惑星間ダスト粒子内のGEMSの画像。画像クレジット：NASAクリックして拡大
フランスの科学者のチームが初めて、研究室でエキゾチックGEMSの構造を再現することができました。彼らの実験の結果は、すぐにAstronomy＆Astrophysicsで発表されます。 GEMS（金属と硫化物が埋め込まれたガラス）は、原始惑星間塵の主要な成分です。その起源を理解することは、惑星科学の主要な目的の1つであり、特に最近成功したスターダストミッションの1つです。
次の号では、Astronomy＆Astrophysicsが新しい実験室の結果を発表し、惑星間ダストの外来鉱物粒子の考えられる起源への重要な手がかりを提供します。惑星間穀物を研究することは現在、最近これらの穀物のいくつかのサンプルをもたらしたNASAスターダストミッションの枠組みの中でホットな話題です。それらは、これまでに収集された最も原始的な資料の1つです。彼らの研究は私たちの太陽系の形成と進化のより良い理解につながります。
C.ダヴォワインと彼女の同僚は、宇宙での宇宙物質の可能な進化をシミュレートすることを目的とした専用の実験室実験を通じて、いわゆるGEMS（金属と硫化物が埋め込まれたガラス）の起源を探りました。 GEMSは、原始惑星間塵粒子（IDP）の主要コンポーネントです。それらはサイズが数100 nmであり、鉄/ニッケルの小さな丸みを帯びた粒子と金属硫化物を含むケイ酸塩ガラスで構成されています。 GEMSのごく一部（5％未満）はプレソーラー組成を持っているため、星間起源を持つ可能性があります。残りは太陽の組成を持ち、初期の太陽系で形成または処理された可能性があります。 GEMSのさまざまな組成は、その起源と形成プロセスに関するコンセンサスに到達することを困難にします。
チームはまず、GEMS前駆体が星間媒質で発生し、原始太陽系星雲で徐々に加熱されたと仮定します。この仮説の妥当性をテストするために、フランスの2つの研究所を含む共同実験プロジェクト、リールの研究所と構造物研究所（LSPES）とオルセーのInstitut d？Astrophysique Spatiale（IAS）は、セットアップ。 Z. DjouadiはIASで、高真空下、500〜750℃の範囲の温度で、オリビン（（Mg、Fe）2SiO4）のさまざまなアモルファスサンプルを加熱しました。加熱後、サンプルはGEMSのものと非常によく似た微細構造を示し、ケイ酸塩ガラスに埋め込まれた丸い鉄のナノ粒子が見られます。
実験室でGEMSのような構造が再現されたのはこれが初めてです。そこでは、アモルファスシリケートの酸化鉄（FeO）成分が還元と呼ばれる化学反応を受け、鉄が電子を得て酸素を放出し、金属の形で沈殿することを示しています。 IDPのGEMSコンポーネントは通常炭素質物質と密接に関連しているため、FeO + C –> Fe + COの反応は、これらのIDPの金属鉄ナノ粒子のソースで発生します。このような条件は、原始太陽系星雲で遭遇した可能性があります。この反応は冶金学者によって何世紀にもわたって知られていますが、LSPES / IASアプローチの独創性は、極端な天体物理学環境への材料科学の概念の適用です。
さらに、科学者たちは、加熱されたサンプルでは、すべての鉄が金属粒子に移動しているため、ケイ酸塩ガラスに鉄がほとんど残っていないことを発見しました。したがって、チームは、進化した星の周囲や彗星で観測されたダストが、鉄が不足しているように見えるマグネシウムに富むケイ酸塩で主に構成されている理由を説明できます。実際、金属の小球に含まれる鉄は、通常のリモート分光法ではまったく検出できなくなります。したがって、この研究は、星間粒子の構成に関する重要かつ新しい洞察を提供することもできます。
チームは、GEMSがさまざまな起源の穀物に影響を与える特定の加熱プロセスによって形成される可能性があることを示しています。このプロセスは非常に一般的で、太陽系と他の星の両方で発生する可能性があります。したがって、GEMSの起源はさまざまです。現在、科学者たちはスターダストが収集した穀物の分析を待ち望んでおり、GEMSの一部が本当に星間物質に由来していることを確信しています。
元のソース：A＆Aニュースリリース
