Космическая пыль – из чего она состоит и откуда берется в космосе
Откуда берется космическая пыль и как она мешает наблюдения астрономов
Космическая пыль — под этим общим названием объединяют громадное количество мельчайших частиц – молекул газа, каменной и ледяной крошки, металлических крупинок, свободно дрейфующих в космическом пространстве. Обнаружить их можно в любой точке вселенной, хотя от места к месту, концентрация космической пыли заметно меняется.
Как была обнаружена космическая пыль
Хотя мы убедились, что космический вакуум не так пуст, как об этом считает обыватель, мы все же не можем не отметить, что и “наполненным” его назвать можно с трудом. Водород, кальций, железо – все это есть в космической среде, однако в таких количествах, что без точного оборудования бесполезно и пытаться искать.
Чего удивляться тому факту, что аж до 1930 года большинство ученых было убеждено в том, что в пространстве между звездами, вообще нет никакой среды, которая бы вызывала заметное поглощение звездного света. Поэтому при определении расстояния до какой-либо звезды пользовались известным законом ослабления блеска источника света пропорционально квадрату расстояния до него. Однако, поступая таким образом, ученые совершали ужасную ошибку.
Дело в том, что это положение, справедливое в случае совершенно прозрачного пространства, оказывается неправильным в случае наличия поглощающей среды. А на то, что пространство между звездами не вполне прозрачно, указывал еще сто лет назад выдающийся русский ученый Василий Яковлевич Струве, однако его идеи современниками оценены не были.
Облако космической пыли
К счастью, в начале 1930-х г.г., правота ученого была доказана. Космос теперь уже никто не называл совершенно прозрачной пустотой, а виной искажений не принимаемых в расчет учеными прошлого стало ни что иное, как космическая пыль.
Как распределена космическая пыль в пространстве и из чего она состоит?
Космическая пыль не только вносит искажения при определении расстояний в космосе, но также искажает и наши представления о звездах. Явление покраснения звезд, благодаря которому звезды кажутся нам сравнительно холоднее, чем они есть в действительности – целиком “заслуга” космической пыли.
Космическая (или межзвездная) пыль не представляет собой среду равномерной плотности и состоит из отдельных облаков космической пыли, средние размеры которых таковы, что свет от одного их края до другого идет в течение десяти лет, то есть размеры этих облаков значительно больше среднего расстояния между звездами.
Уже давно было известно, что в мировом пространстве между звездами существуют огромные облака разреженной материи, из которых одни являются газовыми, а другие пылевыми. Облака космической пыли светят отраженным светом тех звезд, которые расположены поблизости от них.
Однако в вопросе о том, есть ли что-нибудь общее между этими светлыми пылевыми туманностями и поглощающей межзвездной средой, которая, тоже состоит из облаков, не было полной ясности.
Некоторые особенности больших облаков темной пыли, так называемых темных туманностей, обнаруживаются благодаря тому, что они поглощают свет находящихся за ними звезд и на сияющем фоне Млечного пути образуют как бы провалы полной черноты.
В итоге, было доказано, что все различия между “темными” и “светлыми” пылевыми туманностями состоят лишь в том, что вторые находятся по соседству с очень яркими звездами, которые освещают их достаточно сильно, для того чтобы они были видимы, а первые такой “подсветки” лишены.
Таким образом, никакого существенного различия между светлыми и темными облаками космической пыли не оказалось, и вопрос о том, какими они нам представляются, зависит исключительно от случайного расположения их по отношению к ярким звездам.
Откуда берется космическая пыль? Путей для этого много, например:
- Разрушение небесных тел – столкновения астероидов и более крупных объектов, порождают не только крупные обломки, но и массу пыли.
- Взрывы звезд – когда звезды взрываются и сбрасывают оболочку, её частицы со временем разлетаются по космическому пространству и создают гигантские облака космической пыли.
- Остатки от сформированных звездных систем и планет – когда формируется новая звезда, а с ней и планетная система наподобие Солнечной системы, остается масса неизрасходованного материала, своеобразный “строительный мусор”. Пыль составляет его львиную долю.
Источник
Каждый год на Землю выпадает 5200 тонн космической пыли. Чем она интересна?
