По отношение на масата, твърдите прахови частици съставляват незначителна част от Вселената, но благодарение на междузвездния прах са възникнали и продължават да се появяват звезди, планети и хора, които изучават космоса и просто се възхищават на звездите. Що за вещество е този космически прах? Какво кара хората да оборудват експедиции в космоса, струващи годишния бюджет на малка държава с надеждата, а не с твърдата увереност, да извлекат и върнат на Земята поне малка шепа междузвезден прах?
Между звезди и планети
В астрономията прахът се отнася до малки, частици от микрона, твърди частици, летящи в космическото пространство. Космическият прах често условно се разделя на междупланетен и междузвезден, въпреки че очевидно междузвездното навлизане в междупланетното пространство не е забранено. Не е лесно да го намерите там, сред „местния“ прах вероятността е ниска и свойствата му в близост до Слънцето могат да се променят значително. Сега, ако летите по-далеч, до границите на Слънчевата система, има много голяма вероятност да хванете истински междузвезден прах. Идеалният вариант е да излезем извън рамките на слънчевата система.
Междупланетарният прах, поне в сравнителна близост до Земята, е доста проучена материя. Запълвайки цялото пространство на Слънчевата система и концентриран в равнината на нейния екватор, той се ражда до голяма степен в резултат на случайни сблъсъци на астероиди и унищожаване на комети, приближаващи се до Слънцето. Съставът на праха всъщност не се различава от състава на метеоритите, падащи на Земята: много е интересно да се изследва и има още много открития, които трябва да бъдат направени в тази област, но изглежда няма особено интриги тук. Но благодарение на този конкретен прах, при хубаво време на запад веднага след залез или на изток преди изгрев, можете да се възхищавате на блед конус от светлина над хоризонта. Това е така наречената зодиакална слънчева светлина, разпръсната от малки частици космически прах.
Междузвездният прах е много по-интересен. Неговата отличителна черта е наличието на твърдо ядро и черупка. Ядрото изглежда е съставено главно от въглерод, силиций и метали. А черупката е съставена предимно от газообразни елементи, замръзнали върху повърхността на ядрото, кристализирали в условията на „дълбоко замръзване“ на междузвездното пространство, а това е около 10 келвина, водород и кислород. Има обаче примеси от молекули, които са по-сложни. Това са амоняк, метан и дори многоатомни органични молекули, които полепват върху прашинка или се образуват на повърхността й по време на скитане. Някои от тези вещества, разбира се, отлитат от повърхността му, например под въздействието на ултравиолетовото лъчение, но този процес е обратим - някои отлитат, други замръзват или се синтезират.
Сега в пространството между звездите или близо до тях вече са открити, разбира се, не по химически, а по физически, тоест спектроскопски методи: вода, оксиди на въглерод, азот, сяра и силиций, хлороводород, амоняк, ацетилен, органични киселини като мравчена и оцетна киселина, етилов и метилов алкохол, бензен, нафталин. Те дори откриха аминокиселината глицин!
Би било интересно да се улови и изследва междузвезден прах, който прониква в Слънчевата система и вероятно пада на Земята. Проблемът с „хващането“ му не е лесен, тъй като малко междузвездни прашинки успяват да запазят ледената си „обвивка“ под слънчевите лъчи, особено в земната атмосфера. Големите се нагряват твърде много; скоростта им на изтичане не може да бъде бързо изгасена и прашинките „изгарят“. Малките обаче се плъзгат в атмосферата с години, запазвайки част от черупката, но тук възниква проблемът с намирането и идентифицирането им.
Има още една, много интригуваща подробност. Става въпрос за прах, чиито ядра са направени от въглерод. Въглеродът, синтезиран в ядрата на звездите и изпуснат в космоса, например от атмосферата на стареещи (като червени гиганти) звезди, летящ в междузвездното пространство, се охлажда и кондензира почти по същия начин, както след горещ ден, мъгла от охладени водните пари се събират в низините. В зависимост от условията на кристализация могат да се получат слоести структури от графит, диамантени кристали (само си представете цели облаци от малки диаманти!) и дори кухи топки от въглеродни атоми (фулерени). И в тях, може би, като в сейф или контейнер, се съхраняват частици от атмосферата на много древна звезда. Намирането на такива прашинки би било огромен успех.
Къде се намира космическият прах?
Трябва да се каже, че самата концепция за космическия вакуум като нещо напълно празно дълго време остава само поетична метафора. Всъщност цялото пространство на Вселената, както между звездите, така и между галактиките, е изпълнено с материя, потоци от елементарни частици, радиация и полета – магнитни, електрически и гравитационни. Всичко, което може да се докосне, сравнително казано, е газ, прах и плазма, чийто принос към общата маса на Вселената, според различни оценки, е само около 12% със средна плътност около 10-24 g/cm 3 . В космоса има най-много газ, почти 99%. Това е главно водород (до 77,4%) и хелий (21%), останалото представлява по-малко от два процента от масата. И тогава има прах; неговата маса е почти сто пъти по-малка от газа.
Въпреки че понякога празнотата в междузвездното и междугалактическото пространство е почти идеална: понякога има 1 литър пространство на атом материя! Такъв вакуум няма нито в земните лаборатории, нито в Слънчевата система. За сравнение можем да дадем следния пример: в 1 см 3 от въздуха, който дишаме, има приблизително 30 000 000 000 000 000 000 молекули.
Тази материя е разпределена много неравномерно в междузвездното пространство. Повечето от междузвездния газ и прах образуват газово-прахов слой близо до равнината на симетрия на диска на Галактиката. Дебелината му в нашата Галактика е няколкостотин светлинни години. По-голямата част от газа и праха в неговите спирални разклонения (ръкове) и сърцевина са концентрирани главно в гигантски молекулярни облаци с размери от 5 до 50 парсека (16 x 160 светлинни години) и тежащи десетки хиляди и дори милиони слънчеви маси. Но вътре в тези облаци материята също е разпределена неравномерно. В основния обем на облака, така нареченото кожено палто, направено главно от молекулярен водород, плътността на частиците е около 100 парчета на 1 cm3. В уплътненията вътре в облака той достига десетки хиляди частици на 1 cm 3, а в ядрата на тези уплътнения обикновено милиони частици на 1 cm 3. Именно това неравномерно разпределение на материята във Вселената дължи съществуването на звездите, планетите и в крайна сметка на самите нас. Защото звездите се раждат в молекулярни облаци, плътни и относително студени.
Интересното е, че колкото по-висока е плътността на облака, толкова по-разнообразен е неговият състав. В този случай има съответствие между плътността и температурата на облака (или отделните му части) и тези вещества, чиито молекули се намират там. От една страна, това е удобно за изучаване на облаците: като наблюдавате отделните им компоненти в различни спектрални диапазони по характерните линии на спектъра, например CO, OH или NH3, можете да „надникнете“ в една или друга част от него . От друга страна, данните за състава на облака ни позволяват да научим много за процесите, протичащи в него.
Освен това в междузвездното пространство, съдейки по спектрите, има вещества, чието съществуване в земни условия е просто невъзможно. Това са йони и радикали. Тяхната химическа активност е толкова висока, че на Земята те веднага реагират. И в разреденото студено пространство на космоса те живеят дълго и съвсем свободно.
Като цяло газът в междузвездното пространство не е само атомен. Там, където е по-студено, не повече от 50 келвина, атомите успяват да останат заедно, образувайки молекули. Въпреки това, голяма маса междузвезден газ все още е в атомно състояние. Това е главно водород; неговата неутрална форма е открита сравнително наскоро - през 1951 г. Както е известно, той излъчва радиовълни с дължина 21 см (честота 1420 MHz), въз основа на интензитета на които се определя колко има в Галактиката. Между другото, той не е равномерно разпределен в пространството между звездите. В облаците от атомен водород неговата концентрация достига няколко атома на 1 cm3, но между облаците тя е с порядъци по-ниска.
И накрая, в близост до горещи звезди газът съществува под формата на йони. Мощното ултравиолетово лъчение загрява и йонизира газа, което го кара да свети. Ето защо областите с висока концентрация на горещ газ с температура около 10 000 К изглеждат като светещи облаци. Те се наричат мъглявини с лек газ.
И във всяка мъглявина, в по-големи или по-малки количества, има междузвезден прах. Въпреки факта, че мъглявините са условно разделени на прахови и газови мъглявини, прах има и в двете. И във всеки случай прахът е този, който очевидно помага на звездите да се образуват в дълбините на мъглявините.
Мъгливи предмети
Сред всички космически обекти, мъглявините са може би най-красивите. Вярно е, че тъмните мъглявини във видимия диапазон изглеждат просто като черни петна в небето; те се наблюдават най-добре на фона на Млечния път. Но в други диапазони на електромагнитни вълни, например инфрачервени, те се виждат много добре и снимките се оказват много необичайни.
Мъглявините са колекции от газ и прах, които са изолирани в пространството и свързани от гравитацията или външното налягане. Тяхната маса може да бъде от 0,1 до 10 000 слънчеви маси, а размерът им може да бъде от 1 до 10 парсека.
Отначало мъглявините дразнеха астрономите. До средата на 19-ти век на откритите мъглявини се гледаше като на досадно неудобство, което пречеше на наблюдението на звездите и търсенето на нови комети. През 1714 г. англичанинът Едмънд Халей, чието име е известната комета, дори състави „черен списък“ от шест мъглявини, за да не подвеждат „уловителите на комети“, а французинът Чарлз Месие разшири този списък до 103 обекта. За щастие, музикантът сър Уилям Хершел, който бил влюбен в астрономията, и сестра му и синът му се заинтересували от мъглявините. Наблюдавайки небето с помощта на собственоръчно построените от тях телескопи, те оставят след себе си каталог от мъглявини и звездни купове, съдържащ информация за 5079 космически обекта!
Хершелите практически изчерпват възможностите на оптичните телескопи от онези години. Изобретяването на фотографията и дългите времена на експозиция обаче направиха възможно намирането на много слабо светещи обекти. Малко по-късно спектралните методи за анализ и наблюдения в различни диапазони от електромагнитни вълни позволиха в бъдеще не само да се открият много нови мъглявини, но и да се определи тяхната структура и свойства.
Една междузвездна мъглявина изглежда ярка в два случая: или е толкова гореща, че самият й газ свети, такива мъглявини се наричат емисионни мъглявини; или самата мъглявина е студена, но нейният прах разпръсква светлината на близка ярка звезда - това е отражателна мъглявина.
Тъмните мъглявини също са междузвездни натрупвания на газ и прах. Но за разлика от леките газови мъглявини, които понякога се виждат дори със силен бинокъл или телескоп, като мъглявината Орион, тъмните мъглявини не излъчват светлина, а я поглъщат. Когато звездната светлина преминава през такива мъглявини, прахът може напълно да я абсорбира, превръщайки я в инфрачервено лъчение, което е невидимо за окото. Следователно такива мъглявини изглеждат като беззвездни дупки в небето. В. Хершел ги нарече „дупки в небето“. Може би най-зрелищната от тях е мъглявината Конска глава.
Въпреки това прашинките може да не абсорбират напълно светлината на звездите, а само частично да я разпръснат и то избирателно. Факт е, че размерът на частиците междузвезден прах е близък до дължината на вълната на синята светлина, така че тя се разпръсква и абсорбира по-силно и „червената“ част от звездната светлина достига до нас по-добре. Между другото, това е добър начин да оцените размера на прашинките по това как отслабват светлината с различни дължини на вълната.
Звезда от облака
Причините за появата на звезди не са точно установени; има само модели, които повече или по-малко надеждно обясняват експерименталните данни. В допълнение, пътищата на образуване, свойствата и по-нататъшната съдба на звездите са много разнообразни и зависят от много фактори. Съществува обаче утвърдена концепция или по-скоро най-развитата хипотеза, чиято същност в най-общи линии е, че звездите се образуват от междузвезден газ в области с повишена плътност на материята, тоест в дълбините на междузвездните облаци. Прахът като материал може да бъде пренебрегнат, но ролята му в образуването на звездите е огромна.
Очевидно това се случва (в най-примитивния вариант, за една звезда). Първо, протозвезден облак се кондензира от междузвездната среда, което може да се дължи на гравитационна нестабилност, но причините може да са различни и все още не са напълно ясни. По един или друг начин той се свива и привлича материята от околното пространство. Температурата и налягането в центъра му се увеличават, докато молекулите в центъра на тази свиваща се топка от газ започнат да се разпадат на атоми и след това на йони. Този процес охлажда газа и налягането вътре в ядрото рязко пада. Ядрото се свива и ударна вълна се разпространява вътре в облака, отхвърляйки външните му слоеве. Образува се протозвезда, която продължава да се свива под въздействието на гравитацията, докато в центъра й не започнат реакциите на термоядрен синтез - превръщането на водорода в хелий. Компресията продължава известно време, докато силите на гравитационното компресиране се балансират от силите на газа и лъчистото налягане.
