Pilt GEMSist planeetidevahelises tolmuosakeses. Pildikrediit: NASA Suurendamiseks kliki pildil
Esmakordselt suutis Prantsuse teadlaste meeskond laboratooriumis eksootilise GEMS-i struktuuri reprodutseerida. Nende katsete tulemused avaldatakse peagi ajakirjas Astronomy & Astrophysics. GEMS (varjatud metalli ja sulfiididega klaas) on primitiivse planeetidevahelise tolmu põhikomponent. Selle päritolu mõistmine on üks planeediteaduse ja eriti hiljuti eduka Stardusti missiooni peamisi eesmärke.
Eelolevas numbris tutvustab Astronoomia ja astrofüüsika uusi laboritulemusi, mis pakuvad olulisi vihjeid planeetidevahelises tolmus leiduvate eksootiliste mineraalide terade võimalikule päritolule. Planeedidevaheliste terade uurimine on NASA Stardust-missiooni raames kuum teema, mis tõi hiljuti tagasi nende terade mõned proovid. Need on ühed primitiivsemad materjalid, mida eales kogutud. Nende uuring aitab paremini mõista meie päikesesüsteemi kujunemist ja arengut.
Spetsiaalsete laboratoorsete katsete abil, mille eesmärk oli simuleerida kosmiliste materjalide võimalikku evolutsiooni kosmoses, uurisid C. Davoisne ja tema kolleegid niinimetatud GEMS-i (manustatud metalli ja sulfiididega klaas) päritolu. GEMS on põhikomponent planeetidevahelistes tolmuosakestes (IDP-d). Need on mõne 100 nm suurused ja koosnevad silikaatklaasist, mis sisaldab väikseid ümardatud raua / nikli ja metallisulfiidi teri. Väikesel osal GEMS-ist (vähem kui 5%) on eelsolaarne koostis ja seetõttu võib see olla tähtedevaheline. Ülejäänud osadel on päikese koostis ja need võivad olla moodustunud või töödeldud varases Päikesesüsteemis. GEMSi mitmekesised kompositsioonid muudavad nende päritolu ja tekkeprotsessi osas konsensuse saavutamise keeruliseks.
Meeskond postuleerib kõigepealt, et GEMS-i eellased olid pärit tähtedevahelisest keskkonnast ja neid kuumutati järk-järgult protosolaarses udus. Selle hüpoteesi paikapidavuse kontrollimiseks viidi läbi ühine eksperimentaalprojekt, mis hõlmas kahte Prantsuse laborit: Lille'is asuvat Laboratoire de Structure et Propri? T? üles seatud. Z. Djouadi kuumutas IAS-is mitmesuguseid amorfseid oliviini ((Mg, Fe) 2SiO4) proove kõrgvaakumis ja temperatuuridel vahemikus 500 kuni 750 ° C. Pärast kuumutamist on proovidel mikrostruktuurid, mis sarnanevad GEMS-i omadega, ümardatud rauaga nanogrammidega, mis on nähtavasti asetatud silikaatklaasi.
See on esimene kord, kui laboratoorsete katsetega reprodutseeritakse GEMSi-laadne struktuur. Seal näitavad nad, et amorfsete silikaatide raudoksiidi (FeO) komponent on läbinud keemilise reaktsiooni, mida nimetatakse redutseerimiseks, mille käigus raud võtab elektrone ja vabastab hapniku, et sadestuda metallilisel kujul. Kuna IDP-de GEMS-komponent on tavaliselt tihedalt seotud süsinikuaatomitega, toimub reaktsioon FeO + C -> Fe + CO nendes IDP-des metallilise raua nanosildade allikas. Selliseid tingimusi võis kohata ürgses Päikese udus. Seda reaktsiooni on metallurgid teadnud juba sajandeid, kuid LSPES / IAS lähenemisviisi originaalsus seisneb materjaliteaduse kontseptsioonide rakendamises äärmuslikes astrofüüsikalistes keskkondades.
Lisaks leidsid teadlased, et kuumutatud proovis ei jää silikaatklaasi praktiliselt rauda, kuna kogu raud on migreerunud metalliteradesse. Seega suudab meeskond selgitada, miks arenenud tähtede ümber ja komeetides täheldatud tolm koosneb peamiselt magneesiumirikastest silikaatidest, kus rauda ilmselt pole. Raudne metallmetallides võib tavalistes kaugspektroskoopilistes meetodites olla täiesti tuvastamatu. Seetõttu võiks see töö anda olulise ja uue ülevaate ka tähtedevaheliste terade koostisest.
Meeskond näitab, et GEMS võiks moodustuda spetsiaalse kuumutusprotsessi kaudu, mis mõjutaks erinevat päritolu teri. Protsess võib olla väga tavaline ja see võib toimuda nii Päikesesüsteemis kui ka teiste tähtede ümber. GEMS-i päritolu võib seega olla erinev. Teadlased ootavad nüüd pikisilmi Stardusti kogutud terade analüüsi, et olla kindel, et mõned GEM-id pärinevad tegelikult tähtedevahelisest keskkonnast.
Algne allikas: A&A pressiteade
