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앤 응웬 (Ann Nguyen)은 세인트 루이스 (St. Louis)의 워싱턴 대학 (Washington University)에서 대학원 연구를 위해 위험한 프로젝트를 선택했습니다. 한 대학 팀은 이미 운석에서 10 만 마리의 곡물을 선별하여 특정 유형의 스타 더스트를 찾은 적이 있습니까? 성공없이.
2000 년 Nguyen은 다시 시도하기로 결정했습니다. 약 59,000 곡 후에 그녀의 간결한 결정이 이루어졌습니다. 과학의 3 월 5 일 호에 Nguyen과 그녀의 고문 인 Ernst K. Zinner 박사는 물리 과학 및 지구 및 행성 과학 연구 교수로서 예술 및 과학 분야에서 규산염 스타 더스트의 9 가지 반점을 설명합니다. 프리 솔라 실리케이트 그레인? 알려진 가장 원시적 인 운석 중 하나에서
Zinner는“운석에서 프리 솔라 실리케이트를 찾는 것은 태양계가 가스와 먼지로 형성되었으며, 그 중 일부는 뜨거운 태양 성운이 아니라 매우 뜨겁지 않았다고 말합니다. "그레인을 분석하면 별의 근원, 별의 핵 과정 및 별의 대기의 물리 화학적 구성에 대한 정보가 제공됩니다."
1987 년 Washington University의 Zinner 및 동료들과 Chicago University의 과학자 그룹은 운석에서 첫 번째 스타 더스트를 발견했습니다. 그 프리 솔라 그레인은 다이아몬드와 실리콘 카바이드의 얼룩이었다. 그 이후로 운석에서 다른 유형이 발견되었지만 규산염, 규소, 산소의 화합물 및 마그네슘 및 철과 같은 다른 원소로는 만들어지지 않았습니다.
Nguyen은“천문학적 인 스펙트럼에서 규산염 입자가 별에서 만들어진 가장 풍부한 산소가 풍부한 곡물 인 것 같다는 것을 알기 때문에 이것은 수수께끼였다. "그러나 지금까지, 전 태양 규산염 입자는 혜성에서 행성 간 먼지 입자 샘플에서만 분리되었습니다."
우리 태양계는 붉은 거인과 초신성을 폭발시켜 우주로 뿌려진 가스와 먼지 구름으로 형성되었습니다. 이 먼지 중 일부는 소행성을 형성했으며 운석은 소행성을 떨어 뜨린 조각입니다. 운석에 포함 된 대부분의 입자는 서로 유사합니다. 다른 별의 먼지가 태양계를 형성하는 지옥에서 균질화 되었기 때문입니다. 그러나 몇몇 별들의 순수한 샘플들은 일부 운석 안에 깊숙이 갇히게되었습니다. 산소가 풍부한 곡물은 비정상적인 비율의 산소 동위 원소로 인식 할 수 있습니다.
지구 및 행성 과학 대학원생 인 Nguyen은 1990 년 사하라에서 발견 된 운석 인 Acfer 094에서 약 59,000 개의 곡물을 분석했습니다. 그녀는 규산염을 파괴 할 수있는 가혹한 화학 물질 대신 곡물을 물에서 분리했습니다. 또한 나노 미터 (이차 이온 질량 분석기)라고하는 새로운 유형의 이온 프로브를 사용하여 마이크로 미터 (1 백만 분의 1 미터)보다 작은 물체를 분해 할 수 있습니다.
Zinner와 Frank Stadermann 박사 (대학의 우주 과학 연구소의 선임 연구 과학자)는 파리의 CAMECA가 만든 NanoSIMS의 설계 및 테스트를 도왔습니다. 2 백만 달러의 비용으로 Washington University는 2001 년 세계 최초의 계측기를 인수했습니다.
이온 프로브는 시료의 한 지점으로 이온 빔을 보냅니다. 빔은 샘플의 일부 원자를 제거하고 일부는 이온화됩니다. 이 2 차 이온 빔은 특정 동위 원소를 감지하도록 설정된 질량 분석기로 들어갑니다. 따라서 이온 프로브는 동위 원소 비율이 비정상적으로 높거나 낮은 입자를 식별 할 수 있습니다.
