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
Межзвездная пыль
Межзвездная пыль – это продукт разнообразных по своей интенсивности процессов, протекающих во всех уголках Вселенной, а ее невидимые частицы достигают даже поверхности Земли, летая в атмосфере вокруг нас.
Общие сведения
Многократно подтвержденный факт – природа не любит пустоты. Межзвездное космическое пространство, представляющееся нам вакуумом, на самом деле заполнено газом и микроскопическими, размером в 0,01-0,2 мкм, частицами пыли. Соединение этих невидимых элементов рождает объекты огромной величины, своего рода облака Вселенной, способные поглощать некоторые виды спектрального излучения звезд, иногда полностью скрывая их от земных исследователей.
Из чего состоит межзвездная пыль?
Строение межзвездной пыли
Эти микроскопические частицы имеют ядро, которое формируется в газовой оболочке звезд и полностью зависит от ее состава. Например, из крупиц углеродных светил образуется графитовая пыль, а из кислородных – силикатная. Это интересный процесс, длящийся целыми десятилетиями: при остывании звезды теряют свои молекулы, которые улетая в пространство, соединяются в группы и становятся основой ядра пылинки. Далее формируется оболочка из атомов водорода и более сложных молекул. В условиях низких температур межзвездная пыль находится в виде кристалликов льда. Странствуя по Галактике, маленькие путешественники теряют часть газа при нагревании, но место улетевших молекул занимают новые.
Расположение и свойства
Основная часть пыли, которая приходится на нашу Галактику, сосредоточена в области Млечного Пути. Она выделяется на фоне звезд в виде черных полос и пятен. Несмотря на то, что вес пыли ничтожен в сравнении с весом газа и составляет всего 1%, она способна скрывать от нас небесные тела. Хотя частички друг от друга и отделяют десятки метров, но даже в таком количестве наиболее плотные области поглощают до 95% света, излучаемого звездами. Размеры газопылевых облаков в нашей системе действительно огромны, они измеряются сотнями световых лет.
Влияние на наблюдения
Глобулы Теккерея делают невидимой область неба, расположенную за ними
Межзвездная пыль поглощает большую часть излучения звезд, особенно в синем спектре, она искажает их свет и полярность. Наибольшее искажение получают короткие волны далеких источников. Микрочастицы, смешанные с газом, заметны в виде темных пятен на Млечном Пути.
Материалы по теме
Современная классификация галактик
В связи с этим фактором ядро нашей Галактики полностью скрыто и доступно для наблюдения только в инфракрасных лучах. Облака с высокой концентрацией пыли становятся практически непрозрачными, поэтому частицы, находящиеся внутри, не теряют свою ледяную оболочку. Современные исследователи и ученые считают, что именно они, слипаясь, образуют ядра новых комет.
Интересные особенности, факты
Наукой доказано влияние гранул пыли на процессы образования звезд. Эти частицы содержат различные вещества, в том числе металлы, которые выступают катализаторами многочисленных химических процессов.
Наша планета каждый год увеличивает свою массу за счет падающей межзвездной пыли. Конечно, эти микроскопические частицы незаметны, а чтобы их найти и изучить исследуют дно океана и метеориты. Сбор и доставка межзвездной пыли стали одной из функций космических аппаратов и миссий.
При попадании в атмосферу Земли крупные частицы теряют свою оболочку, а мелкие незримо кружат годами вокруг нас. Космическая пыль вездесуща и схожа во всех галактиках, астрономы регулярно наблюдают темные черточки на лике далеких миров.
‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — Межзвездная пыль» title=»Межзвездная пыль»>
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник
ЖИЗНЬ В ПЫЛИ ВСЕЛЕННОЙ
По принятой гипотезе, образование Вселенной произошло в результате Большого взрыва из начального сингулярного состояния 13.8 млрд. лет назад .
Формирование Солнечной системы началось около 4,6 млрд лет назад с гравитационного коллапса небольшой части гигантского межзвёздного молекулярного облака, которое возникло в результате взрыва сверхновой звезды. Большая часть вещества оказалась в гравитационном центре коллапса с последующим образованием Солнца. Вещество, не попавшее в центр, сформировало вращающийся вокруг него протопланетный диск, из которого в дальнейшем сформировались планеты, их спутники, астероиды и другие малые тела Солнечной системы.
В итоге кроме Галактик, звёзд и планет во Вселенной существует множество небесных тел. Они меньшие по размерам, но крайне важные для Космоса и Человечества.
Коме́та — транспорт жизни. Это небольшое небесное тело, обращающееся вокруг Солнца по весьма вытянутой орбите. При приближении к Солнцу комета образует кому и иногда хвост из газа и пыли. Ядро — по размеру в несколько км, это твёрдая часть кометы, в которой сосредоточена почти вся её масса. Ядро состоит из льда, космической пыли и замороженных летучих соединений типа монооксида и диоксида углерода, метана, аммиака.
Ядро окружено комой. Это облако из пыли, воды и газа ( водород, кислород, aзoт, углерод). Кома имеет структурные части, в которых происходят наиболее интенсивные физико-химические процессы:
— Внутренняя часть комы – это молекулярные, химические и фотохимические структуры. Около 10% структур сформировалось в условиях высоких температур (больших 1100°С)! Среди них микрокристаллы оливина, состоящие из железа, марганца и других элементов, кристаллы осборнита, включающего в себя сернистый кальций и сернистый титан,
— Видимая часть комы состоит из углеводородных радикалов, насыщенных (метил, этил, пропил), так и циклических, ароматических и ПАУ.
