Ученые обнаружили уникальные кристаллы углерода в метеоритной пыли Челябинского метеорита, взорвавшегося 15 февраля 2013 года над Южным Уралом.
Начальный диаметр метеорита на момент входа в плотные слои атмосферы составлял около 19-20 метров, а вес — 13 тысяч тонн. На высоте от 50 до 30 км он распался и отдельные осколки упали на землю и падали подобно метеоритному дождю. Во время полета на высотах от 80 до 27 км за метеоритом тянулось облако газа и пыли. Это облако двигалось на восток в атмосфере и обогнуло земной шар за четыре дня. Частицы его впоследствии осели на землю. Благодаря удачному сочетанию погодных условий ученым удалось определить слои отложившейся пыли, источником которой стал метеорит. Дело в том, что за восемь дней до 15 февраля и тринадцать дней после снег уже прошел.
Ученый Дармштадтского технического университета Оливер Гутфляйш и его коллеги из России, Германии и Южной Кореи обнаружили в этой метеоритной пыли микрокристаллы углерода микрометрового размера. Они исследовали кристаллы с помощью сканирующего электронного микроскопа и обнаружили, что они принимают самые разные необычные формы: закрытые, квазисферические оболочки и шестиугольные стержни.
— Мы сосредоточились на уникальных морфологических свойствах кристаллов углерода из пылевого компонента метеороида, — объяснили ученые. — Первый кристалл углерода был обнаружен при исследовании пыли с помощью оптического микроскопа, поскольку его поверхности находились в фокальной плоскости. Последующие исследования показали, что таких объектов в метеоритной пыли было много. Однако обнаружить их с помощью электронного микроскопа было довольно сложно из-за их небольшого размера (около 10 микрон) и низкого фазового контраста.
Дальнейший анализ с использованием рамановской спектроскопии и рентгеновской кристаллографии показал, что кристаллы углерода на самом деле представляют собой графит экзотической формы. Скорее всего, эти структуры были созданы путем многократного добавления слоев графена к углеродным кластерам. Исследователи выполнили молекулярно-динамическое моделирование роста ряда таких структур.
— Мы обнаружили, что среди нескольких возможных зародышей углеродных нанокластеров бакминстерфуллерен (C60) и полигексациклооктадекан (-C18H12-) могут быть основными подозреваемыми в формировании экспериментально наблюдаемых квазисферических и гексагональных замкнутых микрокристаллов графитовых стержней, — говорится в исследовании.
Исследование было опубликовано в журнале EPJ Plus.