科学家尝试揭开星际尘埃颗粒起源与形成过程

2023-02-22 07:33:00 来源：cnBeta

深入了解星际气体中尘埃颗粒的形成可以为天文学家提供宝贵的知识，并帮助材料科学家创造有用的纳米颗粒。北海道大学的研究人员和他们来自日本和德国的同事通过实验室和火箭的研究发现了关于星际尘埃颗粒起源的新信息。这些研究结果发表在《科学进展》杂志上，可以为科学家们提供对形成过程的更深入了解，并可以启发更高效和环保的方法来制造具有实际用途的纳米粒子。

正在发射的携带实验舱的火箭，以进行微重力实验。资料来源：瑞典航天公司

(相关资料图)

这些"前极地"颗粒可以在落入地球的陨石中找到，从而使实验室研究能够揭示其形成的可能路线。

北海道团队的木村幸解释说："正如雪花的形状提供了关于大气层上部温度和湿度的信息一样，陨石中的前极地颗粒的特征限制了它们可能形成的恒星气体流出的环境。然而，不幸的是，事实证明很难确定由碳化钛核心和周围石墨碳地幔组成的晶粒的可能形成环境。"

更好地了解这些颗粒可能形成的恒星周围的环境，对于了解更多关于一般的星际环境至关重要。这反过来可以帮助澄清恒星如何演变，以及它们周围的材料如何成为行星的组成部分。

这些晶粒的结构似乎表明，它们的碳化钛核心首先形成，然后在更遥远的恒星气体外流区域被涂上一层厚厚的碳，这些恒星在太阳形成之前就已经形成。

研究小组在实验室建模研究中探索了可能重现晶粒形成的条件，这些研究以晶粒成核的理论工作为指导--晶粒由微小的原始斑点形成。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。

该研究中形成的晶粒的透射电子显微照片

研究结果带来了一些惊喜。它们表明，这些晶粒很可能是在研究人员所说的非经典成核途径中形成的：一系列传统理论没有预测的三个不同步骤。首先，碳形成微小的、均匀的核；然后钛沉积在这些碳核上，形成含有碳化钛的碳颗粒；最后，数以千计的这些细小颗粒融合，形成晶粒。

"我们还建议，通过考虑非经典的成核途径，如我们的工作所建议的成核途径，可能会准确地解释在太阳系发展的后期阶段形成的其他类型的太阳前和太阳晶粒的特征，"木村总结道。

这项研究可以帮助理解遥远的天文事件，包括巨型恒星、新形成的行星系统，以及其他恒星周围的外星太阳系中的行星大气。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的纳米粒子，以用于许多领域，包括太阳能、化学催化、传感器和纳米医学。因此，研究陨石中的微小颗粒的潜在意义，从地球的未来工业到我们可以想象的远方。

关键词：环境保护人生第一份工