గ్రహశకలం ధాన్యాలు బాహ్య సౌర వ్యవస్థ యొక్క మూలాలపై వెలుగునిస్తాయి

బలహీనమైన అయస్కాంత క్షేత్రం బృహస్పతి నుండి నెప్ట్యూన్ వరకు బాహ్య గ్రహ శరీరాలను ఏర్పరచడానికి పదార్థాన్ని లోపలికి లాగుతుంది.

సుదూర గ్రహశకలం నుండి వచ్చిన చిన్న ధాన్యాలు 4.6 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం సౌర వ్యవస్థ యొక్క సుదూర ప్రాంతాలను ఆకృతి చేసిన అయస్కాంత శక్తులకు ఆధారాలను వెల్లడిస్తున్నాయి.

MIT మరియు ఇతర ప్రాంతాలలోని శాస్త్రవేత్తలు జపనీస్ ఏరోస్పేస్ ఎక్స్‌ప్లోరేషన్ ఏజెన్సీ (JAXA) యొక్క హయబుసా2 మిషన్ ద్వారా సేకరించి 2020లో భూమిపైకి తీసుకువచ్చిన గ్రహశకలం Ryugu యొక్క కణాలను విశ్లేషించారు. శాస్త్రవేత్తలు Ryugu వలస వెళ్ళే ముందు ప్రారంభ సౌర వ్యవస్థ శివార్లలో ఏర్పడిందని భావిస్తున్నారు. ఆస్టరాయిడ్ బెల్ట్ వైపు, చివరికి భూమి మరియు మార్స్ మధ్య కక్ష్యలో స్థిరపడుతుంది.

గ్రహశకలం మొదట ఆకారంలోకి వచ్చినప్పుడు ఉన్న ఏదైనా పురాతన అయస్కాంత క్షేత్రానికి సంబంధించిన సంకేతాల కోసం బృందం Ryugu యొక్క కణాలను విశ్లేషించింది. అయస్కాంత క్షేత్రం ఉంటే, అది చాలా బలహీనంగా ఉండేదని వారి ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి. గరిష్టంగా, అటువంటి ఫీల్డ్ సుమారు 15 మైక్రోటెస్లాగా ఉండేది. (నేడు భూమి యొక్క స్వంత అయస్కాంత క్షేత్రం దాదాపు 50 మైక్రోటెస్లా.)

అయినప్పటికీ, శాస్త్రవేత్తలు అంచనా ప్రకారం, అటువంటి తక్కువ-స్థాయి క్షేత్ర తీవ్రత ఆదిమ వాయువు మరియు ధూళిని కలిపి బాహ్య సౌర వ్యవస్థ యొక్క గ్రహశకలాలను ఏర్పరుస్తుంది మరియు బృహస్పతి నుండి నెప్ట్యూన్ వరకు భారీ గ్రహాల నిర్మాణంలో పాత్ర పోషిస్తుంది.

ఈ రోజు పత్రికలో ప్రచురించబడిన బృందం ఫలితాలు AGU అడ్వాన్సెస్సుదూర సౌర వ్యవస్థ బలహీనమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని కలిగి ఉందని మొదటిసారి చూపిస్తుంది. భూమి మరియు భూగోళ గ్రహాలు ఏర్పడిన అంతర్గత సౌర వ్యవస్థను అయస్కాంత క్షేత్రం ఆకృతి చేసిందని శాస్త్రవేత్తలకు తెలుసు. కానీ అటువంటి అయస్కాంత ప్రభావం ఇప్పటి వరకు మరింత మారుమూల ప్రాంతాలకు విస్తరించిందా అనేది అస్పష్టంగా ఉంది.

“మనం ఇప్పుడు చూసిన ప్రతిచోటా, సూర్యుడు మరియు గ్రహాలు ఏర్పడే చోటికి ద్రవ్యరాశిని తీసుకురావడానికి కారణమైన అయస్కాంత క్షేత్రం ఉందని మేము చూపిస్తున్నాము” అని అధ్యయన రచయిత బెంజమిన్ వీస్ చెప్పారు, రాబర్ట్ ఆర్. ష్రాక్ ఆఫ్ ఎర్త్ ప్రొఫెసర్ మరియు MITలో ప్లానెటరీ సైన్సెస్. “ఇది ఇప్పుడు బాహ్య సౌర వ్యవస్థ గ్రహాలకు వర్తిస్తుంది.”

అధ్యయనం యొక్క ప్రధాన రచయిత ఎలియాస్ మాన్స్‌బాచ్ PhD ’24, అతను ఇప్పుడు కేంబ్రిడ్జ్ విశ్వవిద్యాలయంలో పోస్ట్‌డాక్. MIT సహ రచయితలలో ఎడ్వర్డో లిమా, సవేరియో కాంబియోని మరియు జోడీ రీమ్‌లతో పాటు కాల్‌టెక్‌కి చెందిన మైఖేల్ సోవెల్ మరియు జోసెఫ్ కిర్ష్‌వింక్, హార్వర్డ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన రోజర్ ఫూ, సింఘువా విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన జు-నింగ్ బాయి, చిసాటో అనాయ్ మరియు కొచ్చి అడ్వాన్స్‌డ్ మెరైన్ కోర్‌కి చెందిన అట్సుకో కోబయాషి ఉన్నారు. రీసెర్చ్ ఇన్స్టిట్యూట్, మరియు టోక్యో ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీకి చెందిన హిరోనోరి హిడాకా.

