MessageToEagle.com - É um momento notável quando um objeto de origem extraterrestre foi descoberto, mas é claro, ele certamente não é algo que acontece todos os dias. Para encontrar um cristal raro, extraterrestre que remonta ao nascimento do nosso sistema solar, 4,5 bilhões de anos, é, portanto, uma extraordinária e uma experiência única!
Esta descoberta surpreendente de um cristal muito raro do espaço foi feita nas Montanhas Koryak, na Sibéria, Extremo Oriente, na Rússia, um canto muito remoto do mundo. Os cientistas acreditam que o mineral pode ser ainda mais antiga que a própria Terra!
De acordo com uma equipe internacional de pesquisadores liderada por cientistas da Universidade de Princeton, um mineral raro e exótico, tão incomum que se pensava ser impossível de existir, veio para a Terra em um meteorito.
A descoberta fornece evidência para as origens extraterrestres da amostra apenas conhecido do mundo de quasicrystal que ocorre naturalmente.
"A descoberta é uma evidência importante que quasicristais podem se formar na natureza em condições astrofísicas e fornece evidências de que esta fase da matéria pode permanecer estável ao longo de bilhões de anos", disse o físico Paul Steinhardt, o Albert Einstein Professor de Ciências na Universidade de Princeton.
 | Embora quasicristais são minerais sólidos que parecem perfeitamente normal do lado de fora, a sua estrutura interna torna fascinante para os cientistas.Em vez de os aglomerados de átomos que se repete regularmente visto na maioria dos cristais, quasicristais conter um arranjo atômico mais sutil e complexa, envolvendo dois ou mais grupos de repetição. Como um resultado, os átomos de um quasicrystal podem ser dispostos em formas que não são normalmente encontradas em cristais, tais como a forma de um icosaedro 20-face com a simetria de uma bola de futebol. |
O conceito de quasicristais - juntamente com o termo - foi introduzido pela primeira vez em 1984 por Steinhardt e Dov Levine, ambos da Universidade da Pensilvânia.
A primeira sintético quasicrystal, uma combinação de alumínio e manganês, foi relatado em 1984 pelo cientista materiais israelense Dan Shechtman e seus colegas do Instituto Nacional dos EUA de Padrões e Tecnologia, um achado para que Shechtman venceu o Prêmio Nobel de 2011.
Montanhas Koryak, na Sibéria, Extremo Oriente, na Rússia.
Desde o trabalho de Shechtman foi publicado, os cientistas criaram cerca de 100 tipos de quasicristais sintéticos, algumas das quais são agora usados em revestimentos duráveis e lâminas cirúrgicas. Os cientistas também estão explorando-os para uso em revestimentos frigideira e isolamento de calor para motores.
A busca por quasicristais naturais
Durante anos, muitos especialistas acreditavam que quasicristais, apesar de interessante, só podiam ser feitas nas condições cuidadosamente controladas disponíveis em um laboratório. Muitos também pensado que os materiais eram instáveis e podem, após um período prolongado de tempo, para reverter cristais comuns.
Steinhardt, que era cético em relação a este ponto de vista, decidiu lançar uma pesquisa para ver se talvez a natureza tinha batido os cientistas para o soco, e já havia produzido quasicristais. Em 1999, ele e seus colaboradores iniciaram uma intensa busca por quasicristais naturais. A equipe de busca em uma base de dados dos resultados experimentais a partir de mais de 80.000 materiais conhecidos à procura de sinais de estrutura quasicristalinas.
Em seguida, os pesquisadores começaram a pentear museus e coleções particulares para amostras contendo determinadas combinações de metais, incluindo alumínio, freqüentemente encontrados em quasicristais sintéticos.
Em 2008, os pesquisadores finalmente descobriu uma vantagem quando eles foram contatados por Luca Bindi, um mineralogista do Museu de História Natural de Florença, Itália.
Bindi sugeriu que Steinhardt testar algumas das suas amostras, incluindo um mineral raro chamado khatyrkite, que foi composto de cobre e de alumínio. A amostra foi armazenada em uma caixa como parte de 10.000 minerais adquiridas pelo museu de um colecionador privado em Amsterdam. A marcação na caixa indicou que a amostra veio das montanhas Koryak, na parte nordeste da península de Kamchatka na Rússia.
Os pesquisadores estudaram uma pequena amostra do khatyrkite mineral, que é montado em um pedaço em forma de pirâmide de barro ao lado de uma moeda de um centavo para ilustrar o pequeno tamanho da amostra.
(Imagem cortesia do Luca Bindi e Paul Steinhardt)
Quando a amostra chegou da Itália, no entanto, tinha sido cortada da rocha circundante, deixando Steinhardt com grãos microscópicos para trabalhar, e não há espaço para erro. "Se tivéssemos caído da amostra, que teria sido perdido para sempre", disse Nan Yao, Princeton colega de Steinhardt.
Yao meticulosamente aterrar a pequena amostra, que mediu a largura de um cabelo humano, para as mechas ainda menores exigidos para sondar a estrutura para ver se ele era um quasicrystal. A técnica que eles usaram, microscopia eletrônica de transmissão, envolve disparar um feixe de elétrons em uma amostra e observando como a curva de elétrons, ou difração, quando batem na amostra.
