Obrázek GEMS v meziplanetární prachové částici. Obrazový kredit: NASA Klikněte pro zvětšení
Poprvé byl tým francouzských vědců schopen reprodukovat strukturu exotických GEMS v laboratoři. Výsledky jejich experimentů budou brzy zveřejněny v Astronomy & Astrophysics. GEMS (sklo s vloženým kovem a sulfidy) je hlavní složkou primitivního meziplanetárního prachu. Porozumět jeho původu je jedním z primárních cílů planetární vědy, a zejména nedávné úspěšné mise Stardust.
V nadcházejícím vydání Astronomy & Astrofyzics představuje nové laboratorní výsledky, které poskytují některá důležitá vodítka možného původu exotických minerálních zrn v meziplanetárním prachu. Studium meziplanetárních zrn je v současné době horkým tématem v rámci mise NASA Stardust, která nedávno přinesla zpět některé vzorky těchto zrn. Patří k nejprimitivnějším materiálům, jaké kdy byly shromážděny. Jejich studium povede k lepšímu pochopení vzniku a vývoje naší sluneční soustavy.
Prostřednictvím specializovaných laboratorních experimentů zaměřených na simulaci možného vývoje kosmických materiálů ve vesmíru, C. Davoisne a její kolegové prozkoumali původ tzv. GEMS (sklo s vloženým kovem a sulfidy). GEMS je hlavní složkou primitivních meziplanetárních prachových částic (IDP). Mají několik 100 nm a jsou složeny ze křemičitanového skla, které obsahuje malá, zaoblená zrna železa / niklu a sulfidu kovu. Malý zlomek GEMS (méně než 5%) má presolární složení, a proto může mít mezihvězdný původ. Zbytek má solární složení a může být vytvořen nebo zpracován v rané sluneční soustavě. Rozmanité složení GEMS ztěžuje dosažení konsensu ohledně jejich původu a procesu formování.
Tým nejprve předpokládá, že prekurzory GEMS vznikly v mezihvězdném médiu a byly postupně zahřívány v protosolarní mlhovině. K ověření platnosti této hypotézy byl proveden společný experimentální projekt zahrnující dvě francouzské laboratoře, Laboratoire de Structure et Propri? T de l? Etat Solide (LSPES) v Lille a Institut d? Astrophysique Spatiale (IAS) v Orsay. založit. Z. Djouadi v IAS zahříval různé amorfní vzorky olivinu ((Mg, Fe) 2SiO4) za vysokého vakua a při teplotách v rozmezí od 500 do 750 ° C. Po zahřátí vzorky ukazují mikrostruktury, které se velmi podobají strukturám GEMS, se zaoblenými železnými nanograiny, které jsou viditelné jako součást silikátového skla.
Je to poprvé, co byla laboratorními experimenty reprodukována struktura podobná GEMS. Tam ukazují, že složka oxidu železa (FeO) amorfních křemičitanů prošla chemickou reakcí známou jako redukce, při níž železo získává elektrony a uvolňuje kyslík, aby se vysrážela v kovové formě. Protože složka GEMS v IDP je obvykle úzce spojena s uhlíkatými látkami, reakce FeO + C -> Fe + CO bude u těchto IDP zdrojem nanograinů kovového železa. K těmto podmínkám mohlo dojít v primitivní sluneční mlhovině. Tato reakce byla známá po staletí metalurgy, ale originalita přístupu LSPES / IAS je aplikace konceptů materiálových věd v extrémních astrofyzikálních prostředích.
Kromě toho vědci zjistili, že ve zahřátém vzorku v silikátovém skle nezůstává prakticky žádné železo, protože veškeré železo migrovalo do kovových zrn. Tým je tak schopen vysvětlit, proč prach pozorovaný kolem vyvíjených hvězd a v kometách je složen hlavně z křemičitanů bohatých na hořčík, kde železo zjevně chybí. Ve skutečnosti se železo v kovových sférách stává zcela nedetekovatelné pomocí obvyklých vzdálených spektroskopických technik. Tato práce by proto mohla poskytnout důležitý a nový pohled na složení mezihvězdných zrn.
Tým ukazuje, že GEMS se může tvořit specifickým procesem zahřívání, který by ovlivnil zrna různého původu. Tento proces může být velmi běžný a může se vyskytnout jak ve Sluneční soustavě, tak kolem dalších hvězd. GEMS tak mohly mít různý původ. Vědci nyní netrpělivě čekají na analýzu zrn shromážděných Stardustem, aby se ujistili, že některé GEMS skutečně pocházejí z mezihvězdného média.
Původní zdroj: A&A News Release
