Pod względem masy stałe cząstki pyłu stanowią niewielką część Wszechświata, ale to dzięki pyłowi międzygwiazdowemu powstały i nadal pojawiają się gwiazdy, planety i ludzie badający przestrzeń i po prostu podziwiający gwiazdy. Jakim rodzajem substancji jest ten kosmiczny pył? Co sprawia, że wyprawy w przestrzeń kosmiczną, kosztujące roczny budżet małego państwa, ludzie wyposażają w nadzieję, a nie niezachwianą pewność wydobycia i sprowadzenia na Ziemię przynajmniej małej garści pyłu międzygwiezdnego?
Między gwiazdami i planetami
W astronomii pył nazywany jest małym, o wielkości ułamka mikrona, cząstki stałe latanie w przestrzeni kosmicznej. Pył kosmiczny często dzieli się umownie na międzyplanetarny i międzygwiazdowy, choć oczywiście międzygwiazdowe wejście w przestrzeń międzyplanetarną nie jest zabronione. Nie jest łatwo go tam po prostu znaleźć, wśród „lokalnego” pyłu, prawdopodobieństwo jest niskie, a jego właściwości w pobliżu Słońca mogą znacząco się zmieniać. Teraz, jeśli polecisz dalej, do granic Układ Słoneczny, tam prawdopodobieństwo złapania prawdziwego pyłu międzygwiazdowego jest bardzo wysokie. Idealna opcja całkowicie wykraczać poza Układ Słoneczny.
Pył międzyplanetarny, przynajmniej w stosunkowo bliskiej odległości od Ziemi, jest dość dobrze zbadaną materią. Wypełniając całą przestrzeń Układu Słonecznego i skupiony w płaszczyźnie jego równika, narodził się w dużej mierze w wyniku przypadkowych zderzeń asteroid i zniszczenia komet zbliżających się do Słońca. Skład pyłu w rzeczywistości nie różni się od składu meteorytów spadających na Ziemię: jego badanie jest bardzo interesujące i wciąż jest wiele odkryć w tej dziedzinie, ale wydaje się, że nie ma szczególnego intrygować tutaj. Ale dzięki temu szczególnemu pyłowi, przy dobrej pogodzie na zachodzie zaraz po zachodzie słońca lub na wschodzie przed wschodem słońca, można podziwiać nad horyzontem blady stożek światła. Jest to tak zwany zodiak światło słoneczne, rozproszone przez małe cząsteczki kosmicznego pyłu.
Gdzie pył jest ciekawszy międzygwiezdny. Jego charakterystyczną cechą jest obecność twardy rdzeń i muszelki. Wydaje się, że rdzeń składa się głównie z węgla, krzemu i metali. A skorupa jest głównie wykonana z zamrożonego na powierzchni jądra pierwiastki gazowe, krystalizuje w warunkach „głębokiego zamrożenia” przestrzeni międzygwiazdowej, a jest to około 10 stopni Kelvina, wodór i tlen. Istnieją jednak zanieczyszczenia cząsteczek, które są bardziej złożone. Są to amoniak, metan, a nawet wieloatomowy organiczne molekuły, które przyklejają się do drobinek kurzu lub tworzą się na jej powierzchni podczas wędrówek. Część tych substancji oczywiście odlatuje z jej powierzchni, na przykład pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, jednak proces ten jest odwracalny – niektóre odlatują, inne zamarzają lub ulegają syntezie.
Teraz w przestrzeni między gwiazdami lub w ich pobliżu wodę, tlenki węgla, azotu, siarki i krzemu odkryto już oczywiście metodami chemicznymi, ale fizycznymi, czyli spektroskopowymi. chlorek wodoru, amoniak, acetylen, kwasy organiczne, takie jak kwas mrówkowy i octowy, alkohole etylowe i metylowe, benzen, naftalen. Znaleźli nawet aminokwas glicynę!
Interesujące byłoby wyłapanie i zbadanie pyłu międzygwiazdowego przenikającego do Układu Słonecznego i prawdopodobnie opadającego na Ziemię. Problem „złapania” go nie jest łatwy, bo jak utrzymać w sobie lodowy „płaszcz”. promienie słoneczne, szczególnie w atmosferze ziemskiej, niewiele cząstek pyłu międzygwiazdowego udaje się. Duże nagrzewają się prędkość ucieczki nie da się szybko ugasić, a cząsteczki kurzu „wypalają się”. Małe natomiast krążą w atmosferze latami, zachowując część muszli, jednak tutaj pojawia się problem ich odnalezienia i identyfikacji.
Jest jeszcze jeden, bardzo intrygujący szczegół. Dotyczy pyłu, którego jądra zbudowane są z węgla. Węgiel syntetyzowany w jądrach gwiazd i uwalniany w przestrzeń kosmiczną np. z atmosfery starzejących się (takich jak czerwone olbrzymy) gwiazd, lecąc w przestrzeń międzygwiazdową, ochładza się i skrapla mniej więcej tak samo, jak po upalnym dniu, mgle z wychłodzonych para wodna gromadzi się na nizinach. W zależności od warunków krystalizacji można otrzymać warstwowe struktury grafitu, kryształy diamentu (wyobraźcie sobie całe obłoki maleńkich diamentów!), a nawet puste w środku kuleczki atomów węgla (fullereny). Być może w nich, jak w sejfie lub pojemniku, przechowywane są cząstki atmosfery bardzo starożytnej gwiazdy. Znalezienie takich drobinek kurzu byłoby ogromnym sukcesem.
Gdzie występuje kosmiczny pył?
Trzeba powiedzieć, że samo pojęcie kosmicznej próżni jako czegoś zupełnie pustego przez długi czas pozostawało jedynie poetycką metaforą. Tak naprawdę cała przestrzeń Wszechświata, zarówno pomiędzy gwiazdami, jak i pomiędzy galaktykami, jest wypełniona materią, płynie cząstki elementarne, promieniowania i pól magnetycznych, elektrycznych i grawitacyjnych. Relatywnie można dotknąć jedynie gazu, pyłu i plazmy, których udział w całkowitej masie Wszechświata, według różnych szacunków, wynosi zaledwie około 12% w średnia gęstość około 10-24 g/cm3. W kosmosie jest najwięcej gazu, prawie 99%. Jest to głównie wodór (do 77,4%) i hel (21%), reszta stanowi niecałe dwa procent masy. Do tego dochodzi pył, którego masa jest prawie sto razy mniejsza od masy gazu.
