Многопозиционный пресс SAPHiR раскрывает загадку Солнечной системы: как образуются метеориты из каменного железа
V-kosmose.com

Многопозиционный пресс SAPHiR раскрывает загадку Солнечной системы: как образуются метеориты из каменного железа

Метеориты позволяют нам узнать о раннем развитии Солнечной системы. Используя инструмент SAPHiR в Исследовательском источнике нейтронов Хайнца Майера-Лейбница (FRM II) в Техническом университете Мюнхена (TUM), научная группа впервые смоделировала образование класса каменно-железных метеоритов, так называемых палласитов, на чисто экспериментальной основе.

«Палласиты - самые красивые и необычные метеориты с оптической точки зрения», - с энтузиазмом говорит д-р Николас Вальте, первый автор исследования. Они относятся к группе каменно-железных метеоритов и представляют собой кристаллы зеленого оливина, внедренные в никель и железо. Несмотря на десятилетия исследований, их точное происхождение оставалось тайной.

Чтобы решить эту загадку, доктор Николас Вальте, специалист по инструментам в Центре им. Хайнца Майера-Лейбница (MLZ) в Гархинге, вместе с коллегами из Баварского геоинститута при Университете Байройта и Лондонского королевского университета Холлоуэй исследовал образование палласита.  Во-первых, им удалось экспериментально воспроизвести структуру всех типов палласитов.

Для своих экспериментов команда использовала многопозиционный пресс SAPHiR, созданный под руководством профессора Ганса Кепплера из Баварского геоинститута в MLZ, и аналогичный пресс MAVO в Байройте. Хотя нейтроны из FRM II еще не были поданы в SAPHiR, эксперименты под высоким давлением и при высоких температурах уже можно проводить.

«С усилием прессования в 2400 тонн SAPHiR может оказывать давление в 15 гигапаскалей (ГПа) на образцы при температуре более 2000 ° C», - объясняет Уолт, - «Это вдвое больше давления, необходимого для превращения графита в алмаз». Чтобы смоделировать столкновение двух небесных тел, исследовательской группе потребовалось давление всего 1 ГПа при 1300 ° C.

Как образуются палласиты?

До недавнего времени считалось, что палласиты образуются на границе между металлическим ядром и скалистой мантией астероидов. По альтернативному сценарию палласиты образуются ближе к поверхности после столкновения с другим небесным телом. Во время удара расплавленное железо из ядра ударного элемента смешивается с богатой оливином мантией материнского тела.

Проведенные эксперименты подтвердили такую гипотезу. Еще одной предпосылкой для образования палласитов является то, что железное ядро ​​и скалистая мантия астероида заранее частично разделились.

Все это произошло вскоре после их образования около 4,5 миллиардов лет назад. Во время этой фазы астероиды нагреваются до тех пор, пока более плотные металлические компоненты не расплавляются и не опускаются к центру небесных тел.

Ключевой вывод исследования состоит в том, что для образования палласитов необходимы оба процесса - частичное разделение ядра и мантии и последующее столкновение с другим небесным телом.

«Как правило, метеориты - самые старые и непосредственно доступные компоненты в нашей Солнечной системе. Возраст Солнечной системы и ее ранняя история определяются, прежде всего, на основе исследования метеоритов», - объясняет Уолте. «Как и многие астероиды, Земля и Луна разделены на несколько слоев, состоящих из ядра, мантии и коры», - говорит Николас Вальте., - «Таким образом, сложные миры были созданы скоплением космического мусора. В случае с Землей это стало основой для возникновения жизни».

Эксперименты с высоким давлением и сравнение с палласитами подчеркивают важные процессы, которые произошли в ранней Солнечной системе. Эксперименты команды позволяют по-новому взглянуть на столкновение и смешивание материалов двух небесных тел с последующим их быстрым охлаждением.