Imej GEMS dalam zarah debu antara planet. Kredit gambar: NASA Klik untuk membesarkan
Buat pertama kalinya, sekumpulan saintis Perancis dapat menghasilkan semula struktur GEMS eksotik di makmal. Hasil eksperimen mereka akan segera diterbitkan dalam Astronomi & Astrofizik. GEMS (kaca dengan logam dan sulfida tertanam) adalah komponen utama debu antarplanet primitif. Untuk memahami asal usulnya adalah salah satu objektif utama sains planet, dan terutama misi Stardust yang baru berjaya.
Dalam terbitan yang akan datang, Astronomi & Astrofizik menyajikan hasil makmal baru yang memberikan beberapa petunjuk penting untuk kemungkinan asal butiran mineral eksotik dalam debu antarplanet. Mempelajari biji-bijian antara planet kini menjadi topik hangat dalam rangka misi Stardust NASA, yang baru-baru ini membawa kembali beberapa sampel biji-bijian ini. Mereka adalah antara bahan paling primitif yang pernah dikumpulkan. Kajian mereka akan menghasilkan pemahaman yang lebih baik mengenai pembentukan dan evolusi Sistem Suria kita.
Melalui eksperimen makmal khusus yang bertujuan untuk mensimulasikan kemungkinan evolusi bahan kosmik di ruang angkasa, C. Davoisne dan rakan-rakannya meneroka asal-usul apa yang disebut GEMS (kaca dengan logam dan sulfida tertanam). GEMS adalah komponen utama zarah debu antarplanet primitif (IDP). Mereka berukuran 100 nm dan terdiri dari kaca silikat yang merangkumi biji-bijian besi / nikel dan sulfida logam kecil dan bulat. Sebilangan kecil GEMS (kurang dari 5%) mempunyai komposisi presolar dan oleh itu boleh berasal dari antara bintang. Selebihnya mempunyai komposisi suria dan mungkin telah dibentuk atau diproses pada Sistem Suria awal. Komposisi GEMS yang pelbagai menjadikannya sukar untuk mencapai kata sepakat mengenai asal usul dan proses pembentukannya.
Pasukan pertama mendalilkan bahawa pendahulu GEMS berasal dari medium antarbintang dan dipanaskan secara progresif di nebula protosolar. Untuk menguji kesahan hipotesis ini, projek eksperimen bersama yang melibatkan dua makmal Perancis, Laboratoire de Structure et Propri? T? S de l? Etat Solide (LSPES) di Lille dan Institut d? Astrophysique Spatiale (IAS) di Orsay, adalah menubuhkan. Z. Djouadi, di IAS, memanaskan pelbagai sampel amorf dari olivin ((Mg, Fe) 2SiO4) di bawah vakum tinggi dan pada suhu antara 500 hingga 750? C. Selepas pemanasan, sampel menunjukkan struktur mikro yang sangat mirip dengan GEMS, dengan nanograin besi bulat yang dilihat tertanam dalam kaca silikat.
Ini adalah kali pertama struktur seperti GEMS dihasilkan semula oleh eksperimen makmal. Di sana, mereka menunjukkan bahawa komponen oksida besi (FeO) dari silikat amorf telah mengalami reaksi kimia yang dikenali sebagai pengurangan, di mana besi memperoleh elektron dan melepaskan oksigennya, untuk mendakan dalam bentuk logam. Oleh kerana komponen GEMS dalam IDP biasanya berkait rapat dengan bahan berkarbonat, reaksi FeO + C -> Fe + CO akan menjadi sumber nanograins besi logam di IDP ini. Keadaan seperti itu mungkin ditemui di nebula solar primitif. Tindak balas ini telah diketahui selama berabad-abad oleh ahli metalurgi, tetapi keaslian pendekatan LSPES / IAS adalah penerapan konsep sains material ke persekitaran astrofizik yang melampau.
Sebagai tambahan, para saintis mendapati bahawa, dalam sampel yang dipanaskan, praktis tidak ada besi yang tersisa di kaca silikat, kerana semua besi telah berpindah ke butiran logam. Oleh itu, pasukan ini dapat menjelaskan mengapa debu yang diperhatikan di sekitar bintang yang berkembang dan di dalam komet terdiri terutamanya dari silikat kaya magnesium di mana besi nampaknya kurang. Sesungguhnya, besi dalam sfera logam menjadi tidak dapat dikesan sepenuhnya dengan teknik spektroskopi jarak jauh yang biasa. Oleh itu, karya ini dapat memberikan gambaran penting dan baru mengenai komposisi biji-bijian antarbintang.
Pasukan menunjukkan bahawa GEMS dapat terbentuk melalui proses pemanasan tertentu yang akan mempengaruhi biji-bijian dari pelbagai asal. Prosesnya mungkin sangat biasa dan boleh berlaku di Sistem Suria dan di sekitar bintang lain. Oleh itu, GEMS mempunyai pelbagai asal usul. Para saintis kini menantikan analisis biji-bijian yang dikumpulkan oleh Stardust untuk mengetahui dengan pasti bahawa beberapa GEMS benar-benar berasal dari medium antarbintang.
Sumber Asal: Siaran Berita A&A