Chociaż czasami pustka w przestrzeni międzygwiezdnej i międzygalaktycznej jest niemal idealna: czasami na atom materii przypada 1 litr przestrzeni! Nie ma takiej próżni ani w laboratoriach naziemnych, ani w Układzie Słonecznym. Dla porównania możemy podać następujący przykład: w 1 cm3 powietrza, którym oddychamy, znajduje się około 30 000 000 000 000 000 000 cząsteczek.
Sprawa ta jest rozpowszechniana w przestrzeń międzygwiazdowa bardzo nierówne. Większość gaz i pył międzygwiazdowy tworzą warstwę pyłu gazowego w pobliżu płaszczyzny symetrii dysku galaktycznego. Jego grubość w naszej Galaktyce wynosi kilkaset lat świetlnych. Większość gazu i pyłu w jego spiralnych gałęziach (ramionach) i jądrze koncentruje się głównie w gigantycznych obłokach molekularnych o rozmiarach od 5 do 50 parseków (16 x 160 lat świetlnych) i ważących dziesiątki tysięcy, a nawet miliony mas Słońca. Ale wewnątrz tych chmur materia jest również rozłożona nierównomiernie. W głównej objętości chmury, tzw. futrze, zbudowanym głównie z wodoru cząsteczkowego, gęstość cząstek wynosi około 100 sztuk na 1 cm3. W gęstościach wewnątrz obłoku sięga kilkudziesięciu tysięcy cząstek na 1 cm3, a w rdzeniach tych gęstości na ogół milionów cząstek na 1 cm3. To właśnie nierówne rozmieszczenie materii we Wszechświecie zawdzięcza istnienie gwiazd, planet i ostatecznie nas samych. Ponieważ to w obłokach molekularnych, gęstych i stosunkowo zimnych, rodzą się gwiazdy.
Co ciekawe, im większa gęstość chmury, tym bardziej zróżnicowany jest jej skład. W tym przypadku istnieje zgodność pomiędzy gęstością i temperaturą chmury (lub jej poszczególnych części) a substancjami, których cząsteczki się tam znajdują. Z jednej strony jest to wygodne do badania chmur: obserwując ich poszczególne składniki w różnych zakresach widmowych wzdłuż charakterystycznych linii widma, na przykład CO, OH czy NH 3, można „zajrzeć” do tej lub innej części . Z drugiej strony dane o składzie chmury pozwalają nam dowiedzieć się wiele o procesach w niej zachodzących.
Ponadto w przestrzeni międzygwiazdowej, sądząc po widmach, znajdują się substancje, których istnienie w warunkach ziemskich jest po prostu niemożliwe. Są to jony i rodniki. Ich aktywność chemiczna tak wysoko, że na Ziemi natychmiast reagują. A w rozrzedzonej zimnej przestrzeni kosmicznej żyją długo i całkiem swobodnie.
Ogólnie rzecz biorąc, gaz w przestrzeni międzygwiazdowej jest nie tylko atomowy. Tam, gdzie jest zimniej, nie więcej niż 50 stopni Kelvina, atomy potrafią pozostać razem, tworząc cząsteczki. Jednakże duża masa gaz międzygwiazdowy jest nadal w stanie atomowym. Jest to głównie wodór, którego neutralną postać odkryto stosunkowo niedawno – w 1951 roku. Jak wiadomo, emituje fale radiowe o długości 21 cm (częstotliwość 1420 MHz), na podstawie których intensywności określono, ile jest ich w Galaktyce. Nawiasem mówiąc, nie jest on równomiernie rozłożony w przestrzeni między gwiazdami. W obłokach wodoru atomowego jego stężenie sięga kilku atomów na 1 cm3, natomiast pomiędzy chmurami jest o rząd wielkości mniejsze.
Wreszcie, w pobliżu gorących gwiazd gaz występuje w postaci jonów. Silne promieniowanie ultrafioletowe podgrzewa i jonizuje gaz, powodując jego świecenie. Dlatego obszary o dużym stężeniu gorącego gazu, o temperaturze około 10 000 K, wyglądają jak świecące chmury. Nazywa się je mgławicami gazu lekkiego.
A w każdej mgławicy, w większej lub mniejszej ilości, znajduje się pył międzygwiazdowy. Pomimo tego, że mgławice umownie dzielą się na mgławice pyłowe i gazowe, w obu występuje pył. W każdym razie to pył najwyraźniej pomaga gwiazdom formować się w głębinach mgławic.
Mgliste obiekty
Spośród wszystkich obiektów kosmicznych mgławice są być może najpiękniejsze. Prawdziwe, ciemne mgławice w zakresie widzialnym wyglądają po prostu jak czarne plamy na niebie, najlepiej je obserwować na tle Drogi Mlecznej. Ale w innych zakresach fale elektromagnetyczne na przykład podczerwień, są one bardzo dobrze widoczne, a zdjęcia okazują się bardzo nietypowe.
Mgławice to te izolowane w przestrzeni, połączone siłami grawitacji lub ciśnienie zewnętrzne nagromadzenia gazów i pyłów. Ich masa może wynosić od 0,1 do 10 000 mas Słońca, a wielkość od 1 do 10 parseków.
Początkowo mgławice irytowały astronomów. Do połowy XIX wieku odkryte mgławice uważano za irytującą uciążliwość uniemożliwiającą obserwacje gwiazd i poszukiwanie nowych komet. W 1714 roku Anglik Edmond Halley, który nazywa się słynna kometa, sporządził nawet „czarną listę” sześciu mgławic, aby nie wprowadzały w błąd „łapaczy komet”, a Francuz Charles Messier rozszerzył tę listę do 103 obiektów. Na szczęście zakochany w astronomii muzyk Sir William Herschel wraz z siostrą i synem zainteresowali się mgławicami. Obserwując niebo za pomocą zbudowanych przez siebie teleskopów, pozostawili po sobie katalog mgławic i gromad gwiazd zawierający informacje o 5079 obiekty kosmiczne!
Herschele praktycznie wyczerpały możliwości teleskopów optycznych tamtych lat. Jednak wynalazek fotografii i wielki czas ekspozycje umożliwiły znalezienie bardzo słabo świecących obiektów. Nieco później metody spektralne analizy, obserwacje w różnych zakresach fal elektromagnetycznych umożliwiły w przyszłości nie tylko odkrycie wielu nowych mgławic, ale także określenie ich struktury i właściwości.
Mgławica międzygwiazdowa wydaje się jasna w dwóch przypadkach: albo jest tak gorąca, że sam jej gaz świeci, takie mgławice nazywane są mgławicami emisyjnymi; albo sama mgławica jest zimna, ale jej pył rozprasza światło pobliskiej jasnej gwiazdy - jest to mgławica refleksyjna.
