GEMS vaizdas tarpplanetinėse dulkių dalelėse. Atvaizdo kreditas: NASA Padidinti
Pirmą kartą prancūzų mokslininkų komanda sugebėjo atkurti egzotiškos GEMS struktūrą laboratorijoje. Jų eksperimentų rezultatai netrukus bus paskelbti žurnale „Astronomy & Astrophysics“. GEMS (stiklas su įterptais metalais ir sulfidais) yra pagrindinis primityvių tarpplanetinių dulkių komponentas. Suprasti jo kilmę yra vienas iš pagrindinių planetų mokslo, ypač neseniai sėkmingai atliktos Stardusto misijos, tikslų.
Ateinančiame numeryje „Astronomija ir astrofizika“ pristato naujus laboratorinių tyrimų rezultatus, kurie pateikia keletą svarbių užuominų apie egzotinių mineralinių grūdų, esančių tarpplanetinėse dulkėse, kilmę. Tarpplanetinių grūdų tyrimas šiuo metu yra aktuali tema pagal NASA „Stardust“ misiją, kuri neseniai pateikė keletą šių grūdų pavyzdžių. Jie yra vieni iš primityviausių kada nors surinktų medžiagų. Jų tyrimas leis geriau suprasti mūsų Saulės sistemos formavimąsi ir raidą.
Atlikdama specialius laboratorinius eksperimentus, kurių tikslas buvo modeliuoti galimą kosminių medžiagų evoliuciją kosmose, C. Davoisne su kolegomis ištyrė vadinamųjų GEMS (stiklas su įterptu metalu ir sulfidais) kilmę. GEMS yra pagrindinis primityvių tarpplanetinių dulkių dalelių (IDP) komponentas. Jie yra kelių 100 nm dydžio ir sudaryti iš silikatinio stiklo, kuriame yra maži, suapvalinti grūdai iš geležies / nikelio ir metalo sulfido. Nedidelė dalis GEMS (mažiau nei 5%) turi priešsolinę sudėtį, todėl gali būti tarpžvaigždinės kilmės. Likusios dalys turi saulės sudėtį ir gali būti suformuotos arba perdirbtos ankstyvojoje Saulės sistemoje. Dėl įvairių GEMS kompozicijų sunku susitarti dėl jų kilmės ir formavimo proceso.
Komanda pirmiausia taria, kad GEMS pirmtakai atsirado tarpžvaigždinėje terpėje ir palaipsniui buvo kaitinami protosoliniame ūke. Norint patikrinti šios hipotezės pagrįstumą, buvo atliktas bendras eksperimentinis projektas, kuriame dalyvavo dvi prancūzų laboratorijos: Laboratoire de Structure and Propri? T? S de l? Etat Solide (LSPES) Lilyje ir Institut d? įsteigti. Z. Djouadi TAS kaitino įvairius amorfinius olivino ((Mg, Fe) 2SiO4) pavyzdžius dideliame vakuume ir nuo 500 iki 750 ºC temperatūroje. Po kaitinimo mėginiuose matomos mikrostruktūros, labai panašios į GEMS, su apvaliais geležies nanograinais, kurie, kaip matosi, yra įterpti į silikatinį stiklą.
Tai yra pirmas kartas, kai laboratoriniais eksperimentais buvo atkurta į GEMS panaši struktūra. Ten jie rodo, kad amorfinių silikatų geležies oksido (FeO) komponentui buvo atlikta cheminė reakcija, vadinama redukcija, kurios metu geležis įgauna elektronus ir išskiria savo deguonį, kad nusodintų metalo pavidalu. Kadangi GEMS komponentas IDP paprastai yra glaudžiai susijęs su angliavandenilėmis, reakcija FeO + C -> Fe + CO bus metalinių geležies nanograinų šaltinyje šiuose IDP? Tokias sąlygas galėjo patirti primityvus Saulės ūkas. Šią reakciją šimtmečius žinojo metalurgai, tačiau LSPES / TAS požiūrio originalumas yra medžiagų mokslo koncepcijų taikymas ekstremaliose astrofizinėse aplinkose.
Be to, mokslininkai nustatė, kad įkaitintame mėginyje silikatiniame stikle praktiškai nelieka geležies, nes visa geležis migravo į metalo grūdus. Taigi komanda sugeba paaiškinti, kodėl aplink išsivysčiusias žvaigždes ir kometose pastebėtas dulkes daugiausia sudaro silikatai, kuriuose yra daug magnio, kur akivaizdžiai trūksta geležies. Iš tikrųjų geležis metalinėse sferose tampa visiškai neaptinkama įprastais nuotolinio spektroskopijos metodais. Todėl šis darbas galėtų suteikti svarbią ir naują įžvalgą ir tarpžvaigždinių grūdų sudėtyje.
Komanda rodo, kad GEMS galėtų susidaryti vykdant specifinį kaitinimo procesą, kuris paveiktų įvairios kilmės grūdus. Procesas gali būti labai dažnas ir vykti tiek Saulės sistemoje, tiek aplink kitas žvaigždes. Taigi GEMS kilmė galėjo būti įvairi. Dabar mokslininkai su nekantrumu laukia „Stardust“ surinktų grūdų analizės, norėdami įsitikinti, kad kai kurie GEMS yra kilę iš tarpžvaigždinės terpės.
Originalus šaltinis: „A&A“ spaudai
