 Как астероиды и планеты образуются из каменистых частиц? Этот вопрос изучается в эксперименте ученых из университетов Мюнстера и Брауншвейге. Для исследования ученые Фраунгофера разработали шарики из специального вида стекла. Они образуют состав частиц породы как можно более естественно в небольшом масштабе.
Земля имеет возраст в 4.57 миллиарда лет – что является невообразимым временным измерением. Чтобы понять, как формировалась голубая планета, ученые анализируют другие каменистые тела из нашей солнечной системы, такие, как фрагменты астероидов, которые прибыли на Землю в виде метеоритов после столкновений в космосе.
Согласно современным представлениям, многие планетные тела образовались путем слияния хондр – которые представляют собой силикатные шарики размером от 0,1 до 3 мм. Как это космическое образование вообще происходим? Именно этот ученые и расследуют в своих уникальных экспериментах. Ученые разработали специальное стекло для проекта и формируют крошечные шарики из него, чтобы представить хондры как можно более реалистично.
Предыдущие исследования показывают, что первоначальные частицы имели консистенцию горячего, жидкого стекла, прежде чем они объединяются в более крупные конгломераты камней, охлаждаются и кристаллизуется. Это стекло отличается от состава материала технических стекол, с которым учение, как правило, работают. Химический состав стекла, однако, определяет определенные физические свойства, такие как поведение плавления и кристаллизации. Оба играют центральную роль в процессе развития больших горных пород. Поэтому исследователи используют программы моделирования, чтобы заранее рассчитать, какие условия плавления условия преобладают для требуемых композиций, насколько стабильна стеклянные частицы, а также температуры и формы, в которых они кристаллизуются. Еще одна проблема заключается в том, чтобы придать стеклянным частицам сферическую форму. Чтобы сделать это, эксперты используют две различные процедуры.
В первом подходе, грубое стекло гравия подготавливается, просеивается до нужного размера, а затем округляется путем термической обработки. Второе решение заключается в разбивании стеклянных пластин на небольшие кубики и их механическое измельчение - что очень похоже на производство мрамора.
Для эксперимента исследователи из Вюрцбурга выпустил несколько версий их бисера, каждый из которых немного отличается в составе материала. Эти гранулы сначала нагревают в специальных плавильных агрегатах, в которых температура и атмосфера могут быть точно скорректированы. Эти шарики, которые имели характеристики, близкие к теоретической модели после этого испытания плавки, были выбраны для проекта.
Исследовательская группа в настоящее время использует космические стеклянные шарики в экспериментах в Центре прикладных космических технологий и микрогравитации в Бремене. Раскрывающую башню, которая эксплуатируется, окружает 120-метровая стальная трубка, в которой сохраняется высокий вакуум. Через систему катапульты стеклянные шарики вылетают в капсуле до кончика трубки подачи. В результате достигается примерно 9,5 секунд невесомости - те же условия, как и в космосе. В течение этого периода стеклянные шарики нагреваются до 1100° С.
Во время процедуры падения, шарики могут сталкиваться и образовать более крупные кластеры. Эксперты записывают поведение столкновения с помощью высокоскоростными камер. Затем они будут исследовать, как объединить шарики, и в какой степени будет достигнута кристаллизация. На следующем этапе планетологи будет сравнивать результаты с наблюдениями метеоритов, чтобы сделать выводы об достоверности их теоретических моделей.
|
