據外媒報導，一項新研究反駁了關於水星有一個相對於地幔（行星的核心和地殼之間的層）的大內核的普遍假設。幾十年來，科學家們一直認為，在太陽系形成過程中，水星跟其他天體的碰撞吹走了水星的大部分岩石地幔並留下了內部巨大、密集的金屬核。但新研究表明，碰撞並非罪魁禍首–太陽的磁力才是罪魁禍首。

馬里蘭大學的地質學教授William McDonough和日本東北大學的Takashi Yoshizaki建立了一個模型，該模型展示了岩石行星內核的密度、質量和鐵含量受其跟太陽磁場距離的影響。描述該模型的論文於2021年7月2日發表在《Progress in Earth and Planetary》上。

“太陽系的四顆內行星–水星、金星、地球和火星–是由不同比例的金屬和岩石組成的，”McDonough指出，“隨著行星離太陽越來越遠，地核中的金屬含量會下降，這是一個梯度。我們的論文通過展示在早期形成的太陽系中原材料的分佈是由太陽磁場控制的解釋了這是如何發生的。”

McDonough此前曾開發過一個地球組成的模型–用來幫助行星學家確定係外行星組成的常用模型。

McDonough的新模型則展示了年輕的太陽在太陽系早期形成過程中被一團旋轉的塵埃和氣體所包圍、鐵顆粒被太陽磁場吸引到中心的景象。當行星開始由塵埃和氣體團塊形成時，離太陽較近的行星在其核心中吸收的鐵比離太陽較遠的行星多。

研究人員發現，在一顆岩石行星的核心中，鐵的密度和比例跟行星形成過程中圍繞太陽的磁場強度有關。他們的新研究表明，在未來試圖描述岩石行星的組成時應該考慮到磁性因素。

行星核心的組成對於維持生命的可能性非常重要。如在地球上，一個熔化的鐵芯創造了一個磁層以保護地球免受致癌宇宙射線的傷害。地核還含有地球上的大部分磷，磷是維持碳基生命的重要營養物質。

McDonough利用現有的行星形成模型確定了氣體和塵埃在太陽系形成過程中被吸入中心的速度。他將太陽形成時產生的磁場考慮在內併計算出磁場如何吸引鐵穿過塵埃和氣體雲。

當早期的太陽系開始冷卻時，沒有被吸入太陽的塵埃和氣體開始聚集在一起。由於離太陽更近的團塊會暴露在更強的磁場中，所以比離太陽更遠的團塊含有更多的鐵。當這些團塊合併並冷卻成旋轉的行星時，引力將鐵吸進了它們的核心。

當McDonough將這個模型納入到行星形成的計算中，它揭示了金屬含量和密度的梯度，這跟科學家對太陽系行星的了解完全相符。水星的金屬內核約佔其質量的3/4。地球和金星的地核只有其質量的1/3左右，而最外層的岩石行星火星的地核只有其質量的1/4左右。

這種對磁性在行星形成過程中所起作用的新認識給系外行星的研究帶來了麻煩，因為目前還沒有方法從地球上的觀測來確定恆星的磁性。科學家根據太陽輻射的光譜推斷出一顆系外行星的組成。一顆恆星中不同的元素會發射出不同波長的輻射，所以通過測量這些波長，我們能知道這顆恆星及它周圍的行星是由什麼組成的。

McDonough說道：“你不能再只是說，’哦，一顆恆星的組成是這樣的，所以它周圍的行星一定是這樣的。’現在你不得不說，’根據太陽系早期恆星的磁性，每顆行星都或多或少含有鐵。’”

接下來，科學家們將尋找另一個像我們一樣的行星系統–一個由岩石行星組成的、距離中心太陽很遠的行星系統。如果這些行星的密度隨著它們從太陽向外輻射而下降，就像在我們的太陽系那樣，研究人員可以證實這個新理論並推斷磁場影響了行星的形成。