దూరంగా ఉన్న మైదానం

సుమారు 4.6 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం, సౌర వ్యవస్థ ఇంటర్స్టెల్లార్ వాయువు మరియు ధూళి యొక్క దట్టమైన మేఘం నుండి ఏర్పడింది, ఇది పదార్థం యొక్క స్విర్లింగ్ డిస్క్‌గా కూలిపోయింది. ఈ పదార్ధం చాలా వరకు డిస్క్ మధ్యలో గురుత్వాకర్షణ చెంది సూర్యుడిని ఏర్పరుస్తుంది. మిగిలిన బిట్‌లు స్విర్లింగ్, అయనీకరణం చేయబడిన వాయువు యొక్క సౌర నిహారికను ఏర్పరుస్తాయి. కొత్తగా ఏర్పడిన సూర్యుడు మరియు అయనీకరణం చేయబడిన డిస్క్ మధ్య పరస్పర చర్యలు నిహారిక గుండా ఒక అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేశాయని శాస్త్రవేత్తలు అనుమానిస్తున్నారు.

“ఈ నెబ్యులార్ ఫీల్డ్ సౌర వ్యవస్థ ఏర్పడిన 3 నుండి 4 మిలియన్ సంవత్సరాల తర్వాత కనుమరుగైంది మరియు ప్రారంభ గ్రహాల నిర్మాణంలో ఇది ఎలా పాత్ర పోషించిందో మేము ఆకర్షితులమయ్యాము” అని మాన్స్‌బాచ్ చెప్పారు.

సౌర వ్యవస్థ అంతటా అయస్కాంత క్షేత్రం ఉందని శాస్త్రవేత్తలు గతంలో నిర్ధారించారు – సూర్యుడి నుండి దాదాపు 7 ఖగోళ యూనిట్ల (AU) వరకు విస్తరించి ఉన్న ప్రాంతం, ఈ రోజు బృహస్పతి ఉన్న ప్రదేశం వరకు. (ఒక AU అంటే సూర్యుడు మరియు భూమి మధ్య దూరం.) ఈ అంతర్గత నెబ్యులార్ ఫీల్డ్ యొక్క తీవ్రత 50 నుండి 200 మైక్రోటెస్లా మధ్య ఉంటుంది మరియు ఇది అంతర్గత భూగోళ గ్రహాల ఏర్పాటుపై ప్రభావం చూపుతుంది. ప్రారంభ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ఇటువంటి అంచనాలు భూమిపై పడిన ఉల్కలపై ఆధారపడి ఉంటాయి మరియు అంతర్గత నెబ్యులాలో ఉద్భవించాయని భావిస్తున్నారు.

“కానీ ఈ అయస్కాంత క్షేత్రం ఎంతవరకు విస్తరించింది మరియు మరింత దూర ప్రాంతాలలో ఇది ఏ పాత్ర పోషించింది అనేది ఇప్పటికీ అనిశ్చితంగా ఉంది, ఎందుకంటే బాహ్య సౌర వ్యవస్థ గురించి మాకు చెప్పగల అనేక నమూనాలు లేవు” అని మాన్స్‌బాచ్ చెప్పారు.

టేప్ రివైండ్ చేస్తోంది

7 AU దాటి, ప్రారంభ బాహ్య సౌర వ్యవస్థలో ఏర్పడినట్లు భావించే గ్రహశకలం Ryuguతో బాహ్య సౌర వ్యవస్థ నుండి నమూనాలను విశ్లేషించడానికి బృందానికి అవకాశం లభించింది మరియు చివరికి భూమికి సమీపంలోని కక్ష్యలోకి తీసుకురాబడింది. డిసెంబర్ 2020లో, JAXA యొక్క Hayabusa2 మిషన్ గ్రహశకలం యొక్క నమూనాలను భూమికి తిరిగి అందించింది, శాస్త్రవేత్తలకు ప్రారంభ దూర సౌర వ్యవస్థ యొక్క సంభావ్య అవశేషాలను మొదటిసారిగా అందించింది.

పరిశోధకులు తిరిగి వచ్చిన నమూనాల యొక్క అనేక ధాన్యాలను పొందారు, ఒక్కొక్కటి ఒక మిల్లీమీటర్ పరిమాణంలో ఉంటాయి. వారు కణాలను మాగ్నెటోమీటర్‌లో ఉంచారు – వీస్ ల్యాబ్‌లోని పరికరం, ఇది నమూనా యొక్క అయస్కాంతీకరణ యొక్క బలం మరియు దిశను కొలుస్తుంది. వారు ప్రతి నమూనాను క్రమంగా డీమాగ్నెటైజ్ చేయడానికి ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేస్తారు.

