Slika GEMS v medplanetarnem delcu prahu. Kreditna slika: NASA Klikni za povečavo
Skupina francoskih znanstvenikov je prvič lahko v laboratoriju reproducirala strukturo eksotičnih GEMS. Rezultati njihovih poskusov bodo kmalu objavljeni v Astronomy & Astrophysics. GEMS (steklo z vgrajeno kovino in sulfidi) je glavni sestavni del primitivnega medplanetarnega prahu. Razumevanje njegovega izvora je eden glavnih ciljev planetarne znanosti, predvsem pa nedavno uspešne misije Stardust.
V prihodnji številki Astronomy & Astrophysics predstavlja nove laboratorijske rezultate, ki ponujajo nekaj pomembnih namigov o možnem izvoru eksotičnih mineralnih zrn v medplanetarnem prahu. Preučevanje medplanetarnih zrn je trenutno vroča tema v okviru misije NASA Stardust, ki je nedavno prinesla nazaj nekaj vzorcev teh zrn. Spadajo med najbolj primitivne materiale, ki so jih kadar koli zbrali. Njihova študija bo vodila do boljšega razumevanja nastanka in razvoja našega Osončja.
Z namenskimi laboratorijskimi poskusi, katerih namen je simulirati možno evolucijo kozmičnih materialov v vesolju, sta C. Davoisne in njeni sodelavci raziskali izvor tako imenovanih GEMS (steklo z vgrajeno kovino in sulfidi). GEMS je glavni sestavni del primitivnih medplanetarnih delcev prahu. Velikosti so nekaj 100 nm in so sestavljene iz silikatnega stekla, ki vključuje majhna, zaobljena zrna železa / niklja in kovinskih sulfidov. Majhen del GEMS (manj kot 5%) ima predsolarno sestavo in bi zato lahko imel medzvezdni izvor. Preostali imajo sončno sestavo in so morda nastali ali predelani v zgodnjem Osončju. Različne sestave GEMS težko dosežejo soglasje glede njihovega nastanka in procesa tvorbe.
Skupina najprej predpostavlja, da predhodniki GEMS nastajajo v medzvezdnem mediju in so se postopoma segrevali v protosolarni meglici. Za preverjanje veljavnosti te hipoteze sta bila skupen eksperimentalni projekt, v katerem sta sodelovala dva francoska laboratorija, Laboratoire de Structure et Propri? T? S de l? Etat Solide (LSPES) v Lillu in Institut d? Astrophysique Spatiale (IAS) v Orsayu. nastaviti. Z. Djouadi je pri IAS segreval različne amorfne vzorce olivina ((Mg, Fe) 2SiO4) pod visokim vakuumom in pri temperaturah od 500 do 750 ° C. Po segrevanju vzorci pokažejo mikrostrukture, ki so zelo podobne tistim iz GEMS, z zaobljenimi železovimi nanogradi, za katere velja, da so vgrajeni v silikatno steklo.
To je prvič, da se je z laboratorijskimi poskusi reproducirala struktura, podobna GEMS. Tam kažejo, da je komponenta amorfnih silikatov železov oksid (FeO) doživela kemično reakcijo, znano kot redukcija, pri kateri železo pridobi elektrone in sprosti kisik, da se obori v kovinski obliki. Ker je komponenta GEMS v IDP običajno tesno povezana z ogljikovo snovjo, bo reakcija FeO + C -> Fe + CO na izvoru kovinskih nanogranov železa v teh IDP. Takšne razmere so se lahko srečale v primitivni sončni meglici. To reakcijo metalurgi poznajo že stoletja, toda izvirnost pristopa LSPES / IAS je uporaba konceptov s področja znanosti o materialu v ekstremnih astrofizičnih okoljih.
Poleg tega so znanstveniki ugotovili, da v segretem vzorcu praktično ne ostane železa v silikatnem steklu, saj je vse železo prešlo v kovinska zrna. Skupina je tako sposobna razložiti, zakaj je prah okoli evoluiranih zvezd in v kometih v glavnem sestavljen iz silikatov, bogatih z magnezijem, kjer očitno primanjkuje železa. Dejansko je železo v kovinskih kroglah povsem neopazno z običajnimi daljinskimi spektroskopskimi tehnikami. To delo bi torej lahko dalo pomemben in nov vpogled v sestavo medzvezdnih zrn.
Skupina kaže, da bi se GEMS lahko oblikoval skozi poseben postopek segrevanja, ki bi vplival na zrna različnega izvora. Proces je lahko zelo pogost in se lahko pojavi tako v Osončju kot okoli drugih zvezd. Tako bi lahko GEMS imel različen izvor. Znanstveniki zdaj nestrpno čakajo na analizo zrn, ki jih je nabral Stardust, da bi zagotovo ugotovili, da nekateri GEMS resnično izvirajo iz medzvezdnega medija.
Izvirni vir: A&A News Release
