據(jù)外媒報道，一項新研究反駁了關(guān)于水星有一個相對于地幔(行星的核心和地殼之間的層)的大內(nèi)核的普遍假設(shè)。幾十年來，科學(xué)家們一直認為，在太陽系形成過程中，水星跟其他天體的碰撞吹走了水星的大部分巖石地幔并留下了內(nèi)部巨大、密集的金屬核。但新研究表明，碰撞并非罪魁禍首--太陽的磁力才是罪魁禍首。

馬里蘭大學(xué)的地質(zhì)學(xué)教授William McDonough和日本東北大學(xué)的Takashi Yoshizaki建立了一個模型，該模型展示了巖石行星內(nèi)核的密度、質(zhì)量和鐵含量受其跟太陽磁場距離的影響。描述該模型的論文于2021年7月2日發(fā)表在《Progress in Earth and Planetary》上。

“太陽系的四顆內(nèi)行星--水星、金星、地球和火星--是由不同比例的金屬和巖石組成的，”McDonough指出，“隨著行星離太陽越來越遠，地核中的金屬含量會下降，這是一個梯度。我們的論文通過展示在早期形成的太陽系中原材料的分布是由太陽磁場控制的解釋了這是如何發(fā)生的。”

McDonough此前曾開發(fā)過一個地球組成的模型--用來幫助行星學(xué)家確定系外行星組成的常用模型。

McDonough的新模型則展示了年輕的太陽在太陽系早期形成過程中被一團旋轉(zhuǎn)的塵埃和氣體所包圍、鐵顆粒被太陽磁場吸引到中心的景象。當行星開始由塵埃和氣體團塊形成時，離太陽較近的行星在其核心中吸收的鐵比離太陽較遠的行星多。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在一顆巖石行星的核心中，鐵的密度和比例跟行星形成過程中圍繞太陽的磁場強度有關(guān)。他們的新研究表明，在未來試圖描述巖石行星的組成時應(yīng)該考慮到磁性因素。

行星核心的組成對于維持生命的可能性非常重要。如在地球上，一個熔化的鐵芯創(chuàng)造了一個磁層以保護地球免受致癌宇宙射線的傷害。地核還含有地球上的大部分磷，磷是維持碳基生命的重要營養(yǎng)物質(zhì)。

McDonough利用現(xiàn)有的行星形成模型確定了氣體和塵埃在太陽系形成過程中被吸入中心的速度。他將太陽形成時產(chǎn)生的磁場考慮在內(nèi)并計算出磁場如何吸引鐵穿過塵埃和氣體云。

當早期的太陽系開始冷卻時，沒有被吸入太陽的塵埃和氣體開始聚集在一起。由于離太陽更近的團塊會暴露在更強的磁場中，所以比離太陽更遠的團塊含有更多的鐵。當這些團塊合并并冷卻成旋轉(zhuǎn)的行星時，引力將鐵吸進了它們的核心。

當McDonough將這個模型納入到行星形成的計算中，它揭示了金屬含量和密度的梯度，這跟科學(xué)家對太陽系行星的了解完全相符。水星的金屬內(nèi)核約占其質(zhì)量的3/4。地球和金星的地核只有其質(zhì)量的1/3左右，而最外層的巖石行星火星的地核只有其質(zhì)量的1/4左右。

這種對磁性在行星形成過程中所起作用的新認識給系外行星的研究帶來了麻煩，因為目前還沒有方法從地球上的觀測來確定恒星的磁性。科學(xué)家根據(jù)太陽輻射的光譜推斷出一顆系外行星的組成。一顆恒星中不同的元素會發(fā)射出不同波長的輻射，所以通過測量這些波長，我們能知道這顆恒星及它周圍的行星是由什么組成的。

McDonough說道：“你不能再只是說，‘哦，一顆恒星的組成是這樣的，所以它周圍的行星一定是這樣的。’現(xiàn)在你不得不說，‘根據(jù)太陽系早期恒星的磁性，每顆行星都或多或少含有鐵。’”

接下來，科學(xué)家們將尋找另一個像我們一樣的行星系統(tǒng)--一個由巖石行星組成的、距離中心太陽很遠的行星系統(tǒng)。如果這些行星的密度隨著它們從太陽向外輻射而下降，就像在我們的太陽系那樣，研究人員可以證實這個新理論并推斷磁場影響了行星的形成。

關(guān)鍵詞： 水星 鐵質(zhì)內(nèi)核 太陽 普遍假設(shè)