그러나 다른 이온 프로브와 달리 NanoSIMS는 5 개의 서로 다른 동위 원소를 동시에 감지 할 수 있습니다. 빔은 또한 한 번의 실험 설정으로 수백 또는 수천 개의 곡물을 분석 할 수 있도록 지점 간 자동 이동이 가능합니다. Zinner는“NanoSIMS는이 발견에 필수적이었습니다. “이 presolar 규산염 입자는 매우 작습니까? 마이크로 미터의 일부만 이 기기의 높은 공간 분해능과 높은 감도는 이러한 측정을 가능하게했습니다.”
Nguyen은 1 차적인 세슘 이온 빔을 사용하여 3 개의 산소 동위 원소의 양을 측정했습니다. 16O, 17O 및 18O? 그녀가 공부 한 많은 곡물들 각각에서. 0.1 내지 0.5 마이크로 미터의 직경을 갖는 9 개의 입자는 비정상적인 산소 동위 원소 비율을 가졌으며 실리콘이 풍부하게 농축되었다. 이 프리 솔라 실리케이트 입자는 네 그룹으로 나뉩니다. 5 개의 그레인은 17O에서 풍부하고 18O에서 약간 고갈되었으며, 이는 적색 거성 또는 점근 적 거대 가지 별에서의 깊은 혼합이 산소 동위 원소 조성에 책임이 있음을 시사합니다.
1O 곡물은 18O에서 매우 고갈 되었기 때문에 표면 물질이 핵 반응을지지하기에 충분히 뜨거운 영역으로 내려 갔을 때 질량이 낮은 별에서 생성되었을 가능성이 있습니다. 또 다른 것은 16O가 풍부했는데, 이것은 태양보다 헬륨보다 무거운 원소가 적은 별의 곡물입니다. 마지막 두 입자는 17O와 18O가 풍부 해져서 태양에 비해 헬륨보다 무거운 원소가 더 풍부한 초신성이나 별에서 나왔을 수 있습니다.
Nguyen은 에너지 분산 형 x- 선 스펙트럼을 얻어 6 개의 전 태양 입자의 화학 성분을 측정했습니다. 2 개의 올리 빈과 2 개의 피 록센이 있으며, 이들은 대부분 산소, 마그네슘, 철 및 실리콘을 함유하지만 비율이 다릅니다. 다섯 번째는 알루미늄이 풍부한 규산염이고, 여섯 번째는 산소와 철이 풍부하며 금속과 황화물이 매립 된 유리 일 수 있습니다.
Nguyen은“철분이 많은 곡물의 우세한 점은 놀랍습니다”라고 천문학 스펙트럼이 별 주위의 대기에서 철분이 많은 곡물보다 더 많은 마그네슘이 많은 곡물을 감지했기 때문이라고 Nguyen은 말합니다. 그녀는“태양계가 형성 될 때 철분이 이러한 곡물에 포함되었을 수있다.
스타 너에 대한이 자세한 정보는 우주 과학이 실험실에서 수행 될 수 있음을 증명한다고 Zinner는 말합니다. "이러한 작은 반점을 분석하면 기존의 천문학 기법으로는 얻을 수없는 상세한 동위 원소 비율과 같은 정보를 얻을 수 있습니다."라고 덧붙입니다.
Nguyen은 이제 9 개의 입자에서 실리콘과 마그네슘 동위 원소의 비율을 조사 할 계획입니다. 그녀는 또한 다른 유형의 운석을 분석하려고합니다. "Acfer 094는 발견 된 가장 원시적 인 운석 중 하나입니다."라고 그녀는 말합니다. “그래서 우리는 그것이 많은 양의 전 태양 곡물을 가질 것으로 기대합니다. 더 많은 가공을 거친 운석을 보면 그 곡물을 파괴 할 수있는 사건에 대해 더 많이 배울 수 있습니다.”
원본 출처 : WUSTL 뉴스 릴리스