Ciemne mgławice to także międzygwiazdowe nagromadzenia gazu i pyłu. Jednak w przeciwieństwie do jasnych mgławic gazowych, które czasem można dostrzec nawet przez mocną lornetkę lub teleskop, takich jak Mgławica Oriona, ciemne mgławice nie emitują światła, lecz je pochłaniają. Kiedy światło gwiazd przechodzi przez takie mgławice, pył może je całkowicie pochłonąć, przekształcając je w niewidoczne dla oka promieniowanie podczerwone. Dlatego takie mgławice wyglądają jak bezgwiezdne dziury na niebie. V. Herschel nazwał je „dziurami w niebie”. Być może najbardziej spektakularną z nich jest Mgławica Koński Łeb.
Jednak ziarna pyłu mogą nie całkowicie pochłaniać światło gwiazd, a jedynie częściowo je rozpraszać i to selektywnie. Faktem jest, że wielkość cząstek pyłu międzygwiazdowego jest zbliżona do długości fali światła niebieskiego, przez co jest ono silniej rozpraszane i absorbowane, a „czerwona” część światła gwiazd dociera do nas lepiej. Swoją drogą, to dobry sposób oszacować wielkość ziaren pyłu na podstawie tego, jak tłumią one światło o różnych długościach fal.
Gwiazda z chmury
Przyczyny powstawania gwiazd nie zostały dokładnie ustalone, istnieją jedynie modele, które mniej lub bardziej wiarygodnie wyjaśniają dane eksperymentalne. Ponadto ścieżki powstawania, właściwości i dalszy los gwiazdy są bardzo zróżnicowane i zależą od wielu czynników. Istnieje jednak ustalona koncepcja, a raczej najbardziej rozwinięta hipoteza, której istota jest w większości Ogólny zarys, jest to, że gwiazdy powstają z gazu międzygwiazdowego w obszarach o zwiększonej gęstości materii, czyli w głębi obłoków międzygwiazdowych. Pył jako materię można zignorować, ale jego rola w powstawaniu gwiazd jest ogromna.
Najwyraźniej tak się dzieje (w najbardziej prymitywnej wersji, dla pojedynczej gwiazdy). Po pierwsze, obłok protogwiazdowy kondensuje się z ośrodka międzygwiazdowego, co może wynikać z niestabilności grawitacyjnej, ale przyczyny mogą być inne i nie są jeszcze całkowicie jasne. Tak czy inaczej kurczy się i przyciąga materię z otaczającej przestrzeni. Temperatura i ciśnienie w jej środku wzrastają, aż cząsteczki w środku zapadającej się kuli gazu zaczną rozpadać się na atomy, a następnie na jony. Proces ten chłodzi gaz, a ciśnienie wewnątrz rdzenia gwałtownie spada. Rdzeń kurczy się, a fala uderzeniowa rozchodzi się wewnątrz chmury, wyrzucając jej zewnętrzne warstwy. Powstaje protogwiazda, która kurczy się pod wpływem grawitacji, aż w jej centrum zaczną się reakcje fuzja termojądrowa przemiana wodoru w hel. Uciskanie trwa przez pewien czas, aż do uzyskania siły kompresja grawitacyjna nie zostanie zrównoważony przez siły gazu i ciśnienia promieniowania.
Oczywiste jest, że masa powstałej gwiazdy jest zawsze mniejsza niż masa mgławicy, która ją „urodziła”. Podczas tego procesu część materii, która nie zdążyła opaść na rdzeń, zostaje „wymieciona” przez falę uderzeniową, a promieniowanie i cząstki po prostu przepływają do otaczającej przestrzeni.
Na proces powstawania gwiazd i układów gwiazdowych wpływa wiele czynników, w tym pole magnetyczne, które często przyczynia się do „rozdarcia” obłoku protogwiazdowego na dwa, rzadziej trzy fragmenty, z których każdy pod wpływem grawitacji zostaje sprasowany w własną protogwiazdę. W ten sposób na przykład wiele osób podwaja się systemy gwiezdne dwie gwiazdy, które krążą wokół centrum ogólne masy i poruszają się w przestrzeni jako jedna całość.
Gdy dorośniesz paliwo jądrowe w głębinach gwiazd stopniowo wypala się, a im szybciej więcej gwiazdek. W tym przypadku cykl wodorowy reakcji zostaje zastąpiony cyklem helowym, następnie w wyniku reakcji syntezy jądrowej powstają coraz cięższe pierwiastki chemiczne, aż do żelaza. W końcu jądro, które nie otrzymuje już energii z reakcji termojądrowych, gwałtownie zmniejsza się, traci stabilność, a jego substancja wydaje się spadać na siebie. Wydarzenie potężna eksplozja, podczas którego substancja może nagrzać się do miliardów stopni, a interakcje między jądrami prowadzą do powstania nowych pierwiastków chemicznych, aż do najcięższych. Eksplozji towarzyszy gwałtowne uwolnienie energii i uwolnienie materii. Gwiazda eksploduje, proces zwany supernową. Ostatecznie gwiazda, w zależności od swojej masy, zamieni się w gwiazda neutronowa lub czarna dziura.
Prawdopodobnie tak właśnie się dzieje. W każdym razie nie ma wątpliwości, że młode, czyli gorące gwiazdy i ich gromady najliczniej występują w mgławicach, czyli na obszarach o zwiększonej gęstości gazu i pyłu. Widać to wyraźnie na zdjęciach wykonanych przez teleskopy w różnych zakresach długości fal.
Jest to oczywiście nic innego jak najprostsze podsumowanie sekwencji zdarzeń. Dla nas dwa punkty są fundamentalnie ważne. Po pierwsze, jaka jest rola pyłu w procesie powstawania gwiazd? A po drugie, skąd to się właściwie bierze?
Uniwersalny płyn chłodzący
W masa całkowita materia kosmiczna Sam pył, czyli atomy węgla, krzemu i niektórych innych pierwiastków połączone w cząstki stałe, jest tak mały, że w każdym razie materiał konstrukcyjny wydaje się, że gwiazdy można zignorować. Jednak w rzeczywistości ich rola jest wielka - to oni schładzają gorący gaz międzygwiazdowy, zamieniając go w bardzo zimny, gęsty obłok, z którego następnie powstają gwiazdy.
Faktem jest, że sam gaz międzygwiazdowy nie może się ochłodzić. Struktura elektronowa atom wodoru jest taki, że może oddać nadmiar energii, jeśli taki występuje, emitując światło w zakresie widzialnym i ultrafioletowym widma, ale nie w zasięg podczerwieni. Mówiąc obrazowo, wodór nie może emitować ciepła. Do prawidłowego schłodzenia potrzebna jest „lodówka”, której rolę pełnią międzygwiazdowe cząstki pyłu.
