Svijet u zrncima međuzvjezdane prašine
Razumijevanje načina na koji zrnca prašine nastaju u međuzvjezdanom plinu moglo bi ponuditi astronomima značajne uvide te znanstvenicima za materijale pomoći u razvoju korisne nanočestice.
Laboratorijske i raketne studije otkrile su nove uvide u to kako su, prije formiranja našeg sunčevog sustava, nastala zrnca međuzvjezdane prašine. Rezultati, koje su objavili istraživači Sveučilišta Hokkaido i kolege iz Japana i Njemačke u časopisu Science Advances, također bi mogli pomoći znanstvenicima da naprave korisne nanočestice na učinkovitije i ekološki prihvatljivije načine.
Ova "presolarna" zrnca mogu se pronaći u meteoritima koji padnu na Zemlju, što omogućava laboratorijske studije koje otkrivaju moguće puteve njihovog nastanka.
"Baš kao što oblici snježnih pahuljica daju informacije o temperaturi i vlažnosti gornje atmosfere, karakteristike „presolarnih” zrnaca u meteoritima utječu na istjecanja plina iz zvijezda u kojima su mogle nastati", objašnjava Yuki Kimura iz Hokkaida. Nažalost, pokazalo se teško odrediti moguće uvjete za formiranje zrnaca koja se sastoje od titan karbid jezgre i grafitnog ugljičnog omotača.
Bolje razumijevanje okoline zvijezda u kojoj su zrnca mogla nastati ključno je za bolje razumijevanje međuzvjezdanog okruženja općenito. Zauzvrat, to bi moglo pomoći da se razjasni kako zvijezde evoluiraju i kako materijali oko njih postaju građevni blokovi za planete.
Čini se da struktura zrnaca sugerira kako je najprije nastala njihova jezgra od titanijevog karbida te je potom obložena debelim slojem ugljika u udaljenijim područjima istjecanja plina iz zvijezda nastalih prije Sunca.
Tim je istraživao uvjete koji bi mogli ponovno stvoriti formiranje zrnaca u laboratorijskim studijama modeliranja vođenih teoretskim znanjem o nukleaciji zrnaca - formiranju zrna iz sićušnih originalnih mrlja. Ovaj rad nadopunjen je eksperimentima izvedenim u razdobljima mikrogravitacije tijekom letova suborbitalnih raketa.
Rezultati su ponudili neka iznenađenja. Sugeriraju da su zrnca najvjerojatnije nastala u nečemu što istraživači nazivaju ne klasičnim putem nukleacije: nizom od tri različita koraka koji nisu određeni konvencionalnim teorijama. Prvo, ugljik tvori sićušne, homogene jezgre; titan se zatim taloži na tim jezgrama ugljika da bi se formirale čestice ugljika koje sadrže titanijev karbid; konačno, tisuće ovih finih čestica formiraju zrnca.
"Također predlažemo kako bi se karakteristike drugih tipova presolarnih i solarnih zrnaca, nastalih u kasnijim fazama razvoja Sunčevog sustava mogle točno objasniti razmatranjem ne klasičnih puteva nukleacije, poput onih koje predlaže naš rad", zaključuje Kimura.
Istraživanje bi moglo pomoći u razumijevanju dalekih astronomskih događaja, uključujući divovske zvijezde, novoformirane planetarne sustave i atmosfere planeta u stranim solarnim sustavima oko drugih zvijezda. Također, može pomoći znanstvenicima na Zemlji da steknu bolju kontrolu nad nanočesticama, koje istražuju za upotrebu u mnogim područjima, uključujući solarnu energiju, kemijsku katalizu, senzore i nanomedicinu. Potencijalne implikacije proučavanja sićušnih zrnaca u meteoritima sežu od budućih industrija Zemlje do najdaljeg što možemo zamisliti.
Izvor: Phys