Ясно е, че масата на получената звезда винаги е по-малка от масата на мъглявината, която я е „родила“. По време на този процес част от материята, която не е имала време да падне върху ядрото, е „пометена“ от ударна вълна, радиацията и частиците се вливат просто в околното пространство.
Процесът на формиране на звезди и звездни системи се влияе от много фактори, включително магнитното поле, което често допринася за „разкъсването“ на протозвездния облак на два, по-рядко три фрагмента, всеки от които се компресира под въздействието на гравитацията в своя собствена протозвезда. Така възникват например много двойни звездни системи – две звезди, които обикалят около общ център на масата и се движат в пространството като едно цяло.
С остаряването на ядреното гориво ядреното гориво във вътрешността на звездите постепенно изгаря и колкото по-голяма е звездата, толкова по-бързо става. В този случай водородният цикъл на реакциите се заменя с цикъла на хелий, след което в резултат на реакциите на ядрен синтез се образуват все по-тежки химически елементи, до желязото. В крайна сметка ядрото, което вече не получава енергия от термоядрени реакции, рязко намалява по размер, губи стабилност и веществото му сякаш пада върху себе си. Възниква мощна експлозия, по време на която веществото може да се нагрее до милиарди градуси, а взаимодействията между ядрата водят до образуването на нови химични елементи, до най-тежките. Експлозията е придружена от рязко освобождаване на енергия и освобождаване на материя. Звезда експлодира, процес, наречен свръхнова. В крайна сметка звездата, в зависимост от нейната маса, ще се превърне в неутронна звезда или черна дупка.
Вероятно това се случва в действителност. Във всеки случай няма съмнение, че младите, тоест горещи звезди и техните купове са най-многобройни в мъглявините, тоест в области с повишена плътност на газ и прах. Това ясно се вижда на снимки, направени от телескопи в различни диапазони на дължини на вълните.
Разбира се, това не е нищо повече от най-грубото обобщение на поредицата от събития. За нас две точки са фундаментално важни. Първо, каква е ролята на праха в процеса на образуване на звезди? И второ, откъде всъщност идва?
Универсална охлаждаща течност
В общата маса на космическата материя самият прах, тоест атомите на въглерода, силиция и някои други елементи, комбинирани в твърди частици, е толкова малък, че във всеки случай като строителен материал за звездите изглежда, че те могат не се вземат предвид. Но всъщност тяхната роля е голяма - именно те охлаждат горещия междузвезден газ, превръщайки го в онзи много студен плътен облак, от който след това се образуват звезди.
Факт е, че самият междузвезден газ не може да се охлади. Електронната структура на водородния атом е такава, че може да се откаже от излишната енергия, ако има такава, чрез излъчване на светлина във видимата и ултравиолетовата област на спектъра, но не и в инфрачервения диапазон. Образно казано, водородът не може да излъчва топлина. За да се охлади правилно, той се нуждае от „хладилник“, чиято роля играят междузвездните прахови частици.
По време на сблъсък с прахови частици с висока скорост, за разлика от по-тежките и по-бавни прахови частици, газовите молекули летят бързо, губят скорост и кинетичната им енергия се прехвърля към праховите частици. Освен това се нагрява и отдава тази излишна топлина на околното пространство, включително под формата на инфрачервено лъчение, докато самата тя се охлажда. По този начин, поемайки топлината на междузвездните молекули, прахът действа като вид радиатор, охлаждайки газовия облак. Не е много по маса - около 1% от масата на цялата облачна материя, но това е достатъчно, за да премахне излишната топлина за милиони години.
Когато температурата на облака спадне, налягането също пада, облакът се кондензира и от него могат да се родят звезди. Останките от материала, от който се е родила звездата, от своя страна са изходен материал за образуването на планетите. Те вече съдържат прахови частици и то в по-големи количества. Защото, след като се е родила, звездата се нагрява и ускорява целия газ около себе си, докато прахът остава да лети наблизо. В края на краищата тя е способна да се охлажда и е привлечена от новата звезда много по-силно от отделните газови молекули. В крайна сметка има облак прах близо до новородената звезда и богат на прах газ в периферията.
Там се раждат газови планети като Сатурн, Уран и Нептун. Е, скалисти планети се появяват близо до звездата. За нас това са Марс, Земя, Венера и Меркурий. Оказва се доста ясно разделение на две зони: газови планети и твърди. Така че Земята се оказа до голяма степен съставена от междузвездни прахови зърна. Частиците метален прах станаха част от ядрото на планетата и сега Земята има огромно желязно ядро.
Мистерията на младата вселена
Ако се е образувала галактика, тогава откъде идва прахът, разбират учените? Най-значимите му източници са новите и свръхновите, които губят част от масата си, „изпускайки“ черупката в околното пространство. Освен това прахът се ражда и в разширяващата се атмосфера на червените гиганти, откъдето буквално се помита от радиационното налягане. В тяхната хладна, по стандартите на звездите, атмосфера (около 2,5-3 хиляди келвина) има доста относително сложни молекули.
Но ето една мистерия, която все още не е разгадана. Винаги се е смятало, че прахът е продукт на еволюцията на звездите. С други думи, звездите трябва да се раждат, да съществуват известно време, да остареят и да кажем да произведат прах при последната експлозия на свръхнова. Но кое е първо - яйцето или кокошката? Първият прах, необходим за раждането на звезда, или първата звезда, която по някаква причина се е родила без помощта на прах, остаряла, избухнала, образувайки първия прах.
Какво стана в началото? В крайна сметка, когато Големият взрив се случи преди 14 милиарда години, във Вселената имаше само водород и хелий, никакви други елементи! Тогава от тях започнаха да се появяват първите галактики, огромни облаци, а в тях и първите звезди, които трябваше да преминат през дълъг жизнен път. Термоядрените реакции в ядрата на звездите трябва да са „сготвили“ по-сложни химични елементи, превръщайки водорода и хелия във въглерод, азот, кислород и т.н., след което звездата трябва да е изхвърлила всичко това в космоса, експлодирайки или постепенно отделяйки черупка. След това тази маса трябваше да се охлади, охлади и накрая да се превърне в прах. Но вече 2 милиарда години след Големия взрив, в най-ранните галактики е имало прах! С помощта на телескопи той е открит в галактики на 12 милиарда светлинни години от нашата. В същото време 2 милиарда години е твърде кратък период за пълния жизнен цикъл на една звезда: през това време повечето звезди нямат време да остареят. Откъде идва прахът в младата Галактика, ако там няма нищо освен водород и хелий, е мистерия.
Mote реактор
Междузвездният прах не само действа като вид универсална охлаждаща течност, но може би именно благодарение на праха в космоса се появяват сложни молекули.
Факт е, че повърхността на прашинка може да служи както като реактор, в който се образуват молекули от атоми, така и като катализатор за реакциите на техния синтез. В крайна сметка вероятността много атоми на различни елементи да се сблъскат в една точка и дори да взаимодействат помежду си при температура малко над абсолютната нула е невъобразимо малка. Но вероятността прашинка да се сблъска последователно с различни атоми или молекули по време на полет, особено в студен плътен облак, е доста висока. Всъщност това се случва - така се образува обвивка от междузвездни зърна прах от срещнатите атоми и молекули, замръзнали върху нея.
На твърда повърхност атомите са близо един до друг. Мигриращи по повърхността на прашинка в търсене на най-енергетично благоприятната позиция, атомите се срещат и, намирайки се в непосредствена близост, могат да реагират един с друг. Разбира се, много бавно в съответствие с температурата на прашината. Повърхността на частиците, особено тези, които съдържат метално ядро, може да прояви свойства на катализатор. Химиците на Земята добре знаят, че най-ефективните катализатори са именно частици с размери от микрона, върху които се събират и реагират молекули, които при нормални условия са напълно „безразлични“ една към друга. Очевидно така се образува молекулярният водород: неговите атоми се „залепват“ за прашинка и след това отлитат от нея, но по двойки, под формата на молекули.
Много е възможно малките междузвездни прахови частици, запазили няколко органични молекули в черупките си, включително най-простите аминокиселини, да са донесли първите „семена на живота“ на Земята преди около 4 милиарда години. Това, разбира се, не е нищо повече от красива хипотеза. Но това, което говори в нейна полза е, че аминокиселината глицин е открита в облаци студен газ и прах. Може би има и други, просто възможностите на телескопите все още не позволяват да бъдат открити.
Лов на прах
Свойствата на междузвездния прах могат, разбира се, да бъдат изследвани от разстояние с помощта на телескопи и други инструменти, разположени на Земята или на нейните спътници. Но е много по-изкушаващо да хванете междузвездни прахови частици и след това да ги изследвате подробно, да разберете не теоретично, а практически от какво се състоят и как са структурирани. Тук има два варианта. Можете да достигнете дълбините на космоса, да съберете междузвезден прах там, да го донесете на Земята и да го анализирате по всички възможни начини. Или можете да опитате да летите извън слънчевата система и да анализирате праха по пътя директно на борда на космическия кораб, изпращайки получените данни на Земята.
Първият опит за вземане на проби от междузвезден прах и вещества от междузвездната среда като цяло беше направен преди няколко години от НАСА. Космическият кораб беше оборудван със специални капани - колектори за събиране на междузвезден прах и частици от космическия вятър. За да уловят частиците прах, без да загубят обвивката си, капаните бяха пълни със специално вещество, така наречения аерогел. Това много леко пенесто вещество (чийто състав е търговска тайна) прилича на желе. Веднъж попаднали вътре, частиците прах се забиват и след това, както във всеки капан, капакът се затваря, за да бъде отворен на Земята.
Този проект беше наречен Stardust Stardust. Програмата му е грандиозна. След изстрелването през февруари 1999 г. оборудването на борда в крайна сметка ще събере проби от междузвезден прах и отделно от прах в непосредствена близост до кометата Wild-2, която прелетя близо до Земята миналия февруари. Сега с контейнери, пълни с този ценен товар, корабът лети у дома, за да кацне на 15 януари 2006 г. в Юта, близо до Солт Лейк Сити (САЩ). Тогава астрономите най-накрая ще видят със собствените си очи (с помощта на микроскоп, разбира се) тези прахови зърна, чийто състав и структурни модели вече са предсказали.
И през август 2001 г. Genesis полетя, за да събере проби от материя от дълбокия космос. Този проект на НАСА беше насочен основно към улавяне на частици от слънчевия вятър. След като прекара 1127 дни в открития космос, през които прелетя около 32 милиона км, корабът се върна и пусна на Земята капсула с получените проби - капани с йони и частици от слънчевия вятър. Уви, случи се нещастие - парашутът не се отвори и капсулата се удари в земята с цялата си сила. И катастрофира. Разбира се, отломките бяха събрани и внимателно проучени. Въпреки това през март 2005 г. на конференция в Хюстън участникът в програмата Дон Барнети каза, че четири колектора с частици от слънчевия вятър не са повредени и тяхното съдържание, 0,4 mg уловен слънчев вятър, се изследва активно от учени в Хюстън.
Сега обаче НАСА подготвя трети проект, още по-амбициозен. Това ще бъде космическата мисия Interstellar Probe. Този път космическият кораб ще се отдалечи на разстояние от 200 AU. д. от Земята (т.е. разстоянието от Земята до Слънцето). Този кораб никога няма да се върне, но ще бъде „натъпкан“ с голямо разнообразие от оборудване, включително за анализ на проби от междузвезден прах. Ако всичко се оправи, междузвездните прахови зърна от дълбокия космос най-накрая ще бъдат уловени, фотографирани и анализирани автоматично на борда на космическия кораб.
Образуване на млади звезди
1. Гигантски галактически молекулярен облак с размер 100 парсека, маса 100 000 слънца, температура 50 K и плътност 10 2 частици/cm 3 . Вътре в този облак има големи кондензации - дифузни газови и прахови мъглявини (1 x 10 pc, 10 000 слънца, 20 K, 10 3 частици/cm 3) и малки кондензации - газови и прахови мъглявини (до 1 pc, 100 x 1000 слънца, 20 K, 10 4 частици/cm 3). Вътре в последния има точно струпвания от глобули с размер 0,1 pc, маса 1 x 10 слънца и плътност 10 x 10 6 частици/cm 3, където се образуват нови звезди
2. Раждането на звезда в облак от газ и прах
3. Новата звезда със своята радиация и звезден вятър разпръсква околния газ далеч от себе си
4. Млада звезда изплува в космоса, който е чист и без газ и прах, избутвайки настрана мъглявината, която я е родила
Етапи на "ембрионално" развитие на звезда с маса, равна на Слънцето
5. Раждането на гравитационно нестабилен облак с размер 2 000 000 слънца, с температура около 15 K и начална плътност 10 -19 g/cm 3
6. След няколкостотин хиляди години този облак ще образува ядро с температура около 200 K и размер на 100 слънца, масата му все още е само 0,05 от слънчевата
7. На този етап ядрото с температура до 2000 K рязко се свива поради йонизацията на водорода и едновременно с това се нагрява до 20 000 K, скоростта на материята, падаща върху растящата звезда, достига 100 km/s
8. Протозвезда с размерите на две слънца с температура в центъра 2x10 5 K и на повърхността 3x10 3 K
9. Последният етап от предварителната еволюция на звездата е бавното компресиране, по време на което изотопите на лития и берилия изгарят. Едва след като температурата се повиши до 6x10 6 K, във вътрешността на звездата започват термоядрени реакции на синтез на хелий от водород. Общата продължителност на цикъла на раждане на звезда като нашето Слънце е 50 милиона години, след което такава звезда може да гори тихо милиарди години
Олга Максименко, кандидат на химическите науки
Космическите фактори имат космически произход. Те включват поток от космически прах, космически лъчи и др. Най-важният космически фактор е слънчевата радиация. Слънчевите лъчи са източник на енергия, използвана от растенията в процеса на фотосинтеза. Растениевъдството може да се разглежда като система от мерки за интензифициране на фотосинтезата на култивираните растения.[...]
