)阳越远,其(qi)内核中(zhong)(zhong)的金(jin)(jin)属(shu)含量会下降。我们的论文(wen)显示,在(zai)太(tai)阳系(xi)的早期形成过程中(zhong)(zhong),原材料(liao)的分布受到太(tai)阳磁场的控(kong)制,从而(er)对这种(zhong)情况作出(chu)了说(shuo)明。”

  麦克(ke)多(duo)诺的(de)新模型(xing)显示,在太(tai)(tai)阳系形成(cheng)初期(qi),年轻的(de)太(tai)(tai)阳被(bei)(bei)旋转的(de)尘埃和气体(ti)云团包围(wei),铁(tie)粒则被(bei)(bei)太(tai)(tai)阳的(de)磁场吸引(yin)向中心。当行(xing)星开始从尘埃和气体(ti)云团中形成(cheng)时,相比(bi)距离(li)太(tai)(tai)阳较远的(de)行(xing)星,离(li)太(tai)(tai)阳较近的(de)行(xing)星在其内核中吸收(shou)了更多(duo)的(de)铁(tie)。

  研(yan)(yan)究人员发现,在岩态行(xing)(xing)星(xing)的(de)(de)内(nei)核中,内(nei)核的(de)(de)密度(du)和铁的(de)(de)含(han)量(liang)与行(xing)(xing)星(xing)形成(cheng)时(shi)太(tai)阳周围磁场的(de)(de)强度(du)相关。他们(men)的(de)(de)新研(yan)(yan)究表明,在今(jin)后描述岩态行(xing)(xing)星(xing)——包(bao)括太(tai)阳系外岩态行(xing)(xing)星(xing)——构成(cheng)的(de)(de)尝试中,应该将磁性考虑(lv)进去。

  麦克(ke)多诺利用现有的行星形(xing)成(cheng)(cheng)模(mo)型确(que)定(ding)了在太阳系(xi)形(xing)成(cheng)(cheng)过程中(zhong)气体和尘(chen)埃被拉入太阳系(xi)中(zhong)心(xin)的速度(du)。他考虑了太阳在形(xing)成(cheng)(cheng)时(shi)产生的磁场,并计算了该(gai)磁场如(ru)何(he)穿过尘(chen)埃和气体云团吸引铁。

  随着早期太(tai)阳(yang)系开始冷却,未被吸(xi)引(yin)(yin)(yin)进(jin)入(ru)太(tai)阳(yang)的尘埃(ai)和气体(ti)开始聚集(ji)。离(li)太(tai)阳(yang)较(jiao)近(jin)的团块(kuai)(kuai)(kuai)会(hui)暴露(lu)在较(jiao)强的磁(ci)场下,因此会(hui)比离(li)太(tai)阳(yang)较(jiao)远的团块(kuai)(kuai)(kuai)含有更多的铁。随着这些团块(kuai)(kuai)(kuai)汇集(ji)并(bing)冷却成旋转的行星,引(yin)(yin)(yin)力将铁吸(xi)引(yin)(yin)(yin)到(dao)它(ta)们的内(nei)核中。

  随着麦克多诺将这(zhei)一(yi)(yi)模型(xing)纳(na)入行(xing)星(xing)形成的(de)(de)(de)(de)计算,它揭示(shi)了行(xing)星(xing)内(nei)(nei)核金(jin)属含量(liang)和密度(du)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)种变化率,这(zhei)同(tong)科学家对太阳系行(xing)星(xing)的(de)(de)(de)(de)已有认识非常吻合。水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)(de)金(jin)属内(nei)(nei)核约占(zhan)其质量(liang)的(de)(de)(de)(de)四(si)分之三。地球和金(jin)星(xing)的(de)(de)(de)(de)内(nei)(nei)核只占(zhan)其质量(liang)的(de)(de)(de)(de)约三分之一(yi)(yi),而(er)作为(wei)岩态(tai)行(xing)星(xing)最外层的(de)(de)(de)(de)火星(xing),其内(nei)(nei)核只占(zhan)其质量(liang)的(de)(de)(de)(de)约四(si)分之一(yi)(yi)。

(编辑:杨妍)
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