Los experimentos realizados en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía Berkeley Lab ayudaron a confirmar que las muestras de partículas interplanetarias, recolectadas de la atmósfera superior de la Tierra y que se cree que se originan en los cometas, contienen restos de polvo de la formación inicial de la energía solar.sistema.
Un equipo internacional, dirigido por Hope Ishii, investigador de la Universidad de Hawái en Manoa UH Manoa, estudió la composición química de las partículas utilizando luz infrarroja en la Fuente de luz avanzada ALS de Berkeley Lab. Los científicos también exploraron su químico a nanoescalamaquillaje usando microscopios electrónicos en la Fundición Molecular del Laboratorio, que se especializa en investigación y desarrollo a nanoescala, y en el Centro de Microscopía Electrónica Avanzada de la Universidad de Hawai.
El estudio fue publicado en línea el 11 de junio en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
El equipo concluyó que los sólidos iniciales a partir de los cuales se formó el sistema solar consistían casi por completo en carbono, helados y silicato desordenado amorfo. Este polvo fue destruido y reelaborado principalmente por procesos que condujeron a la formación de planetas. Sobrevivientes muestras deel polvo pre-solar es más probable que se conserve en los cometas: cuerpos pequeños y fríos que se formaron en la nebulosa solar exterior.
En una clase relativamente oscura de estas partículas de polvo interplanetario que se cree que se originan en los cometas, hay pequeños granos vidriosos llamados GEMS vidrio incrustado con metal y sulfuros que típicamente tienen decenas a cientos de nanómetros de diámetro, o menos de una centésima partedel grosor de un cabello humano. Los investigadores incorporaron los granos de muestra en un epoxi que se cortó en rodajas finas para los diversos experimentos.
Utilizando la microscopía electrónica de transmisión en la Fundición Molecular, el equipo de investigación hizo mapas de las distribuciones de elementos y descubrió que estos granos vítreos están formados por subgrupos que se unieron en un entorno diferente antes de la formación del cometa.
Los subgrupos GEMS a nanoescala están unidos por carbono orgánico denso en grupos que comprenden los granos GEMS. Estos granos GEMS se pegaron más tarde junto con otros componentes del polvo cometario mediante una matriz de carbono orgánico distinta de baja densidad.
Los tipos de carbono que bordean los subgranos y que forman la matriz en estas partículas se descomponen con un calentamiento incluso débil, lo que sugiere que los GEMS no podrían haberse formado en la nebulosa solar interna caliente, y en su lugar se formaron en un ambiente frío y rico en radiación, como la nebulosa solar externa o la nube molecular presolar.
Jim Ciston, un científico del personal de la Fundición Molecular, dijo que el proceso de mapeo de partículas de las técnicas de microscopía proporcionó pistas clave sobre sus orígenes. "La presencia de tipos específicos de carbono orgánico en las regiones internas y externas de las partículas sugiereel proceso de formación ocurrió completamente a bajas temperaturas ", dijo.
"Por lo tanto, estas partículas de polvo interplanetario sobrevivieron desde antes de la formación de los cuerpos planetarios en el sistema solar y proporcionan información sobre la química de esos antiguos bloques de construcción".
También señaló que los compuestos orgánicos "pegajosos" que cubrían las partículas pueden ser una pista de cómo estas partículas a nanoescala podrían reunirse en cuerpos más grandes sin la necesidad de calor extremo y fusión.
Ishii, quien trabaja en el Instituto de Geofísica y Planetología de Hawai UH Manoa, dijo: "Nuestras observaciones sugieren que estos granos exóticos representan el polvo interestelar pre-solar superviviente que formó los mismos bloques de construcción de planetas y estrellas. Si tenemosnuestras yemas de los dedos son los materiales de partida de la formación de planetas de hace 4.600 millones de años, eso es emocionante y hace posible una comprensión más profunda de los procesos que se formaron y desde entonces los han alterado ".
Hans Bechtel, científico investigador del Grupo de Apoyo Científico del ALS de Berkeley Lab, dijo que el equipo de investigación también empleó espectroscopía infrarroja en el ALS para confirmar la presencia de carbono orgánico e identificar el acoplamiento de carbono con nitrógeno y oxígeno, lo que corroborólas medidas de microscopía electrónica
Las mediciones de ALS proporcionaron una resolución a escala de micras millonésimas de metro que dio un promedio de mediciones para muestras enteras, mientras que las mediciones de la Fundición Molecular proporcionaron una resolución a escala nanométrica billonésimas de metro que permitió a los científicos explorar pequeñas porciones degranos individuales.
En el futuro, el equipo planea buscar en el interior de partículas de polvo de cometas adicionales, especialmente aquellas que estuvieron bien protegidas durante su paso por la atmósfera de la Tierra, para aumentar la comprensión de la distribución de carbono dentro de GEMS y las distribuciones de tamaño de GEMSsubgranos
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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