Группа ученых обнаружила, что досолнечные зерна образовывались не так, как считалось ранее. Эксперименты показали, что сперва появлялась оболочка из графита, а уже после нее — ядра из титана. Новые данные помогут астрономам лучше понять, как эволюционировала наша Вселенная миллиарды лет назад. Более того, результаты работы также помогут в разработке наночастиц для медицинских, химических и энергетических приложений. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Досолнечные зерна — это звездная пыль, которая конденсировалась в виде частиц минералов. Они образовывались вокруг звезд еще до появления Солнца. Такие досолнечные зерна содержатся в метеоритах, которые падают на Землю, и по их характеристикам можно сделать вывод об условиях вокруг других звезд и в межзвездной среде.
«Точно так же, как форма снежинок дает информацию о температуре и влажности верхних слоев атмосферы, характеристики досолнечных зерен в метеоритах очерчивают среду утекающего газа из звезд, в которой они могли образоваться», — пояснил Юки Кимура из Университета Хоккайдо. Тем не менее до сих пор исследователям было трудно понять, в каких условиях формировался один из типов досолнечных зерен, состоящий из ядра из карбида титана и покрытый графитом (одной из модификаций углерода). Ранее предполагалось, что в указанных досолнечных зернах сначала образовывалось ядро из карбида титана, которое затем покрывалось толстым слоем графита.
Ученые попытались смоделировать условия, при которых могли бы образоваться такие досолнечные зерна, в лаборатории. Для этого они опирались на теоретические работы по нуклеации (зародышеобразованию). Это процесс, при котором из более мелких частиц образуются зерна. Затем ученые перешли к практическим экспериментам, в ходе которых использовали маленькие ракеты. Их запускали в суборбитальный полет, благодаря чему внутри аппаратов возникала микрогравитация.
Результаты опровергли старые предположения. Ученые пришли к выводу, что данные зерна образовывались по так называемому неклассическому пути нуклеации. Сначала образовывались небольшие гомогенные ядра из углерода. Затем на них появлялись отложения титана. В результате образовывались углеродные наночастицы с включениями карбида титана. Потом эти мелкие частицы объединялись в зерна.
Ученые предположили, что и другие типы досолнечных и солнечных зерен образовались по тому же неклассическому пути. Результаты работы помогут улучшить понимание того, какими были древние звезды, как образуются планетарные системы и как выглядят атмосферы экзопланет других звездных систем.
Что интересно, это исследование полезно не только для астрономов, но и для людей, которые занимаются наночастицами. Результаты работы помогут им понять процесс образования наночастиц и научиться его лучше контролировать. Это важно, так как наночастицы применяются в наномедицине, химическом катализе, с их помощью изготовляют сенсоры и солнечные панели.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
