Ученые нашли экзотические кристаллы углерода в Челябинском метеорите
Ученые обнаружили экзотические типы кристаллов, спрятанные в крошечных крупинках прекрасно сохранившейся метеоритной пыли. Пыль осталась после взрыва массивного метеорита над Челябинском, девять лет назад.
15 февраля 2013 года астероид диаметром 18 метров и весом 11 000 тонн вошел в атмосферу Земли на скорости около 18 км/сек.
К счастью, метеорит взорвался примерно в 23,3 км над городом Челябинск, осыпав окрестности крошечными метеоритами и избежав колоссального прямого столкновения с поверхностью.
Эксперты в то время описали это событие как серьезный тревожный сигнал об опасностях, которые астероиды представляют для планеты.
Взрыв Челябинского метеорита стал крупнейшим в своем роде взрывом в атмосфере Земли после Тунгусского метеорита 1908 года. По данным НАСА, он взорвался с силой в 30 раз большей (от 300 до 500 килотонн), чем атомная бомба в Хиросиме.
В новом исследовании ученые проанализировали некоторые крошечные фрагменты космического камня, оставшиеся после взрыва метеорита, известные как метеоритная пыль.
Обычно метеоры производят небольшое количество пыли при сгорании, но крошечные крупинки теряются для ученых, потому что они либо слишком малы, чтобы их можно было найти, либо рассеиваются ветром, либо падают в воду, либо загрязнены окружающей средой.
Однако после взрыва Челябинского метеорита массивный шлейф пыли висел в атмосфере более четырех дней, прежде чем, в конце концов выпал на поверхность Земли. И, к счастью, слои снега, которые выпали незадолго до и после события, задержали и сохранили некоторые образцы пыли.
Исследователи случайно наткнулись на новый кристалл, изучая пылинки под стандартным микроскопом.
Проанализировав пыль с помощью более мощных электронных микроскопов, ученые обнаружили гораздо больше таких кристаллов и исследовали их гораздо более подробно. Однако найти их даже с помощью электронного микроскопа было довольно сложно из-за их небольшого размера (около 10 мкм) и низкого фазового контраста.
Новые кристаллы были двух разных форм; квазисферические или «почти сферические» оболочки и шестиугольные стержни, обе из которых были «уникальными морфологическими особенностями», пишут исследователи в своей статье.
Дальнейший анализ с использованием рамановской спектроскопии и рентгеновской кристаллографии показал, что кристаллы углерода на самом деле представляют собой формы графита экзотической формы. Скорее всего, эти структуры были сформированы путем многократного добавления слоев графена к закрытым ядрам углерода.
Исследователи предполагают, что наиболее вероятными кандидатами на роль этих нанокластеров являются бакминстерфуллерен (C60), похожий на клетку шар из атомов углерода, или полигексациклооктадекан (C18H12), молекула, состоящая из углерода и водорода.
Ученые подозревают, что кристаллы образовались в условиях высокой температуры и высокого давления, вызванных разрушением метеора, хотя точный механизм до сих пор неясен.
В будущем ученые надеются отследить другие образцы метеоритной пыли из других космических пород, чтобы выяснить, являются ли эти кристаллы обычным побочным продуктом распада метеоров или же они являются уникальными для Челябинского метеорита.
Статья о результатах была опубликована в журнале EPJ Plus .