为什么水星有这么大的铁核

我们太阳系的四颗内行星——水星、金星、地球和火星——由不同比例的金属和岩石组成，”麦克多诺说。“随着行星离太阳越来越远，地核中的金属含量会下降。我们的论文通过展示早期形成的太阳系中原材料的分布是由太阳的磁场控制的，来解释这是如何发生的。场地。”

McDonough 之前开发了一个地球成分模型，行星科学家通常使用该模型来确定系外行星的成分。(他关于这项工作的开创性论文已被引用超过 8,000 次。)

麦克多诺的新模型表明，在我们太阳系的早期形成过程中，当年轻的太阳被一团旋转的尘埃和气体云包围时，铁粒被太阳磁场吸引到中心。当行星开始由这些尘埃和气体团块形成时，离太阳较近的行星比离太阳较远的行星在其核心中吸收了更多的铁。

研究人员发现，岩石行星核心中铁的密度和比例与行星形成过程中围绕太阳的磁场强度有关。他们的新研究表明，在未来描述岩石行星(包括太阳系外行星)组成的尝试中，应该考虑到磁性。

行星核心的组成对其支持生命的潜力很重要。例如，在地球上，熔融的铁芯会形成一个磁层，保护地球免受致癌的宇宙射线的伤害。地核还含有地球上大部分的磷，这是维持碳基生命的重要营养素。

使用现有的行星形成模型，麦克唐纳确定了气体和尘埃在形成过程中被吸入太阳系中心的速度。他将太阳爆发时产生的磁场考虑在内，并计算出该磁场将如何通过尘埃和气体云吸引铁。

随着早期太阳系开始冷却，未被吸入太阳的尘埃和气体开始聚集在一起。靠近太阳的团块会暴露在更强的磁场中，因此比远离太阳的团块含有更多的铁。当这些团块聚结并冷却成旋转的行星时，引力将铁拉入它们的核心。

当麦克多诺将这个模型纳入行星形成的计算中时，它揭示了金属含量和密度的梯度，这与科学家对太阳系行星的了解完全一致。水星有一个金属核心，约占其质量的四分之三。地球和金星的核心只有它们质量的三分之一左右，而火星是岩石行星的最外层，其核心很小，只有其质量的四分之一左右。

这种对磁力在行星形成中的作用的新理解在系外行星的研究中产生了一个转折点，因为目前还没有方法可以通过地球观测来确定恒星的磁特性。科学家们根据太阳辐射的光谱推断系外行星的组成。恒星中的不同元素会发出不同波长的辐射，因此测量这些波长可以揭示恒星及其周围行星的构成。