Meteoritos magnéticos podrían explicarnos cómo se formó el sistema solar
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Según una nueva investigación, el campo magnético del Sol contribuyó en el pasado a la formación de planetas y asteroides en el sistema solar exterior, y aunque los astrónomos han estudiado la capacidad para congregar materia cerca del Sol, nuestra comprensión de su fuerza se vuelve confusa más allá de algún punto entre Júpiter y Saturno.
Para investigar el papel del campo magnético en regiones más remotas, los investigadores examinaron las propiedades magnéticas remanentes de tres meteoritos antiguos y partículas de un asteroide, con la esperanza de descubrir la presencia de una firma magnética de su formación.
“Fue un poco alocado que tuviéramos en nuestras manos material que tiene miles de millones de años”, dijo el científico planetario Elias Mansbach, ex investigador postdoctoral en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y autor principal del estudio. “Pero esas muestras en realidad conservan algunas de las huellas del campo magnético del sistema solar primitivo”.
Mansbach y sus colegas descubrieron tenues rastros de esa huella en las muestras, que han estado viajando por el sistema solar desde el comienzo. Los resultados indicaron que el poder del antiguo campo magnético para arrear materia podría haberse extendido hasta Neptuno. El equipo publicó sus hallazgos el mes pasado en AGU Advances y fue presentado el 12 de diciembre en la Reunión Anual de Otoño 2024 de la AGU en Washington, D.C.
Muestras del pasado lejano #
Para retroceder en el tiempo hasta la formación de nuestro sistema solar se necesita un conjunto especial de elementos. Una de las muestras que analizó el equipo procedía del asteroide Ryugu, una roca primitiva rica en carbono. La misión japonesa Hayabusa2 recogió muestras de Ryugu y las trajo a la Tierra en 2020.
De hecho, Ryugu orbita alrededor del Sol no muy lejos de la órbita de la Tierra, pero los análisis geoquímicos de las muestras recuperadas sugieren que su cuerpo original se formó en el sistema solar exterior.
Las otras tres muestras analizadas por el equipo cayeron a la Tierra desde el espacio: el meteorito del lago Tagish, recogido de la superficie helada de un lago en la Columbia Británica en el año 2000; el meteorito de Wisconsin Range, hallado en la Antártida en 1991; y el meteorito Tarda, que cayó en Marruecos en 2020. Sus espectros infrarrojos son similares a los de los asteroides de tipo D, un grupo que se cree que se originó en los confines del sistema solar. Los meteoritos también tienen una gran abundancia de granos interestelares, otra característica de los objetos del sistema solar exterior. Cada uno de estos restos frágiles y oscuros tiene unos 4.500 millones de años, lo que coincide con las mejores estimaciones sobre el origen del sistema solar, y su química revela que no han cambiado mucho desde que se formaron.
Mansbach, que ahora es investigador postdoctoral en la Universidad de Cambridge, y sus colegas seleccionaron pistas preservadas de esta época crítica mediante un proceso de laboratorio llamado desmagnetización. Al barrer campos magnéticos de fuerza creciente de un lado a otro de las muestras, los investigadores restablecieron de manera efectiva las propiedades magnéticas de las muestras, de manera muy similar a borrar una grabación mediante la aplicación de un campo magnético alterno. Una muestra con una fuerte huella del antiguo sistema solar es más difícil de borrar, mientras que un campo magnético más débil se restablece más fácilmente.
Basándose principalmente en la muestra de Wisconsin Range, el equipo descubrió que el campo magnético del sistema solar primitivo tenía una intensidad de aproximadamente 5 microteslas, aproximadamente la intensidad del campo magnético producido por un electrodoméstico como una licuadora o un secador de pelo.
Al principio, Mansbach se sintió decepcionado al descubrir estos rastros débiles. Sin embargo, él y sus colegas creen que incluso un campo magnético relativamente débil podría proporcionar suficiente impulso para que la materia se fusionara en cuerpos más grandes a través del proceso físico de agrupamiento llamado acreción.
“Esperamos que la intensidad del campo disminuya a medida que nos alejamos del Sol”, dijo Mansbach. “Estos resultados no sólo se ajustan bien a lo que esperaríamos ver en función de [las mediciones tomadas en] el sistema solar interior, sino que también son lo suficientemente fuertes como para impulsar la acreción a tasas similares”.
Desenterrando más detalles #
Mientras los investigadores continúan desentrañando la línea de tiempo más antigua de nuestro sistema solar, estos resultados subrayan la importancia de misiones de retorno de muestras como Hayabusa2 o del asteroide Bennu, a través de la misión OSIRIS-REx.
“Necesitamos analizar más muestras, y este trabajo es un argumento a favor de más misiones de retorno de muestras”, dijo Cauê Borlina, un científico planetario de la Universidad Purdue en West Lafayette, Indiana, que no participó en la investigación. Mansbach estuvo de acuerdo. Al igual que Ryugu, otros objetos que ahora están cerca de la Tierra pueden haber comenzado sus viajes en regiones lejanas, lo que ofrece más información sobre la huella magnética dejada por el sistema solar infantil.