Podczas zderzenia z ziarnami pyłu z dużą prędkością, w odróżnieniu od cięższych i wolniejszych ziaren pyłu, cząsteczki gazu szybko latają, tracą prędkość i energia kinetyczna przeniesione na pyłek kurzu. Ona również nagrzewa się i oddaje ten nadmiar ciepła do otaczającej przestrzeni, także w postaci promieniowania podczerwonego, podczas gdy sama się ochładza. Zatem pochłaniając ciepło cząsteczek międzygwiazdowych, pył działa jak rodzaj grzejnika, chłodząc obłok gazu. Nie jest to duża masa – około 1% masy całej materii chmur, ale to wystarczy, aby usunąć nadmiar ciepła przez miliony lat.
Kiedy temperatura chmury spada, spada również ciśnienie, chmura ulega kondensacji i mogą z niej rodzić się gwiazdy. Pozostałości materiału, z którego narodziła się gwiazda, są z kolei materiałem wyjściowym do powstawania planet. Teraz w ich składzie znajdują się już cząsteczki kurzu i in więcej. Ponieważ rodząc się, gwiazda nagrzewa się i przyspiesza cały otaczający ją gaz, podczas gdy w pobliżu pozostaje pył. W końcu jest w stanie się ochłodzić i przyciąga nową gwiazdę znacznie silniej niż pojedyncze cząsteczki gazu. Ostatecznie w pobliżu nowonarodzonej gwiazdy znajduje się obłok pyłu, a na obrzeżach bogaty w pył gaz.
Tam się rodzą planety gazowe, takie jak Saturn, Uran i Neptun. Cóż, gwiazdy pojawiają się w pobliżu skaliste planety. Dla nas jest to Mars, Ziemia, Wenus i Merkury. Okazuje się dość wyraźny podział na dwie strefy: planety gazowe i stałe. Okazało się więc, że Ziemia składa się w dużej mierze z ziaren pyłu międzygwiezdnego. Cząsteczki pyłu metalicznego stały się częścią jądra planety, a teraz Ziemia ma ogromny żelazny rdzeń.
Tajemnica Młodego Wszechświata
Jeśli powstała galaktyka, to skąd pochodzi pył? W zasadzie naukowcy rozumieją. Jej najważniejszymi źródłami są nowe i supernowe, które tracą część swojej masy, „upuszczając” powłokę w otaczającą przestrzeń. Ponadto pył rodzi się także w rozszerzającej się atmosferze czerwonych olbrzymów, skąd jest dosłownie wymiatany przez ciśnienie promieniowania. W ich chłodnej, jak na standardy gwiazd, atmosferze (około 2,5–3 tysięcy kelwinów) znajduje się całkiem sporo stosunkowo złożonych cząsteczek.
Ale tutaj jest tajemnica, która nie została jeszcze rozwiązana. Zawsze uważano, że pył jest produktem ewolucji gwiazd. Innymi słowy, gwiazdy muszą się narodzić, istnieć przez jakiś czas, zestarzeć się i, powiedzmy, zaistnieć najnowszy wybuch supernowa wytwarza pył. Ale co było pierwsze – jajko czy kura? Pierwszy pył niezbędny do narodzin gwiazdy lub pierwsza gwiazda, która z jakiegoś powodu narodziła się bez pomocy pyłu, zestarzał się, eksplodował, tworząc pierwszy pył.
Co się stało na początku? Przecież kiedy Wielki Wybuch miał miejsce 14 miliardów lat temu, we Wszechświecie był tylko wodór i hel, żadnych innych pierwiastków! To właśnie wtedy zaczęły się z nich wyłaniać pierwsze galaktyki, ogromne chmury, a w nich pierwsze gwiazdy, które musiały odbyć długą podróż. ścieżka życia. Reakcje termojądrowe w jądrach gwiazd musieli „ugotować” bardziej złożone pierwiastki chemiczne, zamienić wodór i hel w węgiel, azot, tlen itd., po czym gwiazda musiała to wszystko wyrzucić w przestrzeń, eksplodując lub stopniowo wyrzucając powłoka. Masa ta musiała następnie ostygnąć, ostygnąć i w końcu zamienić się w pył. Ale już 2 miliardy lat później wielki wybuch w najwcześniejszych galaktykach był pył! Za pomocą teleskopów odkryto go w galaktykach oddalonych o 12 miliardów lat świetlnych od naszej. Jednocześnie 2 miliardy lat to zbyt krótki okres, aby można było go ukończyć koło życia gwiazdy: w tym czasie większość gwiazd nie ma czasu na starzenie się. Skąd wziął się pył w młodej Galaktyce, jeśli nie powinno tam być nic poza wodorem i helem, pozostaje tajemnicą.
Reaktor Mote'a
Pył międzygwiazdowy nie tylko działa jak rodzaj uniwersalnego chłodziwa, ale być może to właśnie dzięki pyłowi w przestrzeni pojawiają się złożone cząsteczki.
Faktem jest, że powierzchnia ziaren pyłu może służyć zarówno jako reaktor, w którym z atomów powstają cząsteczki, jak i jako katalizator reakcji ich syntezy. Przecież prawdopodobieństwo, że jest wiele atomów na raz różne elementy zderzają się w jednym punkcie, a nawet oddziałują ze sobą w nieco wyższej temperaturze zero absolutne, niewyobrażalnie mały. Ale prawdopodobieństwo, że drobinka kurzu zderzy się sekwencyjnie w locie różne atomy lub cząsteczek, zwłaszcza wewnątrz zimnej, gęstej chmury, jest dość duży. Właściwie tak właśnie się dzieje - w ten sposób z napotkanych atomów i zamrożonych na niej cząsteczek powstaje otoczka ziaren pyłu międzygwiezdnego.
Na stałej powierzchni atomy są blisko siebie. Migrując po powierzchni ziarenka pyłu w poszukiwaniu najbardziej korzystnej energetycznie pozycji, atomy spotykają się i znajdując się w bliskość, zyskają możliwość reakcji między sobą. Oczywiście bardzo powoli, zgodnie z temperaturą cząsteczki pyłu. Powierzchnia cząstek, zwłaszcza zawierających rdzeń metalowy, może wykazywać właściwości katalityczne. Chemicy na Ziemi dobrze wiedzą, że najskuteczniejsze katalizatory to właśnie cząstki o wielkości ułamka mikrona, na których gromadzą się cząsteczki, które następnie reagują, w normalne warunki całkowicie „obojętni” na siebie. Najwyraźniej tak to powstaje wodór molekularny: jego atomy „przyklejają się” do drobinki kurzu, a następnie odlatują od niej, ale parami, w postaci cząsteczek.