Dentro de um pedaço da rocha russo, os investigadores descobriram o padrão de difração assinatura de um quasicrystal, composto de alumínio, cobre e ferro, incorporado ao lado do khatyrkite e outros minerais. "Eu estava muito animado quando vi o padrão de difração", disse Yao, que tinha vindo para o trabalho no dia de Ano Novo para fazer os estudos quando o laboratório foi tranquila. A equipe - que incluiu Yao, diretor do Imaging and Analysis Center no Instituto de Princeton para a Ciência e Tecnologia de Materiais, e Peter Lu na Universidade de Harvard - publicou a evidência para a primeira naturais quasicrystal, que hoje é conhecido como icosahedrite, em um artigo de 2009 na revista Science.
Descobrindo origens extraterrestres
Para descobrir as origens da amostra quasicrystal natural Steinhardt, Bindi e Yao parceria com John Eiler e Yunbin Guan, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, Lincoln Hollister de Princeton e Glenn MacPherson da Instituição Smithsonian. Os pesquisadores examinaram inúmeras possibilidades para a origem do material, incluindo a possibilidade de que a amostra era na verdade um subproduto da produção industrial que, de alguma forma acabou na coleção do museu. Através de uma série de investigações, a equipe descobriu evidências que aponta claramente para um começo de outro mundo.
A pedra, encontrado em Koryak montanhas da Rússia, é um misterioso 'quasicrystal', uma espécie de cristal descoberto em materiais sintéticos, em 1982. Até agora, acreditava-se quasicristais não ocorrem na natureza - e todos eram feitas pelo homem. Crédito da imagem: Universidade de Princeton
Uma tal pista foi a presença de um mineral chamado stishovite, um tipo de sílica que se forma apenas sob pressões extremamente elevadas e temperaturas longe das condições utilizadas em qualquer actividade humana. Stishovite foi encontrado em meteoritos. A principal descoberta é que a quasicrystal foi incorporado nos grãos stishovite, indicando que o quasicrystal eo stishovite formados em conjunto através de um processo de alta pressão natural.
"Nós realmente encontrei o contato físico entre o quasicrystal minerais e meteoritos, e que nos convenceu de que tinha encontrado algo importante", disse Hollister, professor de geociências emérito.
Esta figura, que se assemelha a uma pintura abstrata, mostra duas substâncias. A substância rosa e branco é um mineral raro chamado stishovite, encontrado apenas em meteoritos e impactos de meteoritos. O material escuro no meio é quasicrystal. Assim, esta imagem fornece provas de que a quasicrystal é de origem extraterrestres. (Imagem cedida por Paul Steinhardt)
Em seguida, os pesquisadores sondaram as relações de diferentes versões, ou isótopos, do oxigênio, que variam dependendo se os minerais formados na Terra ou no espaço. Os pesquisadores descobriram que a proporção de isótopos de oxigênio em piroxênio e olivina, dois minerais intercrescidos entre as lascas de quasicrystal, foram similares aos encontrados em alguns dos mais antigos conhecidos meteoritos extraterrestres, conhecidos como condritos carbonáceos CV3. Outros minerais detectadas na amostra foram também consistentes com a origem de meteoritos.
Os resultados vieram como uma surpresa, disse Hollister, que inicialmente pensou que o quasicrystal viria a ser um subproduto industrial dada a sua configuração incomum de cobre, ferro e alumínio. "Na natureza, é altamente incomum ter alumínio metálico", disse Hollister, referindo-se ao facto de que na natureza alumínio agarra átomos de oxigénio e se encontra sempre sob a forma de óxido de alumínio. "Estávamos tentando descobrir onde na Terra a partir do núcleo para a superfície poderíamos ter condições que levam à formação de quasicristais".
Outros pesquisadores ficaram impressionados com os resultados. "Fiquei muito surpreso quando li que a fase icosahedral relatado anteriormente era de origem extraterrestre", disse Robert Downs, professor de geociências na Universidade do Arizona, que não estava associado com a pesquisa. "Mas, um momento depois, era óbvio. Como poderia uma tal variedade exótica de elementos ser formado e preservado?"
Downs descreveu o trabalho como "um grande achado que atravessa todos os tipos de limites da ciência - ciências dos materiais, física, química, geociências, astrofísica - todos de uma vez." Ele acrescentou: "E por diversão, ele oferece um instantâneo de nosso sistema solar antes de se formou."
No ano passado, Steinhardt e Bindi lançaram uma ambiciosa missão de rastrear as origens da amostra Russa, com o objetivo de confirmar a sua origem e obter mais quasicristais. Os pesquisadores rastreou a viúva do coletor de Amsterdam que primeiro vendeu o mineral ao museu italiano. Ela mostrou-lhes um diário há muito escondido descrever a aquisição da rocha a partir de um laboratório do governo durante a era soviética.
Juntando essas informações com um nome mencionado em uma publicação científica russa, Steinhardt e Bindi eventualmente localizado o mineralogista russo que, em 1979, cavado na rocha de uma camada de azul-verde espessa de argila em um leito nas montanhas Koryak de Chukotka no extremo leste da Rússia . A aventura culminou em uma expedição no verão passado ao leito, e as amostras recolhidas durante a viagem estão no processo de serem analisadas.
MessageToEagle.com com base em material fornecido pela Universidade de Princeton
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