“టేప్ రికార్డర్ లాగా, మేము నమూనా యొక్క మాగ్నెటిక్ రికార్డ్‌ను నెమ్మదిగా రివైండ్ చేస్తున్నాము” అని మాన్స్‌బాచ్ వివరించాడు. “అది అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఏర్పడిందో లేదో చెప్పే స్థిరమైన పోకడల కోసం మేము చూస్తాము.”

నమూనాలు సంరక్షించబడిన అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క స్పష్టమైన సంకేతాన్ని కలిగి లేవని వారు నిర్ధారించారు. గ్రహశకలం మొదట ఏర్పడిన బాహ్య సౌర వ్యవస్థలో నెబ్యులార్ ఫీల్డ్ లేదని లేదా ఆ క్షేత్రం చాలా బలహీనంగా ఉందని, అది గ్రహశకలం యొక్క ధాన్యాలలో నమోదు చేయబడలేదని ఇది సూచిస్తుంది. రెండోది జరిగితే, అటువంటి బలహీనమైన ఫీల్డ్ తీవ్రత 15 మైక్రోటెస్లా కంటే ఎక్కువ ఉండదని బృందం అంచనా వేసింది.

పరిశోధకులు గతంలో అధ్యయనం చేసిన ఉల్కల నుండి డేటాను కూడా పునఃపరిశీలించారు. వారు ప్రత్యేకంగా “సమూహం చేయని కార్బోనేషియస్ కొండ్రైట్‌లు” – దూర సౌర వ్యవస్థలో ఏర్పడిన లక్షణాలను కలిగి ఉన్న ఉల్కలను చూశారు. సౌర నిహారిక అదృశ్యం కావడానికి ముందు నమూనాలు ఏర్పడేంత పాతవి కావని శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేశారు. నమూనాలను కలిగి ఉన్న ఏదైనా అయస్కాంత క్షేత్రం నెబ్యులార్ ఫీల్డ్‌ను ప్రతిబింబించదు. కానీ మాన్స్‌బాచ్ మరియు అతని సహచరులు నిశితంగా పరిశీలించాలని నిర్ణయించుకున్నారు.

“మేము ఈ నమూనాల వయస్సును తిరిగి విశ్లేషించాము మరియు అవి గతంలో అనుకున్నదానికంటే సౌర వ్యవస్థ ప్రారంభానికి దగ్గరగా ఉన్నాయని కనుగొన్నాము” అని మాన్స్‌బాచ్ చెప్పారు. “ఈ నమూనాలు ఈ దూర, బయటి ప్రాంతంలో ఏర్పడ్డాయని మేము భావిస్తున్నాము. మరియు ఈ నమూనాలలో ఒకటి వాస్తవానికి దాదాపు 5 మైక్రోటెస్లా యొక్క సానుకూల ఫీల్డ్ డిటెక్షన్‌ను కలిగి ఉంది, ఇది గరిష్ట పరిమితి 15 మైక్రోటెస్లాకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.”

ఈ నవీకరించబడిన నమూనా, కొత్త Ryugu కణాలతో కలిపి, 7 AU దాటి బయటి సౌర వ్యవస్థ చాలా బలహీనమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని కలిగి ఉందని సూచిస్తుంది, అయినప్పటికీ అది బయటి గ్రహ శరీరాలను ఏర్పరచడానికి పొలిమేరల నుండి పదార్థాన్ని లాగడానికి తగినంత బలంగా ఉంది. నెప్ట్యూన్ నుండి బృహస్పతి.

“మీరు సూర్యుని నుండి మరింత దూరంలో ఉన్నప్పుడు, బలహీనమైన అయస్కాంత క్షేత్రం చాలా దూరం వెళుతుంది” అని వైస్ పేర్కొన్నాడు. “ఇది అక్కడ అంత బలంగా ఉండవలసిన అవసరం లేదని అంచనా వేయబడింది మరియు అదే మేము చూస్తున్నాము.”

NASA యొక్క OSIRIS-REx అంతరిక్ష నౌక ద్వారా సెప్టెంబరు 2023లో భూమికి బట్వాడా చేయబడిన మరొక సుదూర గ్రహశకలం, Bennu నుండి నమూనాలతో సుదూర నెబ్యులార్ ఫీల్డ్‌ల యొక్క మరిన్ని ఆధారాలను వెతకాలని బృందం యోచిస్తోంది.

“బెన్నూ చాలా Ryugu లాగా కనిపిస్తుంది, మరియు మేము ఆ నమూనాల నుండి మొదటి ఫలితాల కోసం ఆసక్తిగా ఎదురుచూస్తున్నాము” అని మాన్స్‌బాచ్ చెప్పారు.