Bardzo możliwe, że małe cząstki pyłu międzygwiazdowego, zachowując w swoich otoczkach kilka cząsteczek organicznych, w tym najprostsze aminokwasy, sprowadziły na Ziemię pierwsze „nasiona życia” około 4 miliardy lat temu. To oczywiście nic innego jak piękna hipoteza. Jednak na korzyść przemawia fakt, że aminokwas glicyna został znaleziony w zimnych chmurach gazu i pyłu. Być może są i inne, po prostu możliwości teleskopów nie pozwalają jeszcze na ich wykrycie.
Polowanie na kurz
Właściwości pyłu międzygwiazdowego można oczywiście badać na odległość za pomocą teleskopów i innych instrumentów znajdujących się na Ziemi lub na jej satelitach. Ale o wiele bardziej kuszące jest wyłapanie cząstek pyłu międzygwiazdowego, a następnie szczegółowe ich zbadanie, dowiedzenie się nie teoretycznie, ale praktycznie, z czego się składają i jak są zbudowane. Istnieją dwie opcje tutaj. Można dotrzeć w głąb kosmosu, zebrać tam pył międzygwiezdny, sprowadzić go na Ziemię i każdy go analizować możliwe sposoby. Możesz też spróbować wylecieć poza Układ Słoneczny i po drodze analizować pył bezpośrednio na pokładzie statku kosmicznego, wysyłając uzyskane dane na Ziemię.
Pierwszą próbę sprowadzenia próbek pyłu międzygwiazdowego i w ogóle substancji ośrodka międzygwiazdowego podjęła kilka lat temu NASA. Statek kosmiczny został wyposażony w specjalne pułapki - kolektory do zbierania pyłu międzygwiazdowego i cząstek kosmicznego wiatru. Aby wyłapać cząsteczki kurzu bez utraty powłoki, pułapki wypełniono specjalną substancją, tzw. aerożelem. Ta bardzo lekka, pienista substancja (której skład stanowi tajemnicę handlową) przypomina galaretę. Wewnątrz cząsteczki pyłu utkną, a następnie, jak w każdej pułapce, pokrywa zatrzaskuje się i można ją otworzyć na Ziemi.
Projekt ten nazwano Stardust Gwiezdny pył. Jego program jest imponujący. Po wystrzeleniu w lutym 1999 r., sprzęt na pokładzie będzie ostatecznie zbierał próbki pyłu międzygwiazdowego, oddzielnie od pyłu znajdującego się w bezpośrednim sąsiedztwie Komety Wild-2, która przeleciała blisko Ziemi w lutym ubiegłego roku. Teraz z kontenerami wypełnionymi tym cennym ładunkiem statek leci do domu i ląduje 15 stycznia 2006 roku w Utah, niedaleko Salt Lake City (USA). Wtedy astronomowie w końcu zobaczą na własne oczy (oczywiście za pomocą mikroskopu) te właśnie ziarna pyłu, których skład i modele struktury już przewidzieli.
W sierpniu 2001 roku Genesis poleciał, aby zebrać próbki materii z głębokiego kosmosu. Ten projekt NASA miał na celu głównie wychwytywanie cząstek wiatr słoneczny. Po spędzeniu w przestrzeni kosmicznej 1127 dni, podczas których przeleciał około 32 mln km, statek wrócił i zrzucił na Ziemię kapsułę z uzyskanymi próbkami – pułapkami z jonami i cząsteczkami wiatru słonecznego. Niestety, wydarzyło się nieszczęście – spadochron się nie otworzył, a kapsuła z całej siły uderzyła w ziemię. I rozbił się. Oczywiście szczątki zebrano i dokładnie zbadano. Jednak w marcu 2005 roku na konferencji w Houston uczestnik programu Don Barnetti powiedział, że cztery kolektory z cząsteczkami wiatru słonecznego nie zostały uszkodzone, a ich zawartość, czyli 0,4 mg wychwyconego wiatru słonecznego, jest aktywnie badana przez naukowców z Houston.
Jednak NASA przygotowuje obecnie trzeci projekt, jeszcze ambitniejszy. To będzie misja kosmiczna Sonda międzygwiazdowa. Tym razem statek kosmiczny odsunie się na odległość 200 a. e. od Ziemi (tj. odległość Ziemi od Słońca). Statek ten nigdy nie powróci, ale zostanie „wypchany” różnorodnym sprzętem, w tym do analizy próbek pyłu międzygwiazdowego. Jeśli wszystko się powiedzie, międzygwiazdowe ziarna pyłu z głębokiego kosmosu zostaną w końcu uchwycone, sfotografowane i automatycznie przeanalizowane bezpośrednio na pokładzie statku kosmicznego.
