Rare Extraterrestre cristal tão velho quanto Nosso Sistema Solar Descoberto na região remota do mundo

É um momento notável quando um objeto de origem extraterrestre foi descoberto, mas é claro, certamente não é algo que acontece todos os dias. Para encontrar um raro, extraterrestre cristal que remonta ao nascimento do nosso sistema solar, 4,5 bilhões de anos, é, portanto, um extraordinário e uma experiência única!
Este incrível descoberta de um cristal muito raro do espaço foi feita nas Montanhas Koryak, na Sibéria, Extremo Oriente, 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 única amostra conhecida do mundo de um quasicrystal que ocorre naturalmente.
"A descoberta é uma evidência importante que quasicristais podem 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 Professor Albert Einstein em Ciências na Universidade de Princeton.
Embora quasicristais são minerais sólidos que se parecem bastante normal por fora, a sua estrutura interna torna fascinante para os cientistas.
Em vez de os clusters repetindo regularmente de átomos visto na maioria dos cristais, quasicristais conter um arranjo atômico mais sutil e complexa que envolve dois ou mais grupos de repetição.
Como um resultado, os átomos de um quasicrystal podem ser dispostas de maneira que não são encontrados geralmente em forma de cristais, tais como a forma de um icosaedro 20 lados com a simetria de uma bola de futebol.
O conceito de quase-cristais - juntamente com o termo - foi introduzido pela primeira vez em 1984 por Steinhardt e Dov Levine, ambos da Universidade da Pensilvânia.
O primeiro quasicrystal sintético, uma combinação de alumínio e manganês, foi relatado em 1984 por materiais israelenses cientista Dan Shechtman e seus colegas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, um achado para que Shechtman ganhou o Prêmio Nobel de 2011.


Koryak Mountains, na Sibéria, Extremo Oriente, Rússia.  Desde o trabalho de Shechtman foi publicado, os cientistas criaram cerca de 100 tipos de quasicristais sintéticas, 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 térmico para motores.  A busca de 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 pensava que os materiais eram instáveis ​​e devem, depois de um longo período de tempo, reverter para 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 certas combinações de metais, incluindo alumínio, freqüentemente encontrados em quase-cristais sintéticos.  Em 2008, os pesquisadores finalmente descobriram uma vantagem quando eles foram contatados por Luca Bindi, um mineralogista do Museu de História Natural, em Florença, Itália.  Bindi sugerido 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 investigadores estudaram uma pequena amostra do khatyrkite mineral, que é montado sobre uma peça em forma de pirâmide de argila próximo de uma moeda para ilustrar o pequeno tamanho da amostra.
(Imagem cortesia de Luca Bindi e Paul Steinhardt)
Quando a amostra chegou da Itália, no entanto, tinha sido cortado da rocha circundante, deixando Steinhardt com grãos microscópicos de trabalhar com, e não há espaço para erros. "Se tivéssemos deixado cair a 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 necessários 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 difratar, quando atingem a amostra.
Dentro de uma lasca de rocha russo, os pesquisadores 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 havia entrado em trabalho no dia de Ano Novo para fazer os estudos quando o laboratório foi tranquilo. A equipe - que incluía Yao, diretor do Centro de Análise de Imagem e do Instituto de Princeton para a Ciência e Tecnologia de Materiais, e Peter Lu na Universidade de Harvard - publicou a prova pela primeira quasicrystal natural, o que hoje é conhecido como icosahedrite, em um artigo de 2009 na revista Science.
Descobrindo origens extraterrestres
Para descobrir as origens da amostra quasicrystal naturais, Steinhardt, Bindi e Yao se uniu com John Eiler e Yunbin Guan, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, Lincoln Hollister de Princeton e Glenn MacPherson, da Smithsonian Institution. 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 rocha, encontrada em Koryak montanhas da Rússia, é um "quasicrystal 'misterioso, uma espécie de cristal descoberto em materiais sintéticos em 1982 Até agora, acreditava-se quasicristais não ocorrem na natureza - e todos foram o homem fez. 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 extremamente altas pressões e temperaturas muito longe das condições utilizadas em qualquer actividade humana. Stishovite foi encontrado em meteoritos. Uma descoberta chave que foi quasicrystal foi incorporado nos grãos stishovite, indicando que o quasicrystal eo stishovite formado em conjunto através de um processo de alta pressão natural.
"Na verdade encontramos o contato físico entre os minerais e meteoritos quasicristais, 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 evidências de que o quasicrystal é de origem extraterrestre. (Imagem cortesia de Paul Steinhardt) 

Em seguida, os pesquisadores sondaram as proporções de diferentes versões, ou isótopos, de oxigênio, que variam consoante os minerais formados na Terra ou no espaço. Os pesquisadores descobriram que a proporção de isótopos de oxigênio em piroxênio e olivina, dois minerais intermediariamente entre as lascas de quasicrystal, foram semelhantes aos encontrados para alguns dos meteoritos extraterrestres mais antiga conhecida, conhecidos como os 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 a átomos de oxigénio e são sempre encontrados na forma de óxido de alumínio. "Estávamos tentando descobrir onde na Terra a partir do núcleo para a superfície poderíamos ter condições que levariam à formação de quase-cristais". 

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 foi associada 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 fronteiras da ciência - ciências dos materiais, física, química, geociências, astrofísica - tudo ao mesmo tempo." Ele acrescentou: "E por diversão, ele oferece um instantâneo do nosso sistema solar antes de se formou."

No ano passado, Steinhardt e Bindi lançaram uma busca ambiciosa de rastrear as origens da amostra russo, com o objetivo de confirmar a sua origem e obter mais quasicristais. Os pesquisadores rastrearam a viúva do cobrador Amsterdam que primeiro vendeu o mineral ao museu italiano. Ela mostrou-lhes um diário há muito escondido descrevendo a aquisição da rocha 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, cavou a 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 para que leito, e as amostras recolhidas durante a viagem estão em vias de ser analisada. 

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