Imagen de un GEMS en una partícula de polvo interplanetario. Crédito de la imagen: NASA Haga Click para agrandar
Por primera vez, un equipo de científicos franceses pudo reproducir la estructura de los exóticos GEMS en el laboratorio. Los resultados de sus experimentos pronto serán publicados en Astronomía y Astrofísica. GEMS (vidrio con metal incrustado y sulfuros) es un componente principal del polvo primitivo interplanetario. Comprender su origen es uno de los objetivos principales de la ciencia planetaria, y especialmente de la misión Stardust recientemente exitosa.
En un próximo número, Astronomía y Astrofísica presenta nuevos resultados de laboratorio que proporcionan algunas pistas importantes sobre los posibles orígenes de los granos minerales exóticos en el polvo interplanetario. Estudiar granos interplanetarios es actualmente un tema candente en el marco de la misión Stardust de la NASA, que recientemente trajo algunas muestras de estos granos. Se encuentran entre el material más primitivo jamás recogido. Su estudio conducirá a una mejor comprensión de la formación y evolución de nuestro Sistema Solar.
Mediante experimentos de laboratorio dedicados a simular la posible evolución de los materiales cósmicos en el espacio, C. Davoisne y sus colegas exploraron el origen de los llamados GEMS (vidrio con metal incrustado y sulfuros). GEMS es un componente importante de las partículas primitivas de polvo interplanetario (IDP). Tienen un tamaño de unos 100 nm y están compuestos por un vidrio de silicato que incluye granos pequeños y redondeados de hierro / níquel y sulfuro de metal. Una pequeña fracción de los GEMS (menos del 5%) tiene una composición presolar y, por lo tanto, podría tener un origen interestelar. El resto tiene composición solar y puede haberse formado o procesado en el Sistema Solar temprano. Las variadas composiciones de los GEMS hacen que sea difícil llegar a un consenso sobre su origen y proceso de formación.
El equipo primero postula que los precursores de GEMS se originaron en el medio interestelar y se calentaron progresivamente en la nebulosa protosolar. Para probar la validez de esta hipótesis, se realizó un proyecto experimental conjunto en el que participaron dos laboratorios franceses, el Laboratoire de Structure et Propri? T? S de l? Etat Solide (LSPES) en Lille y el Institut d? Astrophysique Spatiale (IAS) en Orsay. preparar. Z. Djouadi, en el IAS, calentó varias muestras amorfas de olivina ((Mg, Fe) 2SiO4) bajo alto vacío y a temperaturas que oscilan entre 500 y 750 ° C. Después del calentamiento, las muestras muestran microestructuras que se parecen mucho a las de los GEMS, con nanogranos de hierro redondeados que se ven incrustados en un vidrio de silicato.
Esta es la primera vez que una estructura similar a GEMS ha sido reproducida por experimentos de laboratorio. Allí, muestran que el componente de óxido de hierro (FeO) de los silicatos amorfos ha sufrido una reacción química conocida como reducción, en la cual el hierro gana electrones y libera su oxígeno, para precipitar en forma metálica. Dado que el componente GEMS en los IDP generalmente está estrechamente relacionado con la materia carbonosa, la reacción FeO + C -> Fe + CO estará en la fuente de los nanogranos de hierro metálico en estos IDP. Tales condiciones pueden haberse encontrado en la nebulosa solar primitiva. Esta reacción ha sido conocida durante siglos por los metalúrgicos, pero la originalidad del enfoque LSPES / IAS es la aplicación de conceptos de ciencia de materiales a entornos astrofísicos extremos.
Además, los científicos descubrieron que, en la muestra calentada, prácticamente no queda hierro en el vidrio de silicato, ya que todo el hierro ha migrado hacia los granos metálicos. De este modo, el equipo puede explicar por qué el polvo observado alrededor de las estrellas evolucionadas y en los cometas se compone principalmente de silicatos ricos en magnesio donde aparentemente carece de hierro. De hecho, el hierro en las esférulas metálicas se vuelve totalmente indetectable por las técnicas espectroscópicas remotas habituales. Por lo tanto, este trabajo también podría proporcionar una visión importante y nueva sobre la composición de los granos interestelares.
El equipo muestra que los GEMS podrían formarse a través de un proceso de calentamiento específico que afectaría a los granos de diversos orígenes. El proceso puede ser muy común y podría ocurrir tanto en el Sistema Solar como alrededor de otras estrellas. Los GEMS podrían tener diversos orígenes. Los científicos ahora esperan ansiosamente el análisis de los granos recolectados por Stardust para descubrir con certeza que algunos GEMS realmente provienen del medio interestelar.
Fuente original: Comunicado de prensa de A&A
