太空中的磁场之谜

耶鲁大学的研究人员可能已经解决了一个长期存在的难题，即为什么某些金属陨石会显示出磁场的痕迹，这一发现可能有助于揭示行星核心磁发电机的形成。

行星磁力是理解许多天体内部结构和演化的关键。例如，地球、水星和木星的两颗卫星木卫三和木卫一的核心都会产生可检测到的磁场。在火星和月球上也发现了古代磁性的痕迹。

但也有一些陨石——坠落到地球上的小型太空岩石——含有磁性的迹象。科学家表示，一些铁陨石带有内部产生的磁场的残余物——这应该是不可能的。尽管铁陨石被认为代表了小行星(小型行星体)的金属核心，但预计这些核心不会具有同时产生和记录磁性所需的高度特定的内部特性。

在一项新的研究中，耶鲁大学科学家张忠天和大卫·贝尔科维奇提出，在某些条件下，小行星之间的碰撞可以导致金属小行星的形成，这些金属小行星可以产生磁场并通过自身材料记录磁性。这些小行星的小碎片带有磁性痕迹，可能会以陨石的形式落到地球上。

该研究发表在《国家科学院院刊》杂志上。

“我意识到这个谜题已经有一段时间了，”耶鲁大学地球与行星科学系研究生、该研究的第一作者张说。“当我第一次来到耶鲁大学并与戴夫讨论潜在的研究方向时，他发给我的其中一篇论文是关于铁陨石中古地磁的观察。”

几年后，张开始对所谓的“碎石堆”小行星进行研究，这些小行星是在引力导致小行星碰撞碎片重新形成新组合时产生的。

这项工作激发了张和贝尔科维奇思考碎石堆现象是否可能与磁场的产生有关的问题。

研究人员的模型表明，小行星碰撞后，新的重铁小行星可能会形成一个寒冷的碎石堆内核，周围环绕着较温暖的液体外层。他们报告说，当较冷的核心开始从外层吸收热量并释放硫等较轻元素时，就会引发对流，从而产生磁场。

根据他们的模型，这种发电机可以产生数百万年的磁场，这足以让科学家在数十亿年后在铁陨石中检测到它的存在。

耶鲁大学艺术与科学学院地球与行星科学教授 Frederick William Beinecke 教授 Bercovici 表示： “中天针对这个难题的几个部分设计了一个创造性且巧妙的解决方案。”

“例如，碎石堆核心的想法实际上就像将冰块放入熔融金属中，”贝尔科维奇说。“它们不能太大或太小。但有一个最佳尺寸，既要小到足以在太空中冷却，又要足够快地沉入熔化的金属中，并堆积在中心，形成像地球一样的内核，至少在一段时间内如此。”

这项研究的资金来自宇航局发现任务赠款，该赠款授予亚利桑那州立大学，该大学是 Psyche 任务的牵头机构。贝尔科维奇是该任务的联合研究员。