Obrázok GEMS v medziplanetárnej prachovej častici. Obrazový kredit: NASA Kliknite pre zväčšenie
Tím francúzskych vedcov bol prvýkrát schopný v laboratóriu reprodukovať štruktúru exotických GEMS. Výsledky ich experimentov budú čoskoro publikované v Astronomy & Astrophysics. GEMS (sklo so zabudovaným kovom a sulfidy) je hlavnou zložkou primitívneho medziplanetárneho prachu. Pochopenie jeho pôvodu je jedným z primárnych cieľov planétovej vedy, najmä nedávnej úspešnej misie Stardust.
V nasledujúcom vydaní spoločnosť Astronomy & Astrofhysics predstavuje nové laboratórne výsledky, ktoré poskytujú dôležité informácie o možnom pôvode exotických minerálnych zŕn v medziplanetárnom prachu. Štúdium medziplanetárnych zŕn je v súčasnosti horúcou témou v rámci misie Stardust NASA, ktorá nedávno priniesla späť niektoré vzorky týchto zŕn. Patrí medzi najprimitívnejší materiál, aký bol kedy zhromaždený. Ich štúdia povedie k lepšiemu pochopeniu vzniku a vývoja našej slnečnej sústavy.
Prostredníctvom špecializovaných laboratórnych experimentov zameraných na simuláciu možného vývoja kozmického materiálu vo vesmíre C. Davoisne a jej kolegovia preskúmali pôvod tzv. GEMS (sklo so zabudovaným kovom a sulfidy). GEMS je hlavnou zložkou primitívnych častíc medziplanetárneho prachu (IDP). Ich veľkosť je niekoľko 100 nm a sú zložené zo silikátového skla, ktoré obsahuje malé, zaoblené zrná železa / niklu a sulfidu kovu. Malá časť GEMS (menej ako 5%) má presolárne zloženie, a preto môže mať medzihviezdny pôvod. Zvyšok má solárne zloženie a mohlo sa vytvoriť alebo spracovať v skorej slnečnej sústave. Rôzne zloženie GEMS sťažuje dosiahnutie konsenzu, pokiaľ ide o ich pôvod a proces formovania.
Tím najskôr predpokladal, že prekurzory GEMS vznikli v medzihviezdnom médiu a postupne sa zahrievali v protosolarnej hmlovine. Aby sa otestovala platnosť tejto hypotézy, bol uskutočnený spoločný experimentálny projekt, do ktorého boli zapojené dve francúzske laboratóriá, Laboratoire de Structure et Propri? T de l? Etat Solide (LSPES) v Lille a Institut d? Astrophysique Spatiale (IAS) v Orsay. nastaviť. Z. Djouadi v IAS zohrial rôzne amorfné vzorky olivínu ((Mg, Fe) 2Si04) za vysokého vákua a pri teplotách v rozmedzí od 500 do 750 ° C. Po zahriatí vzorky vykazujú mikroštruktúry, ktoré sa veľmi podobajú štruktúram GEMS, so zaoblenými železnými nanograinmi, o ktorých je vidieť, že sú vložené do silikátového skla.
Je to prvýkrát, čo sa laboratórnymi experimentmi reprodukovala štruktúra podobná GEMS. Tam ukazujú, že zložka oxidu železa (FeO) amorfných kremičitanov prešla chemickou reakciou známou ako redukcia, pri ktorej železo získava elektróny a uvoľňuje kyslík, aby sa vyzrážala v kovovej forme. Pretože zložka GEMS v IDP je zvyčajne úzko spojená s uhlíkatými látkami, reakcia FeO + C -> Fe + CO bude v týchto IDP pri zdrojoch nanograinov kovového železa. Takéto podmienky sa mohli vyskytnúť v primitívnej slnečnej hmlovine. Táto reakcia je známa už po stáročia metalurgom, ale originalita prístupu LSPES / IAS je aplikácia konceptov materiálovej vedy v extrémnych astrofyzikálnych prostrediach.
Vedci tiež zistili, že vo vyhrievanej vzorke v kremičitanovom skle nezostáva prakticky žiadne železo, pretože všetok železo migruje do kovových zŕn. Tím je teda schopný vysvetliť, prečo prach pozorovaný okolo vyvíjajúcich sa hviezd a v kométach je zložený hlavne z kremičitanov bohatých na horčík, kde zjavne chýba železo. Železo v kovových guľôčkach sa vlastne pomocou diaľkových spektroskopických techník úplne nedá zistiť. Táto práca by preto mohla poskytnúť dôležitý a nový pohľad na zloženie medzihviezdnych zŕn.
Tím ukazuje, že GEMS sa môže tvoriť špecifickým procesom zahrievania, ktorý by ovplyvňoval zrná rôzneho pôvodu. Tento proces môže byť veľmi častý a môže sa vyskytnúť v slnečnej sústave aj okolo iných hviezd. GEMS by tak mohli mať rôzny pôvod. Vedci teraz netrpezlivo očakávajú analýzu zŕn zozbieraných Stardustom, aby si boli istí, že niektoré GEMS skutočne pochádzajú z medzihviezdneho média.
Pôvodný zdroj: A&A News Release
