Исследователи обнаружили уникальные кристаллы углерода в метеоритной пыли Челябинского метеорита, взорвавшегося 15 февраля 2013 года над Южным Уралом.
Первоначальный диаметр метеорита во время вхождения в плотные слои атмосферы составлял около 19–20 метров, а масса — 13 тысяч тонн. На высоте от 50 до 30 км он распался, и отдельные фрагменты достигли земли, выпав метеоритным дождем. В ходе его пролета на высотах от 80 до 27 км за метеоритом тянулся газопылевой шлейф. Этот шлейф сдвигался в атмосфере на восток и обогнул земной шар за четыре дня. Частицы его впоследствии оседали на землю. Благодаря удачному стечению метеоусловий ученые смогли определить слои осажденной пыли, источником которых был метеорит. Дело в том, что за восемь дней до 15 февраля и через тринадцать дней после прошли снегопады.
Ученый из Дармштадтского технического университета Оливер Гутфляйш (Oliver Gutfleisch) и его коллеги из России, Германии и Южной Кореи обнаружили микрокристаллы углерода микрометрового размера в этой метеоритной пыли. Они исследовали кристаллы с помощью растрового электронного микроскопа и обнаружили, что они принимают различные необычные формы: замкнутые, квазисферические оболочки и шестигранные стержни. «Мы сосредоточились на уникальных морфологических особенностях кристаллов углерода из пылевого компонента метеороида. — пояснили ученые. — Первый кристалл углерода был обнаружен при исследовании пыли с помощью оптического микроскопа, поскольку его грани оказались в фокальной плоскости. Последующие исследования показали, что в метеоритной пыли было очень много подобных объектов. Однако найти их с помощью электронного микроскопа было довольно сложно из-за их небольшого размера (около 10 мкм) 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 сформированы путем многократного добавления слоев графена к кластерам углерода. Исследователи провели молекулярно-динамическое моделирование роста ряда таких структур. «Мы обнаружили, что среди нескольких возможных зародышевых углеродных нанокластеров — бакминстерфуллерен (C60) и полигексациклооктадекан (-C18H12-) — могут быть основными подозреваемыми, ответственными за формирование экспериментально наблюдаемых квазисферических и гексагональных стержневых микрокристаллов графита с закрытой оболочкой», — говорится в исследовании.
Исследование опубликовано в журнале EPJ Plus.
