תמונה של GEMS בחלקיק אבק בין פלנטרי. אשראי תמונה: נאס"א לחץ להגדלה
לראשונה הצליח צוות מדענים צרפתים לשחזר את מבנה ה- GEMS האקזוטי במעבדה. תוצאות הניסויים שלהם יתפרסמו בקרוב באסטרונומיה ואסטרופיסיקה. GEMS (זכוכית עם מתכת משובצת וסולפידים) הוא מרכיב עיקרי באבק בין-פלנטרי פרימיטיבי. הבנת מקורו היא אחת המטרות העיקריות של מדע הפלנטה, ובעיקר של משימת Stardust המצליחה לאחרונה.
בגיליון הקרוב, אסטרונומיה ואסטרופיסיקה מציגה תוצאות מעבדה חדשות המספקות כמה רמזים חשובים למוצאם האפשרי של דגנים מינרליים אקזוטיים באבק בין פלנטרי. לימוד גרגרים בין פלנטריים הוא כרגע נושא חם במסגרת משימת Stardust של נאס"א, שהחזירה לאחרונה כמה דגימות מדגנים אלה. הם מהחומר הפרימיטיבי ביותר שנאסף אי פעם. המחקר שלהם יביא להבנה טובה יותר של היווצרותה והתפתחותה של מערכת השמש שלנו.
באמצעות ניסויי מעבדה ייעודיים שמטרתם לדמות את ההתפתחות האפשרית של חומרים קוסמיים בחלל, סיווג ג 'דייסון ועמיתיה את מקורם של מה שמכונה GEMS (זכוכית עם מתכת משובצת וגולפידים). GEMS הוא מרכיב עיקרי בחלקיקי האבק הבין-פלנטריים הפרימיטיביים (IDPs). הם בגודל של כמה מאה ננומטר ומורכבים מכוסית סיליקט הכוללת גרגירים קטנים ומעוגלים של ברזל / ניקל ומתכת גופרתי. לחלק קטן מה- GEMS (פחות מ- 5%) יש הרכב טרום קוטבי ולכן יכול להיות שמקורם בין כוכבים. לשאר יש הרכב סולארי ויכול להיות שנוצר או עובד במערכת השמש המוקדמת. הקומפוזיציות המגוונות של ה- GEMS מקשות להגיע להסכמה לגבי מקורן ותהליך היווצרותן.
הצוות מניח תחילה כי קודמי ה- GEMS מקורם במדיום הבין-כוכבי והתחממו בהדרגה בערפילית הפרוטוסולרית. כדי לבדוק את תקפותה של השערה זו, נערך פרויקט ניסיוני משותף הכולל שתי מעבדות צרפתיות, Laboratoire de Structure et Propri? T? S de l? Etat solide (LSPES) בליל והמכון d 'Astrophysique Spatiale (IAS) באורסי, היה להכין. צ. ג'ואאדי, ב- IAS, חימום דגימות אמורפיות שונות של אוליבין ((Mg, Fe) 2SiO4) תחת ואקום גבוה ובטמפרטורות שנעו בין 500 ל- 750 ° C. לאחר החימום, הדגימות מציגות מבנים מיקרו הדומים לאלה של ה- GEMS, עם ננוגרינים מברזל מעוגלים הנראים משובצים בכוס סיליקט.
זו הפעם הראשונה שמבנה דמוי GEMS משוחזר על ידי ניסויים במעבדה. שם הם מראים כי מרכיב תחמוצת הברזל (FeO) של הסיליקטים האמורפיים עבר תגובה כימית הידועה בשם הפחתה, שבה הברזל משיג אלקטרונים ומשחרר את החמצן שלו, כדי לזרום בצורה מטאלית. מכיוון שמרכיב ה- GEMS במזהלי IDP בדרך כלל קשור בחומר פחמתי, התגובה FeO + C -> Fe + CO תהיה במקורם של ננוגרין ברזל מתכתי במזהים אלה. יתכן ותנאים כאלה נתקלו בערפילית השמש הפרימיטיבית. תגובה זו ידועה במשך מאות שנים על ידי מטלורגים, אך מקוריותה של גישת ה- LSPES / IAS היא יישום מושגי מדעי חומר על סביבות אסטרופיזיות קיצוניות.
בנוסף, המדענים גילו שבדגימה המחוממת כמעט ולא נותר ברזל בכוס הסיליקט, מכיוון שכל הברזל נדד לדגני המתכת. הצוות מסוגל אפוא להסביר מדוע האבק שנצפה סביב כוכבים מפותחים ובשביטים מורכב בעיקר מסיליקטים עתירי מגנזיום שבהם כנראה חסר ברזל. אכן, ברזל בכדוריות מתכתיות נעשה בלתי ניתן לגילוי לחלוטין על ידי הטכניקות הספקטרוסקופיות המרוחקות הרגילות. עבודה זו יכולה אפוא לספק תובנה חשובה וחדשה גם להרכב הדגנים הבין-כוכביים.
הצוות מראה כי GEMS יכול להיווצר באמצעות תהליך חימום ספציפי שישפיע על דגנים ממוצא שונה. התהליך עשוי להיות נפוץ מאוד ויכול להתרחש הן במערכת השמש והן סביב כוכבים אחרים. אפוא ה- GEMS יכול להיות בעל מקורות מגוונים. מדענים ממתינים כעת בשקיקה לניתוח הדגנים שנאסף על ידי סטרדאוסט כדי לוודא בוודאות שחלק מה- GEMS מגיעים באמת מהמדיום הבין-כוכבי.
המקור המקורי: פרסום חדשות A&A
