¿Cómo se forman los asteroides y los planetas a partir de partículas pedregosas? Esta pregunta está siendo explorada en un experimento por científicos de las universidades de Münster y Braunschweig. Para la investigación, los investigadores de Fraunhofer han desarrollado cuentas hechas de un tipo especial de vidrio. Forman elcomposición de las partículas de roca de la forma más natural posible a pequeña escala.
La Tierra tiene 4.57 mil millones de años, una dimensión temporal inimaginable. Para comprender cómo se formó el planeta azul hace mucho tiempo, los científicos hoy analizan otros cuerpos rocosos de nuestro sistema solar, como fragmentos de asteroides que han llegado a la Tierra comometeoritos después de colisiones en el espacio.
Según el conocimiento actual, muchos cuerpos planetarios se formaron a través de la fusión de los condrules, que son perlas de silicato de aproximadamente 0.1 a 3 mm de ancho. Sin embargo, ¿cómo funciona este proceso de formación de roca cósmica? Eso es lo que los científicos del Institutode Planetología en la Universidad Westphalian Wilhelms de Münster y la Universidad Técnica de Braunschweig están investigando en experimentos únicos. Están siendo apoyados por investigadores del Instituto Fraunhofer para la Investigación del Silicato ISC en Würzburg. Los científicos han desarrollado un vidrio especial para el proyecto y han formadopequeñas cuentas para representar los condrules de la manera más realista posible.
Comportamiento especial de fusión y cristalización
Los hallazgos anteriores indican que las partículas originales tenían la consistencia del vidrio líquido caliente antes de agregarse en conglomerados de roca más grandes, enfriarse y cristalizarse. "Este vidrio es muy diferente de la composición del material de los vidrios técnicos con los que usualmente estamos trabajando", explica el Dr. Martin Kilo, Jefe de Unidad de Vidrio en el ISC. Sin embargo, la composición química de un vidrio determina ciertas propiedades físicas, como el comportamiento de fusión y cristalización. Ambos juegan un papel central en el proceso de desarrollo de cuerpos de roca más grandes"Es por eso que hemos utilizado programas de modelado por adelantado para calcular qué condiciones de fusión prevalecen para las composiciones requeridas, qué tan estables son las partículas de vidrio, así como las temperaturas y formas en que cristalizan", dice el Dr. Kilo. Otro desafío fuepara dar a las partículas de vidrio su forma esférica. Para ello, los expertos utilizan dos procedimientos diferentes.
En el primer enfoque, se prepara grava de vidrio en bruto, se tamiza al tamaño correcto y luego se completa por tratamiento térmico. La segunda solución es cortar placas de vidrio en cubos pequeños y molerlas mecánicamente, muy similar a la producción de mármol.
Para el experimento, los investigadores de Würzburg produjeron varias versiones de sus cuentas, cada una de las cuales difiere ligeramente en la composición del material. Estas cuentas se calentaron primero en unidades especiales de fusión en las que la temperatura y la atmósfera se pueden ajustar con precisión. Esas cuentas que teníancaracterísticas más cercanas al modelo teórico después de esta prueba de fusión se seleccionaron para el proyecto.
Experimentos en la torre de caída
El equipo de investigación de las Universidades de Münster y Braunschweig ahora utiliza las perlas de vidrio cósmico del ISC en experimentos en el Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad ZARM en Bremen: la torre de caída que se opera allí rodea 120 metros- tubo de caída de acero alto, en el que se mantiene un alto vacío. A través de un sistema de catapulta, las perlas de vidrio se disparan en una cápsula hasta la punta del tubo de caída. Como resultado, se logran aproximadamente 9.5 segundos de ingravidez - elmismas condiciones que en el espacio. Durante este período, las cuentas de vidrio se calientan hasta 1100 ° C.
Durante el procedimiento de caída, las cuentas pueden colisionar y formar grupos más grandes. Los expertos registran el comportamiento de colisión con cámaras de alta velocidad que los colegas de TU Braunschweig evalúan. "Nuestros colegas de Münster investigan cómo se fusionan las cuentas, si los gruposestán compuestos de una composición homogénea o si la forma de las perlas individuales todavía es reconocible, y si los resultados de la cristalización y en qué medida resultan ", explica el Dr. Kilo. En el siguiente paso, los planetólogos compararán los resultados con las observaciones de meteoritos para entoncessacar conclusiones sobre la validez de sus modelos teóricos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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