Кредитна слика: ВУСТЛ
Анн Нгуиен одабрала је ризичан пројекат за своје дипломске студије на Универзитету Васхингтон у Ст. Лоуису. Универзитетски тим је већ просијао 100.000 житарица из метеорита да би потражио одређену врсту звезданог праха? без успеха.
Нгуиен је 2000. године одлучио да покуша поново. Касније око 59.000 житарица, њена безобразна одлука исплатила се. У часопису Сциенце за 5. март, Нгуиен и њен саветник, Ернст К. Зиннер, доктор науке, професор физике и наука о земљи и планети, обе из уметности и науке, описују девет примека силикатног звезданог праха? пресоларна силикатна зрна? од једног од најпримитивнијих метеорита познатих.
„Проналажење пресоларних силиката у метеориту говори о томе да се соларни систем формирао од гаса и прашине, од којих неки никада нису постали врући, пре него из вруће соларне маглице“, каже Зиннер. „Анализа таквих зрна пружа информације о њиховим звјезданим изворима, нуклеарним процесима у звијездама и физичким и хемијским саставима звјезданих атмосфера.“
1987. године Зиннер и колеге са Универзитета у Вашингтону и група научника са Универзитета у Чикагу пронашли су прву звјездану прашину у метеориту. Та пресоларна зрнца била су мрље дијаманта и силицијум карбида. Иако су од тада откривене друге врсте метеорита, ниједна није направљена од силиката, једињења силицијума, кисеоника и других елемената попут магнезијума и гвожђа.
„Ово је била прилично мистерија, јер знамо из астрономских спектра да су силикатна зрна најбројнија врста зрна богатих кисеоником направљених у звездама“, каже Нгуиен. "Али до сада су пресоларна силикатна зрна изолована само из узорака међупланетарних честица прашине из комета."
Наш соларни систем формирао се из облака гаса и прашине који су у свемир испраћени експлозијом црвених дивова и супернова. Неки од ове прашине формирани су астероиди, а метеорити су фрагменти уништени астероиди. Већина честица метеорита наликују једна другој, јер се прашина из различитих звезда хомогенизовала у инферну који је обликовао Сунчев систем. Чисти узорци од неколико звезда, међутим, постали су заробљени дубоко у неким метеоритима. Та зрна богата кисеоником могу се препознати по необичним омјерима изотопа кисеоника.
Нгуиен, студентица планета и планетарних наука, анализирала је око 59.000 житарица из метеорита Ацфер 094, који је пронађен у Сахари 1990. Она је зрна раздвојила у води уместо оштрих хемикалија које могу уништити силикате. Такође је користила нову врсту ионске сонде названу НаноСИМС (секундарни јонски масни спектрометар), која може разрешити објекте мање од микрометра (милионинки метра).
Зиннер и Франк Стадерманн, доктор наука у лабораторији за свемирске науке на универзитету, помогли су у дизајнирању и тестирању НаноСИМС-а, који је израдио ЦАМЕЦА у Паризу. Универзитет Вашингтон је 2001. године коштао два милиона долара први инструмент на свету.
Јонске сонде усмеравају сноп јона на једно место на узорку. Зрака избацује неке сопствене атоме, од којих неки постају јонизовани. Овај секундарни сноп јона улази у масени спектрометар који је постављен да детектује одређени изотоп. Тако ионске сонде могу идентификовати зрна која имају необично висок или низак удио тог изотопа.
За разлику од осталих ионских сонди, НаноСИМС може открити пет различитих изотопа истовремено. Зрака такође може аутоматски да путује од места до места, тако да се у једном експерименталном окружењу може анализирати више стотина или хиљада зрна. "НаноСИМС је био неопходан за ово откриће", каже Зиннер. „Ова пресоларна силикатна зрна су врло мала? само делић микрометра. Висока просторна резолуција и велика осетљивост инструмента омогућила су ова мерења. “
Користећи примарни сноп цезијевих јона, Нгуиен је мукотрпно мерио количине три изотопа кисеоника? 16О, 17О и 18О? у сваком од многих житарица које је проучавала. Девет зрна, промјера од 0,1 до 0,5 микрометара, имали су необичне омјере изотопа кисеоника и били су високо обогаћени силицијумом. Ова пресоларна силикатна зрна су подељена у четири групе. Пет зрна обогаћено је 17О и мало исцрпљено 18О, што сугерише да је дубоко мешање у црвене џиновске или асимптотске звезде џиновских грана одговорно за њихове изотопске композиције кисеоника.
Једно зрно је веома осиромашено од 18 ° Ц и зато је вероватно произведено у звезди мале масе када се површински материјал спустио у подручја довољно топла да подрже нуклеарне реакције. Други је обогаћен 16О, што је типично за зрно звезда које садрже мање елемената тежих од хелијума од нашег сунца. Последња два зрна обогаћена су и 17О и 18О и тако су могла потицати од супернова или звезда које су обогаћене елементима тежим од хелијума у поређењу с нашим сунцем.
Добијањем енергетски дисперзивних рендгенских спектра, Нгуиен је одредио вероватни хемијски састав шест пресоларних зрна. Чини се да постоје два оливина и два пирокксена, који садрже углавном кисеоник, магнезијум, гвожђе и силицијум, али у различитим односима. Пети је силикат богат алуминијумом, а шести је обогаћен кисеоником и гвожђем и могао би бити стакло с уграђеним металима и сулфидима.
Превладавање зрна богатих гвожђем изненађује, каже Нгуиен, јер су астрономски спектри открили више зрна богатих магнезијумом него зрна богатих гвожђем у атмосфери око звезда. „Могло би бити да се гвожђе уградило у та зрна приликом формирања Сунчевог система“, објашњава она.
Ова детаљна информација о стардусту доказује да се свемирска наука може радити у лабораторији, каже Зиннер. „Анализа ових малих мрља може нам дати информације, попут детаљних изотопских омјера, које се не могу добити традиционалним астрономским техникама“, додаје он.
Нгуиен сада планира да размотри омјере изотопа силицијума и магнезијума у девет зрна. Такође жели да анализира друге врсте метеорита. "Ацфер 094 је један од најпримитивнијих метеорита који је пронађен", каже она. „Па бисмо очекивали да ће то имати највеће обиље пресоларних зрнаца. Гледајући метеорите који су прошли више обрада, можемо сазнати више о догађајима који могу уништити та зрна. “
Изворни извор: ВУСТЛ Невс Релеасе