Космическите ресурси, като слънчева радиация, енергия на приливите и отливите и други подобни, са практически неизчерпаеми и тяхната защита (например Слънцето) не може да бъде обект на опазване на околната среда, тъй като човечеството няма такива възможности. Снабдяването със слънчева енергия на повърхността на Земята обаче зависи от състоянието на атмосферата, от степента на нейното замърсяване – тези фактори, които могат да бъдат контролирани от човека.[...]
ФАКТОР [лат. фактор правещ, произвеждащ] - движеща сила на протичащи процеси или състояние, влияещо върху процесите. Е. антропогенен – фактор, който дължи произхода си на човешката дейност. Е. климатичен - фактор, свързан с характеристиките на доставката на слънчева енергия, циркулацията на въздушните маси, баланса на топлина и влага, атмосферното налягане и други климатични процеси. Е. космически фактор, чийто източник са процеси, протичащи извън Земята (промени в слънчевата активност, поток от космически лъчи и др.). Е. трансформиращо - 1) всяко вътрешно или външно влияние по отношение на индивида, което предизвиква устойчиви процеси на адаптация [...]
Космическата медицина е комплекс от науки, обхващащи медицински, биологични и други научни изследвания и дейности, насочени към осигуряване на безопасност и създаване на оптимални условия за живот на човека по време на космически полет и при излизане в открития космос. Разделите му включват: изследване на влиянието на условията и факторите на космическия полет върху човешкия организъм, отстраняване на неблагоприятните им ефекти и разработване на превантивни мерки и средства; обосновка и формулиране на медицински изисквания към животоподдържащи системи на обитаеми космически обекти; профилактика и лечение на заболявания; медицинска обосновка на рационалното изграждане на системи за управление на космически обекти; разработване на медицински методи за подбор и обучение на космонавти.[...]
Космическото въздействие върху биосферата се доказва от закона за пречупване на космическите въздействия: космическите фактори, оказващи влияние върху биосферата и особено нейните подразделения, са обект на промяна от екосферата на планетата и следователно по сила и време , проявите могат да бъдат отслабени и изместени или дори напълно да загубят ефекта си. Обобщението тук е важно поради факта, че често има поток от синхронни ефекти на слънчевата активност и други космически фактори върху екосистемите на Земята и организмите, които я обитават (фиг. 12.57).[...]
Ролята на факторите, независими от гъстотата на населението, при формирането на цикли на динамиката на населението е свързана с цикличния характер на дългосрочните промени в климатичните и климатичните типове. На тази основа възниква хипотезата за „климатичните цикли“ на числата (гл. Понастоящем тази хипотеза е получила „прераждане“ под формата на „концепцията за свързване на динамиката на броя на животните с единадесетгодишните цикли на слънчевата активност. По-специално, в редица случаи съвпадението на циклите на числеността на бозайниците (главно гризачи) и слънчевата активност може да бъде записано обективно. По този начин е открита връзка между нивата на слънчева активност и дългосрочните промени в изобилието на Калифорнийска полевка Micmtus califomicus; смята се, че това може да е резултат както от директния ефект на космическия фактор, така и от вторичните фактори, свързани със слънчевата активност, по-специално от климата [...]
На борда на космически кораб тялото на космонавта непрекъснато се влияе от необичаен за жителите на Земята фактор - безтегловност. Няма сили на привличане, тялото става необичайно леко и кръвта също става безтегловна.[...]
Основният фактор, влияещ и въздействащ на атмосферата и Земята като цяло, е, разбира се, Слънцето. Атмосферата, нейната структура и състав до голяма степен зависят от слънчевата електромагнитна радиация като основен външен източник на енергия. Атмосферата се влияе значително и от корпускулярните потоци на слънчевия вятър, слънчевите и галактическите космически лъчи. Други външни фактори също оказват значително влияние върху атмосферата, като гравитационните влияния на Слънцето и Луната, магнитните и електрическите полета на Земята и др.[...]
Външните фактори включват: промени в осветеността (фотопериодизъм), температура (термопериодизъм), магнитно поле, интензивност на космическата радиация, приливи и отливи, сезонни и слънчево-лунни влияния [...]
ЙОНИЗАТОРИ НА АТМОСФЕРАТА. Фактори, водещи до образуването на леки йони в атмосферата (виж йонизация на атмосферата). Тези фактори са: радиоактивно излъчване, свързано с радиоактивни елементи в почвата и скалите и техните еманации; ултравиолетова и рентгенова слънчева радиация, космическа и слънчева корпускулярна радиация (в йоносферата). Тихите електрически разряди и горенето са от второстепенно значение.[...]
Много фактори на околната среда на нашата планета, предимно светлинни условия, температура, атмосферно налягане и влажност, атмосферно електромагнитно поле, морски приливи и др., естествено се променят под влиянието на това въртене. Живите организми също се влияят от космически ритми като периодични промени в слънчевата активност. Слънцето се характеризира с 11-годишен и редица други цикли. Промените в слънчевата радиация оказват значително влияние върху климата на нашата планета. В допълнение към цикличното влияние на абиотичните фактори, външните ритми за всеки организъм са и естествените промени в дейността, както и в поведението на други живи същества.[...]
УСЛОВИЯ НА ОКОЛНАТА СРЕДА - набор от фактори - от космическите въздействия на Вселената върху Слънчевата система до прякото въздействие на околната среда върху индивид, население или общност.[...]
СВЕТЛИНАТА е най-важният екологичен фактор от космическа природа, който осигурява енергия за производството на първична органична материя от фотоавтотрофи (хлорофилсъдържащи зелени растения и цианобактерии) и е неизчерпаем ресурс, тъй като постоянно постъпва на Земята в резултат на слънчевата радиация ..[...]
Създаване на A.L. Влиянието на Чижевски върху космическите фактори върху земните процеси го постави в тази посока на научни изследвания наравно с пионерите на космическата естествознание - А. Хумболт, К.Е. Циолковски, В.И. Вернадски.[...]
Основните етапи на подготовка и изпълнение на космическите полети, които определят степента на материални и физически фактори на въздействие върху екосферата и околоземното пространство, са: изграждане и експлоатация на космодруми; предстартова подготовка и поддръжка; активни и пасивни фази на полета; корекция и маневриране на космическия кораб по траекторията на полета; допълнително вкарване на космическия кораб от междинната орбита в работната орбита; полет и маневриране на космически кораби в открития космос и връщане на Земята.[...]
Особеностите на въздействието върху биосферата от космически фактори и прояви на слънчева активност са, че повърхността на нашата планета (където е концентриран „филмът на живота“) е сякаш отделена от Космоса с дебел слой материя в газообразно състояние, т.е. атмосферата. Абиотичният компонент на земната среда включва съвкупност от климатични, хидроложки, почвени и земни условия, т.е. много елементи, които са динамични във времето и пространството, взаимосвързани и оказващи влияние върху живите организми. Атмосферата, като среда, която възприема космически и слънчеви фактори, има най-важната климатообразуваща функция.[...]
Реакцията на животинския организъм към информационен фактор на околната среда зависи не само от неговото качество, но и от неговото количество (интензивност). Пример за това е реакцията на животните към въздействието на звукова аларма (шум). Естественият шумов фон има благоприятен ефект върху организмите – той е един от важните фактори за оптималното функциониране на индивидите, популациите и биоценозите. Естественият шум се счита за равен на звуците, които възникват от течението на реките, движението на вятъра, шумоленето на листата, дишането на животните и т.н. Рязкото намаляване или, обратно, увеличаването на фоновия шум е ограничаващ фактор, който влияе негативно на тялото. Мъртвата тишина в космическия кораб се отразява негативно на психологическото състояние на астронавтите и тяхното клинично и физиологично състояние. Прекомерният шум също има отрицателен ефект върху тялото. Те имат дразнещ ефект и нарушават работата на храносмилателните органи и обмяната на веществата при бозайници и птици.[...]
Веднага след образуването си младата Земя е била студено космическо тяло и в нейните дълбини температурата никога не е надвишавала точката на топене на веществото. Това по-специално се доказва от пълното отсъствие на Земята на много древни магмени (и всякакви други) скали с възраст над 4 милиарда години, както и изотопни съотношения на оловото, което показва, че процесите на диференциация на земната материя са започнали значително по-късно от времето на образуване на самата Земя и протича без значително топене. Освен това по това време на земната повърхност не е имало океани и атмосфера. Следователно ефективният механичен качествен фактор на Земята в този ранен период от нейното развитие, който по-нататък ще наричаме Катархей, е бил сравнително висок. Според сеизмичните данни в развитата океанска литосфера, т.е. в студената земна материя със състав на мантията коефициентът на качество варира от 1000 до 2000, докато в частично разтопената астеносфера под вулкани стойността му пада до 100.[...]
Но освен това биологът не може да не вземе предвид един фактор, който оставя настрана. Този фактор е основната форма на енергия, която се проявява в биосферата и е в основата на всички нейни геоложки явления, включително живата материя. Тази енергия е не само енергията на Слънцето, която ни изглежда геологически вечна и в която флуктуациите са незабележими по време на еволюционния процес, но също така и друга космическа енергия, която, както изглежда, неизбежно променя своя интензитет по време на еволюционния процес.[. ..]
Йонизацията на долната и средната атмосфера се определя главно от следните фактори: космически лъчи, йонизиращи цялата атмосфера; UV и рентгеново лъчение от Слънцето. Йонизиращият ефект на ултравиолетовите и рентгеновите лъчи се проявява на височини над 50-60 km.[...]
Промените в йоносферата в полярните области на Земята също са свързани със слънчевите космически лъчи, които причиняват йонизация. По време на мощни изригвания на слънчева активност излагането на слънчеви космически лъчи може за кратко да надхвърли нормалния фон на галактическите космически лъчи. В момента науката е натрупала много фактически материали, илюстриращи влиянието на космическите фактори върху биосферните процеси. По-специално, доказана е чувствителността на безгръбначните животни към промените в слънчевата активност и връзката на нейните вариации с динамиката на нервната и сърдечно-съдовата система на човека, както и с динамиката на заболяванията - наследствени, онкологични, инфекциозни, и др., е установено [...]
Количеството и безкрайно разнообразното качество на физичните и химичните фактори, които ни заобикалят от всички страни - природата - са безкрайно големи. Мощни взаимодействащи сили идват от космоса. Слънцето, Луната, планетите и безкраен брой небесни тела са свързани със Земята чрез невидими връзки. Движението на Земята се управлява от гравитационни сили, които причиняват редица деформации във въздушната, течната и твърдата обвивка на нашата планета, карат ги да пулсират и предизвикват приливи и отливи. Положението на планетите в Слънчевата система влияе върху разпределението и интензивността на електрическите и магнитните сили на Земята.[...]
В. И. Вернадски е един от първите, които осъзнават, че човечеството се е превърнало в мощна геоложка и, вероятно, космическа сила, способна да трансформира природата в голям мащаб. Той отбеляза, че човекът е обхванал цялата биосфера със своя живот и култура и се стреми да задълбочи и разшири още повече сферата на своето влияние. Биосферата, от негова гледна точка, постепенно се трансформира в ноосфера - сферата на разума. В. И. Вернадски счита ноосферата за най-високия етап на развитие на биосферата, когато интелигентната човешка дейност става определящ фактор. Той свързва превръщането на биосферата в ноосфера с развитието на науката, задълбочаването на научното разбиране за същността на процесите, протичащи в природата, и организацията на рационалната човешка дейност на тази основа. В. И. Вернадски беше убеден, че ноосферното човечество ще намери начин да възстанови и поддържа екологичното равновесие на планетата, да разработи и приложи на практика стратегия за безкризисно развитие на природата и обществото. В същото време той вярваше, че човекът е напълно способен да поеме функциите по управление на екологичното развитие на планетата като цяло.[...]
