Изображение GEMS в межпланетной пылевой частице. Изображение предоставлено NASA Нажмите для увеличения
Впервые команда французских ученых смогла воспроизвести структуру экзотической ГСМОС в лаборатории. Результаты их экспериментов скоро будут опубликованы в Astronomy & Astrophysics. GEMS (стекло с внедренным металлом и сульфидами) является основным компонентом примитивной межпланетной пыли. Понять его происхождение - одна из главных задач планетарной науки, и особенно недавней успешной миссии Stardust.
В следующем выпуске «Астрономия и астрофизика» представлены новые лабораторные результаты, которые дают некоторые важные сведения о возможном происхождении экзотических минеральных зерен в межпланетной пыли. Изучение межпланетных зерен в настоящее время является горячей темой в рамках миссии НАСА Stardust, которая недавно принесла некоторые образцы этих зерен. Они являются одними из самых примитивных материалов, когда-либо собранных. Их изучение приведет к лучшему пониманию формирования и эволюции нашей Солнечной системы.
С помощью специализированных лабораторных экспериментов, направленных на моделирование возможного развития космических материалов в космосе, К. Давуазн и ее коллеги исследовали происхождение так называемой ГСМОС (стекло со встроенными металлом и сульфидами). GEMS является основным компонентом примитивных частиц межпланетной пыли (ВПЛ). Они имеют размер несколько 100 нм и состоят из силикатного стекла с небольшими округлыми зернами железа / никеля и сульфида металла. Небольшая часть GEMS (менее 5%) имеет предсолярный состав и поэтому может иметь межзвездное происхождение. Остальные имеют солнечный состав и, возможно, были сформированы или обработаны в ранней Солнечной системе. Разнообразные составы ГСМОС затрудняют достижение консенсуса относительно их происхождения и процесса формирования.
Сначала команда постулирует, что предшественники ГСМО возникли в межзвездной среде и постепенно нагревались в протосолярной туманности. Чтобы проверить правильность этой гипотезы, был проведен совместный экспериментальный проект с участием двух французских лабораторий: Laboratoire de Structure et Propri? T? S de? Etat Solide (LSPES) в Лилле и Institut d? Astrophysique Spatiale (IAS) в Орсе. настроить. З. Джуади в IAS нагревал различные аморфные образцы оливина ((Mg, Fe) 2SiO4) в высоком вакууме и при температурах от 500 до 750 ° С. После нагревания образцы демонстрируют микроструктуры, которые очень похожи на микроструктуры GEMS, с округлыми нанозернами железа, которые, как видно, заключены в силикатное стекло.
Это первый раз, когда GEMS-подобная структура была воспроизведена лабораторными экспериментами. Там они показывают, что компонент оксида железа (FeO) в аморфных силикатах претерпел химическую реакцию, известную как восстановление, при котором железо приобретает электроны и высвобождает кислород для осаждения в металлической форме. Поскольку компонент GEMS в IDP обычно тесно связан с углеродистым веществом, реакция FeO + C -> Fe + CO будет источником нанозерен металлического железа в этих IDP. Такие условия, возможно, встречались в примитивной солнечной туманности. Эта реакция была известна металлургикам на протяжении веков, но оригинальность подхода LSPES / IAS заключается в применении концепций материаловедения к экстремальным астрофизическим условиям.
Кроме того, ученые обнаружили, что в нагретом образце в силикатном стекле практически не остается железа, поскольку все железо мигрировало в зерна металла. Таким образом, команда может объяснить, почему пыль, наблюдаемая вокруг эволюционирующих звезд и комет, состоит в основном из богатых магнием силикатов, в которых, по-видимому, не хватает железа. Действительно, железо в металлических шариках становится совершенно необнаружимым с помощью обычных методов дистанционной спектроскопии. Таким образом, эта работа может дать важное и новое представление о составе межзвездных зерен.
Команда показывает, что GEMS могут образовываться в процессе специфического нагревания, что повлияет на зерна различного происхождения. Процесс может быть очень распространенным и может происходить как в Солнечной системе, так и вокруг других звезд. Таким образом, драгоценные камни могут иметь различное происхождение. Ученые теперь с нетерпением ждут анализа зерен, собранных Stardust, чтобы выяснить наверняка, что некоторые ГСМО действительно происходят из межзвездной среды.
Первоисточник: пресс-релиз A & A
