Imagine a unui GEMS într-o particulă de praf interplanetară. Credit imagine: NASA Faceți clic pentru a mări
Pentru prima dată, o echipă de oameni de știință francezi au reușit să reproducă structura GEMS-ului exotic în laborator. Rezultatele experimentelor lor vor fi curând publicate în Astronomy & Astrophysics. GEMS (sticlă cu metal încorporat și sulfuri) este o componentă majoră a prafului interplanetar primitiv. Înțelegerea originii sale este unul dintre obiectivele principale ale științei planetare și, în special, a misiunii Stardust de succes recent.
Într-un număr care urmează, Astronomy & Astrophysics prezintă noi rezultate de laborator care oferă câteva indicii importante asupra posibilelor origini ale boabelor minerale exotice din praful interplanetar. Studierea cerealelor interplanetare este în prezent un subiect fierbinte în cadrul misiunii Stardust NASA, care a readus recent câteva mostre din aceste boabe. Sunt printre cele mai primitive materiale colectate vreodată. Studiul lor va duce la o mai bună înțelegere a formării și evoluției sistemului nostru solar.
Prin experimente dedicate laboratorului care au ca scop simularea evoluției posibile a materialelor cosmice în spațiu, C. Davoisne și colegii săi au explorat originea așa-numitelor GEMS (sticlă cu metal încorporat și sulfuri). GEMS este o componentă majoră a particulelor de praf interplanetare primitive (IDP). Au o dimensiune de câțiva 100 nm și sunt compuse dintr-o sticlă de silicat care include granule mici, rotunjite de fier / nichel și sulfură de metal. O fracțiune mică din GEMS (sub 5%) are compoziție presolară și, prin urmare, ar putea avea o origine interstelară. Restul au compoziție solară și pot fi formate sau prelucrate în sistemul solar timpuriu. Compozițiile variate ale GEMS fac dificilă ajungerea la un consens cu privire la originea și procesul lor de formare.
Echipa postulează mai întâi că precursorii GEMS își au originea în mediul interstelar și erau încălziți progresiv în nebuloasa protosolară. Pentru a testa validitatea acestei ipoteze, a fost un proiect experimental comun care implică două laboratoare franceze, Laboratoire de Structura et Proprietate de Latat Solide (LSPES) din Lille și Institutul de Astrofizică Spatiale (IAS) din Orsay. înființat. Z. Djouadi, la IAS, a încălzit diferite probe amorfe de olivină ((Mg, Fe) 2SiO4) sub vid ridicat și la temperaturi cuprinse între 500 și 750 ° C. După încălzire, eșantioanele prezintă microstructuri care seamănă îndeaproape cu cele ale GEMS, cu nanograme de fier rotunjite care se văd încorporate într-o sticlă de silicat.
Aceasta este prima dată când o structură asemănătoare GEMS a fost reprodusă prin experimente de laborator. Acolo, ei arată că componenta oxidului de fier (FeO) a silicatelor amorfe a suferit o reacție chimică cunoscută sub numele de reducere, în care fierul câștigă electroni și își eliberează oxigenul, pentru a precipita într-o formă metalică. Deoarece componenta GEMS din IDP-urile este de obicei asociată cu substanțele carbonace, reacția FeO + C -> Fe + CO va fi la sursa nanogramelor metalice de fier din aceste IDP-uri. Astfel de condiții pot fi întâlnite în nebuloasa solară primitivă. Această reacție este cunoscută de secole de către metalurgiști, dar originalitatea abordării LSPES / IAS este aplicarea conceptelor de știință materială în medii astrofizice extreme.
În plus, oamenii de știință au descoperit că, în proba încălzită, practic nu a rămas fier în sticla de silicat, deoarece tot fierul a migrat în boabele de metal. Echipa este astfel capabilă să explice de ce praful observat în jurul stelelor evoluate și în comete este alcătuit în principal din silicați bogate în magneziu, în care aparent lipsește fierul. Într-adevăr, fierul în sferulele metalice devine total nedetectabil prin tehnicile spectroscopice obișnuite de la distanță. Prin urmare, această lucrare ar putea oferi o perspectivă importantă și nouă asupra compoziției cerealelor interstelare.
Echipa arată că GEMS s-ar putea forma printr-un proces specific de încălzire care ar afecta boabele de diverse origini. Procesul poate fi foarte frecvent și s-ar putea produce atât în Sistemul Solar, cât și în jurul altor stele. Prin urmare, GEMS ar putea avea origini diverse. Oamenii de știință așteaptă cu nerăbdare analiza boabelor colectate de Stardust pentru a afla sigur că unele GEMS provin cu adevărat din mediul interstelar.
Sursa originală: Comunicat de presă A&A
