Rena järnkorn i det interstellära rymden är mycket sällsynta än man tidigare trott, kasta nytt ljus över evolutionens historia av materier i universum.

Forskare är osäkra på vilken form järn tar i yttre rymden även om det är ett av dess vanligaste eldfasta element. Omfattande analyser av meteoriter och andra mätningar visar endast låga halter av gasformigt järn och fasta järnföreningar, som järnoxider, sulfider och karbider. Det saknar en stor mängd järn, givet hur mycket som förväntas finnas i universum. Forskare antar att om järn inte kombineras med andra partiklar, det kan bilda ren metall som är osynlig i yttre rymden.

Den teorin verkar nu osannolik, enligt en artikel som nyligen publicerats i tidskriften Vetenskapens framsteg .

En forskargrupp ledd av Hokkaido-universitetet och den japanska flygforskningsbyrån genomförde ett raketbaserat experiment för att simulera bildandet av rena järnkorn i rymden. Deras mätningar visade att kornbildning är extremt sällsynt, tvärtemot den tidigare teorin.

I rymden, små fasta korn bildas ofta efter den episka explosionen av en stjärna, eller supernova, som släpper ut extremt heta gaser fulla av olika grundämnen. När dessa gasmolekyler kolliderar och börjar svalna, de kan klibba till varandra och börja kondensera till fasta partiklar, en process som kallas kärnbildning.

Forskarna simulerade supernovaförhållanden genom att skicka en raket i underbana, 321 kilometer över marken, där den mestadels var fri från gravitationens inverkan, som kan kasta av sig experiment. De satte upp en kärnbildningskammare med järngas, ett värmeelement, lasrar och ett bildinspelningssystem i raketen. Järnet värmdes till extremt varma temperaturer tills det avdunstade, ungefär som efter en supernova. När gasen svalnade, gruppen mätte hur mycket järn som kondenserades till små korn genom att observera störningar, eller brist på sådan, med laserstrålen.

Endast ett fåtal atomer fastnade per hundratusen kollisioner; sannolikheten för stickning var endast 0,002 % medan den tidigare ansågs vara 100 %. Resultatet visar att kärnbildning av rena järnkorn är mycket sällsynt, även i en järnrik miljö efter en supernova.

"Detta antyder att det mesta järn är låst som korn av järnföreningar eller som föroreningar som ansamlas på andra korn i det interstellära mediet, säger Yuki Kimura, uppsatsens huvudförfattare och docent vid Hokkaido Universitys Institute of Low Temperature Science. "Eftersom järn är ett nyckelelement för att klargöra den övergripande sammansättningen och mängden av interstellära korn, våra resultat borde hjälpa till att förstå kemin och evolutionens historia av materier i universum."