Космос гораздо ближе к нам, чем кажется. Воздух на нашей планете буквально насыщен космической пылью, которая образуется при разрушении комет, астероидов и других подобных объектов. И время от времени мы вдыхаем крошечные частицы, которые некоторое время назад находились далеко в космосе. Узнать, сколько именно космической пыли находится на Земле очень сложно. Дело в том, что она смешана с земными частицами пыли, которые являются микроскопическими частицами всего, что нас окружает. Но недавно ученые нашли способ выяснить, насколько много частиц космической пыли попадает на нашу планету. Для этого им пришлось отправиться в далекую Антарктиду, произвести сбор материалов и некоторые подсчеты. Оказалось, что ежегодно на Землю попадает около 5 200 тонн космической пыли, что очень много. Давайте разберемся, почему именно исследователям пришлось лететь на обледенелый континент и каким образом они пришли к упомянутому выше выводу?
Космическая пыль под микроскопом похожа на облака
Сколько космической пыли на Земле?
О проведенном исследовании и его результатах было рассказано в научном издании ScienceAlert. Атмосфера нашей планеты насыщена пылью всех видов. Если верить результатам научных работ, в любой момент времени в воздухе витает 17 миллионов тонн крупной пыли. Это микроскопические частицы нашей кожи, горных пород и всех окружающих нас объектов. Отделить пыль земного происхождения от космической пыли невозможно и именно поэтому ученые долго не могли выяснить, сколько именно космической пыли попадает на нашу планету. Но недавно они нашли хитрость, которая помогла ответить на этот вопрос.
Обычная пыль под микроскопом
Чтобы «взвесить» количество космической пыли не учитывая частицы земного происхождения, ученые отправились в антарктическую станцию Конкордия. Она находится на территории так называемого «купола C», где практически отсутствует земная пыль. Растапливая чистый снег ученые собирали чистую космическую пыль на протяжении двух лет. На исследованном участке авторам научной работы удалось найти частицы диаметром от 30 до 350 микрометров. Определив их массу и пересчитав полученную цифру с учетом всей поверхности Земли, ученые пришли к выводу, что ежегодно на нашу планету попадает около 5 200 тонн космической пыли.
«Купол C» в Антарктиде
Это огромное число. По словам исследователей, попадающих на нашу атмосферу частиц космической пыли больше, чем метеоритов. Для сравнения, общая масса ежегодно попадающих на нашу атмосферу метеоритов составляет менее 10 тонн в год. Это не идет ни в какое сравнение с 5 200 тоннами космической пыли. Впрочем, в некоторых источниках говорится, что каждый год в атмосферу попадает до 40 000 тонн пылевых частиц, но достоверного источника мне найти не удалось. Так что в результаты данного исследования верится больше всего.
Вот вам еще несколько фотографий космической пыли под микроскопом
На втором этапе научной работы ученые занялись определением происхождения пылевых частиц. Для этого они изучали их плотность. Если она небольшая и в частицах пыли есть поры, значит, они имеют кометное происхождение. А если пылинки плотные и с небольшой пористостью, значит, они метеоритного происхождения. В ходе изучения структуры частиц, ученые пришли к выводу, что 80% попадающих на Землю пылевых частиц выбрасывается кометами. Так называются небольшие небесные тела, которые движутся вокруг Солнца и иногда имеют хвост из газа и пыли.
За кометами обычно тянется хвост из газа и пыли, поэтому не удивительно, что они — главные источники пылевых частиц
Возникновение жизни на Земле
По словам исследователей, сделанное открытие может помочь в выяснении причин возникновения жизни на Земле. Считается, что вода на нашей планете появилась после падения астероидов и других космических объектов. В рамках научной работы ученые выяснили, что больше всего на нашу атмосферу попадают частицы кометного происхождения с большим количеством пор. Можно предположить, что именно благодаря космической пыли на Земле и возникла жизнь. Или эти крошечные частицы просто внесли в это свой небольшой, но вклад. Пока это просто предположение, поэтому нужно дождаться результатов следующих исследований.
Вода на Земле могла появиться благодаря космической пыли
Если вам интересны новости науки и техники, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете статьи, которые не были опубликованы на сайте!
Существует миф, что пыль — это микроскопические частицы отмершей кожи человека. На самом деле, все не так просто и пылью можно назвать что угодно. По данным международной организации по стандартизации (ISO), пылью являются частицы, диаметр которых не превышает 75 микрометров. Если хотите узнать о пыли еще больше интересных фактов, читайте этот материал.