Powstawanie młodych gwiazd
1. Gigantyczny galaktyczny obłok molekularny o wielkości 100 parseków, masie 100 000 słońc, temperaturze 50 K i gęstości 10 2 cząstek/cm 3 . Wewnątrz tej chmury występują kondensacje wielkoskalowe - rozproszone mgławice gazowo-pyłowe (1 x 10 szt., 10 000 słońc, 20 K, 10 3 cząstek/cm 3) oraz małe kondensacje - mgławice gazowo-pyłowe (do 1 szt., 100 x 1000 słońc, 20 K, 10 4 cząstek/cm 3). Wewnątrz tego ostatniego znajdują się precyzyjnie zlepki globul o wielkości 0,1 szt., masie 1 x 10 słońc i gęstości 10 x 10 6 cząstek/cm 3, w których powstają nowe gwiazdy
2. Narodziny gwiazdy w obłoku gazu i pyłu
3. Nowa gwiazda swoim promieniowaniem i wiatrem gwiazdowym rozprasza otaczający gaz
4. Młoda gwiazda pojawia się w przestrzeni czystej i wolnej od gazu i pyłu, odpychając mgławicę, która ją urodziła
Etapy rozwoju „embrionalnego” gwiazdy o masie równej Słońcu
5. Pochodzenie niestabilnej grawitacyjnie chmury o wielkości 2 000 000 słońc, o temperaturze około 15 K i początkowej gęstości 10 -19 g/cm 3
6. Po kilkuset tysiącach lat chmura ta utworzy rdzeń o temperaturze około 200 K i wielkości 100 słońc, a jego masa to wciąż tylko 0,05 masy Słońca
7. Na tym etapie rdzeń o temperaturze do 2000 K gwałtownie kurczy się w wyniku jonizacji wodoru i jednocześnie nagrzewa się do 20 000 K, prędkość materii opadającej na rosnącą gwiazdę sięga 100 km/s
8. Protogwiazda wielkości dwóch słońc o temperaturze w centrum 2x10 5 K i na powierzchni 3x10 3 K
9. Ostatnim etapem preewolucji gwiazdy jest powolna kompresja, podczas której wypalają się izotopy litu i berylu. Dopiero gdy temperatura wzrośnie do 6x10 6 K, we wnętrzu gwiazdy rozpoczynają się reakcje termojądrowe syntezy helu z wodoru. Całkowity czas trwania Cykl narodzin gwiazdy takiej jak nasze Słońce trwa 50 milionów lat, po czym taka gwiazda może płonąć spokojnie przez miliardy lat
Olga Maksimenko, kandydat nauk chemicznych
PYŁ KOSMICZNY, cząstki stałe o charakterystycznych rozmiarach od około 0,001 mikrona do około 1 mikrona (a w ośrodku międzyplanetarnym i dyskach protoplanetarnych ewentualnie do 100 mikronów i więcej), spotykane niemal we wszystkich obiektach astronomicznych: od Układu Słonecznego po bardzo odległe galaktyki i kwazary. Charakterystyka pyłu (stężenie cząstek, skład chemiczny, wielkość cząstek itp.) różnią się znacznie w zależności od obiektu, nawet w przypadku obiektów tego samego typu. Pył kosmiczny rozprasza i pochłania padające promieniowanie. Promieniowanie rozproszone o tej samej długości fali, co promieniowanie padające, rozchodzi się we wszystkich kierunkach. Promieniowanie pochłonięte przez pyłek kurzu przekształca się w energia cieplna, a cząstka zwykle emituje obszar widma o dłuższej długości fali w porównaniu z padającym promieniowaniem. Obydwa procesy przyczyniają się do wygaszenia – osłabienia promieniowania ciała niebieskie pył znajdujący się na linii wzroku pomiędzy obiektem a obserwatorem.
Obiekty pyłowe badane są w niemal całym zakresie fal elektromagnetycznych – od promieni rentgenowskich po fale milimetrowe. Wydaje się, że w pewnym stopniu przyczynia się do tego elektryczne promieniowanie dipolowe pochodzące z szybko wirujących najdrobniejszych cząstek promieniowanie mikrofalowe na częstotliwościach 10-60 GHz. Ważna rola grać eksperymenty laboratoryjne, w którym mierzone są współczynniki załamania światła, widma absorpcyjne i matryce rozpraszania cząstek analogowych cząsteczki pyłu kosmicznego, symulują procesy powstawania i wzrostu ogniotrwałych ziaren pyłu w atmosferach gwiazd i dysków protoplanetarnych, badają powstawanie cząsteczek i ewolucję lotnych składników pyłu w warunkach podobnych do tych występujących w ciemnych obłokach międzygwiazdowych.
Pył kosmiczny zlokalizowany w różnych miejscach warunki fizyczne, są bezpośrednio badane w składzie meteorytów, które spadły na powierzchnię Ziemi, w górne warstwy atmosfera ziemska(pył międzyplanetarny i pozostałości małych komet), podczas lotów statków kosmicznych do planet, asteroid i komet (pył okołoplanetarny i kometowy) oraz poza heliosferę (pył międzygwiazdowy). Zdalne obserwacje naziemne i kosmiczne pyłu kosmicznego obejmują Układ Słoneczny (pył międzyplanetarny, okołoplanetarny i kometarny, pył w pobliżu Słońca), ośrodek międzygwiazdowy naszej Galaktyki (pył międzygwiazdowy, okołogwiazdowy i mgławicowy) oraz inne galaktyki (pył pozagalaktyczny ), a także bardzo odległe obiekty (pył kosmologiczny).
Cząstki pyłu kosmicznego składają się głównie z substancji węglowych (węgiel amorficzny, grafit) oraz krzemianów magnezowo-żelazowych (oliwiny, pirokseny). Kondensują się i rosną w atmosferach gwiazd późnych klas widmowych oraz w mgławicach protoplanetarnych, a następnie są wyrzucane do ośrodka międzygwiazdowego pod wpływem ciśnienia promieniowania. W obłokach międzygwiazdowych, szczególnie gęstych, cząstki ogniotrwałe nadal rosną w wyniku akrecji atomów gazu, a także podczas zderzeń i sklejania cząstek (koagulacja). Prowadzi to do powstawania otoczek substancji lotnych (głównie lodu) i powstawania porowatych cząstek kruszywa. Zniszczenie ziaren pyłu następuje w wyniku rozpylania w falach uderzeniowych powstających po wybuchach supernowych lub parowaniu podczas procesu formowania się gwiazd, który rozpoczął się w obłoku. Pozostały pył nadal ewoluuje w pobliżu utworzonej gwiazdy, a później objawia się w postaci międzyplanetarnego obłoku pyłu lub jąder komet. Paradoksalnie, wokół wyewoluowanych (starych) gwiazd pył jest „świeży” (niedawno powstał w ich atmosferze), a wokół młodych gwiazd pył jest stary (wyewoluował jako część ośrodka międzygwiazdowego). Uważa się, że pył kosmologiczny, prawdopodobnie występujący w odległych galaktykach, został skondensowany w wyniku wyrzutów materii z eksplozji masywnych supernowych.
Oświetlony. spójrz na art. Pył międzygwiazdowy.
Wiele osób z zachwytem podziwia piękny spektakl rozgwieżdżonego nieba, jednego z najwspanialszych dzieł natury. Na czystym jesiennym niebie wyraźnie widać, jak przez całe niebo biegnie słabo świecący pasek, tzw droga Mleczna, o nieregularnych konturach o różnej szerokości i jasności. Jeśli weźmiemy pod uwagę droga Mleczna, tworząc naszą Galaktykę, w teleskopie okazuje się, że ten jasny pasek rozpada się na wiele słabych świecące gwiazdy, które gołym okiem łączą się w ciągły blask. Obecnie ustalono, że Droga Mleczna składa się nie tylko z gwiazd i gromad gwiazd, ale także z obłoków gazu i pyłu.
