Kuva GEMS: stä planeettavälisessä pölyhiukkasessa. Kuvan luotto: NASA Klikkaa suuremmaksi
Ensimmäistä kertaa ranskalaisten tutkijoiden ryhmä pystyi toistamaan eksoottisen GEMS: n rakenteen laboratoriossa. Heidän kokeilujensa tulokset julkaistaan pian kirjassa Astronomy & Astrophysics. GEMS (lasi, jossa on sulautettua metallia ja sulfideja) on tärkeä osa alkeellista planeettavälistä pölyä. Sen alkuperän ymmärtäminen on yksi planeettatieteen ja etenkin äskettäin onnistuneen Stardust-tehtävän ensisijaisista tavoitteista.
Tulevassa numerossa Astronomy & Astrophysics esittelee uusia laboratoriotuloksia, jotka antavat joitain tärkeitä vihjeitä planeettojenvälisen pölyn eksoottisten mineraalijyvien mahdollisille alkuperäille. Planeettienvälisten jyvien tutkiminen on tällä hetkellä kuuma aihe NASA Stardust -operaation yhteydessä, joka toi äskettäin takaisin joitain näytteitä näistä jyvistä. Ne ovat alkeellisinta materiaalia, joka on koskaan kerätty. Heidän tutkimuksensa avulla ymmärretään paremmin aurinkokuntamme muodostumista ja kehitystä.
C. Davoisne ja hänen kollegansa selvittivät ns. GEMS: n (lasi, johon on upotettu metalli ja sulfidit), alkuperää omistettujen laboratoriokokeiden avulla, joiden tarkoituksena on simuloida kosmisten materiaalien mahdollista kehitystä avaruudessa. GEMS on tärkeä osa alkeellisia planeettavälisiä pölyhiukkasia (IDP). Ne ovat kooltaan muutama 100 nm ja koostuvat silikaattilasista, joka sisältää pieniä, pyöristettyjä rauta / nikkeli- ja metallisulfidirakeita. Pienellä osuudella GEMS: stä (alle 5%) on esisoluinen koostumus, ja siksi sillä voi olla alkujen välinen tähti. Jäljellä olevilla osilla on aurinkokoostumus ja ne ovat ehkä muodostuneet tai jalostettu varhaisessa aurinkojärjestelmässä. GEMS: n monipuoliset koostumukset vaikeuttavat yksimielisyyden saavuttamista niiden alkuperästä ja muodostumisprosessista.
Ryhmä väittää ensin, että GEMS-esiasteet ovat alun perin olleet tähtienvälisessä väliaineessa ja että niitä kuumennetaan asteittain protosolaarisessa nebulassa. Tämän hypoteesin paikkansapitävyyden testaamiseksi toteutettiin yhteinen kokeellinen projekti, johon osallistui kaksi ranskalaista laboratoriota: Laboratoire de Structure et Propri? T? perustaa. Z. Djouadi IAS: llä kuumensi erilaisia amorfisia oliviininäytteitä ((Mg, Fe) 2SiO4) korkeassa tyhjiössä ja lämpötiloissa välillä 500 - 750 ° C. Kuumennuksen jälkeen näytteissä on mikrorakenteita, jotka muistuttavat läheisesti GEMS: n rakenteita, pyöristetyillä rauta-nanograineilla, joiden nähdään olevan upotettuja silikaattilasiin.
Tämä on ensimmäinen kerta, kun GEMS: n kaltainen rakenne on toistettu laboratoriokokeilla. Siellä ne osoittavat, että amorfisten silikaattien rautaoksidikomponentti (FeO) on läpikäynyt pelkistykseksi kutsutun kemiallisen reaktion, jossa rauta saa elektroneja ja vapauttaa happeaan saostuakseen metallimuodossa. Koska IDP: n GEMS-komponentti liittyy yleensä läheisesti hiilipitoisiin aineisiin, reaktio FeO + C -> Fe + CO on metallisen raudan nanosäteiden lähde näissä IDP: ssä. Sellaiset olosuhteet ovat saattaneet kohdata alkeellisessa aurinkosumussa. Metallurgit ovat tienneet tämän reaktion jo vuosisatojen ajan, mutta LSPES / IAS-lähestymistavan omaperäisyys on materiaalitieteiden käsitteiden soveltaminen äärimmäisiin astrofysiikkaympäristöihin.
Lisäksi tutkijat havaitsivat, että kuumennetussa näytteessä silikaattilasissa ei käytännöllisesti katsoen jää rautaa, koska kaikki rauta on kulkeutunut metallirakeisiin. Ryhmä kykenee selittämään, miksi kehittyneiden tähtien ympärillä ja komeeteissa havaittu pöly koostuu pääasiassa magnesiumpitoisista silikaateista, joissa rautaa ilmeisesti puuttuu. Itse asiassa rauta metallisissa palloissa tulee täysin havaitsemattomiksi tavanomaisilla etäspektroskopisilla tekniikoilla. Siksi tämä työ voisi tarjota tärkeän ja uuden kuvan myös tähtienvälisten jyvien koostumuksesta.
Ryhmä osoittaa, että GEMS voisi muodostua erityisellä lämmitysprosessilla, joka vaikuttaisi eri alkuperän jyviin. Prosessi voi olla hyvin yleinen ja voi tapahtua sekä aurinkokunnassa että muiden tähtijen ympärillä. GEMS: llä voi siten olla erilainen alkuperä. Tutkijat odottavat nyt innokkaasti Stardustin keräämiä jyvien analyysejä selvittääkseen varmasti, että jotkut GEMS-tuotteet ovat todella peräisin tähtienvälisestä väliaineesta.
Alkuperäinen lähde: A&A -lehdistötiedote