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
«Вы слишком сильно вовлечены в поиск бозона Хиггса». Таковым было предостережение Питера Хиггса для CERN. Английский физик-теоретик, который по праву считает…
Если вы всегда мечтали о миниатюрном роботе-исследователе, то NASA определенно точно стоит прислушаться к вам. Дело в том, что представители космического аге…
Сегодня многие люди ожидают того момента, когда человечество сможет перебраться на Марс и начать изучение далекой планеты. Но даже сама наша Земля не являетс…
Источник
Космическая пыль — особая субстанция
Понятие космической пыли
Космическая пыль на Земле чаще всего находится в определенных слоях океанического дна, ледяных щитах полярных областей планеты, отложениях торфа, труднодоступных местах пустыни и метеоритных кратерах. Размер данного вещества — менее 200 нм, что делает его изучение проблематичным.
Обычно понятие космической пыли включает в себя размежевание на межзвездную и межпланетную разновидность. Впрочем, все это является очень условным. Наиболее удобным вариантом для изучения подобного явления считают исследование пыли из космоса на границах Солнечной системы или за ее пределами.
Причина такого проблематичного подхода к исследованию объекта заключается в том, что свойства внеземной пыли кардинально меняются при нахождении рядом с такой звездой, как Солнце.
Теории происхождения космической пыли
Потоки космической пыли постоянно атакуют поверхность Земли. Возникает вопрос, откуда берется это вещество. Его происхождение дает почву для множества дискуссий среди специалистов в этой области.
Выделяют такие теории образования космической пыли:
- Распад небесных тел. Некоторые ученые считают, что космическая пыль — не что иное, как результат разрушения астероидов, комет и метеоритов.
Остатки облака протопланетного типа. Есть версия, по которой космическую пыль относят к микрочастицам протопланетного облака. Впрочем, такое предположение вызывает некоторые сомнения по причине недолговечности мелкодисперсного вещества.
Результат взрыва на звездах. Вследствие этого процесса, по мнению некоторых специалистов, происходит мощный выброс энергии и газа, что приводит к образованию космической пыли.
По некоторым исследованиям, определенная часть составляющей космической пыли возникла раньше формирования Солнечной системы, что делает это вещество еще более интересным для дальнейшего изучения. На это стоит обратить внимание при оценке и анализе подобного внеземного явления.
Основные разновидности космической пыли
Конкретной классификации видов космической пыли на данный момент не существует. Можно разграничить подвиды по визуальным характеристикам и местообразованию этих микрочастиц.
Рассмотрим семь групп космической пыли в атмосфере, различных по внешним показателям:
- Серые обломки неправильной формы. Это остаточные явления после столкновения метеоритов, комет и астероидов размером не более 100-200 нм.
Частицы шлакообразного и пепловидного образования. Такие объекты сложны в опознании исключительно по внешним признакам, потому что претерпели изменения, пройдя через атмосферу Земли.
Зерна округлой формы, что по параметрам схожи с песком черного цвета. Внешне они напоминают порошок магнетита (магнитного железняка).
Черные окружности небольшого размера, обладающие характерным блеском. Их диаметр не превышает отметки 20 нм, что делает их изучение кропотливым занятием.
Более крупные шарики того же цвета с шероховатой поверхностью. Их размер достигает 100 нм и позволяет детально изучить их состав.
Шарики определенной окраски с преобладанием черных и белых тонов с включениями газа. Эти микрочастицы космического происхождения состоят из силикатной основы.
По астрономическому расположению выделяют 5 групп космической пыли:
- Пыль, находящаяся в межгалактическом пространстве. Данный вид может искажать размеры расстояний при определенных расчетах и способен изменять цвет космических объектов.
Образования в пределах Галактики. Пространство в этих пределах всегда заполнено пылью от разрушения космических тел.
Вещество, сконцентрированное между звездами. Оно наиболее интересно благодаря наличию оболочки и ядра твердой консистенции.
Пыль, расположившаяся рядом с определенной планетой. Находится она обычно в кольцевой системе небесного тела.
Три группы по общему удельному весу микрочастиц выглядят так:
- Металлическая группа. Представители этого подвида имеют удельный вес более пяти граммов на кубический сантиметр, и основа их состоит преимущественно из железа.
Группа на силикатной основе. Основа — прозрачное стекло с удельным весом приблизительно три грамма на кубический сантиметр.
Четыре группы по сходству внутреннего строения микрочастиц космической пыли:
- Сферулы с полым наполнением. Эта разновидность часто встречается в местах падения метеоритов.
Сферулы металлического образования. Такой подвид имеет ядро из кобальта и никеля, а также оболочку, которая окислилась.
Шары однородного сложения. Такие крупинки имеют окисленную оболочку.
