Deney modülünü taşıyan roket, mikro yerçekimi deneyleri yapmak üzere fırlatılıyor. Kredi: İsveç Uzay Şirketi
Yıldızlararası gazdaki toz taneciklerinin oluşumu hakkında fikir edinmek, gökbilimcilere değerli bilgiler sağlayabilir ve malzeme bilimcilerine yararlı nanoparçacıklar yaratmada yardımcı olabilir.
Hokkaido Üniversitesi araştırmacıları ve Japonya ve Almanya’dan meslektaşları, laboratuvar ve roket kaynaklı çalışmalar yoluyla yıldızlararası toz taneciklerinin kökenleri hakkında yeni bilgiler ortaya çıkardılar. Bulgular, dergide yayınlandı Bilim Gelişmeleribilim adamlarına oluşum süreci hakkında daha derin bir anlayış sağlayabilir ve pratik uygulamalarla nanopartiküller oluşturmak için daha verimli ve çevre dostu yöntemlerin geliştirilmesine yol açabilir.
Bu ‘güneş-öncesi’ tanecikler Dünya’ya düşen göktaşlarında bulunabiliyor ve bu da oluşumları için olası yolları ortaya koyan laboratuvar araştırmalarına olanak sağlıyor.
Hokkaido’dan Yuki Kimura, “Kar tanelerinin şekilleri üst atmosferin sıcaklığı ve nemi hakkında bilgi sağladığı gibi, göktaşlarındaki güneş öncesi tanelerin özellikleri de yıldızlardan gaz çıkışında oluşabilecekleri ortamları sınırlar” diye açıklıyor. takım. Ne yazık ki, bir titanyum karbür çekirdek ve onu çevreleyen bir grafit karbon mantodan oluşan taneciklerin oluşumu için olası ortamları belirlemenin zor olduğu kanıtlanmıştır.
Çalışmada mikro yerçekimi deneyleri için kullanılan roket ile Yuki Kimura. Kredi bilgileri: Yuki Kimura
Tanelerin oluşmuş olabileceği yıldızların etrafındaki ortamın daha iyi anlaşılması, genel olarak yıldızlararası ortam hakkında daha fazla şey öğrenmek için çok önemlidir. Bu da, yıldızların nasıl geliştiğini ve etraflarındaki malzemelerin nasıl gezegenlerin yapı taşları haline geldiğini netleştirmeye yardımcı olabilir.
Tanelerin yapısı, titanyum karbür çekirdeğinin önce oluştuğunu ve ardından Güneş’ten önce oluşan yıldızlardan gaz çıkışının daha uzak bölgelerinde kalın bir karbon tabakasıyla kaplandığını gösteriyor.
Ekip, tanecik çekirdeklenmesi (küçük orijinal beneklerden taneciklerin oluşumu) üzerine teorik çalışmanın rehberliğinde yapılan laboratuvar modelleme çalışmalarında tane oluşumunu yeniden oluşturabilecek koşulları araştırdı. Bu çalışma, yörünge altı roket uçuşlarında yaşanan mikro yerçekimi dönemlerinde yapılan deneylerle zenginleştirildi.
Çalışmada geliştirilen tanelerin transmisyon elektron mikrografları. Kredi bilgileri: Yuki Kimura
Sonuçlar bazı sürprizler sundu. Tanelerin büyük olasılıkla araştırmacıların klasik olmayan bir çekirdeklenme yolu dediği şeyde oluştuğunu öne sürüyorlar: geleneksel teoriler tarafından tahmin edilmeyen üç farklı adımdan oluşan bir dizi. Birincisi, karbon küçük, homojen çekirdekler oluşturur; titanyum daha sonra titanyum karbür içeren karbon parçacıkları oluşturmak üzere bu karbon çekirdekleri üzerinde birikir; son olarak, bu ince parçacıklardan binlerce tanesi birleşerek tahılı oluşturur.
Kimura, “Güneş sisteminin gelişiminin sonraki aşamalarında oluşan diğer güneş öncesi ve güneş taneciklerinin özelliklerinin, çalışmalarımızda önerilenler gibi klasik olmayan çekirdeklenme yolları dikkate alınarak doğru bir şekilde açıklanabileceğini de öneriyoruz.” .
Araştırma, dev yıldızlar, yeni oluşan gezegen sistemleri ve diğer yıldızların etrafındaki yabancı güneş sistemlerindeki gezegenlerin atmosferleri dahil olmak üzere uzak astronomik olayların anlaşılmasına yardımcı olabilir. Ancak, Dünya’daki bilim adamlarının güneş enerjisi, kimyasal kataliz, sensörler ve nanotıp dahil olmak üzere birçok alanda kullanmak üzere keşfettikleri nanoparçacıklar üzerinde daha iyi kontrol sahibi olmalarına da yardımcı olabilir. Bu nedenle, göktaşlarındaki küçük tanecikleri incelemenin potansiyel sonuçları, Dünya’nın gelecekteki endüstrilerinden hayal edebileceğimiz kadar uzaklara kadar uzanıyor.
Referans: Yuki Kimura, Kyoko K. Tanaka, Yuko Inatomi, Coşkun Aktaş ve Jürgen Blum, 13 Ocak 2023, “Titanyum-karbon sistemi üzerindeki çekirdeklenme deneyleri güneş öncesi tanelerin klasik olmayan oluşumunu ima eder”, Bilim Gelişmeleri.
DOI: 10.1126/sciadv.add8295