Skąd pochodzą tajemnicze żelazne meteoryty?

Żelazne meteoryty z grupy IEE zachowują ślady pola magnetycznego, które dawniej tworzyło płynne jądro ich ciała macierzystego. Meteoryty spadające na naszą planetę to fragmenty dawnych ciał, które powstały we wczesnym Układzie Słonecznym i nie zostały uwzględnione w składzie planet ani innych dużych obiektów.

Najpowszechniejsze meteoryty – chondryty – praktycznie nie różnią się składem od Słońca (z wyjątkiem wodoru i helu), ich substancja nie przetrwała nawet topnienia i zestalenia, pozostając praktycznie niezmienioną przez miliardy lat. W przeciwieństwie do tego achondryty uległy stopieniu i są bliskie ziemskim bazaltom.

Istnieją również żelazne meteoryty, które mogły powstać z magmy i prawdopodobnie z metalowego rdzenia dawnego ciała. Wystarczy, żeby było masywne i przeszło zróżnicowanie – podział na warstwy strukturalne: skorupową, płaszczową i rdzeniową. A żelazne meteoryty należące do rzadkiej grupy IEE zawierają mieszaninę zarówno stopionych, jak i niestopionych minerałów oraz, oczywiście, żelazo.

Uważa się, że ich źródłem jest duża asteroida Hebe. Jej skład mineralny i izotopowy pokrywa się z wieloma chondrytami i meteorytami IEE znajdowanymi na Ziemi (niektóre z nich zawierają nawet wodę i substancje organiczne). Zakłada się, że u zarania swojego istnienia było to zróżnicowane ciało ze skorupą, płaszczem i rdzeniem – planetozymalem, „embrionem”, któremu nie udało się wyrosnąć na pełnoprawną planetę. Co więcej, rdzeń może być płynny, a nawet generować pole magnetyczne podobne do obserwowanego na Ziemi. Zostało to przedstawione w nowym artykule opublikowanym w czasopiśmie "Science Advances". 

Zespół profesora MIT Benjamina Weissa wykorzystał promieniowanie rentgenowskie synchrotronu z akceleratora BNL do zbadania namagnesowania cząstek żelaza w próbkach meteorytów IEE. Rzeczywiście, wiele z nich zachowało ogólną orientację, którą otrzymały, gdy były jeszcze w stanie stopienia.

Zdaniem naukowców siła początkowego pola magnetycznego może sięgać kilkudziesięciu mikrotesli, co jest porównywalne z globalnym polem magnetycznym Ziemi. Aby stworzyć takie pole, półpłynny rdzeń musiał mieć średnicę co najmniej kilkudziesięciu kilometrów. Meteoryty IEE mogły powstać z materii, która zastygła pod wpływem jej pola magnetycznego.

Modelowanie przeprowadzone przez autorów potwierdziło, że planetozymal z płynnym rdzeniem może przetrwać zderzenia, które wyrzuciły część bogatego w żelazo materiału z jądra bliżej powierzchni. Tutaj mógł zamarznąć, a cząstki żelaza zostały ustawione wzdłuż linii pola magnetycznego. Wtedy mogło minąć wiele milionów, a nawet miliardów lat: planetozymal nie stał się planetą i nie ochłodził się, jego jądro zamarzło i przestało tworzyć pole magnetyczne. Jednak przypadkowe uderzenia nadal wytrącają z niego fragmenty, spadające na Ziemię w postaci rzadkich meteorytów żelaznych z grupy IEE.