Зображення GEMS в міжпланетній пиловій частинці. Кредит зображення: NASA Натисніть, щоб збільшити
Вперше команді французьких вчених вдалося відтворити структуру екзотичної ГЕМС у лабораторії. Результати їх експериментів незабаром будуть опубліковані в Astronomy & Astrophysics. ГЕМС (скло з вбудованим металом і сульфідами) є основним компонентом примітивного міжпланетного пилу. Зрозуміти його походження є однією з головних цілей планетарної науки, і особливо нещодавно успішної місії Stardust.
У майбутньому випуску «Астрономія та астрофізика» представляє нові лабораторні результати, які дають деякі важливі підказки щодо можливого походження екзотичних мінеральних зерен у міжпланетному пилу. Вивчення міжпланетних зерен на сьогодні є гарячою темою в рамках місії NASA Stardust, яка нещодавно повернула кілька зразків цих зерен. Вони є одними з найпримітивніших матеріалів, що коли-небудь збиралися. Їх вивчення призведе до кращого розуміння формування та еволюції нашої Сонячної системи.
Завдяки спеціалізованим лабораторним експериментам, спрямованим на моделювання можливої еволюції космічних матеріалів у космосі, К. Давуа та її колеги дослідили походження так званих GEMS (скло з вбудованим металом та сульфідами). GEMS є основним компонентом примітивних міжпланетних частинок пилу (ВПЛ). Вони мають розмір декількох 100 нм і складаються з силікатного скла, що включає невеликі округлі зерна заліза / нікелю та сульфід металу. Невелика частка GEMS (менше 5%) має досонячний склад і тому може мати міжзоряне походження. Решта мають сонячний склад і, можливо, були сформовані або оброблені в ранній Сонячній системі. Різноманітні композиції GEMS ускладнюють досягнення консенсусу щодо їх походження та процесу формування.
Команда спочатку постулює, що попередники GEMS зароджуються в міжзоряному середовищі і прогресивно нагріваються в протосолярній туманності. Щоб перевірити обгрунтованість цієї гіпотези, спільним експериментальним проектом за участю двох французьких лабораторій, Laboratoire de Structure et Propri? T? S de l? Etat Solide (LSPES) у Ліллі та Institut d? Astrophysique Spatiale (IAS) в Орсе, встановити. Z. Djouadi в IAS нагрівав різні аморфні зразки олівіну ((Mg, Fe) 2SiO4) під високим вакуумом і при температурі від 500 до 750 ° C. Після нагрівання на зразках виявляються мікроструктури, що дуже нагадують структуру GEMS, із закругленими наногранулами заліза, які, як видно, вбудовані в силікатне скло.
Це перший раз, коли в лабораторних експериментах була відтворена подібна до GEMS структура. Там вони показують, що компонент оксиду заліза (FeO) аморфних силікатів зазнав хімічну реакцію, відому як відновлення, при якій залізо набирає електрони і виділяє кисень, осаджуючись у металевій формі. Оскільки компонент GEMS в ВПЛ зазвичай тісно пов'язаний з вуглекислим речовиною, реакція FeO + C -> Fe + CO буде в джерелі металевих наногранулів заліза в цих ВПЛ. Такі умови, можливо, були в примітивної сонячної туманності. Ця реакція була відома століттями металургами, але своєрідність підходу LSPES / IAS полягає у застосуванні матеріалознавчих концепцій у екстремальних астрофізичних середовищах.
Крім того, вчені встановили, що в нагрітому зразку в силікатному склі практично не залишається заліза, оскільки все залізо мігрувало в зерна металу. Таким чином, команда здатна пояснити, чому пил, що спостерігається навколо зір, що розвиваються, і в кометах, складається в основному з силікатів, багатих магнієм, де заліза, очевидно, не вистачає. Дійсно, залізо в металевих сферулах стає абсолютно невизначним звичайними дистанційними спектроскопічними методами. Таким чином, ця робота може дати важливе та нове розуміння складу міжзоряних зерен.
Команда показує, що GEMS може формуватися через певний процес нагрівання, який впливатиме на зерна різного походження. Процес може бути дуже поширеним і може відбуватися як у Сонячній системі, так і навколо інших зірок. Таким чином, GEMS може мати різноманітне походження. Вчені зараз з нетерпінням чекають аналізу зерна, зібраного Stardust, щоб точно дізнатися, що деякі GEMS справді походять з міжзоряного середовища.
Оригінальне джерело: A&A News Release
