星际尘埃颗粒中的世界

了解星际气体中尘埃颗粒是如何形成的可以为天文学家提供重要的见解，并帮助材料科学家开发有用的纳米粒子。

实验室和火箭研究揭示了在我们的太阳系形成之前星际尘埃颗粒是如何形成的新见解。该结果由北海道大学的研究人员以及日本和德国的同事发表在《科学进展》杂志上，也可能有助于科学家以更高效、更环保的方式制造具有有用应用的纳米粒子。

这些“前太阳系”颗粒可以在坠落到地球的陨石中找到，从而使实验室研究能够揭示它们形成的可能途径。

北海道的 Yuki Kimura 解释说：“正如雪花的形状提供了高层大气的温度和湿度信息一样，陨石中的太阳系前颗粒的特征限制了它们可能形成的恒星气体流出的环境。”团队。然而，不幸的是，事实证明很难确定由碳化钛核和周围的石墨碳地幔组成的晶粒形成的可能环境。

更好地了解可能形成颗粒的恒星周围环境对于更多地了解一般星际环境至关重要。反过来，这可能有助于阐明恒星是如何演化的，以及它们周围的物质是如何成为行星的基石的。

这些颗粒的结构似乎表明，它们的碳化钛核心首先形成，然后在太阳之前形成的恒星气体流出的更远区域被厚厚的碳层覆盖。

该团队在晶粒成核理论工作的指导下探索了可能在实验室建模研究中重现晶粒形成的条件 - 从微小的原始斑点形成晶粒。这项工作通过在亚轨道火箭飞行中经历的微重力时期进行的实验得到了加强。

结果带来了一些惊喜。他们认为，这些晶粒最有可能在研究人员所谓的非经典成核途径中形成：传统理论无法预测的一系列三个不同步骤。首先，碳形成微小的同质核;钛然后沉积在这些碳核上，形成含有碳化钛的碳颗粒;最后，成千上万的细小颗粒融合形成颗粒。

“我们还认为，在太阳系发展后期形成的其他类型的前太阳系和太阳颗粒的特征可以通过考虑非经典成核途径来准确解释，例如我们的工作所暗示的那些，”Kimura 总结道。 .

这项研究可能有助于了解遥远的天文事件，包括巨星、新形成的行星系统，以及外星太阳系中其他恒星周围行星的大气层。但它也可能帮助地球上的科学家更好地控制他们正在探索用于许多领域的纳米粒子，包括太阳能、化学催化、传感器和纳米医学。因此，研究陨石中微小颗粒的潜在影响范围从地球未来的工业到我们所能想象的最遥远的地方。