Los investigadores han desarrollado una técnica novedosa para investigar la dinámica del Sistema Solar primitivo mediante el análisis de magnetitas en meteoritos utilizando la naturaleza ondulatoria de los electrones.
Júpiter y un cometa se formaron en una fría región exterior del sistema solar primitivo. (Yuki Kimura, et al.)
Dentro de los meteoritos, los campos magnéticos asociados con las partículas que componen el objeto pueden actuar como un registro histórico. Al analizar tales campos magnéticos, los científicos pueden deducir los eventos probables que afectaron al objeto y reconstruir un lapso de tiempo de qué eventos ocurrieron en el meteorito y cuándo.
“Los meteoritos primitivos son cápsulas de tiempo de materiales primordiales formados al comienzo de nuestro Sistema Solar”, dijo Yuki Kimura, profesor asociado en el Instituto de Ciencias de Baja Temperatura de la Universidad de Hokkaido en Japón que dirigió el estudio. “Para comprender la historia física y química del Sistema Solar, es fundamental analizar varios tipos de meteoritos con diferentes orígenes”.
Si bien hay muchos meteoritos disponibles para su estudio aquí en la Tierra, la mayoría de ellos se originaron en el cinturón de asteroides, entre Marte y Júpiter. Estas muestras se utilizan para estudiar cómo era el Sistema Solar primitivo. Sin embargo, se vuelve difícil reconstruir los eventos que ocurrieron más lejos en el Sistema Solar, mucho más allá del cinturón de asteroides.
Aquí es donde el equipo de investigación dio grandes pasos en la comprensión de la dinámica del Sistema Solar exterior poco después de la formación del sistema. El artículo, publicado en The Astrophysical Journal Letters , detalla una técnica novedosa para estudiar la magnetización remanente de partículas en el meteorito del lago Tagish, que se cree que se formó en el frío sistema solar exterior.
La nueva técnica para analizar campos magnéticos revela eventos que ocurrieron en el meteorito del lago Tagish. Imagen de microscopio electrónico (izquierda), una imagen de distribución de flujo magnético (centro) y una imagen de mapa de rueda de colores (derecha) de partículas de magnetita del meteorito del lago Tagish. Las flechas rojas y las flechas blancas indican las direcciones de los vectores de magnetización y la dirección de la magnetización, respectivamente. (Yuki Kimura, et al., The Astrophysical Journal Letters , 11 de agosto de 2021).
Usando la técnica, junto con la simulación numérica, el equipo mostró que el cuerpo padre del meteorito del lago Tagish se formó en el Cinturón de Kuiper, una región en el Sistema Solar exterior, en algún momento alrededor de 3 millones de años después de que se formaran los primeros minerales del Sistema Solar. Luego se trasladó a la órbita del cinturón de asteroides como resultado de la formación de Júpiter. La magnetita se formó cuando el cuerpo original se calentó a aproximadamente 250 ° C por calentamiento radiogénico y un impacto energético que se cree que ocurrió durante el tránsito del cuerpo desde el cinturón de Kuiper al cinturón de asteroides.
“Nuestros resultados nos ayudan a inferir la dinámica temprana de los cuerpos del Sistema Solar que ocurrió varios millones de años después de la formación del Sistema Solar, e implican una formación altamente eficiente de los cuerpos externos del Sistema Solar, incluido Júpiter”, dice Kimura.
La nueva técnica, llamada “holografía electrónica paleomagnética a escala nanométrica”, implica el uso de la naturaleza ondulatoria de los electrones para examinar sus patrones de interferencia, conocidos como holograma, para extraer información de alta resolución de la estructura de los meteoritos. Esta técnica de alta resolución agrega otra herramienta crucial a la caja de herramientas de los investigadores que trabajan para comprender la dinámica temprana de todo el Sistema Solar.
Armados con su nueva técnica, el equipo espera aplicarla a más muestras, incluidas muestras de un asteroide que todavía está en órbita alrededor del Sol, llamado Ryugu. Kimura detalló su plan de investigación en curso: “Estamos analizando las muestras que Hayabusa 2 trajo del asteroide Ryugu. Nuestro método paleomagnético a escala nanométrica revelará una historia detallada de los inicios del Sistema Solar “.
Artículo original:
Yuki Kimura, Kazuo Yamamoto, Shigeru Wakita. La holografía electrónica revela la dinámica planetaria temprana del Sistema Solar. The Astrophysical Journal Letters (ApJL) , 11 de agosto de 2021.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac13a8
Fuente: Universidad de Hokkaido