Pył kosmiczny występuje w wielu obiektach kosmicznych, gdzie następuje gwałtowny wypływ materii, któremu towarzyszy ochłodzenie. Przejawia się to poprzez promieniowanie podczerwone gorące gwiazdy Wolfa-Rayeta z bardzo silnym wiatrem gwiazdowym, mgławice planetarne, powłoki supernowych i nowych. Duża liczba pył występuje w jądrach wielu galaktyk (na przykład M82, NGC253), z których następuje intensywny wypływ gazu. Wpływ pyłu kosmicznego jest najbardziej wyraźny podczas emisji nowej gwiazdy. Kilka tygodni po maksymalnej jasności nowej w jej widmie pojawia się silny nadmiar promieniowania w podczerwieni, spowodowany pojawieniem się pyłu o temperaturze około K. Dalej
Cześć. W tym wykładzie porozmawiamy z Państwem o kurzu. Ale nie o tym, który gromadzi się w Waszych pokojach, ale o kosmicznym pyle. Co to jest?
Kosmiczny pył jest Bardzo drobne cząstki solidny zlokalizowane w dowolnej części Wszechświata, włączając w to pył meteorytowy i materia międzygwiazdowa, zdolne do pochłaniania światła gwiazd i tworzenia ciemnych mgławic w galaktykach. W niektórych osadach morskich znajdują się kuliste cząstki pyłu o średnicy około 0,05 mm; uważa się, że są to pozostałości po 5000 ton kosmicznego pyłu, który co roku spada na kulę ziemską.
Naukowcy uważają, że pył kosmiczny powstaje nie tylko w wyniku zderzeń, małych zniszczeń ciała stałe, ale także z powodu kondensacji gazu międzygwiazdowego. Pył kosmiczny wyróżnia się pochodzeniem: może być pyłem międzygalaktycznym, międzygwiazdowym, międzyplanetarnym i okołoplanetarnym (zwykle w układzie pierścieni).
Ziarna pyłu kosmicznego powstają głównie w powoli wygasających atmosferach gwiazd – czerwonych karłów, a także podczas procesów wybuchowych na gwiazdach i gwałtownych wyrzutów gazu z jąder galaktyk. Inne źródła pyłu kosmicznego obejmują mgławice planetarne i protogwiazdowe, atmosfery gwiazdowe i obłoki międzygwiazdowe.
Całe obłoki kosmicznego pyłu, które znajdują się w warstwie gwiazd tworzącej Drogę Mleczną, uniemożliwiają nam obserwację odległych gromad gwiazd. Ten gwiazdozbiór podobnie jak Plejady jest całkowicie zanurzona w chmurze pyłu. Najbardziej jasne gwiazdy, które znajdują się w tej gromadzie, oświetlają pył, niczym latarnia oświetlająca nocną mgłę. Kosmiczny pył może świecić jedynie światłem odbitym.
Niebieskie promienie światła przechodzące przez kosmiczny pył są tłumione bardziej niż promienie czerwone, dlatego światło gwiazd, które do nas dociera, wydaje się żółtawe, a nawet czerwonawe. Całe obszary przestrzeni świata pozostają zamknięte dla obserwacji właśnie z powodu pyłu kosmicznego.
Pył międzyplanetarny, przynajmniej w stosunkowo bliskiej odległości od Ziemi, jest materią dość zbadaną. Wypełniając całą przestrzeń Układu Słonecznego i skupiony w płaszczyźnie jego równika, narodził się w dużej mierze w wyniku przypadkowych zderzeń asteroid i zniszczenia komet zbliżających się do Słońca. Skład pyłu w rzeczywistości nie różni się od składu meteorytów spadających na Ziemię: jego badanie jest bardzo interesujące i wciąż jest wiele odkryć w tej dziedzinie, ale wydaje się, że nie ma szczególnego intrygować tutaj. Ale dzięki temu szczególnemu pyłowi, przy dobrej pogodzie na zachodzie zaraz po zachodzie słońca lub na wschodzie przed wschodem słońca, można podziwiać nad horyzontem blady stożek światła. Jest to tak zwane światło zodiakalne – światło słoneczne rozproszone przez małe cząsteczki kosmicznego pyłu.
Dużo ciekawszy jest pył międzygwiazdowy. Jego charakterystyczną cechą jest obecność solidnego rdzenia i powłoki. Wydaje się, że rdzeń składa się głównie z węgla, krzemu i metali. A powłoka składa się głównie z pierwiastków gazowych zamrożonych na powierzchni jądra, skrystalizowanych w warunkach „głębokiego zamarzania” przestrzeni międzygwiazdowej, a to około 10 stopni Kelvina, wodoru i tlenu. Istnieją jednak zanieczyszczenia cząsteczek, które są bardziej złożone. Są to amoniak, metan, a nawet wieloatomowe cząsteczki organiczne, które przyklejają się do drobinki kurzu lub tworzą się na jej powierzchni podczas wędrówek. Część tych substancji oczywiście odlatuje z jej powierzchni, na przykład pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, jednak proces ten jest odwracalny – niektóre odlatują, inne zamarzają lub ulegają syntezie.
Jeśli powstała galaktyka, to skąd pochodzi w niej pył, jest w zasadzie jasne dla naukowców. Jej najważniejszymi źródłami są nowe i supernowe, które tracą część swojej masy, „zrzucając” powłokę do otaczającej przestrzeni. Ponadto pył rodzi się także w rozszerzającej się atmosferze czerwonych olbrzymów, skąd jest dosłownie wymiatany przez ciśnienie promieniowania. W ich chłodnej, jak na standardy gwiazd, atmosferze (około 2,5 - 3 tysięcy kelwinów) znajduje się całkiem sporo stosunkowo złożonych cząsteczek.
Ale tutaj jest tajemnica, która nie została jeszcze rozwiązana. Zawsze uważano, że pył jest produktem ewolucji gwiazd. Innymi słowy, gwiazdy muszą się narodzić, istnieć przez jakiś czas, zestarzeć się i, powiedzmy, wytworzyć pył podczas ostatniego wybuchu supernowej. Ale co było pierwsze – jajko czy kura? Pierwszy pył niezbędny do narodzin gwiazdy lub pierwsza gwiazda, która z jakiegoś powodu narodziła się bez pomocy pyłu, zestarzał się, eksplodował, tworząc pierwszy pył.
Co się stało na początku? Przecież kiedy Wielki Wybuch miał miejsce 14 miliardów lat temu, we Wszechświecie był tylko wodór i hel, żadnych innych pierwiastków! To właśnie wtedy zaczęły się z nich wyłaniać pierwsze galaktyki, ogromne chmury, a w nich pierwsze gwiazdy, które musiały przejść długą drogę życia. Reakcje termojądrowe zachodzące w jądrach gwiazd powinny spowodować „ugotowanie” bardziej złożonych pierwiastków chemicznych, zamieniając wodór i hel w węgiel, azot, tlen itd., a następnie gwiazda powinna była wyrzucić to wszystko w przestrzeń kosmiczną, eksplodując lub stopniowo pozbywając się swojej energii. powłoka. Masa ta musiała następnie ostygnąć, ostygnąć i w końcu zamienić się w pył. Ale już 2 miliardy lat po Wielkim Wybuchu w najwcześniejszych galaktykach był pył! Za pomocą teleskopów odkryto go w galaktykach oddalonych o 12 miliardów lat świetlnych od naszej. Jednocześnie 2 miliardy lat to okres zbyt krótki na pełny cykl życia gwiazdy: w tym czasie większość gwiazd nie ma czasu na starzenie się. Skąd wziął się pył w młodej Galaktyce, jeśli nie powinno tam być nic poza wodorem i helem, pozostaje tajemnicą.