След многобройни международни експедиции до Антарктида беше установено, че в допълнение към различни физико-географски фактори, основният е наличието на значително количество хлорофлуоровъглероди (CFC) в атмосферата. Последните се използват широко в производството и бита като хладилни агенти, пенообразуватели, разтворители в аерозолни опаковки и др. Фреоните, издигайки се в горните слоеве на атмосферата, претърпяват фотохимично разлагане с образуването на хлорен оксид, който интензивно разрушава озона. Общо в света се произвеждат около 1300 хиляди тона озоноразрушаващи вещества. През последните години беше установено, че емисиите от свръхзвукови самолети могат да доведат до унищожаване на 10% от озоновия слой на атмосферата, така че едно изстрелване на тип космическа совалка води до „гасене“ на най-малко 10 милиона тона озон. Едновременно с изтъняването на озоновия слой в стратосферата се наблюдава увеличаване на концентрацията на озон в тропосферата близо до повърхността на Земята, но това не може да компенсира изтъняването на озоновия слой, тъй като масата му в тропосферата е едва 10 % от масата в озоносферата.
През 1975 г. Секцията по химико-технологични и химически науки на Президиума на Академията на науките на СССР в своята резолюция отбелязва важността на проблема „Влиянието на космическите фактори върху процесите, протичащи на Земята“, като подчертава, че изключителните заслуги в формулирането и развитието на този проблем „принадлежи на A.L. Чижевски, който първи изрази идеята за тясната зависимост на явленията, протичащи в биосферата, от космическите фактори, и академик В.И. Вернадски – създателят на учението за биосферата.”[...]
ОБЛЪЧВАНЕ - излагане на жив организъм на всякакъв вид радиация: инфрачервена (топлинна радиация), видима и ултравиолетова слънчева светлина, космически лъчи и йонизиращо лъчение от земен произход. Биологичният ефект на кислорода зависи от дозата, вида и енергията на кислорода, съпътстващите фактори и физиологичното състояние на организма. О. външно - облъчване на тялото от източници на йонизиращо лъчение, разположени извън него. О. вътрешно облъчване на тялото от източници на йонизиращо лъчение, разположени вътре в него. О - модифициращи условия - време, локализация, съпътстващи фактори Ако мощността на дозата (количеството погълната енергия на лъчение за единица време) е много малка, тогава дори ежедневното облъчване през целия живот на човека няма да може да има забележимо изразено увреждане. ефект.[...]
Структурата на атмосферата, разгледана в глава 4, се формира в резултат на комплексното въздействие върху въздушната обвивка на нашата планета на два фактора - космическото пространство, главно върху горните слоеве, и земната повърхност през долните слоеве.[... .]
Примесите от естествен произход по правило не са замърсяване на въздуха, освен в случаите, когато те временно се оказват или ограничаващи фактори по отношение на живите организми, или значително (но най-вече локално) променят някои физикохимични свойства на атмосферата, напр. , неговата прозрачност, отразяваща способност, топлинен режим. По този начин космическият прах (високо диспергирани остатъци от разрушаването и изгарянето на метеоритна материя), дим и сажди от горски и степни пожари, прах от изветряне на скали или повърхностни маси от почва и пясък, уловени от вятърни потоци, включително по време на прах и пясък бури, торнадо, урагани не са замърсители. Понякога силно диспергирани прахови частици, суспендирани във въздуха в спокойни условия, могат да служат като ядра на кондензация на влага и да допринесат за образуването на мъгла. В резултат на изпарението на водните пръски във въздуха над повърхността на моретата и океаните постоянно присъстват малки кристалчета сол. Многотонни маси твърда материя изригват от кратерите на активни вулкани.[...]
Отстраняването на водорода от цикъла, когато е свързан в химични съединения, различни от вода (дисперсна органична материя на скали, супергенни силикати), както и когато се разсейва в космоса, е много важен фактор от гледна точка на еволюцията. на условията на нашата планета. Без отстраняването на водорода, а само с преразпределението му между резервоарите, не биха могли да настъпят промени в редокс баланса към образуване на окислителна среда на Земята.[...]
СТРАТОСФЕРНИ АЕРОЗОЛИ. Аерозолни частици в стратосферата, които са резултат от вулканични изригвания, внасяне на кондензационни ядра от тропосферата при силна конвекция, действия на реактивни самолети и др., както и частици от космически прах. Увеличаването им увеличава планетарното албедо на Земята и понижава температурата на въздуха; следователно S.A. са глобален климатичен фактор.[...]
Животът на Земята се е формирал под въздействието на условията на околната среда. Последното е съвкупност от енергия, материални тела, явления, които са във взаимодействие (пряко и непряко). Това понятие е много широко: от космическите влияния на Вселената върху Слънчевата система, влиянието на Слънцето като основен източник на енергия, върху земните процеси до преките ефекти на околната среда (включително хората) върху индивид, население, общност. Понятието условия на околната среда включва компоненти, които не оказват или имат малък ефект върху жизнената активност на организмите (инертни газове на атмосферата, абиогенни елементи на земната кора) и тези, които значително влияят върху жизнената активност на биотата. Те се наричат фактори на околната среда (светлина, температура, вода, движение на въздуха и неговия състав, свойства на почвата, соленост, радиоактивност и др.). Факторите на околната среда действат заедно, въпреки че в някои случаи един фактор преобладава над другите и е решаващ в реакциите на живите организми (например температурата в арктическите и субарктическите зони или пустините).[...]
Биодинамичната земеделска система се използва в Швеция, Дания и Германия. Той включва основни принципи, общи за други алтернативни земеделски системи. Разликата между тази система на земеделие и другите е, че освен биоинертните елементи, тя отчита космическите фактори и техния ритъм, които влияят върху преминаването на фенофазите на отглежданите култури [...]
В нашата страна има достатъчен брой трудове, посветени на проблема за „човешката екология“, но все още няма консенсус относно легитимността на такава наука и нейния предмет. Така G.I. Tsaregorodtsev (1976) използва термина „човешка екология“ като означава „взаимодействието на човечеството с природните фактори на околната среда“. Ю. П. Лисицин (1973), А. В. Кацура, И. В. Новик (1974), О. В. Бароян (1975) и други смятат, че „човешката екология“ трябва да изучава оптималните условия на живот на човека като биологичен вид (климатични, метеорологични, космически, и т.н.) и социално битие (психологическо, социално, икономическо, политическо и т.н.).[...]
Атмосферата е газовата обвивка на Земята. Състав на сухия атмосферен въздух: азот - 78,08%, кислород - 20,94%, въглероден диоксид - 0,033%, аргон - 0,93%. Останалото са примеси: неон, хелий, водород и др. Водните пари съставляват 3-4% от обема на въздуха. Плътността на атмосферата на морското равнище е 0,001 g/cm'. Атмосферата предпазва живите организми от вредното въздействие на космическите лъчи и ултравиолетовия спектър на слънцето, а също така предотвратява резките колебания в температурата на планетата. На височина 20-50 км по-голямата част от енергията от ултравиолетовите лъчи се абсорбира от превръщането на кислорода в озон, образувайки озоновия слой. Общото съдържание на озон е не повече от 0,5% от масата на атмосферата, което е 5,15-1013 тона. Максималната концентрация на озон е на височина 20-25 km. Озоновият щит е най-важният фактор за запазване на живота на Земята. Налягането в тропосферата (повърхностния слой на атмосферата) намалява с 1 mm Hg. стълб при издигане на всеки 100 метра.[...]
Дълго време се смяташе, че спонтанните мутации са безпричинни, но сега има други идеи по този въпрос, които се свеждат до факта, че спонтанните мутации не са безпричинни, че те са резултат от естествени процеси, протичащи в клетките. Те възникват в естествения радиоактивен фон на Земята под формата на космическа радиация, радиоактивни елементи на повърхността на Земята, радионуклиди, включени в клетките на организми, които причиняват тези мутации или в резултат на грешки в репликацията на ДНК. Факторите в естествения радиоактивен фон на Земята причиняват промени в последователността на базите или увреждане на базите, подобно на случая на индуцирани мутации (вижте по-долу).
Атмосферният аерозол, като много малък, но може би най-променливият примес в атмосферата, играе важна роля в голямо разнообразие от научни и приложни проблеми на физиката на атмосферата. Почти аерозолът определя изцяло оптичното време и изключително променливия режим на пряка и дифузна радиация в атмосферата. Все повече се осъзнава ролята на аерозола в радиационния режим на атмосферата и в информационното съдържание на космическите оптични методи за изследване на Земята. Аерозолът е активен участник и често краен продукт на сложни цикли от химични и фотохимични реакции в атмосферата. Ролята на аерозола като един от озоноактивните компоненти на атмосферата е голяма, аерозолът може да бъде както източник, така и поглъщател на атмосферен озон, например поради хетерогенни реакции на различни газови примеси в атмосферата. Възможно е именно каталитичният ефект на аерозола, който има фина структура на разпределение на височината, да определя корелацията на аерозолния и озоновия слой, наблюдавана от Розен и Кондратиев. Спектралното затихване на аерозола от пряка и разсеяна слънчева радиация е много труден фактор за отчитане за правилното определяне на съдържанието на атмосферни примеси чрез оптични методи. Следователно изследването на аерозола и преди всичко на неговите спектрални свойства е естествен компонент на озонометричните изследвания.[...]
Свободната повърхност на океаните и моретата се нарича плоска повърхност. Това е повърхност, перпендикулярна във всяка точка на посоката на резултатната от всички сили, действащи върху нея на дадено място. Повърхността на Световния океан, под въздействието на различни сили, изпитва периодични, непериодични и други колебания, отклонявайки се от дългосрочната средна стойност, най-близка до повърхността на геоида. Основните сили, предизвикващи тези флуктуации, могат да бъдат обединени в следните групи: а) космически - приливни сили; б) физически и механични, свързани с разпределението на слънчевата радиация върху земната повърхност и въздействието на атмосферните процеси, като промени в разпределението на налягането и ветровете, валежите, колебанията в речния отток и други хидрометеорологични фактори; в) геодинамични, свързани с тектонични движения на земната кора, сеизмични и геотермални явления.[...]
Както вече споменахме, пресните води на реките и езерата, нашият основен източник на водоснабдяване, са различни. Тази разлика е възникнала първоначално и е свързана с климатичната зона и характеристиките на района, в който се намира резервоарът. Водата е универсален разтворител, което означава, че нейната наситеност с минерали зависи от почвата и подлежащите скали. Освен това водата е подвижна и следователно нейният състав се влияе от валежи, снеготопене, наводнения и притоци, вливащи се в по-голяма река или езеро. Вземете например Нева, основният източник на питейна вода в Санкт Петербург: тя се захранва главно от езерото Ладога, едно от най-пресните езера в света. Ладожката вода съдържа малко калциеви и магнезиеви соли, което я прави много мека; съдържа малко алуминий, манган и никел, но доста азот, кислород, силиций и фосфор. И накрая, микробиологичният състав на водата зависи от водната флора и фауна, от горите и ливадите по бреговете на резервоара и от много други причини, без да се изключват космическите фактори. По този начин патогенността на микробите се увеличава рязко през годините на слънчева активност: преди това почти безвредните стават опасни, а опасните стават просто фатални.
Космическият прах, неговият състав и свойства са малко известни на хората, които не се занимават с изследване на извънземното пространство. Подобно явление обаче оставя своите следи на нашата планета! Нека да разгледаме по-отблизо откъде идва и как влияе върху живота на Земята.
Концепция за космически прах
Космическият прах на Земята най-често се среща в определени слоеве на океанското дъно, ледени покривки на полярните региони на планетата, торфени находища, труднодостъпни пустинни райони и метеоритни кратери. Размерът на това вещество е по-малък от 200 nm, което прави изследването му проблематично.
Обикновено концепцията за космически прах включва разграничение между междузвездни и междупланетни разновидности. Всичко това обаче е много условно. Най-удобният вариант за изучаване на това явление се счита за изследване на прах от космоса на границите на Слънчевата система или извън нея.
Причината за този проблематичен подход към изучаването на обекта е, че свойствата на извънземния прах се променят драматично, когато е близо до звезда като Слънцето.
Теории за произхода на космическия прах
Потоци от космически прах непрекъснато атакуват земната повърхност. Възниква въпросът откъде идва това вещество. Произходът му поражда много спорове сред експертите в областта.
Различават се следните теории за образуването на космически прах:
- Разпадане на небесни тела. Някои учени смятат, че космическият прах не е нищо повече от резултат от унищожаването на астероиди, комети и метеорити.
- Останки от облак от протопланетарен тип. Има версия, според която космическият прах се класифицира като микрочастици от протопланетен облак. Това предположение обаче поражда известни съмнения поради крехкостта на фино диспергираната субстанция.
- Резултат от експлозия на звездите. В резултат на този процес, според някои експерти, се получава мощно отделяне на енергия и газ, което води до образуването на космически прах.
