|
Происхождение лунного металлического железа
|
|
|
|
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, проф. Шэнь Лайцюань, Бай Хайян и др. от проф. Группа Ван Вэйхуа из Института физики Академии наук Китая выяснила соответствующие эффекты облучения и воздействия на образование наночастиц металлического железа (npFe0). Основываясь на точных наблюдениях за стеклянными шариками, возвращенными миссией "Чанъэ-5", они показали, что образование мелких и крупных частиц npFe0 с различными оптическими эффектами независимо контролируется воздействием солнечного ветра и микрометеоритов. npFe0 широко распространены на Луне, и их накопление со временем изменяет оптический спектр лунной поверхности. Изменение цвета поверхности во многом зависит от размера npFe0: меньший размер npFe0 приводит к покраснению спектров отражения, в то время как больший размер npFe0 приводит к потемнению.
|
|
|
|
Возникающие в результате этого цветовые вариации значительно усложняют исследования с помощью дистанционного зондирования, создавая долгосрочные проблемы для астрономов. Кроме того, до этого исследования происхождение npFe0 различных размеров было недостаточно изучено. npFe0 известны как продукты космического выветривания, которое включает в себя два основных фактора: воздействие микрометеоритов и излучение солнечного ветра. Однако конкретная роль этих двух факторов в образовании npFe0 разного размера остается неясной, что затрудняет наше понимание цветовых вариаций лунной поверхности или астероидов в сложных космических условиях. "Мы обнаружили, что стеклянные шарики в лунном грунте "Чанъэ-5" могут сохранять частицы железа разного размера, примерно от 1 нанометра до 1 микрометра", - сказал профессор Бай.
|
|
|
"Как правило, трудно различить npFe0 различного происхождения, наблюдаемый в отдельных образцах. Здесь мы использовали особенность вращения стеклянных шариков, образующихся при ударе, чтобы четко различать npFe0, образующийся до и после затвердевания основных стеклянных шариков". В ходе этого исследования ученые обнаружили многочисленные отдельные крупные частицы npFe0 размером в десятки нанометров, которые имели тенденцию концентрироваться ближе к краям стеклянных шариков. Этот эффект концентрации может привести к тому, что сверхбольшие частицы npFe0 будут выступать за пределы стеклянных шариков. Такая особенность в точности соответствует явлению миграции, возникающему при вращении стеклообразующих капель, вызванном сверхскоростными ударами. В таких случаях Fe0 с более высокой плотностью, чем в матрице, перемещается к краям под действием центробежных сил, что указывает на то, что эти крупные частицы npFe0 образовались в расплавах, полученных при ударе, до того, как стеклянные шарики затвердели.
|
|
|
|
Напротив, они также выявили большое количество мелких npFe0 размером в несколько нанометров, плотно заполняющих поверхности стеклянных шариков. Эти мелкие npFe0 обладают характеристиками распределения, сходными с повреждениями везикул, вызванными облучением. По мере углубления стеклянных шариков как мелкие npFe0, так и везикулы постепенно уменьшаются в размерах и количестве, что соответствует уменьшению количества имплантированных ионов солнечного ветра с увеличением глубины. Более того, когда размер лунных частиц в два раза меньше глубины проникновения ионов солнечного ветра, небольшие npFe0 могут полностью заполнить крошечные частицы. Эти результаты подчеркивают, что излучение солнечного ветра является основной причиной наблюдаемого малого npFe0. Исследование показывает, что излучение солнечного ветра и воздействие микрометеоритов играют важную, но различную роль в образовании npFe0. Независимый рост малых и больших npFe0, выявленный в ходе этого исследования, хорошо согласуется со многими измерениями дистанционного зондирования, предоставляя ценную информацию для понимания и прогнозирования оптических свойств безвоздушных тел, находящихся в различных космических условиях.
|
|
|
|
Источник
|
