Imagem de um GEMS em uma partícula de poeira interplanetária. Crédito da imagem: NASA Clique para ampliar
Pela primeira vez, uma equipe de cientistas franceses conseguiu reproduzir a estrutura do GEMS exótico em laboratório. Os resultados de seus experimentos serão publicados em breve em Astronomia e Astrofísica. O GEMS (vidro com metal e sulfetos incorporados) é um componente importante do pó interplanetário primitivo. Compreender sua origem é um dos principais objetivos da ciência planetária e, especialmente, da bem-sucedida missão Stardust.
Em uma próxima edição, Astronomy & Astrophysics apresenta novos resultados de laboratório que fornecem algumas pistas importantes sobre as possíveis origens de grãos minerais exóticos na poeira interplanetária. O estudo de grãos interplanetários é atualmente um tópico importante no âmbito da missão NASA Stardust, que recentemente trouxe de volta algumas amostras desses grãos. Eles estão entre os materiais mais primitivos já coletados. O estudo deles levará a uma melhor compreensão da formação e evolução do nosso Sistema Solar.
Por meio de experimentos de laboratório dedicados, com o objetivo de simular a possível evolução dos materiais cósmicos no espaço, C. Davoisne e seus colegas exploraram a origem do chamado GEMS (vidro com metal incorporado e sulfuretos). O GEMS é um componente importante das partículas interplanetárias primárias de poeira (IDPs). Eles têm alguns tamanhos de 100 nm e são compostos por um vidro de silicato que inclui grãos pequenos e arredondados de ferro / níquel e sulfeto de metal. Uma pequena fração do GEMS (menos de 5%) tem composição pré-molar e, portanto, poderia ter uma origem interestelar. O restante tem composição solar e pode ter sido formado ou processado no início do Sistema Solar. As variadas composições do GEMS dificultam chegar a um consenso sobre sua origem e processo de formação.
A equipe primeiro postula que os precursores do GEMS se originaram no meio interestelar e foram progressivamente aquecidos na nebulosa protosolar. Para testar a validade dessa hipótese, foi realizado um projeto experimental conjunto, envolvendo dois laboratórios franceses, o Laboratório de Estrutura e Propriedades do Etat Solide (LSPES), em Lille, e o Instituto Astrofísico Spatiale (IAS), em Orsay. configuração. Z. Djouadi, na IAS, aqueceu várias amostras amorfas de olivina ((Mg, Fe) 2SiO4) sob alto vácuo e a temperaturas variando de 500 a 750 ° C. Após o aquecimento, as amostras mostram microestruturas que se assemelham às do GEMS, com nanogravuras de ferro arredondadas que são incorporadas em um vidro de silicato.
É a primeira vez que uma estrutura semelhante ao GEMS é reproduzida por experimentos de laboratório. Lá, eles mostram que o componente de óxido de ferro (FeO) dos silicatos amorfos passou por uma reação química conhecida como redução, na qual o ferro ganha elétrons e libera seu oxigênio, precipitando de forma metálica. Como o componente GEMS nos deslocados internos geralmente está intimamente associado à matéria carbonácea, a reação FeO + C -> Fe + CO estará na fonte das nanogravuras de ferro metálico nesses deslocadores internos. Tais condições podem ter sido encontradas na nebulosa solar primitiva. Essa reação é conhecida há séculos por metalúrgicos, mas a originalidade da abordagem LSPES / IAS é a aplicação de conceitos de ciência dos materiais a ambientes astrofísicos extremos.
Além disso, os cientistas descobriram que, na amostra aquecida, praticamente não resta ferro no vidro de silicato, uma vez que todo o ferro migrou para os grãos de metal. A equipe é, portanto, capaz de explicar por que a poeira observada em torno de estrelas evoluídas e em cometas é composta principalmente de silicatos ricos em magnésio, onde o ferro parece estar ausente. De fato, o ferro nas esférulas metálicas torna-se totalmente indetectável pelas técnicas espectroscópicas remotas usuais. Este trabalho poderia, portanto, fornecer uma visão nova e importante da composição de grãos interestelares.
A equipe mostra que o GEMS pode se formar através de um processo de aquecimento específico que afetaria grãos de várias origens. O processo pode ser muito comum e pode ocorrer tanto no sistema solar quanto em torno de outras estrelas. O GEMS poderia, portanto, ter origens diversas. Os cientistas agora aguardam ansiosamente a análise dos grãos coletados pela Stardust para descobrir com certeza que alguns GEMS realmente vêm do meio interestelar.
Fonte original: Comunicado de imprensa da A&A
