Mikro yerçekimi deneyleri yapmak üzere fırlatılan deney modülünü taşıyan roket. Kredi: İsveç Uzay Kurumu
Yıldızlararası gazdaki toz taneciklerinin oluşumu hakkında bilgi edinmek, gökbilimcilere değerli bilgiler sağlayabilir ve malzeme bilimcilerine faydalı nanoparçacıklar oluşturma konusunda 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. Science Advances dergisinde yayınlanan bulgular, bilim insanlarına oluşum süreci hakkında daha derin bir anlayış sağlayabilir ve pratik uygulamalarla nanoparçacıklar oluşturmak için daha verimli ve çevre dostu yöntemlerin geliştirilmesine yol açabilir.
Bu ‘güneş öncesi güneş ışınları’ Tanecikler Dünya’ya düşen göktaşlarında bulunabilir ve bu, oluşumlarının olası yollarını ortaya koyan laboratuvar çalışmalarına olanak tanır.
“Kar tanelerinin şekilleri, üst atmosferin sıcaklığı ve nemi hakkında bilgi sağladığı gibi, özellikleri de Hokkaido ekibinden Yuki Kimura, meteoritlerdeki güneş-öncesi taneciklerin, yıldızlardan gaz çıkışında oluşmuş olabilecekleri ortamları sınırlandırdığını söylüyor. Ancak ne yazık ki, titanyum karbür çekirdek ve onu çevreleyen grafitli karbon örtüden oluşan taneciklerin oluşumu için olası ortamları belirlemenin zor olduğu ortaya çıktı.
Yuki Kimura, kullanılan roketle Çalışmadaki mikro yerçekimi deneyleri için. Kredi: Yuki Kimura
Yıldızların etrafındaki ve taneciklerin oluşmuş olabileceği ortamın daha iyi anlaşılması, genel olarak yıldızlararası ortam hakkında daha fazla bilgi edinmek için çok önemlidir. Bu da, yıldızların nasıl evrimleştiğini ve etraflarındaki malzemelerin nasıl gezegenlerin yapı taşları haline geldiğini netleştirmeye yardımcı olabilir.
Tahılların yapısı, titanyum karbür çekirdeklerinin önce oluştuğunu ve ardından kaplandığını gösteriyor gibi görünüyor. Güneş’ten önce oluşan yıldızlardan gaz çıkışının daha uzak bölgelerinde kalın bir karbon tabakasında.
Ekip, tane çekirdeklenmesi üzerine teorik çalışmanın rehberliğinde laboratuvar modelleme çalışmalarında tane oluşumunu yeniden oluşturabilecek koşulları araştırdı. küçük orijinal beneklerden tanelerin oluşumu. Bu çalışma, yörünge altı roket uçuşlarında yaşanan mikro yerçekimi dönemlerinde yapılan deneylerle zenginleştirildi.
Çalışmada geliştirilen taneciklerin iletim elektron mikrografı. Kredi: 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 parçacıkların binlercesi birleşerek taneciği oluşturur.
“Güneş sisteminin gelişiminin sonraki aşamalarında oluşan diğer güneş öncesi ve güneş taneciklerinin özelliklerinin de doğru bir şekilde açıklanabileceğini öne sürüyoruz. çalışmamız tarafından önerilenler gibi klasik olmayan çekirdeklenme yollarını göz önünde bulundurarak” sözlerini tamamlıyor.
Araştırma, dev yıldızlar, yeni oluşan gezegen sistemleri ve gezegenlerin atmosferleri dahil olmak üzere uzak astronomik olayların anlaşılmasına yardımcı olabilir. diğer yıldızların etrafındaki yabancı güneş sistemlerinde. 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 olası sonuçları, Dünya’nın gelecekteki endüstrilerinden hayal edebileceğimiz kadar uzaklara kadar uzanır.
Referans: “Titanyum-karbon sistemi üzerinde yapılan çekirdeklenme deneyleri, güneş öncesi tahıllar”, Yuki Kimura, Kyoko K. Tanaka, Yuko Inatomi, Coşkun Aktaş ve Jürgen Blum, 13 Ocak 2023, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.add8295