Zuivere ijzerkorrels in de interstellaire ruimte zijn veel zeldzamer dan eerder werd gedacht, nieuw licht werpen op de evolutiegeschiedenis van zaken in het universum.

Wetenschappers weten niet zeker welke vorm ijzer in de ruimte aanneemt, ook al is het een van de meest voorkomende vuurvaste elementen. Uitgebreide analyse van meteorieten en andere metingen tonen alleen lage niveaus van gasvormig ijzer en vaste ijzerverbindingen, zoals ijzeroxiden, sulfiden en carbiden. Dat laat een aanzienlijke hoeveelheid ijzer ontbreken, gegeven hoeveel er naar verwachting in het heelal zal bestaan. Wetenschappers vermoeden dat als ijzer niet combineert met andere deeltjes, het kan puur metaal vormen dat onzichtbaar is in de ruimte.

Die theorie lijkt nu onwaarschijnlijk, volgens een recent gepubliceerd artikel in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .

Een onderzoeksteam onder leiding van de Hokkaido University en de Japanese Aerospace Exploration Agency voerde een op raketten gebaseerd experiment uit om de vorming van zuivere ijzerkorrels in de ruimte te simuleren. Hun metingen onthulden dat korrelvorming uiterst zeldzaam is, in tegenstelling tot de vorige theorie.

In de ruimte, kleine vaste korrels worden vaak gevormd na de epische explosie van een ster, of supernova, waarbij extreem hete gassen vol verschillende elementen vrijkomen. Als die gasmoleculen botsen en beginnen af ​​te koelen, ze kunnen aan elkaar kleven en beginnen te condenseren tot vaste deeltjes, een proces dat nucleatie wordt genoemd.

De onderzoekers simuleerden supernova-omstandigheden door een raket in een sub-baan te sturen, 321 kilometer boven de grond, waar het grotendeels vrij was van het effect van de zwaartekracht, die experimenten kunnen afwerpen. Ze zetten een kiemkamer op met ijzergas, een verwarmingselement, lasers en een beeldregistratiesysteem in de raket. Het ijzer werd verhit tot extreem hoge temperaturen totdat het verdampte, net als na een supernova. Terwijl het gas afkoelde, de groep mat hoeveel ijzer condenseerde tot kleine korrels door interferentie te observeren, of het ontbreken daarvan, met de laserstraal.

Per honderdduizend botsingen plakten slechts een paar atomen aan elkaar; de plakkans was slechts 0,002%, terwijl voorheen werd gedacht dat deze 100% was. Het resultaat toont aan dat de kiemvorming van zuivere ijzerkorrels zeer zeldzaam is, zelfs in een ijzerrijke omgeving na een supernova.

"Dit houdt in dat het meeste ijzer wordt opgesloten als korrels van ijzerverbindingen of als onzuiverheden die op andere korrels in het interstellaire medium worden aangegroeid, " zegt Yuki Kimura, de hoofdauteur van het artikel en universitair hoofddocent aan het Institute of Low Temperature Science van de Hokkaido University. "Omdat ijzer een sleutelelement is voor het verduidelijken van de algehele samenstelling en hoeveelheid interstellaire korrels, onze resultaten zouden moeten helpen de chemie en evolutiegeschiedenis van zaken in het universum te begrijpen."