Det kan virke alt annet enn umulig å bestemme hvordan solsystemet dannet seg, gitt at det skjedde for omtrent 4,5 milliarder år siden. Heldigvis er mye av ruskene som var til overs fra formasjonsprosessen fremdeles tilgjengelig i dag for studier, og sirkler rundt vårt solsystem i form av bergarter og rusk som noen ganger tar veien til Jorden.
Blant de mest nyttige delene av rusk er den eldste og minst endrede typen meteoritter, som er kjent som chondrites. De er for det meste bygget av små steinete korn, kalt kondriller, som knapt er en millimeter i diameter.
Og nå får forskere viktige ledetråder for hvordan det tidlige solsystemet utviklet seg, takket være ny forskning basert på de mest nøyaktige laboratoriemålingene som noen gang er gjort av magnetfeltene fanget i disse bittesmå kornene.
For å bryte den ned, er chondrite meteoritter biter av asteroider - brutt av ved kollisjoner - som har holdt seg relativt umodifiserte siden de dannet seg under fødselen av solsystemet. Chondrules de inneholder ble dannet når lapper av solnebula - støvskyer som omgir unge soler - ble oppvarmet over smeltepunktet for stein i timer eller til og med dager.
Støvet som ble fanget i disse "smelteevnen" ble smeltet ned i dråper smeltet stein, som deretter avkjølte og krystalliserte til kondruljer. Når kondrulene ble avkjølt, ble jernholdige mineraler i dem magnetisert av det lokale magnetfeltet i gassskyen. Disse magnetiske feltene er bevart i kondruljene helt frem til i dag.
Chondrule kornene hvis magnetiske felt ble kartlagt i den nye studien kom fra en meteoritt ved navn Semarkona - oppkalt etter byen i India hvor den falt i 1940.
Roger Fu fra MIT - arbeidet under Benjamin Weiss - var hovedforfatter av studien; med Steve Desch fra Arizona State University's School of Earth and Space Exploration tilknyttet som medforfatter.
I følge studien, som ble publisert denne uken i Vitenskap, målingene de samlet peker på sjokkbølger som reiser gjennom skyen av støvig gass rundt den nyfødte solen som en viktig faktor i dannelsen av solsystemet.
"Målingene gjort av Fu og Weiss er forbløffende og enestående," sier Steve Desch. "Ikke bare har de målt bittesmå magnetiske felt tusenvis av ganger svakere enn et kompass føler, de har kartlagt magnetfeltets variasjon registrert av meteoritten, millimeter for millimeter."
Forskerne fokuserte spesielt på de innebygde magnetfeltene fanget av "støvete" olivinkorn som inneholder rikelig med jernholdige mineraler. Disse hadde et magnetfelt på omtrent 54 mikrotesla, lik magnetfeltet på jordens overflate (som varierer fra 25 til 65 mikrotesla).
Tilfeldigvis antydet mange tidligere målinger av meteoritter også lignende feltstyrker. Men det er nå forstått at disse målingene oppdaget magnetiske mineraler som var forurenset av jordas eget magnetfelt, eller til og med fra håndmagneter som ble brukt av meteorittoppsamlerne.
"De nye eksperimentene," sier Desch, "sonderer magnetiske mineraler i kondruller som aldri ble målt før. De viser også at hver chondrule er magnetisert som en liten stangmagnet, men med ‘nord’ som peker i tilfeldige retninger. »
Dette viser, sier han, at de ble magnetiserte før de ble bygget inn i meteoritten, og ikke mens de satt på jordens overflate. Denne observasjonen, kombinert med tilstedeværelsen av sjokkbølger under tidlig soldannelse, maler et interessant bilde av den tidlige historien til vårt solsystem.
"Min modellering for oppvarmingshendelsene viser at sjokkbølger som passerer gjennom solnebulaen, er det som smeltet mest kondruljer," forklarer Desch. Avhengig av styrken og størrelsen på sjokkbølgen, kan det magnetiske bakgrunnsfeltet forsterkes med opptil 30 ganger. "Gitt den målte magnetfeltstyrken på omtrent 54 mikrotesla," la han til, "dette viser at bakgrunnsfeltet i tåken sannsynligvis var i området 5 til 50 mikrotesla."
Det er andre ideer for hvordan chondrules kan ha dannet seg, noen som involverer magnetiske fakler over solenheten eller passerer gjennom solens magnetiske felt. Men disse mekanismene krever sterkere magnetiske felt enn det som er målt i Semarkona-prøvene.
Dette forsterker ideen om at sjokk smeltet kondruljene i solnebulaen omtrent som stedet for dagens asteroidbelte, som ligger noen til fire ganger lenger fra solen enn jordens baner.
Desch sier: "Dette er den første virkelig nøyaktige og pålitelige målingen av magnetfeltet i gassen som planetene våre dannet seg fra."
