Днес, в Деня на астероида, учените имат за цел да ни напомнят за опасностите от попадения на космически тела върху нашата планета, но днес ви представяме едно проучване, което доказва, че тези въздействия могат да донесат и някои уникални въглеродни микрокристали в метеоритния прах.

Когато космически обект навлиза в земната атмосфера, повърхността му е изложена на високо налягане и температури. Въздушният поток откъсва малки капчици от метеороида, образувайки облак прах. Могат ли да се синтезират нови материали в тези уникални условия?

Изследователи откриват уникалните въглеродни кристали в метеоритния прах от Челябинския суперболид, който избухна през 2013 г. над снежните полета на Южен Урал.

Суперболидът, който падна на 15 февруари 2013 г. в района на Челябинск в Южен Урал, бе уникално по своите мащаби явление и предизвика огромен обществен и научен интерес.

Това е най-големият метеороид през 21-ви век досега и най-големият болид след събитието в Тунгуска.

От една страна, падането на това космическо тяло, което е имало първоначален диаметър около 18 метра, показа абсолютната липса на защита на Земята от опасността от метеорити, а от друга страна, донесе на нашата планета уникални материали, синтезирани в условия, които не могат да бъдат възпроизведени в съвременните лаборатории.

При падането си Челябинският метеорит бе до голяма степен унищожен, затова на земната повърхност падат голям брой фрагменти. Разпадането му също е придружено от образуване на газово-прахова струя и последващо утаяване на праховия компонент.

Челябинският прах, който се е образувал на височини от 80 до 27 км, бе открит от няколко спътника. Той се движи на изток по време на своето развитие и обикаля цялото земно кълбо за четири дни.

Условията, при които пада метеоритният прах, могат да се разглеждат като уникални: имало е снеговалеж 8 дни преди метеорита, който създава отчетлива граница, позволяваща да се определи началото на слоя. Около 13 дни след падането на метеорита има отново снеговалеж, който запазва метеоритния прах, вече наслоил се по това време.

В ново проучване изследователят от Технически университет Дармщат Оливър Гутфлайш (Oliver Gutfleisch) и колегите му откриват въглеродни микрокристали с микрометров размер в челябинския прах.

Те изследват кристалите с помощта на сканираща електронна микроскопия (SEM) и установяват, че приемат различни необичайни форми: затворени, квазисферични черупки и шестоъгълни пръти.

„Фокусирахме се върху уникалните морфологични особености на въглеродните кристали от праховия компонент на метеороида“, обясняват те.

„Първият въглероден кристал бе открит по време на изследване на праха с помощта на оптичен микроскоп, тъй като неговите фасети се оказаха във фокалната равнина."

„Последващите проучвания с помощта на оптична електронна микроскопия показаха, че в метеоритния прах има много подобни обекти. Въпреки това, намирането им с помощта на електронен микроскоп бе голямо предизвикателство поради малкия им размер (около 10 µm) и ниския фазов контраст."

По-нататъшен анализ с помощта на Раманова спектроскопия и рентгенова кристалография показват, че въглеродните кристали всъщност са екзотично оформени форми на графит.

Най-вероятно тези структури могат да бъдат образувани чрез многократно добавяне на графенови слоеве към затворени въглеродни ядра.

Изследователите изследват този процес чрез симулации на молекулярна динамика на растежа на редица такива структури.

„Открихме, че сред няколко възможни ембрионални въглеродни наноклъстера - бакминстерфулерен (C 60) и полихексациклооктадекан (-C 18 H 12-) - могат да бъдат основните заподозрени, отговорни за образуването на експериментално наблюдаваните микрокристали от квазисферичен и шестоъгълен прътов графит", заявява научният колектив.

S. Taskaev et al. 2022. Exotic carbon microcrystals in meteoritic dust of the Chelyabinsk superbolide: experimental investigations and theoretical scenarios of their formation. Eur. Phys. J. Plus 137, 562; doi: 10.1140/epjp/s13360-022-02768-7

Scientists Find Exotic Carbon Microcrystals in Chelyabinsk Meteoritic Dust - Natali Anderson, Sci-News.com

Видове космически скали

Астероидът представлява голям къс скала, останал от началото на Слънчевата система или образуван от сблъсъци на космически тела. Повечето са разположени между Марс и Юпитер в Главния астероиден пояс.

Кометата е подобна на астероид, покрита е с лед от въглероден диоксид, метан и вода и други съединения. Описва се често като мръсна снежна топка. Орбитите на кометите са силно сплеснати, простиращи се между Слънцето и отвъд орбитата на Нептун, Пояса на Кайпер, дори Облака на Оорт.

Метеори астрономите наричат проблясъка на светлина в атмосферата, когато изгарят космически отломки.

Различни видове метеори

Метеорите могат да бъдат категоризирани въз основа на техния размер, яркост и близост до Земята. Има метеори, които отскачат от горните слоеве на атмосферата и отново навлизат в космоса, докато някои се разпадат и се разнасят по небето при ярка светлина.

Един от видовете метеори са огнените топки, които могат да варират по размер от баскетболна топка до малък автомобил и вероятно са най-често срещаният тип. Някои експерти твърдят, че огнените топки са ярки и по-дълготрайни.

Междувременно болидът е още по-ярък и по-масивен и често експлодира в атмосферата, където звуците могат да се чуят и усетят на земната повърхност. Някои от тях са класифицирани като огнени топки, които произвеждат гръм.

И накрая, суперболидът е по-ярък от болид и създава голяма експлозия, която може да се превърне в природно бедствие и да представлява опасност за хората. През 2013 г. суперболид премина над Челябинск, Русия, като експлозията му може да се сравни с 500 килотона тротил.

Самият отломък се нарича метеороид. Повечето са толкова малки, че се изпаряват напълно в атмосферата.

Ако някой метеороид стигне до Земята, се нарича метеорит.

Метеорите, метеороидите и метеоритите обикновено произхождат от астероиди и комети. Например, ако Земята преминава през опашката на комета, голяма част от отломките изгарят в атмосферата, образувайки метеорен поток.