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星子发电机产生的早期与延长时期

地球与行星天体物理 2024-10-17 v4

摘要

星子在太阳系最初的几百万年内吸积形成,记录了原行星盘的条件,是行星形成过程的残余物。陨石古地磁记录为了解星子的热历史及其分化程度提供了关键见解。当前的范式将陨石古磁记录分为三个磁场产生时期:早期的星云场(CAI形成后 \lesssim5 Ma),随后是热发电机(CAI形成后 \sim5-34 Ma),接着是发电机产生的间隙期,之后才出现核心固结和成分发电机。这些时期是使用当前星子的热演化和发电机产生模型来定义的。在这里,我们基于改进的热演化模型(包含更真实的 mantle convection 参数化、非共晶核心固结以及核心中的放射性 60Fe^{60}Fe),证明这些时期并不像以前认为的那样截然不同。我们发现热发电机可以更早开始并持续更长时间。在核心中加入可观的 60Fe^{60}Fe 将发电机产生的开始时间提前到 CAI 形成后约 1-2 Ma,这与星云场的存在时间重叠。第二个发电机产生时期在核心固结开始之前就开始了,这表明该时期并非纯粹由成分驱动。星子半径是控制发电机产生强度和持续时间的主导因素,而参考黏度的选择可以将不同发电机产生时期之间的间隙扩大到 0-200 Ma。总体而言,星子性质的变化导致不同星子磁场产生机制的时间比以前认为的更加多变。这改变了我们能够从陨石古磁记录中获取的关于早期太阳系的信息。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.05147,
  title  = {Early and elongated epochs of planetesimal dynamo generation},
  author = {Hannah R. Sanderson and James F. J. Bryson and Claire I. O. Nichols},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.05147},
  year   = {2024}
}

备注

29 pages, 8 figures. Accepted for publication in Earth and Planetary Science Letters