- Остатъчни явления след формирането на нови планети. Така нареченият строителен „боклук“ е станал основа за появата на прах.
Основните видове космически прах
Понастоящем няма специфична класификация на видовете космически прах. Подвидовете могат да бъдат разграничени по визуални характеристики и местоположение на тези микрочастици.
Нека разгледаме седем групи космически прах в атмосферата, различни по външни показатели:
- Сиви фрагменти с неправилна форма. Това са остатъчни явления след сблъсък на метеорити, комети и астероиди с размер не по-голям от 100-200 nm.
- Частици от шлакоподобно и пепеловидно образувание. Такива обекти трудно се идентифицират само по външни признаци, тъй като те са претърпели промени след преминаване през земната атмосфера.
- Зърната са с кръгла форма, с параметри подобни на черен пясък. Външно приличат на прах от магнетит (магнитна желязна руда).
- Малки черни кръгчета с характерен блясък. Техният диаметър не надвишава 20 nm, което прави изучаването им трудна задача.
- По-големи топки от същия цвят с грапава повърхност. Техният размер достига 100 nm и дава възможност за детайлно изследване на състава им.
- Топки от определен цвят с преобладаване на черни и бели тонове с включвания на газ. Тези микрочастици от космически произход се състоят от силикатна основа.
- Топки с разнородна структура от стъкло и метал. Такива елементи се характеризират с микроскопични размери в рамките на 20 nm.
- Прах, открит в междугалактическото пространство. Този тип може да изкриви размерите на разстоянията по време на определени изчисления и е в състояние да промени цвета на космическите обекти.
- Образования в галактиката. Пространството в тези граници винаги е изпълнено с прах от разрушаването на космическите тела.
- Материята, концентрирана между звездите. Най-интересно е поради наличието на черупка и сърцевина с твърда консистенция.
- Прах, разположен близо до определена планета. Обикновено се намира в пръстеновидната система на небесно тяло.
- Облаци прах около звездите. Те кръжат по орбиталния път на самата звезда, отразявайки нейната светлина и създавайки мъглявина.
- Метална лента. Представителите на този подвид имат специфично тегло над пет грама на кубичен сантиметър, а основата им се състои главно от желязо.
- Група на силикатна основа. Основата е прозрачно стъкло със специфично тегло приблизително три грама на кубичен сантиметър.
- Смесена група. Самото име на тази асоциация показва наличието както на стъклени, така и на железни микрочастици в структурата. Основата включва и магнитни елементи.
- Сферули с кух пълнеж. Този вид често се среща в местата на падане на метеорити.
- Сферули от метално образуване. Този подвид има ядро от кобалт и никел, както и черупка, която е окислена.
- Топки с еднаква конструкция. Такива зърна имат окислена обвивка.
- Топки със силикатна основа. Наличието на газови включвания им придава вид на обикновена шлака, а понякога и на пяна.
Трябва да се помни, че тези класификации са много произволни, но служат като определена насока за обозначаване на видовете прах от космоса.
Състав и характеристики на компонентите на космическия прах
Нека да разгледаме по-подробно от какво се състои космическият прах. Съществува известен проблем при определянето на състава на тези микрочастици. За разлика от газообразните вещества, твърдите вещества имат непрекъснат спектър с относително малко ленти, които са замъглени. В резултат на това идентифицирането на зърна от космически прах става трудно.
Съставът на космическия прах може да се разгледа на примера на основните модели на това вещество. Те включват следните подвидове:
- Ледени частици, чиято структура включва ядро с огнеупорна характеристика. Черупката на такъв модел се състои от леки елементи. Големите частици съдържат атоми с магнитни елементи.
- Моделът MRN, чийто състав се определя от наличието на силикатни и графитни включвания.
- Оксиден космически прах, който се основава на двуатомни оксиди на магнезий, желязо, калций и силиций.
- Топчета с метален характер на образуване. Съставът на такива микрочастици включва елемент като никел.
- Метални топчета с наличие на желязо и липса на никел.
- Кръгове на силиконова основа.
- Желязо-никелови топки с неправилна форма.
Почвите са плодородни за наличието на космически материал. Особено голям брой сферули са открити на места, където са паднали метеорити. Основата за тях беше никел и желязо, както и различни минерали като троилит, кохенит, стеатит и други компоненти.
Ледниците също топят извънземни от космоса под формата на прах в техните блокове. Силикат, желязо и никел служат за основа на намерените сфери. Всички добити частици бяха класифицирани в 10 ясно дефинирани групи.
Трудностите при определяне на състава на изследвания обект и разграничаването му от примеси от земен произход оставят този въпрос открит за по-нататъшни изследвания.
Влиянието на космическия прах върху жизнените процеси
Влиянието на това вещество не е напълно проучено от специалистите, което дава големи възможности за по-нататъшни дейности в тази посока. На определена надморска височина с помощта на ракети те откриха специфичен пояс, състоящ се от космически прах. Това дава основание да се твърди, че такова извънземно вещество влияе върху някои процеси, протичащи на планетата Земя.
Влиянието на космическия прах върху горните слоеве на атмосферата
Последните проучвания показват, че количеството космически прах може да повлияе на промените в горните слоеве на атмосферата. Този процес е много важен, защото води до определени колебания в климатичните характеристики на планетата Земя.
Огромно количество прах в резултат на сблъсъци на астероиди изпълва пространството около нашата планета. Количеството му достига почти 200 тона на ден, което според учените няма как да не остави своите последствия.
Най-податливо на тази атака, според същите експерти, е северното полукълбо, чийто климат е предразположен към ниски температури и влага.
Влиянието на космическия прах върху образуването на облаци и изменението на климата все още не е достатъчно проучено. Новите изследвания в тази област повдигат все повече въпроси, чиито отговори все още не са получени.
Влиянието на праха от космоса върху трансформацията на океанската тиня
Облъчването на космическия прах от слънчевия вятър кара тези частици да падат на Земята. Статистиката показва, че най-лекият от трите изотопа на хелия навлиза в океанската тиня в огромни количества чрез прашинки от космоса.
Поглъщането на елементи от космоса от минерали с фероманганов произход послужи като основа за образуването на уникални рудни образувания на океанското дъно.
В момента количеството на манган в райони, които са близо до Арктическия кръг, е ограничено. Всичко това се дължи на факта, че космическият прах не навлиза в Световния океан в тези райони поради ледените покривки.
Влиянието на космическия прах върху състава на водата на Световния океан
Ако погледнем ледниците на Антарктика, те са поразителни с броя на откритите в тях останки от метеорити и наличието на космически прах, който е сто пъти по-висок от нормалния фон.
Прекомерно повишената концентрация на същия хелий-3, ценни метали под формата на кобалт, платина и никел ни позволява уверено да твърдим факта за намесата на космическия прах в състава на ледената покривка. В същото време веществото с извънземен произход остава в оригиналната си форма и не се разрежда с океански води, което само по себе си е уникален феномен.
Според някои учени количеството космически прах в подобни особени ледени покривки през последните милиони години е от порядъка на няколкостотин трилиона образувания с метеоритен произход. По време на периода на затопляне тези покрития се топят и пренасят елементи от космически прах в Световния океан.
Гледайте видеоклип за космическия прах:
Тази космическа неоплазма и нейното влияние върху някои фактори на живота на нашата планета все още не са достатъчно проучени. Важно е да запомните, че веществото може да повлияе на изменението на климата, структурата на океанското дъно и концентрацията на определени вещества във водите на Световния океан. Снимки на космически прах показват колко още мистерии крият тези микрочастици. Всичко това прави изучаването на това интересно и уместно!
Изследване на космоса (метеор)прах по повърхността на Земята:преглед на проблема
А.П.Бояркина, Л.М. Гиндилис
Космическият прах като астрономически фактор
Космическият прах се отнася до частици твърда материя с размери от части от микрона до няколко микрона. Прахът е един от важните компоненти на космическото пространство. Той запълва междузвездното, междупланетното и околоземното пространство, прониква в горните слоеве на земната атмосфера и пада върху земната повърхност под формата на така наречения метеорен прах, който е една от формите на материален (материален и енергиен) обмен в Система Космос-Земя. В същото време той влияе върху редица процеси, протичащи на Земята.
Прахова материя в междузвездното пространство
Междузвездната среда се състои от газ и прах, смесени в съотношение 100:1 (по маса), т.е. масата на праха е 1% от масата на газа. Средната плътност на газа е 1 водороден атом на кубичен сантиметър или 10 -24 g/cm 3 . Плътността на праха е съответно 100 пъти по-малка. Въпреки такава незначителна плътност, прахът оказва значително влияние върху процесите, протичащи в космоса. На първо място, междузвездният прах поглъща светлина, поради което далечни обекти, разположени близо до галактическата равнина (където концентрацията на прах е най-голяма), не се виждат в оптичната област. Например центърът на нашата Галактика се наблюдава само в инфрачервените, радио и рентгеновите лъчи. И други галактики могат да се наблюдават в оптичния диапазон, ако се намират далеч от галактическата равнина, на високи галактически ширини. Поглъщането на светлина от прах води до изкривяване на разстоянията до звездите, определени фотометрично. Отчитането на абсорбцията е един от най-важните проблеми в наблюдателната астрономия. При взаимодействие с прах спектралният състав и поляризацията на светлината се променят.
Газът и прахът в галактическия диск са разпределени неравномерно, образувайки отделни газови и прахови облаци; концентрацията на прах в тях е приблизително 100 пъти по-висока, отколкото в междуоблачната среда. Плътните газови и прахови облаци не пропускат светлината на звездите зад тях. Поради това те изглеждат като тъмни зони в небето, които се наричат тъмни мъглявини. Пример за това е регионът Коулсак в Млечния път или мъглявината Конска глава в съзвездието Орион. Ако има ярки звезди в близост до облак от газ и прах, тогава поради разсейването на светлината върху частиците прах, такива облаци светят; те се наричат отражателни мъглявини. Пример за това е отражателната мъглявина в клъстера Плеяди. Най-плътните са облаците от молекулярен водород H 2, тяхната плътност е 10 4 -10 5 пъти по-висока, отколкото в облаците от атомен водород. Съответно плътността на праха е също толкова пъти по-висока. В допълнение към водорода, молекулярните облаци съдържат десетки други молекули. Праховите частици са ядра на кондензация на молекули; на тяхната повърхност протичат химически реакции с образуването на нови, по-сложни молекули. Молекулярните облаци са области на интензивно звездообразуване.
По състав междузвездните частици се състоят от огнеупорно ядро (силикати, графит, силициев карбид, желязо) и обвивка от летливи елементи (H, H 2, O, OH, H 2 O). Има и много малки силикатни и графитни частици (без обвивка) от порядъка на стотни от микрона. Според хипотезата на F. Hoyle и C. Wickramasing, значителна част от междузвездния прах, до 80%, се състои от бактерии.
Междузвездната среда непрекъснато се попълва поради притока на материя по време на отделянето на звездните черупки в по-късните етапи от тяхната еволюция (особено по време на експлозии на свръхнова). От друга страна, самият той е източникът на образуването на звезди и планетни системи.
Прахова материя в междупланетното и околоземното пространство
Междупланетният прах се образува главно по време на разпада на периодични комети, както и по време на смачкване на астероиди. Образуването на прах става непрекъснато и процесът на прахови зърна, падащи върху Слънцето под въздействието на радиационно спиране, също продължава непрекъснато. В резултат на това се образува постоянно обновяваща се прахова среда, запълваща междупланетното пространство и намираща се в състояние на динамично равновесие. Неговата плътност, макар и по-висока от тази в междузвездното пространство, все още е много малка: 10 -23 -10 -21 g/cm 3 . Въпреки това, той забележимо разсейва слънчевата светлина. Когато се разпръсне върху частици от междупланетен прах, възникват оптични явления като зодиакална светлина, Фраунхоферов компонент на слънчевата корона, зодиакална лента и противоизлъчване. Зодиакалният компонент на сиянието на нощното небе също се определя от разсейването на прахови частици.
Праховата материя в Слънчевата система е силно концентрирана към еклиптиката. В равнината на еклиптиката неговата плътност намалява приблизително пропорционално на разстоянието от Слънцето. В близост до Земята, както и в близост до други големи планети, концентрацията на прах се увеличава под въздействието на тяхната гравитация. Междупланетните прахови частици се движат около Слънцето в свиващи се (поради радиационно спиране) елиптични орбити. Скоростта им на движение е няколко десетки километра в секунда. При сблъсък с твърди тела, включително космически кораби, те причиняват забележима повърхностна ерозия.