Borlina también está interesado en ver cómo los estudios futuros profundizarán en la cuestión de cuándo las muestras recibieron sus sellos magnéticos, una brecha de investigación que el equipo espera completar. Con un modelo más detallado para el momento de la evolución de cada muestra, la investigación en curso podría pintar una imagen mucho más vívida de los primeros momentos del sistema solar.
—Jenna Ahart (@jennaahart.bsky.social), Science Writer
Citation: Ahart, J. (2024), Magnetic meteorites may explain how the solar system assembled, Eos, 105, https://doi.org/10.1029/2024EO240574. Published on 12 December 2024. Text © 2024. The authors. CC BY-NC-ND 3.0 Except where otherwise noted, images are subject to copyright. Any reuse without express permission from the copyright owner is prohibited.
English version #
Magnetic Meteorites May Explain How the Solar System Assembled #
The Sun’s magnetic field once helped clump cosmic gas and dust together to birth planets and asteroids in the outer solar system, according to new research. Though astronomers have studied the field’s ability to coalesce matter close to the Sun, our understanding of its strength becomes hazy past somewhere between Jupiter and Saturn.
On an article on AGU, signed by Jenna Ahart we can read that to investigate the magnetic field’s role in more remote regions, researchers examined the remnant magnetic properties of three ancient meteorites and particles from an asteroid, hoping to uncover a leftover magnetic signature from their formation.
“It’s a little bit crazy that we were holding stuff that’s billions of years old,” said planetary scientist Elias Mansbach, formerly a postdoctoral scholar at the Massachusetts Institute of Technology, lead author of the study. “But those samples actually retain some of the magnetic field’s imprints from the early solar system.”
Mansbach and his colleagues discovered faint traces of that imprint on the samples, which have been traveling through the solar system since its inception. The results indicated that the ancient magnetic field’s power for herding matter could have spanned all the way to Neptune. The team published their results last month in AGU Advances and presented them on 12 December at AGU’s Annual Meeting 2024 in Washington, D.C.
Samples from the Distant Past #
A special set of supplies is required to rewind time to the solar system’s formation. One of the samples the team analyzed came from asteroid Ryugu, a primitive carbon-rich boulder. The Japanese mission Hayabusa2 collected samples from Ryugu and returned them to Earth in 2020.
Ryugu currently orbits the Sun not far from Earth’s orbit, but geochemical analyses of returned samples suggest that its parent body formed in the outer solar system.
The team’s three other samples fell to Earth from space: the Tagish Lake meteorite, collected from the frozen surface of a lake in British Columbia in 2000; the Wisconsin Range meteorite, found in Antarctica in 1991; and the Tarda meteorite, which fell in Morocco in 2020. Their infrared spectra are similar to those of D-type asteroids, a group thought to have originated in the outer reaches of the solar system. The meteorites also have high abundances of interstellar grains, another feature of outer solar system objects. Each of these fragile, dark remnants is about 4.5 billion years old, aligning with the best estimates for the solar system’s origin, and their chemistry reveals that they haven’t changed much since they formed.
Mansbach, now a postdoctoral researcher at the University of Cambridge, and his colleagues sifted out preserved clues from this critical epoch using a laboratory process called demagnetization. By sweeping magnetic fields of increasing strength back and forth across the samples, researchers effectively reset the samples’ magnetic properties—much like erasing a tape recording by applying an alternating magnetic field. A sample with a strong imprint from the ancient solar system is more stubborn to erase, whereas a weaker magnetic field resets more easily.
Primarily on the basis of the Wisconsin Range sample, the team found that the early solar system’s magnetic field had a strength of roughly 5 microteslas—about the strength of the magnetic field produced by a household appliance such as a blender or hair dryer.
Initially, Mansbach was disappointed to unveil these faint traces. However, he and his colleagues think even a relatively weak magnetic field could still provide ample momentum for matter to coalesce into larger bodies through the physical clumping process called accretion.
“We’d expect the field strength to decrease as we get farther away from the Sun,” Mansbach said. “Not only do these results fit well within what we’d expect to see based on [measurements taken from] the inner solar system, but they’re also strong enough to drive accretion at similar rates.”
Digging Up More Details #
As researchers continue untangling the earliest timeline of our solar system, these results underscore the importance of sample return missions like Hayabusa2.
“We need to look at more samples, and this work is an argument for more sample return missions,” said Cauê Borlina, a planetary scientist at Purdue University in West Lafayette, Ind., who was not involved in the research. Mansbach agreed. Like Ryugu, other objects that are now close to Earth may have begun their journeys in far-flung regions, offering more insight on the magnetic fingerprint left behind by the infant solar system.
—Jenna Ahart (@jennaahart.bsky.social), Science Writer
Citation: Ahart, J. (2024), Magnetic meteorites may explain how the solar system assembled, Eos, 105, https://doi.org/10.1029/2024EO240574. Published on 12 December 2024. Text © 2024. The authors. CC BY-NC-ND 3.0 Except where otherwise noted, images are subject to copyright. Any reuse without express permission from the copyright owner is prohibited.
