E 'un momento straordinario quando un oggetto di origine extraterrestre viene scoperto, ma naturalmente, non è certamente qualcosa che accade tutti i giorni. Per trovare un raro cristallo extraterrestre risalente alla nascita del nostro sistema solare, 4,5 miliardi di anni fa, è una straordinaria ed un'esperienza unica!

Questa scoperta sorprendente di un cristallo rarissimo dallo spazio esterno è stata fatta nelle montagne Koryak, in Estremo-orientale della Siberia, la Russia, un angolo molto remoto del mondo. Gli scienziati ritengono che il minerale potrebbe essere addirittura più vecchio della Terra stessa!

Secondo un team internazionale di ricercatori guidato da scienziati dell'Università di Princeton, un minerale raro ed esotico, così insolito che si pensava fosse impossibile che esistesse, è venuto sulla terra con un meteorite.

La scoperta fornisce la prova per le origini extraterrestri del campione noto solo al mondo di un quasicristallo naturale.

"La scoperta è una prova importante che quasicristalli possono formarsi in natura in condizioni astrofisiche, e fornisce la prova che questa fase della materia può rimanere stabile nel corso di miliardi di anni", ha detto il fisico Paul Steinhardt, l'Albert Einstein professore in Scienze all'Università di Princeton.

Montagne Koryak, in Estremo-orientale della Siberia, Russia.

Poiché il lavoro Shechtman è stato pubblicato, gli scienziati hanno creato circa 100 tipi di quasicristalli sintetici, alcuni dei quali sono ora utilizzati nei rivestimenti durevoli e lame chirurgiche. Gli scienziati stanno esplorando anche loro per l'utilizzo per  dei rivestimenti e isolamenti termici per i motori.

La ricerca di quasicristalli naturali

Per anni, molti esperti ritenevano che quasicristalli, interessanti, poteva essere effettuato solo alle condizioni accuratamente controllate disponibili in un laboratorio. Molti ahanno nche pensato che i materiali erano instabili e, dopo un lungo periodo di tempo, potessero ripristinare i cristalli ordinari.

Steinhardt, che era scettico su questo punto di vista, ha deciso di avviare una ricerca per vedere se forse la natura aveva battuto gli scienziati al punzone, e aveva già prodotto quasicristalli. Nel 1999, lui ei suoi collaboratori, ha iniziato una ricerca intensiva per quasicristalli naturali. Il team ha analizzato un database di risultati sperimentali da oltre 80.000 materiali noti alla ricerca di segni di struttura quasicrystalline. Successivamente, i ricercatori hanno iniziato la pettinatura musei e collezioni private per i campioni contenenti determinate combinazioni di metalli compreso l'alluminio, spesso si trovano in quasicristalli sintetici.

Nel 2008, i ricercatori hanno finalmente scoperto un vantaggio quando sono stati contattati da Luca Bindi, di mineralogia presso il Museo di Storia Naturale di Firenze, Italia.

Bindi ha suggerito che Steinhardt testare alcuni dei suoi campioni, tra cui un raro minerale chiamato khatyrkite, che era composto di rame e alluminio. Il campione era stato conservato in una scatola come parte di 10.000 minerali acquisiti dal museo di un collezionista privato ad Amsterdam. La marcatura sulla casella indicato che il campione è venuto dalle montagne Koryak, nella parte nord-orientale della penisola di Kamchatka in Russia.

I ricercatori hanno studiato un piccolo campione del khatyrkite minerale, che è montato su una piramide a forma di pezzo di terra vicino a un penny per illustrare la piccola dimensione del campione.
(Immagine gentilmente concessa da Luca Bindi e Paul Steinhardt)

Quando il campione è arrivato in Italia, tuttavia, erano stati tagliati dalla roccia circostante, lasciando Steinhardt con grani microscopici con cui lavorare, e non c'è spazio per errori. "Se avessimo lasciato cadere il campione, sarebbe stata perduta per sempre", ha detto Nan Yao, collega di Steinhardt di Princeton.

Yao ha faticosamentestudiato  a terra il piccolo campione, che ha misurato la larghezza di un capello umano, nelle schegge ancora più piccole richieste per sondare la struttura per vedere se si trattava di un quasicristallo. La tecnica utilizzata per  essi, microscopia elettronica a trasmissione, comporta sparare un fascio di elettroni in un campione e di  osservare come la curva elettroni, o diffrangere, quando colpiscono il campione.

All'interno di un frammento di roccia russo, i ricercatori hanno trovato il modello di diffrazione di una firma quasicristallo, composto di alluminio, rame e ferro, incorporato vicino alla khatyrkite ed altri minerali. "Ero molto emozionato quando ho visto il modello di diffrazione," ha detto Yao, che era venuto al lavoro il giorno di Capodanno per fare gli studi quando il laboratorio era tranquilla. La squadra - che comprendeva Yao, direttore del Centro di Imaging and Analysis presso l'Istituto di Princeton per la Scienza e Tecnologia dei Materiali, e Peter Lu dell'Università di Harvard - ha pubblicato le prove per il primo quasicristallo naturale, che oggi è conosciuta come icosahedrite, in un 2009 articolo apparso su Science.