Сблъсквайки се със Земята и изгаряйки в нейната атмосфера на височина от около 100 км, космическите частици причиняват добре познатия феномен на метеорите (или „падащите звезди“). На тази основа те се наричат метеорни частици, а целият комплекс от междупланетен прах често се нарича метеорна материя или метеорен прах. Повечето метеорни частици са рохкави тела с кометен произход. Сред тях се разграничават две групи частици: порести частици с плътност от 0,1 до 1 g/cm 3 и така наречените прахови бучки или пухкави люспи, напомнящи снежинки с плътност под 0,1 g/cm 3 . В допълнение, по-плътните частици от астероиден тип с плътност над 1 g/cm 3 са по-рядко срещани. На големи височини преобладават рохкави метеори, на височини под 70 km преобладават астероидни частици със средна плътност 3,5 g/cm 3 .
В резултат на раздробяването на хлабави метеороиди от кометен произход на височина 100-400 km от повърхността на Земята се образува доста плътна прахова обвивка, концентрацията на прах в която е десетки хиляди пъти по-висока, отколкото в междупланетното пространство. Разсейването на слънчевата светлина в тази обвивка причинява здрачното сияние на небето, когато слънцето се спуска под хоризонта под 100º.
Най-големият и най-малкият метеороид от астероиден тип достигат повърхността на Земята. Първите (метеорити) достигат повърхността поради факта, че нямат време да се срутят напълно и да изгорят, когато летят през атмосферата; последните - поради факта, че тяхното взаимодействие с атмосферата, поради незначителната им маса (при достатъчно висока плътност), протича без забележимо разрушаване.
Падането на космически прах върху земната повърхност
Докато метеоритите отдавна са в полезрението на науката, космическият прах не е привличал вниманието на учените от дълго време.
Концепцията за космически (метеорен) прах е въведена в науката през втората половина на 19 век, когато известният холандски полярен изследовател A.E. Nordenskjöld открива прах с предполагаем космически произход на повърхността на леда. Приблизително по същото време, в средата на 70-те години на миналия век, Мъри (I. Murray) описва заоблени магнетитни частици, открити в дълбоководни седименти на Тихия океан, чийто произход също се свързва с космически прах. Тези предположения обаче не бяха потвърдени дълго време, оставайки в рамките на хипотезата. В същото време научното изследване на космическия прах напредва изключително бавно, както отбелязва академик В.И. Вернадски през 1941 г.
Той за първи път обърна внимание на проблема с космическия прах през 1908 г. и след това се върна към него през 1932 и 1941 г. В работата „За изследването на космическия прах“ V.I. Вернадски пише: „... Земята е свързана с космическите тела и с космическото пространство не само чрез обмен на различни форми на енергия. Той е тясно свързан с тях материално... Сред материалните тела, падащи на нашата планета от космоса, предимно метеорити и космическият прах, който обикновено се включва в тях, са достъпни за прякото ни изследване... Метеоритите - и най-малкото до известна степен огнените топки, свързани с тях - винаги са неочаквани за нас в тяхното проявление... Космическият прах е различен въпрос: всичко показва, че той пада непрекъснато и може би тази непрекъснатост на падане съществува във всяка точка на биосферата, разпределена равномерно върху цялата планета. Изненадващо е, че този феномен, може да се каже, изобщо не е проучен и напълно изчезва от научните записи.» .
Като се имат предвид най-големите известни метеорити в тази статия, V.I. Вернадски обръща специално внимание на Тунгуския метеорит, чието търсене е извършено от Л. А. под негово пряко ръководство. Песъчник. Големи фрагменти от метеорита не са намерени и във връзка с това В.И. Вернадски прави предположението, че той „... е ново явление в аналите на науката - проникването в областта на земното притегляне не на метеорит, а на огромен облак или облаци космически прах, движещи се с космическа скорост» .
По същата тема V.I. Вернадски се върна през февруари 1941 г. в доклада си „За необходимостта от организиране на научна работа върху космическия прах“ на заседание на Комитета по метеоритите на Академията на науките на СССР. В този документ, наред с теоретичните разсъждения за произхода и ролята на космическия прах в геологията и особено в геохимията на Земята, той подробно обосновава програмата за търсене и събиране на материал от космически прах, паднал на повърхността на Земята. , с помощта на които, според него, могат да бъдат решени редица проблеми на научната космогония за качествения състав и „доминиращата важност на космическия прах в структурата на Вселената“. Необходимо е да се изследва космическият прах и да се вземе предвид като източник на космическа енергия, непрекъснато донесена до нас от околното пространство. Масата на космическия прах, отбеляза В. И. Вернадски, има атомна и друга ядрена енергия, която не е безразлична в своето съществуване в Космоса и в своето проявление на нашата планета. За да се разбере ролята на космическия прах, подчерта той, е необходимо да има достатъчно материал за неговото изследване. Организирането на събирането на космическия прах и научното изследване на събрания материал е първата задача, която стои пред учените. Обещаващи за тази цел са V.I. Вернадски разглежда снежни и ледникови естествени плочи на високопланински и арктически региони, отдалечени от човешката промишлена дейност.
Великата отечествена война и смъртта на V.I. Вернадски, възпрепятства изпълнението на тази програма. Той обаче става актуален през втората половина на ХХ век и допринася за активизиране на изследванията на метеорния прах у нас.
През 1946 г. по инициатива на академик В.Г. Фесенков организира експедиция в планините на Транс-Или Ала-Тау (Северен Тиен Шан), чиято задача беше да изследва твърди частици с магнитни свойства в снежни отлагания. Мястото за вземане на проби от сняг беше избрано от лявата страна на морената на ледника Tuyuk-Su (надморска височина 3500 m); повечето от хребетите около морената бяха покрити със сняг, което намали възможността за замърсяване от земен прах. Освен това беше отстранен от източници на прах, свързани с човешката дейност, и беше заобиколен от всички страни от планини.
Методът за събиране на космически прах в снежната покривка беше следният. От лента с ширина 0,5 m до дълбочина 0,75 m снегът се събира с дървена лопата, прехвърля се и се разтопява в алуминиев съд, излива се в стъклен съд, където твърдата фракция се утаява в рамките на 5 часа. След това горната част на водата се източва, добавя се нова порция разтопен сняг и т.н. В резултат на това бяха разтопени 85 кофи сняг с обща площ 1,5 m2 и обем 1,1 m3. Получената утайка беше прехвърлена в лабораторията на Института по астрономия и физика на Академията на науките на Казахската ССР, където водата беше изпарена и подложена на допълнителен анализ. Въпреки това, тъй като тези проучвания не дават категоричен резултат, N.B. Divari стигна до заключението, че би било по-добре да се използват или много стари уплътнени фирни, или открити ледници за вземане на снежни проби в този случай.
Значителен напредък в изследването на космическия метеорен прах дойде в средата на ХХ век, когато във връзка с изстрелването на изкуствени спътници на Земята бяха разработени директни методи за изследване на метеорните частици - прякото им регистриране чрез броя на сблъсъци с космически кораб или различни видове капани (инсталирани на сателити и геофизични ракети, изстреляни на височина от няколкостотин километра). Анализът на получените материали позволи по-специално да се открие наличието на прахова обвивка около Земята на височини от 100 до 300 km над повърхността (както беше обсъдено по-горе).
Наред с изследването на праха с помощта на космически кораби, частиците са изследвани в долните слоеве на атмосферата и различни естествени резервоари: във високопланински сняг, в ледената покривка на Антарктида, в полярния лед на Арктика, в торфени отлагания и дълбоководна тиня. Последните се наблюдават главно под формата на така наречените „магнитни топки“, тоест плътни сферични частици с магнитни свойства. Размерът на тези частици е от 1 до 300 микрона, теглото от 10 -11 до 10 -6 g.
Друго направление е свързано с изучаването на астрофизични и геофизични явления, свързани с космическия прах; това включва различни оптични явления: блясък на нощното небе, нощни облаци, зодиакална светлина, противоизлъчване и т.н. Тяхното изследване също така позволява да се получат важни данни за космическия прах. Метеорните изследвания бяха включени в програмата на Международната геофизична година 1957-1959 и 1964-1965.
В резултат на тези работи оценките за общия приток на космически прах върху повърхността на Земята бяха прецизирани. Според Т.Н. Назарова, И.С. Астапович и В.В. Федински, общият приток на космически прах към Земята достига до 10 7 тона/година. Според A.N. Симоненко и Б.Ю. Левин (по данни за 1972 г.), притокът на космически прах към повърхността на Земята е 10 2 -10 9 t/год., според други, по-нови изследвания - 10 7 -10 8 t/год.
Изследванията за събиране на метеоритен прах продължиха. По предложение на академик А.П. Виноградов, по време на 14-та антарктическа експедиция (1968-1969 г.) беше извършена работа за идентифициране на модели на пространствено-времеви разпределения на отлагането на извънземна материя в ледената покривка на Антарктика. Повърхностният слой снежна покривка е изследван в районите на станциите Молодежная, Мирни, Восток и в участък от около 1400 км между станциите Мирни и Восток. Вземането на проби от сняг се извършва от ями с дълбочина 2-5 m в точки, отдалечени от полярните станции. Пробите са опаковани в найлонови торби или специални пластмасови контейнери. При стационарни условия пробите се разтопяват в стъклени или алуминиеви контейнери. Получената вода се филтрува с помощта на сгъваема фуния през мембранни филтри (размер на порите 0.7 μm). Филтрите се навлажняват с глицерол и броят на микрочастиците се определя в пропускаща светлина при увеличение 350Х.
Изследвани са също полярен лед, дънни седименти на Тихия океан, седиментни скали и солни находища. В същото време търсенето на разтопени микроскопични сферични частици, които лесно се идентифицират сред другите прахови фракции, се оказа обещаващо направление.
През 1962 г. към Сибирския клон на Академията на науките на СССР е създадена Комисия по метеоритите и космическия прах, ръководена от академик В.С. Соболев, който съществува до 1990 г. и чието създаване е инициирано от проблема с Тунгуския метеорит. Работата по изследването на космическия прах е извършена под ръководството на академик на Руската академия на медицинските науки Н.В. Василиева.
При оценката на падането на космически прах, заедно с други природни таблетки, използвахме торф, съставен от кафяв мъх сфагнум по метода на томския учен Ю.А. Лвов. Този мъх е доста разпространен в средната зона на земното кълбо, той получава минерално хранене само от атмосферата и има способността да го съхранява в слоя, който е бил на повърхността, когато прахът го удари. Послойното напластяване и датирането на торфа позволява ретроспективна оценка на загубата му. Изследвани са както сферичните частици с размер 7-100 микрона, така и микроелементният състав на торфения субстрат – функция на съдържащия се в него прах.
Методът за изолиране на космическия прах от торфа е следният. В район с повдигнато сфагново блато е избрано място с равна повърхност и торфено находище, съставено от кафяв сфагнов мъх (Sphagnum fuscum Klingr). От повърхността му се изрязват храсти на нивото на тревата от мъх. Яма се полага на дълбочина 60 cm, отстрани се маркира зона с необходимия размер (например 10x10 cm), след което се излага колона от торф от две или три страни, нарязана на слоеве от 3 см всеки, които са опаковани в найлонови пликове. Горните 6 слоя (перо) се разглеждат заедно и могат да служат за определяне на възрастовите характеристики по метода на E.Ya. Мулдияров и Е.Д. Лапшина. Всеки слой се промива при лабораторни условия през сито с диаметър на отворите 250 микрона за най-малко 5 минути. Хумусът с минерални частици, преминал през ситото, се оставя да се утаи до пълното изпадане на утайката, след което утайката се изсипва в петриево блюдо, където се изсушава. Опакована в паус, сухата проба е удобна за транспортиране и за по-нататъшно изследване. При подходящи условия пробата се опепелява в тигел и муфелна пещ за един час при температура 500-600 градуса. Остатъкът от пепел се претегля и се подлага или на проверка под бинокулярен микроскоп при 56-кратно увеличение за идентифициране на сферични частици с размери 7-100 микрона или повече, или се подлага на други видове анализ. защото Този мъх получава минерално хранене само от атмосферата, тогава неговият пепелен компонент може да е функция на космическия прах, включен в неговия състав.
Така изследванията в района на падането на Тунгуския метеорит, на много стотици километри от източници на техногенно замърсяване, позволиха да се оцени притокът на сферични частици с размер от 7-100 микрона или повече върху Земята повърхност. Горните слоеве торф предоставиха възможност за оценка на глобалното отлагане на аерозол по време на периода на изследване; слоеве от 1908 г. - вещества от Тунгуския метеорит; долни (прединдустриални) слоеве – космически прах. Притокът на космически микросфери върху земната повърхност се оценява на (2-4)·10 3 t/год., а като цяло на космическия прах - 1,5·10 9 t/год. Аналитични методи за анализ, по-специално неутронно активиране, бяха използвани за определяне на микроелементния състав на космическия прах. Според тези данни годишно на повърхността на Земята от космоса (t/година) падат: желязо (2·10 6), кобалт (150), скандий (250).
