Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Khoáng chất olivin, được cho là thành phần chính bên trong tất cả các thiên thể hành tinh, nắm giữ bí mật về sự hình thành ban đầu của hệ mặt trời và một nhóm các nhà nghiên cứu đã có một phương pháp mới để nghiên cứu nó từ xa.
Các nhà khoa học hành tinh từ Đại học Brown đã phát triển một phương pháp viễn thám mới để nghiên cứu olivin, một khoáng chất có thể giúp các nhà khoa học hiểu được sự tiến hóa ban đầu của Mặt trăng, sao Hỏa và các thiên thể hành tinh khác.
Tiến sĩ Christopher Kremer, ứng cử viên tại Đại học Brown và là tác giả chính của bài báo mới mô tả tác phẩm cho biết: “Olivin được hiểu là một thành phần chính trong phần bên trong của các hành tinh đá. “Nó là thành phần chính của lớp phủ Trái đất, và nó đã được phát hiện trên bề mặt của Mặt trăng và sao Hỏa trong trầm tích núi lửa hoặc trong các hố va chạm đưa vật chất lên từ bề mặt.”
Kremer chia sẻ, các kỹ thuật viễn thám hiện nay rất tốt trong việc phát hiện olivin từ quỹ đạo, nhưng các nhà khoa học muốn làm nhiều hơn là chỉ phát hiện ra nó. Họ muốn có thể tìm hiểu thêm về thành phần hóa học của nó. Tất cả các olivin đều có silicon và oxy, nhưng một số loại rất giàu sắt trong khi các loại khác có nhiều magiê.
Kremer nói: “Thành phần cho chúng ta biết điều gì đó về môi trường mà các khoáng chất hình thành, đặc biệt là nhiệt độ. “Nhiệt độ cao hơn trong quá trình hình thành mang lại nhiều magiê hơn, trong khi nhiệt độ thấp hơn mang lại nhiều sắt hơn. Có thể khám phá ra những thành phần đó có thể cho chúng ta biết điều gì đó về cách bên trong của các hành tinh này đã phát triển kể từ khi chúng hình thành.”
Để tìm hiểu xem liệu có thể có cách nào để xem thành phần đó bằng cách sử dụng viễn thám hay không, Kremer đã làm việc với các giáo sư của Brown Carlé Pieters và Jack Mustard, cũng như hàng núi dữ liệu từ Phòng thí nghiệm phản xạ Keck / NASA (RELAB), được đặt tại Brown.
Một phương pháp mà các nhà nghiên cứu sử dụng để nghiên cứu đá trên các thiên thể hành tinh khác là quang phổ. Các nguyên tố hoặc hợp chất cụ thể phản xạ hoặc hấp thụ các bước sóng ánh sáng khác nhau ở các mức độ khác nhau. Bằng cách nhìn vào quang phổ ánh sáng mà đá phản xạ, các nhà khoa học có thể biết được những hợp chất nào hiện diện. RELAB thực hiện các phép đo phổ có độ chính xác cao của các mẫu mà thành phần đã được xác định bằng cách sử dụng các kỹ thuật phòng thí nghiệm khác. Bằng cách làm đó, phòng thí nghiệm cung cấp một sự thật cơ bản để giải thích các phép đo quang phổ do tàu vũ trụ thực hiện khi nhìn vào các thiên thể hành tinh khác.
Khi nghiền ngẫm dữ liệu từ các mẫu olivin được kiểm tra trong nhiều năm tại RELAB, Kremer đã tìm thấy điều thú vị ẩn trong một dải bước sóng nhỏ mà các loại kính quang phổ bay trên tàu vũ trụ quỹ đạo bỏ qua.
Kremer cho biết thêm: “Trong vài thập kỷ qua, người ta đã quan tâm rất nhiều đến quang phổ hồng ngoại gần và quang phổ hồng ngoại trung bình. “Nhưng có một dải bước sóng nhỏ giữa hai bước sóng đó bị loại bỏ, và đó là những bước sóng mà tôi đang xem xét.”
Kremer nhận thấy rằng những bước sóng đó, dải từ 4 đến 8 micron, có thể dự đoán lượng magiê hoặc sắt trong một mẫu olivin nằm trong khoảng 10% so với hàm lượng thực. Điều đó tốt hơn nhiều so với những gì có thể làm được khi những bước sóng đó bị bỏ qua.
Mustard nói: “Với những công cụ hiện có, chúng tôi có thể nói rằng chúng tôi có một chút cái này hoặc một chút cái kia. “Nhưng với điều này, chúng tôi thực sự có thể đưa ra một con số, đó là một bước tiến lớn.”
Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng nghiên cứu này được công bố trên Geophysical Research Letters có thể cung cấp động lực để chế tạo và bay một máy quang phổ bắt những bước sóng trước đây bị bỏ qua. Kremer nói, một công cụ như vậy có thể trả cổ tức tức thì trong việc hiểu được bản chất của các mỏ olivin trên bề mặt Mặt trăng.
“Các mẫu olivin được mang về trong chương trình Apollo mà chúng tôi có thể nghiên cứu ở đây trên Trái đất rất khác nhau về thành phần magiê,” Kremer nói. “Nhưng chúng tôi không biết làm thế nào những thành phần khác nhau đó được phân bố trên chính Mặt trăng, bởi vì chúng tôi không thể nhìn thấy những thành phần đó bằng phương pháp quang phổ. Đó là nơi kỹ thuật mới này ra đời. Nếu chúng tôi có thể tìm ra một mô hình về cách những trầm tích đó được phân phối, nó có thể cho chúng ta biết điều gì đó về sự tiến hóa ban đầu của Mặt trăng. “
Có tiềm năng cho những khám phá khác. Kính thiên văn SOFIA đặt trên máy bay là một trong số ít các thiết bị không dùng trong phòng thí nghiệm có thể quan sát trong dải tần số bị lãng quên này. Sự phát hiện gần đây của thiết bị về các phân tử nước trong các bề mặt mặt trăng đầy nắng đã sử dụng các tần số đó.
Kremer cho biết: “Điều đó làm cho ý tưởng về các máy quang phổ sinh ra trong không gian có thể nhìn thấy phạm vi này trở nên hấp dẫn hơn nhiều, đối với cả nước và vật liệu đá như olivin”.
Nghiên cứu được hỗ trợ thông qua NASA SSERVI (NNA14AB01A) và một khoản tài trợ FINESST của NASA.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Brown cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :