Tampaknya mustahil untuk menentukan bagaimana Tata Surya terbentuk, mengingat bahwa itu terjadi sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu. Untungnya, banyak puing-puing yang tersisa dari proses pembentukan masih tersedia hari ini untuk dipelajari, mengelilingi Tata Surya kita dalam bentuk batu dan puing-puing yang kadang-kadang menuju ke Bumi.
Di antara potongan puing yang paling berguna adalah jenis meteorit tertua dan paling tidak berubah, yang dikenal sebagai chondrites. Mereka kebanyakan dibangun dari butiran batu kecil, yang disebut chondrules, yang berdiameter hampir satu milimeter.
Dan sekarang, para ilmuwan sedang diberikan petunjuk penting tentang bagaimana Tata Surya awal berevolusi, berkat penelitian baru berdasarkan pengukuran laboratorium paling akurat yang pernah dibuat dari medan magnet yang terperangkap dalam butiran kecil ini.
Untuk memecahnya, meteorit chondrite adalah potongan asteroid - terputus oleh tabrakan - yang tetap relatif tidak dimodifikasi sejak terbentuk selama kelahiran Tata Surya. Chondrules yang dikandungnya terbentuk ketika petak-petak nebula matahari - awan debu yang mengelilingi matahari muda - dipanaskan di atas titik leleh batu selama berjam-jam atau bahkan berhari-hari.
Debu yang terperangkap dalam "peristiwa peleburan" ini dilebur menjadi butiran-butiran batuan cair, yang kemudian didinginkan dan dikristalisasi menjadi chondrules. Saat chondrules mendingin, mineral yang mengandung besi di dalamnya menjadi termagnetisasi oleh medan magnet lokal di awan gas. Medan magnet ini dipertahankan dalam chondrules hingga hari ini.
Butir chondrule yang medan magnetnya dipetakan dalam studi baru berasal dari sebuah meteorit bernama Semarkona - dinamai kota di India di mana ia jatuh pada tahun 1940.
Roger Fu dari MIT - yang bekerja di bawah Benjamin Weiss - adalah penulis utama studi ini; dengan Steve Desch dari Sekolah Eksplorasi Bumi dan Luar Angkasa Arizona State University dilampirkan sebagai penulis bersama.
Menurut penelitian, yang diterbitkan minggu ini di Ilmu, pengukuran yang mereka kumpulkan menunjukkan gelombang kejut yang bergerak melalui awan gas berdebu di sekitar matahari yang baru lahir sebagai faktor utama dalam pembentukan tata surya.
"Pengukuran yang dilakukan oleh Fu dan Weiss sangat menakjubkan dan belum pernah terjadi sebelumnya," kata Steve Desch. "Mereka tidak hanya mengukur medan magnet kecil ribuan kali lebih lemah dari yang dirasakan kompas, mereka telah memetakan variasi medan magnet yang direkam oleh meteorit, milimeter demi milimeter."
Para ilmuwan berfokus secara khusus pada medan magnet tertanam yang ditangkap oleh butiran olivin "berdebu" yang mengandung banyak mineral yang mengandung zat besi. Ini memiliki medan magnet sekitar 54 mikrotesla, mirip dengan medan magnet di permukaan Bumi (yang berkisar antara 25 hingga 65 mikrotesla).
Secara kebetulan, banyak pengukuran meteorit sebelumnya juga menyiratkan kekuatan medan yang serupa. Tetapi sekarang dipahami bahwa pengukuran itu mendeteksi mineral magnetik yang terkontaminasi oleh medan magnet Bumi sendiri, atau bahkan dari magnet tangan yang digunakan oleh pengumpul meteorit.
"Eksperimen baru," kata Desch, "menyelidiki mineral magnetik dalam chondrules yang tidak pernah diukur sebelumnya. Mereka juga menunjukkan bahwa setiap chondrule bermagnet seperti magnet batang kecil, tetapi dengan 'utara' menunjuk ke arah yang acak. "
Ini menunjukkan, katanya, bahwa mereka menjadi magnet sebelum mereka dibangun ke dalam meteorit, dan tidak sambil duduk di permukaan bumi. Pengamatan ini, dikombinasikan dengan kehadiran gelombang kejut selama pembentukan matahari awal, melukiskan gambaran yang menarik tentang sejarah awal Tata Surya kita.
"Pemodelan saya untuk acara pemanasan menunjukkan bahwa gelombang kejut yang melewati nebula matahari adalah yang paling meleleh di chondrules," jelas Desch. Bergantung pada kekuatan dan ukuran gelombang kejut, medan magnet latar belakang dapat diperbesar hingga 30 kali lipat. "Mengingat kekuatan medan magnet yang diukur sekitar 54 mikrotesla," tambahnya, "ini menunjukkan medan latar belakang nebula mungkin berkisar antara 5 hingga 50 mikrotesla."
Ada ide-ide lain tentang bagaimana chondrules mungkin terbentuk, beberapa melibatkan flare magnetik di atas nebula matahari, atau melewati medan magnet matahari. Tetapi mekanisme itu membutuhkan medan magnet yang lebih kuat daripada yang telah diukur dalam sampel Semarkona.
Ini memperkuat gagasan bahwa guncangan melelehkan chondrules di nebula matahari di sekitar lokasi sabuk asteroid hari ini, yang terletak sekitar dua hingga empat kali lebih jauh dari matahari daripada orbit Bumi.
Desch berkata, "Ini adalah pengukuran pertama yang benar-benar akurat dan dapat diandalkan dari medan magnet dalam gas dari mana planet kita terbentuk."