Голям интерес по отношение на горните изследвания представляват трудовете на E.M. Колесникова и нейните съавтори, които откриха изотопни аномалии в торфа в района, където падна Тунгуският метеорит, датиращи от 1908 г. и говорещи, от една страна, в полза на кометната хипотеза за това явление, от друга страна, хвърляйки светлина върху кометното вещество, паднало на повърхността на Земята.
Най-пълният преглед на проблема с Тунгуския метеорит, включително неговото вещество, за 2000 г. трябва да се признае като монографията на V.A. Бронщен. Последните данни за веществото на Тунгуския метеорит бяха докладвани и обсъдени на Международната конференция „100 години от Тунгуския феномен“, Москва, 26-28 юни 2008 г. Въпреки напредъка, постигнат в изследването на космическия прах, редица проблеми все още остават нерешени.
Източници на метанаучни знания за космическия прах
Наред с данните, получени чрез съвременни изследователски методи, голям интерес представлява информацията, съдържаща се в ненаучни източници: „Писма на Махатмите“, Учението за живата етика, писма и произведения на E.I. Рьорих (по-специално в нейния труд „Изследване на човешките свойства“, който предоставя обширна програма за научни изследвания за много години напред).
Така в писмо от Koot Hoomi през 1882 г. до редактора на влиятелния англоезичен вестник „Pioneer” A.P. Синет (оригиналът на писмото се съхранява в Британския музей) дава следните данни за космическия прах:
- „Високо над нашата земна повърхност въздухът е наситен и пространството е изпълнено с магнитен и метеоритен прах, който дори не принадлежи на нашата слънчева система“;
„Снегът, особено в нашите северни райони, е пълен с метеоритно желязо и магнитни частици, отлагания от последните се намират дори на дъното на океаните.“ „Милиони такива метеори и най-фини частици достигат до нас всяка година и всеки ден“;
- "всяка атмосферна промяна на Земята и всички смущения възникват от комбинирания магнетизъм" на две големи "маси" - Земята и метеоритен прах;
Съществува "земното магнитно привличане на метеоритен прах и прякото въздействие на последния върху резки промени в температурата, особено във връзка с топлина и студ";
защото „нашата земя с всички други планети се втурва в космоса, тя получава повече от космическия прах в северното си полукълбо, отколкото в южното“; „...това обяснява количественото преобладаване на континентите в северното полукълбо и по-голямото изобилие от сняг и влага“;
- „Топлината, която земята получава от слънчевите лъчи, е в най-голяма степен само една трета, ако не и по-малко, от количеството, което получава директно от метеорите“;
- „Мощните натрупвания на метеорна материя“ в междузвездното пространство водят до изкривяване на наблюдавания интензитет на звездната светлина и, следователно, до изкривяване на разстоянията до звездите, получени чрез фотометрия.
Редица от тези разпоредби изпревариха науката от онова време и бяха потвърдени от последващи изследвания. По този начин изследванията на здрачното атмосферно сияние, извършени през 30-50-те години. XX век показа, че ако на височини под 100 km светенето се определя от разсейването на слънчевата светлина в газова (въздушна) среда, то на височини над 100 km преобладаващата роля се играе от разсейването върху прахови частици. Първите наблюдения, направени с помощта на изкуствени спътници, доведоха до откриването на праховата обвивка на Земята на височина от няколкостотин километра, както се посочва в споменатото писмо от Кут Хуми. От особен интерес са данните за изкривяванията на разстоянията до звездите, получени фотометрично. По същество това беше индикация за наличието на междузвездна абсорбция, открита през 1930 г. от Тремплер, която с право се смята за едно от най-важните астрономически открития на 20-ти век. Отчитането на междузвездното поглъщане доведе до преоценка на мащаба на астрономическото разстояние и, като следствие, до промяна в мащаба на видимата Вселена.
Някои разпоредби на това писмо - за влиянието на космическия прах върху процесите в атмосферата, по-специално върху времето - все още не са намерили научно потвърждение. Тук е необходимо допълнително проучване.
Нека се обърнем към друг източник на метанаучно познание - Учението за живата етика, създадено от E.I. Рьорих и Н.К. Рьорих в сътрудничество с Хималайските Учители – Махатми през 20-30-те години на ХХ век. Книгите на Живата етика, първоначално публикувани на руски, сега са преведени и публикувани на много езици по света. Обръщат голямо внимание на научните проблеми. В случая ще ни интересува всичко свързано с космическия прах.
На проблема с космическия прах, по-специално с навлизането му на повърхността на Земята, се отделя доста голямо внимание в Учението на Живата Етика.
„Обърнете внимание на високите места, изложени на ветрове от заснежени върхове. На ниво от двадесет и четири хиляди фута могат да се наблюдават специални отлагания от метеоритен прах" (1927-1929). „Аеролитите не се изучават достатъчно, а още по-малко внимание се обръща на космическия прах върху вечния сняг и ледниците. Междувременно Космическият океан рисува своя ритъм върху върховете” (1930-1931). „Метеорният прах е недостъпен за окото, но произвежда много значителни валежи“ (1932-1933). „На най-чистото място най-чистият сняг е наситен със земен и космически прах - така се запълва пространството дори при грубо наблюдение“ (1936).
Много внимание се отделя на въпросите на космическия прах в „Космологичните записи” на E.I. Рьорих (1940). Трябва да се има предвид, че Е. И. Рьорих следи отблизо развитието на астрономията и е запознат с нейните най-нови постижения; тя критично оценява някои теории от онова време (20-30 години на миналия век), например в областта на космологията, и нейните идеи са потвърдени в наше време. Учението за живата етика и космологичните записи на E.I. Рьорих съдържат редица разпоредби за тези процеси, които са свързани с падането на космически прах върху повърхността на Земята и които могат да бъдат обобщени, както следва:
В допълнение към метеоритите, върху Земята постоянно падат материални частици космически прах, които внасят космическа материя, която носи информация за далечните светове на космическото пространство;
Космическият прах променя състава на почвите, снега, природните води и растенията;
Това се отнася особено за местоположенията на естествени руди, които не само действат като уникални магнити, които привличат космически прах, но също така трябва да очакваме известна диференциация в зависимост от вида на рудата: „Така че желязото и другите метали привличат метеори, особено когато рудите са в естественото си състояние и не са лишени от космически магнетизъм”;
Голямо внимание в Учението по жива етика се отделя на планинските върхове, които според Е.И. Рьорих “...са най-великите магнитни станции.” “...Космическият океан чертае своя ритъм по върховете”;
Изследването на космическия прах може да доведе до откриването на нови минерали, които все още не са открити от съвременната наука, по-специално метал, който има свойства, които помагат за съхраняване на вибрации с далечните светове на космоса;
Чрез изучаване на космическия прах могат да бъдат открити нови видове микроби и бактерии;
Но особено важното е, че Учението за жива етика отваря нова страница на научното познание – въздействието на космическия прах върху живите организми, включително човека и неговата енергия. Той може да има различни ефекти върху човешкото тяло и някои процеси на физическия и особено на финия план.
Тази информация започва да се потвърждава в съвременните научни изследвания. Така през последните години бяха открити сложни органични съединения върху частици космически прах и някои учени започнаха да говорят за космически микроби. В това отношение работата по бактериална палеонтология, извършвана в Института по палеонтология на Руската академия на науките, е от особен интерес. В тези работи, в допълнение към земните скали, са изследвани метеорити. Доказано е, че откритите в метеоритите микрофосили представляват следи от жизнената дейност на микроорганизми, някои от които са подобни на цианобактерии. В редица изследвания беше възможно експериментално да се демонстрира положителният ефект на космическата материя върху растежа на растенията и да се обоснове възможността за нейното влияние върху човешкото тяло.
Авторите на Учението за жива етика горещо препоръчват организирането на постоянен мониторинг на падането на космически прах. И използвайте ледникови и снежни отлагания в планините на надморска височина над 7 хиляди метра като естествен резервоар Рьорих, живеещи от много години в Хималаите, мечтаеха да създадат там научна станция. В писмо от 13 октомври 1930 г. Е.И. Рьорих пише: „Станцията трябва да се развие в Град на знанието. Искаме в този град да дадем синтез на постиженията, затова впоследствие всички области на науката трябва да бъдат представени в него... Изследването на новите космически лъчи, даващи на човечеството нови ценни енергии, възможно само на височина, за всички най-фини и най-ценни и мощни лъжи в по-чистите слоеве на атмосферата. Освен това не заслужават ли внимание всички метеоритни валежи, отложени върху заснежените върхове и пренесени в долините от планински потоци?“ .
Заключение
Изследването на космическия прах вече се превърна в независима област на съвременната астрофизика и геофизика. Този проблем е особено актуален, тъй като метеоритният прах е източник на космическа материя и енергия, която непрекъснато се доставя на Земята от космоса и активно влияе върху геохимичните и геофизичните процеси, както и има уникален ефект върху биологичните обекти, включително хората. Тези процеси все още не са много проучени. При изучаването на космическия прах редица разпоредби, съдържащи се в източниците на метанаучно познание, не са правилно приложени. Метеорният прах се проявява в земни условия не само като феномен на физическия свят, но и като материя, която носи енергията на космическото пространство, включително светове от други измерения и други състояния на материята. Вземането под внимание на тези разпоредби изисква разработването на напълно нов метод за изследване на метеоритен прах. Но най-важната задача остава събирането и анализирането на космически прах в различни природни резервоари.
Библиография
1. Иванова Г.М., Лвов В.Ю., Василиев Н.В., Антонов И.В. Изпадане на космическа материя върху повърхността на Земята - Томск: Томско издателство. университет, 1975. - 120 с.
2. Murray I. Относно разпределението на вулканични отломки по дъното на океана //Proc. Рой. Soc. Единбург. - 1876. - кн. 9.- С. 247-261.
3. Вернадски V.I. За необходимостта от организирана научна работа върху космическия прах // Проблеми на Арктика. - 1941. - № 5. - С. 55-64.
4. Вернадски V.I. За изследването на космическия прах // Световни изследвания. - 1932. - № 5. - С. 32-41.
5. Астапович И.С. Метеорни явления в земната атмосфера. - М.: Държава. изд. физика и математика литература, 1958. - 640 с.
6. Флоренски K.P. Предварителни резултати от комплексната експедиция на Тунгуски метеорит от 1961 г. // Метеоритика. - М.: изд. Академия на науките на СССР, 1963. - бр. XXIII. - С. 3-29.
7. Лвов Ю.А. За наличието на космическа материя в торфа // Проблемът на Тунгуския метеорит. - Томск: изд. Томск ун-т, 1967. - с. 140-144.
8. Виленски В.Д. Сферични микрочастици в ледената покривка на Антарктика //Метеоритика. - М.: "Наука", 1972. - бр. 31. - стр. 57-61.
9. Голенецки С.П., Степанок В.В. Кометна материя на Земята // Изследване на метеорити и метеори. - Новосибирск: Сибирски клон "Наука", 1983. - С. 99-122.
10. Василиев Н.В., Бояркина А.П., Назаренко М.К. и др. Динамика на притока на сферична фракция метеоритен прах върху земната повърхност // Астроном. пратеник - 1975. - Т. IX. - № 3. - С. 178-183.
11. Бояркина А.П., Байковски В.В., Василиев Н.В. и др. Аерозоли в природни таблетки от Сибир. - Томск: изд. Томск университет, 1993. - 157 с.
12. Дивари Н.Б. За събирането на космически прах върху ледника Туюк-Су // Метеоритика. - М.: Издателство. Академия на науките на СССР, 1948. - бр. IV. - стр. 120-122.
13. Гиндилис Л.М. Противосветене като ефект на разсейване на слънчевата светлина върху междупланетни прахови частици // Astron. и. - 1962. - Т. 39. - Бр. 4. - стр. 689-701.
14. Василиев Н.В., Журавлев В.К., Журавлева Р.К. и др. Нощни светещи облаци и оптични аномалии, свързани с падането на Тунгуския метеорит. - М.: "Наука", 1965. - 112 с.
15. Бронщен В.А., Гришин Н.И. Светлопрозрачни облаци. - М.: "Наука", 1970. - 360 с.
16. Дивари Н.Б. Зодиакална светлина и междупланетен прах. - М.: "Знание", 1981. - 64 с.
17. Назарова Т.Н. Изследване на метеорни частици на третия съветски изкуствен спътник на Земята // Изкуствени спътници на Земята. - 1960. - № 4. - С. 165-170.
18. Астапович И.С., Федински В.В. Напредъкът в метеорната астрономия през 1958-1961 г. //Метеоритика. - М.: Издателство. Академия на науките на СССР, 1963. - бр. XXIII. - С. 91-100.
19. Симоненко A.N., Левин B.Yu. Приток на космическа материя към Земята //Метеоритика. - М.: "Наука", 1972. - бр. 31. - стр. 3-17.
20. Хадж П. У., Райт Ф. У. Изследвания на частици с извънземен произход. Сравнение на микроскопични сфери от метеоритен и вулканичен произход //J. Geophys. Рез. - 1964. - кн. 69. - № 12. - С. 2449-2454.
