شهاب سنگ‌های رازآلودی که از یک سیارک با هسته مایع آمده‌اند

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، اغلب شهاب سنگ‌هایی که به زمین سقوط می‌کنند، متعلق به یکی از دو گروه است که یا سنگی هستند یا فلزی که زمانی مذاب بوده اند. اما به نظر می رسد یک گروه از شهاب سنگ ها به طور هم زمان متعلق به هر دو گروه هستند و اکنون دانشمندان دریافته اند که سیارک مادر این شهاب سنگ دارای پوسته سنگی و هسته فلزی مایع است که احتمالاً یک میدان مغناطیسی قوی نیز ایجاد کرده است.

متداول ترین نوع شهاب سنگ، انواع سنگی آن است که در چرخه زندگی خود بدون ذوب شدن باقی می مانند. از طرف دیگر، شهاب سنگ های فلزی نشانی از ذوب شدن، خنک شدن و متراکم شدن به شکل تکه های فلزی جامد مدت ها قبل از ورود به زمین دارند.

نوعی از شهاب سنگ موسوم به "IIE" نیز وجود دارد که به نظر می رسد از هر دو نوع تشکیل شده است. یعنی هم دارای پوسته ای سنگی است و هم دارای فلز است که نشان از ذوب شدن دارد. از دهه ۱۹۶۰ میلادی تاکنون بیش از ۲۰ مورد از آنها کشف شده است و اکنون مشخص شده است که آنها از یک سیارک آمده اند که دارای یک هسته فلزی مایع بوده که در یک لایه بیرونی سنگی پیچیده شده بوده است.

محققان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) و دانشگاه شیکاگو برای این مطالعه جدید از این سوال آغاز کردند که آیا این ساختار می تواند یک میدان مغناطیسی ایجاد کند یا خیر؟ از این گذشته، میدان مغناطیسی زمین در هسته فلزی مایع در حال حرکت آن تولید می شود و تا محدوده بسیار بیشتری از پوسته بیرونی سنگی آن گسترش می یابد.

این تیم تحقیقاتی برای بررسی این موضوع تصمیم گرفت شواهد موجود در مواد معدنی این شهاب سنگ های IIE را کشف کند. به همان روشی که سوزن قطب نما در کره زمین همیشه شمال را نشانه می رود، الکترون های موجود در دانه های معدنی موجود در این شهاب سنگ ها نیز در حضور میدان مغناطیسی تمایل به تراز شدن در یک جهت دارند.

بنابراین محققان از لیزر "منبع نور مستقیم ALS" برای بررسی این موضوع استفاده کردند. این پرتوی لیزر قدرتمند، اشعه ایکس تولید می کند که می تواند جهت مغناطیسی مواد معدنی را در مقیاس نانو تعیین کند و مشاهده شد که الکترون های موجود در تعدادی از این دانه های معدنی در یک جهت تراز شدند.

این تیم به این نتیجه رسید که میدان مغناطیسی سیارک مادر قدرتی مشابه با میدان مغناطیسی کره زمین داشته است و توسط یک هسته فلزی مایع که وسعت آن چند ۱۰ کیلومتر بوده ایجاد شده است.

شبیه سازی ها نشان می دهد که یک شیء با چنین ساختار پیچیده ای میلیون ها سال طول می کشیده است تا در اوایل تشکیل منظومه شمسی شکل بگیرد و در این زمان، تجربه چندین برخورد باعث شده تا مواد معدنی به هسته مایع آن نفوذ کنند. 

سیارک‌ها یا اختروارها(Asteroid) اجسام کوچکی هستند که از سنگ یا فلز یا سنگ و فلز ساخته شده‌اند. سیارک‌ها معمولاً اجسام نامنظمی هستند و بر گرد خورشید حرکت می‌کنند. میلیون‌ها سیارک در منظومه خورشیدی ما وجود دارند. بسیاری از آن‌ها میان مدار مریخ و مدار مشتری قرار گرفته‌اند و گرد خورشید می‌گردند. دسته‌ای دیگر از آن‌ها در مکان‌های دیگر منظومه خورشیدی یافت می‌شوند. به نظر می‌رسد علت اینکه اغلب آن‌ها در فاصله مریخ و مشتری دیده می‌شوند این است که احتمالاً در مدار بین این دو سیاره، سیاره دیگری نیز وجود داشته‌ است که به علت گرانش شدید مشتری متلاشی شده‌ است و سیارک‌ها پدید آمده باشند.

یک شهاب‌سنگ یا سنگ آسمانی(Meteorite) تکه جامد بازمانده از جرم‌هایی مانند یک دنباله‌دار، سیارک یا شهاب‌واره است که در اصل در فضای بیرونی ساخته شده و توانسته پس از گذر از جو و تاب آوردن بازخورد این گذر، بر روی سطح زمین یا یک سیاره دیگر فرود آید. هنگامی که جرمی به درون جو می‌آید، عوامل گوناگونی مانند اصطکاک، فشار و برهمکنش شیمیایی با گازهای اتمسفری، مایه گرم شدن جرم و پراکندگی آن انرژی می‌شوند. این جرم سپس به یک شهاب‌واره دگرگون می‌شود و برای زمان کوتاهی یک آذرگوی را می‌سازد که همچنین با نام یک ستاره سرنگون شونده (شهاب ثاقب) دیده و شناخته می‌شود. اخترشناسان نمونه‌های درخشان این پدیده را آذرگوی می‌نامند. شهاب‌سنگ‌هایی که بازتاب جو زمین را تاب آورده‌اند، اندازه‌های بسیار گوناگونی دارند. برای زمین‌شناسان، یک آذرگوی شهاب‌سنگی است که به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند یک دهانه برخوردی درست کند. روزانه حدود ۵۰ تن شهاب‌سنگ به درون جو زمین می‌آید و بیشتر آن‌ها در لایه میان سپهر (مزوسفر) تبخیر می‌شوند.

شهاب‌سنگ‌ها بیشتر از سنگ و فلز ساخته شده‌اند. این اجرام هنگامی که به درون جو زمین می‌آیند، از روی پهنای زیادشان از جو می‌گذرند و دهانه‌ها و پستی و بلندی‌های گوناگونی را از خود بر جای می‌گذارند. ارزش بررسی شهاب سنگ‌ها برای یافتن زمان پیدایش زمین، منظومه شمسی و در نهایت یافتن زمان پدید آمدن همگی کیهان نهفته ‌است. همچنین می‌توان از آن‌ها برای یافتن ساختار شیمیایی بخش‌های گوناگون سیاره زمین و سایر سیاره‌های سنگی بهره برد. فرآیندهایی را که مایه ساخت این سیاره‌ها شده‌اند و حتی فرآیندهای ساخت هسته، پوسته نخستین، فرآیند جداسازی عنصری در گوشته آغازین که فرآیند ارزشمندی چون پیدایش زندگی است به خوبی بررسی کرد. با بررسی شهاب سنگ‌های فلزی(آهنی) و بررسی‌های لرزه‌نگاری بود که دانشمندان تا اندازه ای ساختار هسته زمین را ارزیابی و اندازه‌گیری کردند.

محققان می گویند دشوار است که بگوییم این اجرام سنگی که دارای هسته های فلزی مایع هستند، در کیهان، رایج یا نادر هستند، اما مطالعات آینده می تواند کمربند سیارکی را برای دریافت این موضوع بررسی کند.

این تحقیق در مجله Science Advances منتشر شده است.