Patrząc na godzinę, profesor uśmiechnął się lekko.
Ale spróbujesz rozwiązać tę zagadkę w domu. Zapiszmy zadanie.
Praca domowa.
1. Spróbuj zgadnąć, co było pierwsze, pierwsza gwiazda czy pył?
Dodatkowe zadanie.
1. Raport dotyczący dowolnego rodzaju pyłu (międzygwiazdowego, międzyplanetarnego, okołoplanetarnego, międzygalaktycznego)
2. Esej. Wyobraź sobie siebie jako naukowca, którego zadaniem jest badanie kosmicznego pyłu.
3. Zdjęcia.
Domowej roboty zadanie dla uczniów:
1. Dlaczego w kosmosie potrzebny jest pył?
Dodatkowe zadanie.
1. Zgłoś każdy rodzaj pyłu. Byli studenci szkoły pamiętają zasady.
2. Esej. Zniknięcie kosmicznego pyłu.
3. Zdjęcia.
We wszechświecie są miliardy gwiazd i planet. I chociaż gwiazda jest płonącą kulą gazu, planety takie jak Ziemia składają się z pierwiastków stałych. Planety powstają w obłokach pyłu wirujących wokół nowo powstałej gwiazdy. Z kolei ziarna tego pyłu zbudowane są z takich pierwiastków jak węgiel, krzem, tlen, żelazo i magnez. Ale skąd pochodzą cząstki kosmicznego pyłu? Nowe badania Instytutu Nielsa Bohra w Kopenhadze pokazują, że ziarna pyłu mogą nie tylko tworzyć się podczas gigantycznych eksplozji supernowych, ale mogą także przetrwać kolejne. fale uderzeniowe różne eksplozje, które wpływają na pył.
Komputerowy obraz powstawania pyłu kosmicznego podczas wybuchów supernowych. Źródło: ESO/M. Kornmessera
Jak powstał kosmiczny pył, od dawna pozostaje tajemnicą dla astronomów. Same elementy pyłu powstają w płonącym gazie wodorowym w gwiazdach. Atomy wodoru łączą się ze sobą, tworząc coraz cięższe pierwiastki. W rezultacie gwiazda zaczyna emitować promieniowanie w postaci światła. Kiedy wyczerpie się cały wodór i nie będzie już możliwe pozyskiwanie energii, gwiazda umiera, a jej powłoka odlatuje do przestrzeń, który tworzy różne mgławice, w których mogą ponownie narodzić się młode gwiazdy. Ciężkie pierwiastki powstają głównie w supernowych, których przodkami są masywne gwiazdy, ginąc w gigantycznej eksplozji. Jednak to, w jaki sposób pojedyncze pierwiastki zlepiają się, tworząc kosmiczny pył, pozostaje tajemnicą.
„Problem polegał na tym, że nawet jeśli pył utworzył się wraz z pierwiastkami w eksplozjach supernowych, samo zdarzenie było tak silne, że te małe ziarna po prostu nie powinny przetrwać. Ale pył kosmiczny istnieje, a jego cząsteczki mogą być całkowicie różne rozmiary. Nasze badania rzucają światło na ten problem” – profesor Jens Hjort, kierownik Centrum Ciemnej Kosmologii w Instytucie Nielsa Bohra.
Migawka Teleskop Hubble'a niezwykłe galaktyka karłowata, która wytworzyła jasną supernową SN 2010jl. Zdjęcie zostało zrobione przed jego pojawieniem się, więc strzałka pokazuje gwiazdę przodka. Gwiazda, która eksplodowała, była bardzo masywna, miała około 40 mas Słońca. źródło: ESO
W badaniach pyłu kosmicznego naukowcy obserwują supernowe za pomocą instrumentu astronomicznego X-shooter zainstalowanego na Very duży teleskop(VLT) w Chile. Ma niesamowitą czułość i zawarte w nim trzy spektrografy. może obserwować jednocześnie cały zakres światła, od ultrafioletu i światła widzialnego po podczerwień. Hjorth wyjaśnia, że początkowo czekali na pojawienie się „właściwej” eksplozji supernowa. Kiedy więc to się stało, rozpoczęła się kampania mająca na celu monitorowanie tego zjawiska. Obserwowana gwiazda była niezwykle jasna, 10 razy jaśniejsza od przeciętnej supernowej, a jej masa była 40 razy większa od masy Słońca. W sumie obserwacja gwiazdy zajęła badaczom dwa i pół roku.
„Pył pochłania światło i korzystając z naszych danych, mogliśmy obliczyć funkcję, która mogła nam powiedzieć o ilości pyłu, jego składzie i wielkości ziaren. W wynikach znaleźliśmy coś naprawdę ekscytującego” – Krista Gaul.
Pierwszym krokiem w kierunku powstania pyłu kosmicznego jest minieksplozja, podczas której gwiazda wyrzuca w przestrzeń materię zawierającą wodór, hel i węgiel. Ten obłok gazu staje się rodzajem powłoki wokół gwiazdy. Jeszcze kilka takich błysków i skorupa stanie się gęstsza. W końcu gwiazda eksploduje, a gęsta chmura gazu całkowicie otacza jej jądro.
„Kiedy gwiazda eksploduje, uderzenie fala uderzeniowa zderza się z gęstą chmurą gazu niczym cegła uderzająca w betonową ścianę. Wszystko to dzieje się w fazie gazowej w niesamowitych temperaturach. Ale miejsce, w którym doszło do eksplozji, staje się gęste i ochładza się do 2000 stopni Celsjusza. W tej temperaturze i gęstości pierwiastki mogą zarodkować i tworzyć cząstki stałe. Znaleźliśmy ziarna pyłu o wielkości zaledwie jednego mikrona, a to bardzo dużo Świetna cena dla tych elementów. Mając takie wymiary, będą w stanie przetrwać przyszłą podróż przez galaktykę.”
Naukowcy uważają zatem, że znaleźli odpowiedź na pytanie, jak powstaje i żyje kosmiczny pył.