21. Паркин Д. У., Тилес Д. Измерване на притока на извънземен материал // Наука. - 1968. - кн. 159.- № 3818. - С. 936-946.
22. Ганапати Р. Тунгуската експлозия от 1908 г.: откриване на метеоритни отломки близо до страната на експлозията и южния полюс. - Наука. - 1983. - Т. 220. - бр. 4602. - С. 1158-1161.
23. Хънтър У., Паркин Д.У. Космически прах в последните дълбоководни седименти // Proc. Рой. Soc. - 1960. - кн. 255. - № 1282. - С. 382-398.
24. Sackett W. M. Измерени скорости на отлагане на морски седименти и последици за скоростите на натрупване на извънземен прах // Ann. Н. Й. акад. Sci. - 1964. - кн. 119. - № 1. - С. 339-346.
25. Viiding H.A. Метеоритен прах в долните камбрийски пясъчници на Естония // Метеоритика. - М.: "Наука", 1965. - Бр. 26. - стр. 132-139.
26. Utech K. Kosmische Micropartical in unterkambrischen Ablagerungen // Neues Jahrb. Geol. und Palaontol. Monatscr. - 1967. - № 2. - С. 128-130.
27. Иванов А.В., Флоренски К.П. Фина космическа материя от долни пермски соли // Astron. пратеник - 1969. - Т. 3. - № 1. - С. 45-49.
28. Mutch T.A. Изобилие от магнитни сферули в проби от сол от Силур и Перм // Земята и планетата Sci. Писма. - 1966. - кн. 1. - № 5. - С. 325-329.
29. Бояркина А.П., Василиев Н.В., Менявцева Т.А. и др.. За оценка на веществото на Тунгуския метеорит в района на епицентъра на експлозията // Космическо вещество на Земята. - Новосибирск: Сибирски клон "Наука", 1976. - С. 8-15.
30. Мулдияров Е.Я., Лапшина Е.Д. Датиране на горните слоеве на торфено находище, използвано за изследване на космически аерозоли //Метеорити и метеорни изследвания. - Новосибирск: Сибирски клон "Наука", 1983. - С. 75-84.
31. Лапшина Е.Д., Бляхорчук П.А. Определяне на дълбочината на слоя 1908 в торф във връзка с търсенето на веществото на Тунгуския метеорит // Космическото вещество и Земята. - Новосибирск: Сибирски клон "Наука", 1986. - С. 80-86.
32. Бояркина А.П., Василиев Н.В., Глухов Г.Г. и др. За оценка на космогенния приток на тежки метали към повърхността на Земята // Космическото вещество и Земята. - Новосибирск: Сибирски клон "Наука", 1986. - С. 203 - 206.
33. Колесников E.M. За някои вероятни характеристики на химическия състав на Тунгуската космическа експлозия от 1908 г. // Взаимодействието на метеоритната материя със Земята. - Новосибирск: Сибирски клон "Наука", 1980. - С. 87-102.
34. Колесников Е. М., Бьотгер Т., Колесникова Н. В., Юнге Ф. Аномалии в изотопния състав на въглерод и азот в торф в района на експлозията на Тунгуското космическо тяло през 1908 г. // Геохимия. - 1996. - Т. 347. - № 3. - С. 378-382.
35. Бронщен В.А. Тунгуски метеорит: история на изследването. - ЛУД. Селянов, 2000. - 310 с.
36. Доклади от международната конференция „100 години от Тунгуския феномен”, Москва, 26-28 юни 2008 г.
37. Рьорих E.I. Космологични записи //На прага на един нов свят. - М.: MCR. Master Bank, 2000. - стр. 235 - 290.
38. Купа на Изтока. Писма на Махатма. Писмо XXI 1882 - Новосибирск: Сибирски отдел. изд. „Детска литература”, 1992. – с. 99-105.
39. Гиндилис Л.М. Проблемът на свръхнаучното познание // Нова епоха. - 1999. - № 1. - С. 103; № 2. - С. 68.
40. Знаци на Агни Йога. Учението за жива етика. - М.: MCR, 1994. - С. 345.
41. Йерархия. Учението за жива етика. - М.: MCR, 1995. - С.45
42. Огнен свят. Учението за жива етика. - М.: MCR, 1995. - Част 1.
43. Аум. Учението за жива етика. - М.: MCR, 1996. - С. 79.
44. Гиндилис Л.М. Четене на писма от E.I. Рьорих: Вселената крайна или безкрайна? //Култура и време. - 2007. - № 2. - С. 49.
45. Рьорих E.I. Писма. - М .: MCR, Благотворителна фондация на името на. Е.И. Рьорих, Master-Bank, 1999. - Т. 1. - С. 119.
46. Сърце. Учението за жива етика. - М.: MCR. 1995. - С. 137, 138.
47. Проницателност. Учението за жива етика. Листове от градината на Мория. Книга втора. - М.: MCR. 2003. - С. 212, 213.
48. Божокин С.В. Свойства на космическия прах // Образователно списание на Сорос. - 2000. - Т. 6. - № 6. - С. 72-77.
49. Герасименко Л.М., Жегалло Е.А., Жмур С.И. и др.. Бактериална палеонтология и изследвания на въглеродни хондрити // Палеонтологичен вестник. -1999. - № 4. - С. 103-125.
50. Василиев Н.В., Кухарская Л.К., Бояркина А.П. и др.. За механизма на стимулиране на растежа на растенията в района на падането на Тунгуския метеорит // Взаимодействие на метеоритната материя със Земята. - Новосибирск: Сибирски клон "Наука", 1980. - С. 195-202.
Космически рентгенов фон
Трептения и вълни: Характеристики на различни осцилаторни системи (осцилатори).
Разкъсване на Вселената
Прахови околопланетни комплекси: фиг.4
Свойства на космическия прах
| С. В. Божокин Държавен технически университет в Санкт Петербург | Съдържание |
Въведение
Много хора се възхищават с наслада на красивата гледка на звездното небе, едно от най-великите творения на природата. На ясно есенно небе ясно се вижда как по цялото небе минава слабо светеща ивица, наречена Млечен път, която има неправилни очертания с различна ширина и яркост. Ако изследваме Млечния път, който образува нашата Галактика, през телескоп, ще се окаже, че тази ярка ивица се разпада на множество слабо светещи звезди, които за невъоръжено око се сливат в непрекъснат блясък. Сега е установено, че Млечният път се състои не само от звезди и звездни купове, но и от облаци газ и прах.
Огромен междузвездни облацина светещ разредени газовеполучи името газообразни дифузни мъглявини. Една от най-известните е мъглявината в Съзвездие Орион, което се вижда дори с невъоръжено око близо до средата на трите звезди, които образуват „меча“ на Орион. Газовете, които го образуват, светят със студена светлина, преизлъчвайки светлината на съседни горещи звезди. Съставът на газообразните дифузни мъглявини се състои главно от водород, кислород, хелий и азот. Такива газови или дифузни мъглявини служат като люлка за млади звезди, които се раждат по същия начин, както някога се е родила нашата. слънчева система. Процесът на звездообразуване е непрекъснат и звездите продължават да се формират днес.
IN междузвездно пространствоНаблюдават се и дифузни прахови мъглявини. Тези облаци са съставени от малки твърди зърна прах. Ако има ярка звезда близо до мъглявината прах, тогава нейната светлина се разсейва от тази мъглявина и мъглявината прах става пряко наблюдавани(Фиг. 1). Газовите и прахови мъглявини обикновено могат да абсорбират светлината на звездите зад тях, така че на снимки на небето те често се виждат като черни, зейнали дупки на фона на Млечния път. Такива мъглявини се наричат тъмни мъглявини. В небето на южното полукълбо има една много голяма тъмна мъглявина, която навигаторите нарекоха въглищната торба. Няма ясна граница между газовите и праховите мъглявини, така че те често се наблюдават заедно като газови и прахови мъглявини.
Дифузните мъглявини са само уплътнения в тази изключително разредена междузвездна материя, който беше кръстен междузвезден газ. Междузвезден газ се открива само при наблюдение на спектрите на далечни звезди, причинявайки допълнителен газ в тях. Наистина, на голямо разстояние дори такъв разреден газ може да абсорбира радиацията на звездите. Поява и бързо развитие радиоастрономиянаправи възможно откриването на този невидим газ чрез радиовълните, които излъчва. Огромните тъмни облаци от междузвезден газ са съставени главно от водород, който, дори при ниски температури, излъчва радиовълни с дължина 21 см. Тези радиовълни преминават безпрепятствено през газ и прах. Именно радиоастрономията ни помогна да изучим формата на Млечния път. Днес знаем, че газът и прахът, смесени с големи клъстери от звезди, образуват спирала, чиито клонове, излизащи от центъра на Галактиката, се увиват около средата й, създавайки нещо подобно на сепия с дълги пипала, уловени във водовъртеж.
В момента огромно количество материя в нашата Галактика е под формата на газови и прахови мъглявини. Междузвездната дифузна материя е концентрирана в сравнително тънък слой в екваториална равнинанашата звездна система. Облаци от междузвезден газ и прах блокират центъра на Галактиката от нас. Поради облаците от космически прах десетки хиляди открити звездни купове остават невидими за нас. Финият космически прах не само отслабва светлината на звездите, но и ги изкривява спектрален състав. Факт е, че когато светлинното лъчение преминава през космическия прах, то не само отслабва, но и променя цвета си. Поглъщането на светлина от космическия прах зависи от дължината на вълната, така че всичко оптичен спектър на звездаСините лъчи се абсорбират по-силно, а фотоните, съответстващи на червените, се абсорбират по-слабо. Този ефект води до явлението зачервяване на светлината на звездите, преминаващи през междузвездната среда.
За астрофизиците е от голямо значение да изследват свойствата на космическия прах и да определят влиянието, което този прах има при изучаването физически характеристики на астрофизични обекти. Междузвездно поглъщане и междузвездна поляризация на светлината, инфрачервено лъчение на неутрални водородни области, дефицит химически елементив междузвездната среда, въпросите на образуването на молекули и раждането на звезди - във всички тези проблеми огромна роля принадлежи на космическия прах, чиито свойства се обсъждат в тази статия.
Произход на космическия прах
Космическите прахови зърна възникват главно в бавно изтичащите атмосфери на звездите - червени джуджета, както и при експлозивни процеси върху звездите и бурни изхвърляния на газ от ядрата на галактиките. Други източници на образуване на космически прах са планетарни и протозвездни мъглявини , звездни атмосферии междузвездни облаци. Във всички процеси на образуване на космически прахови зърна, температурата на газа спада, когато газът се движи навън и в даден момент преминава през точката на оросяване, при която кондензация на пари от вещества, образувайки ядрата на праховите зърна. Центровете на образуване на нова фаза обикновено са клъстери. Клъстерите са малки групи от атоми или молекули, които образуват стабилна квазимолекула. При сблъсък с вече образувано ядро на прахови зърна, атоми и молекули могат да се присъединят към него, като влизат в химични реакции с атомите на прахови зърна (хемосорбция) или завършват образуването на възникващия клъстер. В най-плътните области на междузвездната среда, концентрацията на частици в която е cm -3, растежът на прахови зърна може да бъде свързан с процеси на коагулация, при които праховите зърна могат да се слепят заедно, без да бъдат унищожени. Процесите на коагулация, в зависимост от повърхностните свойства на праховите зърна и техните температури, възникват само когато сблъсъци между прахови зърна възникнат при ниски относителни скорости на сблъсък.
На фиг. Фигура 2 показва процеса на растеж на клъстери от космически прах с помощта на добавяне на мономери. Получената аморфна космическа прахова частица може да бъде клъстер от атоми с фрактални свойства. Фракталиса наречени геометрични обекти: линии, повърхности, пространствени тела, които имат силно грапава форма и притежават свойството на самоподобие. Самоподобиеозначава непроменени основни геометрични характеристики фрактален обектпри смяна на мащаба. Например, изображения на много фрактални обекти изглеждат много подобни, когато разделителната способност на микроскопа се увеличи. Фракталните клъстери са силно разклонени порести структури, образувани при силно неравновесни условия, когато твърди частици с подобни размери се комбинират в едно цяло. При земни условия се получават фрактални агрегати, когато парна релаксацияметали в неравновесни условия, по време на образуването на гелове в разтворите, по време на коагулацията на частиците в дима. Моделът на фрактална космическа прахова частица е показан на фиг. 3. Имайте предвид, че процесите на коагулация на прахови зърна, протичащи в протозвездните облаци и газови и прахови дискове, са значително подобрени от турбулентно движениемеждузвездна материя.
Ядрата на космическите прашинки, състоящи се от огнеупорни елементи, с размери стотици микрони, се образуват в обвивките на студени звезди по време на плавното изтичане на газ или по време на експлозивни процеси. Такива ядра от прахови зърна са устойчиви на много външни влияния.