Scoprire origini extraterrestri

Per scoprire le origini del campione quasicristallo naturale, Steinhardt, Bindi e Yao ha collaborato con John Eiler e Yunbin Guan del California Institute of Technology, Lincoln Hollister da Princeton e Glenn MacPherson della Smithsonian Institution. I ricercatori hanno esaminato numerose possibilità per l'origine del materiale, compresa la possibilità che il campione era in realtà un sottoprodotto della produzione industriale che aveva in qualche modo finito nella collezione del museo. Attraverso una serie di indagini, il team ha scoperto prove che indica chiaramente un inizio ultraterreno.

La roccia, che si trova nelle montagne della Russia Koryak, è un misterioso 'quasicristallo', una sorta di cristallo scoperto in materiali sintetici nel 1982. Fino ad ora, si riteneva quasicristalli non si è verificato in natura - e tutti gli uomini sono state fatte. Image credit: Princeton University

Un indizio tale era la presenza di un minerale chiamato stishovite, un tipo di silice che forma solo sotto pressioni estremamente elevate e temperature lontano dalle condizioni utilizzate in qualsiasi attività umana. Stishovite è stato trovato nei meteoriti. Uno studio ha che la quasicristallo stato incorporato nel grano stishovite, indicando che il quasicristallo e la stishovite formata insieme attraverso qualche naturale processo ad alta pressione.

"Abbiamo effettivamente trovato il contatto fisico tra il quasicristallo meteoritici e minerali, e che ci ha convinto che avremmo trovato qualcosa di importante", ha detto Hollister, un emerito professore di geoscienze.

Questa cifra, che assomiglia a un quadro astratto, mostra due sostanze. La sostanza rosa e bianco è un raro minerale chiamato stishovite, si trova solo nei meteoriti e gli impatti di meteoriti. Il materiale scura al centro è quasicristallo. Così, questa immagine fornisce la prova che la quasicristallo è di origine extraterrestre. (Immagine gentilmente concessa da Paul Steinhardt)

Successivamente, i ricercatori hanno sondato i rapporti di versioni diverse, o isotopi, di ossigeno, che variano a seconda che i minerali formata sulla Terra o nello spazio. I ricercatori hanno scoperto che il rapporto tra gli isotopi di ossigeno in pirosseno e olivina, due minerali intergrown tra le scaglie di quasicristallo, erano simili a quelli trovati per alcuni dei più antichi noti meteoriti extraterrestri, noti come i CV3 condriti carboniose. Altri minerali rilevate nel campione sono stati anche coerente con l'origine meteoritica.

Il risultato è stata una sorpresa, ha detto Hollister, che inizialmente pensava che il quasicristallo risulterebbe essere un sottoprodotto industriale, data la sua configurazione insolita di rame, ferro e alluminio. "In natura è molto raro avere alluminio metallico", ha detto Hollister, riferendosi al fatto che in natura alluminio aggrappa atomi di ossigeno e si trova sempre sotto forma di ossido di alluminio. "Stavamo cercando di capire dove sulla Terra dal nucleo alla superficie potremmo avere condizioni che porterebbero alla formazione di quasicristalli".

Altri ricercatori sono stati impressionati dai risultati. "Ero molto sorpreso quando ho letto che la fase di icosaedrica riportato in precedenza era di origine extraterrestre", ha detto Robert Downs, professore di scienze geologiche presso l'Università di Arizona, che non è stato associato con la ricerca. "Ma un attimo dopo, era ovvio. In quale altro modo una tale varietà di elementi esotici essere formati e conservati?"

Downs ha descritto il lavoro come "una grande scoperta che attraversa tutti i tipi di confini della scienza - scienze dei materiali, fisica, chimica, scienze geologiche, astrofisica -. Tutto e subito" Ha aggiunto: "E per calci, fornisce un'istantanea del nostro sistema solare prima si è formata".

L'anno scorso, Steinhardt e Bindi hanno lanciato un ambizioso tentativo di rintracciare le origini del campione russo, con l'obiettivo di confermare la sua origine e ottenere più quasicristalli. I ricercatori hanno rintracciato la vedova del collettore Amsterdam che per primo ha venduto il minerale al museo italiano. Mostrò loro a lungo nascosto il diario che descrive l'acquisizione della roccia da un laboratorio del governo durante l'era sovietica.

Mettendo insieme queste informazioni con un nome citato in una pubblicazione scientifica russa, Steinhardt e Bindi alla fine trova il mineralogista russo che nel 1979, scavato nella roccia da una spessa blu-verde strato di argilla in un corso d'acqua nelle montagne Koryak di Chukotka in più orientale della Russia . L'avventura è culminato in una spedizione scorsa estate a tale alveo, e dei campioni raccolti durante il viaggio sono in procinto di essere analizzato.

MessageToEagle.com basata sul materiale fornito da Princeton University