Состав и характеристика компонентов космической пыли
Рассмотрим подробнее, из чего состоит космическая пыль. Существует некая проблема при определении состава данных микрочастиц. В отличие от газообразных веществ, твердые тела имеют непрерывающийся спектр с относительно небольшим наличием полос, что размыты. Вследствие этого затрудняется идентификация космических пылинок.
Состав космической пыли можно рассмотреть на примере основных моделей данного вещества. К ним относятся такие подвиды:
- Ледяные частицы, в структуру которых входит ядро с тугоплавкой характеристикой. Оболочка подобной модели состоит из легких элементов. В частицах крупного размера находятся атомы с элементами магнитного свойства.
Модель MRN, состав которой определяется наличием силикатных и графитовых вкраплений.
Общая классификация по химическому составу космической пыли:
- Шарики с металлической природой образования. В состав таких микрочастиц входит такой элемент, как никель.
Металлические шарики с наличием железа и отсутствием никеля.
Окружности на силиконовой основе.
Более конкретно можно рассмотреть состав космической пыли на примере обнаруженной в океаническом иле, осадочных породах и ледниках. Их формула будет мало отличаться одна от другой. Находки при изучении морского дна представляют из себя шарики с силикатной и металлической основой с присутствием таких химических элементов, как никель и кобальт. Также в недрах водной стихии были обнаружены микрочастицы с наличием алюминия, кремния и магния.
Почвы благодатны на присутствие космического материала. Особенно большое количество сферул обнаружено в местах падения метеоритов. Основой для них послужили никель и железо, а также всевозможные минералы типа троилита, кохенита, стеатита и других составляющих.
Ледники также таят в своих глыбах пришельцев из космоса в виде пыли. Силикат, железо и никель служат основой найденных сферул. Все добытые частицы были классифицированы в 10 четко разграниченных групп.
Влияние космической пыли на процессы жизнедеятельности
Влияние данной субстанции до конца не изучено специалистами, что дает большие возможности в плане дальнейшей деятельности в этом направлении. На определенной высоте при помощи ракет обнаружили специфический пояс, состоящий из космической пыли. Это дает основание утверждать, что подобное внеземное вещество воздействует на некоторые процессы, происходящие на планете Земля.
Влияние космической пыли на верхние слои атмосферы
Последние исследования свидетельствуют о том, что количество космической пыли способно влиять на изменение верхних слоев атмосферы. Данный процесс очень значим, потому что ведет к определенным колебаниям в климатической характеристике планеты Земля.
Огромное количество пыли, возникшей от столкновения астероидов, заполняет пространство вокруг нашей планеты. Ее количество достигает почти 200 тонн в сутки, что, по мнению ученых, не может не оставить своих последствий.
Наиболее подвержено этой атаке, по мнению тех же специалистов, северное полушарие, климат которого предрасположен к холодным температурам и сырости.
Вопрос воздействия космической пыли на образование облаков и изменение климата еще не изучен в достаточной степени. Новые исследования в этой области порождают все больше вопросов, ответы на которые пока не получены.
Влияние пыли из космоса на преобразование океанического ила
Облучение космической пыли солнечным ветром приводит к тому, что эти частицы попадают на Землю. Статистика свидетельствует о том, что наиболее легкий из трех изотопов гелия в огромном количестве попадает через пылинки из космоса в океанический ил.
Поглощение минералами железомарганцевого происхождения элементов из космоса послужило основой в формировании уникальных рудных образований на океанском дне.
На данный момент количество марганца в областях, которые близки к полярному кругу, ограничено. Все это связано с тем, что космическая пыль не поступает в Мировой океан в тех районах из-за ледяных щитов.
Влияние космической пыли на состав воды Мирового океана
Если рассматривать ледники Антарктиды, то они поражают количеством найденных в них остатков метеоритов и наличием космической пыли, которая в сотню раз превышает обычный фон.
Чрезмерно повышенная концентрация того же гелия-3, ценных металлов в виде кобальта, платины и никеля позволяет с уверенностью утверждать факт вмешательства космической пыли в состав ледникового щита. При этом вещество внеземного происхождения остается в первозданном и не разбавленном водами океана виде, что само по себе является уникальным явлением.
По мнению некоторых ученых, количество космической пыли в таких своеобразных ледяных щитах за последний миллион лет насчитывает порядка нескольких сотен триллионов образований метеоритного происхождения. В период потепления эти покровы тают и несут в Мировой океан элементы космической пыли.
Смотрите видео о космической пыли:
Источник