Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 26.05.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Межзвездная пыль хранит в себе больше загадок, чем дает ответов

Межзвездная пыль хранит в себе больше загадок, чем дает ответов
shortstoryf

Первый проведенный на Земле анализ космической пыли, собранной специально разработанным для этой цели космическим аппаратом Stardust в 2006 году, показал наличие крошечных вкраплений, которые, вероятнее всего, прибыли к нам из-за пределов Солнечной системе. Таким образом ученым удалось установить факт того, что на самом деле космическая пыль более сложна в своем составе, чем это было принято считать. Ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли считают, что эти данные могут открыть дверь для изучения происхождения Солнечной системы, а возможно и самой жизни.

«Фундаментально, наша Солнечная система и все, что в ней находится, изначально образовались из облака межзвездного газа и пыли. Мы изучаем доставленную пыль и видим, что она очень подобна нашим представлениям о том, из чего состояло наше окружающее пространство на заре своего формирования», — Эндрю Вестфал, физик в Калифорнийском университете, ведущий автор исследований.

Космический аппарат Stardust. Источник: NASA JPL

Космический аппарат Stardust. Источник: NASA JPL

Вместе с Вестфалом в работе принимали участие 60 человек, которые проанализировали в общей сложности семь зерен возможной межзвездной пыли. Теперь же они представили свои предварительные результаты. Во время анализа частички космической пыли не подвергались какому-либо разрушающему воздействию. Это означает, что они сохранили свои структурные и химические свойства. И не смотря на то, что сейчас можно слышать заявления о частицах из-за пределов Солнечной системы, подтверждение этого должно быть получено из последующих тестов, в результате которого все-таки придется разрушить несколько частиц.

«Несмотря на всю работу, которую мы проделали, мы специально ограничили наши возможности по исследованию», — объясняет Вестфал, — «Эти частицы как драгоценные камни для нас. Мы должны очень тщательно взвешивать каждый наш шаг, прежде чем что-то предпринять в отношении них».

Hylabrook

Частичка пыли под названием Hylabrook. Розовым цветом показано вкрапление оливина, магний и железо — зеленым. Источник: Westphal et al. 2014, Science/AAAS

В промежутке между 2000 и 2002 годами, космический корабль NASASturdust, находился на своем пути к комете Wild 2 с целью собрать частицы пыли, которые могли быть занесены к нам с далеких рубежей Солнечной системы. Целю аппарата так же был сбор пылевых частиц комы кометы, и когда эти два задания были выполнены, Sturdust выстрелил капсулу с образцами пыли назад на Землю, которая приземлилась на северо-западе штата Юта, США. В последующие годы было опубликовано множество работ по следам этой миссии, и так часть, которая относилась к сбору пыли у кометы, была засчитана как выполненная. В текущем исследовании впервые затрагивается анализ частиц, которые были собраны по пути к комете. Два типа космических частичек были были собраны в одну и ту же капсулу, состоящую из двух контейнеров. Эти контейнеры были заполнены поистине уникальным материалом — силиконовым аэрогелем. Этот гель обладает уникальными характеристиками, одна из них — сверхнизкая плотность — что и позволяет ему затормозить движение космических частиц без перегрева. Теоретически, таким образом можно улавливать даже органические молекулы, если бы они оказались в пойманных частицах. Три из захваченных космических частичек (размерами до одной десятой кометной пыли) были обнаружены в самом аэрогеле, а другие четыре пробили небольшие отверстия в алюминиевой фольге, что говорит о том, что они относятся к самой комете.

Orion

Частичка пыли Orion. Так же содержит оливин, магний и железо. Источник: Westphal et al. 2014, Science/AAAS

При анализе полученной информации ученые очень часто прибегали к новым современным аналитическим методам обработки информации, поскольку анализируемая пыль была в тысячу раз меньше, чем зерна песка. Для начала исследователи стали искать вкрапления пыли в самом аэрогеле. если говорить по-простому, то аэрогель был исследован на различной своей толщине с помощью томографа, что позволило сделать около миллиона изображений пыли. После этого было решено подключить к работе обычных людей, желающих послужить науке, был запущен проект Stardust@home. Добровольцы должны были просмотреть предоставленные снимки и указать места, где как им кажется присутствует космическая пыль. В настоящее время было обнаружено более ста следов пылевых частиц, но не все они проанализированы. К тому же только 77 из 132 пластин аэрогеля были изучены. Однако, Вестфал утверждает, что впоследствии удастся обнаружить не более дюжины новых зерен.

Sorok

Срез аэрогеля под названием Sorok. Место попадания пылинки выглядит как черная линия. Источник: Westphal et al. 2014, Science/AAAS

При анализе доставленной пыли было использовано множество методов микроскопии, включая те, которые использует в своей работе синхротронное излучение. Источник такого излучения (AdvancedLightSource (ALS) есть в Лаборатории  в Беркли. Синхротроны — источники чрезвычайно яркого света, которые позволяют фокусировать сам световой пучок на небольших по размеру объектах, таких как межзвездная космическая пыль. Синхротроны обеспечивают беспрецедентную идентификацию химических элементов в изучаемых образцах. Так же в работе использовались рентгеновские и инфракрасные микроскопы, которые позволили исключить десятки ложных частиц пыли, поскольку они содержали в себе алюминий, который никогда не находился в космическом пространстве или других телах. Скорее всего он попал в ловушку аэрогеля с борта корабля. Так же инфракрасная спектроскопия помогла идентифицировать фоновое загрязнение снимков, которое затем было из них удалено.

«Почти все, что мы ранее знали о межзвездной пыли, мы получили благодаря астрономическим наблюдениям от наземных или космических телескопов. Но они не могут сказать нам о разнообразии и сложности межзвездной пыли. Анализ этих частиц, захваченных аппаратом Sturdust, является нашей первой весточкой в понимании их структуры. Удивительная вещь заключается в том, что, по сути, каждая частичка очень сильно отличается друг от друга», — продолжает Вестфал.

Исследователи обнаружили, что у двух больших частиц пыли, обнаруженных в аэрогеле, имеется ворсистый состав, подобный земным снежинкам. А современные модели межзвездной пыли предполагали только одно их ее строение в виде плотных частиц. Таким образом, обнаружение такой легкой пылинки стало еще одной неожиданность. К тому же, в них содержится прозрачный материал, который назвали оливин — минерал, составленный из магния, железа и кремния. Это означает, что, скорее всего, эти частицы прибыли к нам из протопланетных дисков у других звезд и были подвержены изменениям в межзвездной среде. А три частицы, найденные в алюминиевой фольге, так же имели сложный состав и содержали в себе серу, которая, как считают астрономы, не должна присутствовать в межзвездной пыли. Последующее исследование этих частиц должно помочь объяснить это несоответствие. Во всяком случае, команда будет продолжать искать другие следы частиц.

«Сейчас наш самый высокий приоритет — искать больше других следов пыли, а уж затем делать новые шаги в ее анализе. Если бы можно было бы найти какие-то изотопы, то это помогло бы подтвердить, что пыль прибыла к нам из-за пределов Солнечной системы. Но в результате этого анализа мы бы разрушили драгоценные образцы зерен пыли. И в то же время мы опробируем нашу аналитическую изотопную технику на искусственных частицах пыли, которые мы называем аналогами. Мы должны быть очень осторожными, мы должны практиковаться, практиковаться и практиковаться», — заключает Вестфал.

По информации Национальной лаборатории имени Лоуренса.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google