Quando un oggetto spaziale entra nell’atmosfera terrestre, la sua superficie è esposta a pressioni e temperature elevate. Il flusso d’aria strappa piccole goccioline dal meteoroide formando una nube di polvere. È possibile sintetizzare nuovi materiali in queste condizioni uniche? I ricercatori hanno scoperto peculiari cristalli di carbonio nella polvere meteoritica del superbolide di Chelyabinsk, esploso nel 2013 sopra il territorio innevato degli Urali meridionali (Russia).
Il superbolide caduto il 15 febbraio 2013 nell’area di Chelyabinsk è stato un fenomeno unico in termini di dimensioni e ha suscitato un immenso interesse pubblico e scientifico. È stato il più grande meteoroide del 21° secolo fino ad oggi e il più grande bolide dopo l’evento di Tunguska.
Da un lato, la caduta di quell’oggetto spaziale, che aveva un diametro iniziale di circa 18 metri, ha mostrato l’assoluta mancanza di difese della Terra dal pericolo di meteoriti e, dall’altro, ha portato sul nostro pianeta materiali unici sintetizzati in condizioni che non possono essere riprodotte nei laboratori avanzati.
La caduta del meteorite di Chelyabinsk è stata accompagnata dalla sua distruzione, con conseguente “pioggia” sulla superficie terrestre di un gran numero di frammenti. La sua disintegrazione è stata anche accompagnata dalla formazione di un pennacchio di polvere di gas e dal successivo assestamento della componente polverosa.
Il pennacchio di polvere di Chelyabinsk, che si è formato ad altitudini comprese tra 80 e 27 km, è stato rilevato da diversi satelliti. Si è spostato verso est durante la sua evoluzione e ha circumnavigato l’intero globo in 4 giorni.
Le condizioni in cui è caduta la polvere meteoritica possono essere considerate uniche: c’è stata una nevicata 8 giorni prima del meteorite che ha creato un confine netto che ha consentito di individuare l’inizio dello strato. Circa 13 giorni dopo la caduta del meteorite si è verificata un’altra nevicata che ha conservato la polvere di meteorite caduta in quel momento.
In una nuova ricerca, il ricercatore della TU Darmstadt Oliver Gutfleisch e colleghi hanno scoperto microcristalli di carbonio di dimensioni micrometriche nella polvere di Chelyabinsk. Hanno esaminato i cristalli utilizzando la microscopia elettronica a scansione (SEM) e hanno scoperto che assumevano una varietà di forme insolite: gusci chiusi, quasi sferici e barre esagonali.
“Ci siamo concentrati sulle peculiarità morfologiche uniche dei cristalli di carbonio della componente di polvere del meteoroide,” hanno spiegato gli studiosi. “Il primo cristallo di carbonio è stato trovato durante un’indagine sulla polvere utilizzando un microscopio ottico, perché le sue sfaccettature si trovavano sul piano focale“. “Studi successivi, utilizzando la microscopia elettronica ottica, hanno mostrato che c’erano molti oggetti simili nella polvere meteoritica. Tuttavia, trovarli utilizzando un microscopio elettronico è stato piuttosto difficile a causa delle loro piccole dimensioni (circa 10 µm) e del basso contrasto di fase“.
Ulteriori analisi utilizzando la spettroscopia Raman e la cristallografia a raggi X hanno mostrato che i cristalli di carbonio erano, in realtà, forme di grafite di forma insolita. Molto probabilmente, queste strutture sono state formate aggiungendo ripetutamente strati di grafene a nuclei di carbonio chiusi. I ricercatori hanno esplorato questo processo attraverso simulazioni di dinamica molecolare della crescita di un certo numero di tali strutture. “Abbiamo scoperto che, tra i diversi possibili nanocluster di carbonio embrionale, potrebbero essere i principali sospetti, responsabili della formazione di microcristalli a guscio chiuso quasi sferico e di barre di grafite esagonale osservati sperimentalmente,” hanno spiegato.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista EPJ Plus.