— Ультрафиолетовая и радиационная (атомная) часть комы. Поляризационный ультрафиолет комы мог обеспечить получение аминокислот одной хиральности, так необходимых для возникновения жизни. Правда есть другая точка зрения. Это сделали космические лучи, которые сыграли особую роль в зарождении жизни на Земле. Так считают исследователи Стэнфордского университета. Результаты их работы опубликованы в журнале Astrophysical Journal.
В комете слои замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. Образуются поры в ядре, занимающие 80% его объёма. По мере нагревания газы, испаряясь, увлекают за собой облака пыли. Это позволяет объяснить образование комы и газовых, пылевых хвостов у комет длиной до 1-1,4 миллиона км.
Кометы – это павлины Вселенной. Одна миллионная масса хвоста и комы кометы даёт 99,9% свечения кометы. С древних веков до наших дней люди восхищаются и пугаются этих хвостатых вестников дьявола.
Астеро́ид — небольшое небесное тело более 30 м. движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды имеют неправильную форму и не имеют атмосферы. По состоянию на 2017 г. в базе астероидов насчитывалось 739 062 объекта. Они источник и переносчик космической пыли.
Метеоро́ид — небесное тело, промежуточное по размеру между космической пылью и астероидом, от 100мкм до 10-30 м. В атмосфере Земли оно сгорает, оставляя светящий след – это метеор или болид. Остаточная масса метеороида, достигшая поверхности Земли, называется метеоритом. Они также являются источником космической пыли.
Косми́ческая пыль (микрометеориты) — это пыль, которая находится в космосе или попадает на Землю из космоса. Размер её частиц составляет от нескольких молекул до 0,2 мкм. На поверхность Земли, по различным оценкам, ежедневно оседает от 60 до 100 тонн космической пыли.
Пыль Солнечной системы включает, в основном, кометную пыль, метероидную, астероидную пыль, межзвёздную пыль и пыль плазмы. Они образуют пылевые облака, с их бурями и штормами. Эти процессы перемешивают в «котле Вселенной» все частицы пыли.
Космическая пыль состоит из микрочастиц, которые могут соединяться с помощью электростатического напряжения в более крупные пористые фрагменты неправильной формы. Состав, размер и другие свойства частиц зависят от их местонахождения, и, соответственно, анализ состава частиц пыли может указывать на их происхождение.
Межзвёздная пыль различна по своим характеристикам. Она может иметь молекулы CO, карбида кремния, силикатов, полициклических ароматических углеводородов, льда и полиформальдегида. Кометная пыль по составу напоминает межзвёздные частицы. Астероидная пыль имеет состав углеродистый хондритных метеоритов.
Звёздная пыль была компонентом пыли межзвёздной среды при формировании Солнечной системы более четырёх миллиардов лет назад. Так называемые углистые хондриты являются наиболее богатыми источниками звёздной пыли.
Звёздная пыль представляет собой лишь малую часть космической пыли — менее 0,1 % от массы всего межзвёздного твёрдого вещества. Но исследования звёздной пыли представляют большой интерес, особенно при изучении звёздной эволюции и нуклеосинтеза.
При формирование Солнечной системы наиболее распространённым элементом был водород — H2. CO, N2, NH3 и свободный кислород. Они существовали в газообразном виде. Некоторые молекулы формировали сложные органические соединения, другие молекулы образовывали замороженные ледяные покровы, которые могли покрывать «огнеупорные» (Mg, Si, Fe) ядра пылевых частиц.
Межпланетная пыль в кометах представляет собой смесь, состоящую из несколько миллионов минеральных частиц, воды, аморфных компонентов, органических молекул, полицикличных ароматических углеводородов (ПАУ). Они располагались в естественных порах ядра и комы кометы, своеобразных протоклетках. Эта пыль была уже перемешена бурями и штормами в космических облаках.
«Матрица материала протожизни» со «встроенными» элементами, была сформирована в разное время и в разных местах солнечной туманности, а также до её образования. Примерами элементов, «встроенных» в космическую пыль, являются стеклянные частицы с вкраплением металлов и сульфидов, хондры. Хондритовые частицы богаты углеродом, железом, и многие из них имеют аномалии в содержании изотопов водорода, азота, углерода и кислорода.
Компьютерное моделирование учёных НАСА в 2012 года показало, что сложные органические молекулы, необходимые для возникновения жизни (внеземные органические молекулы), могли образоваться в протопланетном диске из частиц пыли, окружающих Солнце, до образования Земли.
Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), дают более 20% углерода во Вселенной, а это возможный исходный материал для формирования жизни. ПАУ подвергнутые воздействию условий межзвёздной среды, превращаются в более сложные органические вещества — «шаг по пути к аминокислотам и нуклеотидам, сырью белков и ДНК, соответственно».
В марте 2015 года впервые в лаборатории НАСА в условиях, максимально приближённых к космическому пространству, были синтезированы сложные органические соединения ДНК и РНК, включая урацил, цитозин и тимин, с использованием исходных химических веществ, таких как пиримидин, найденных в метеоритах. По мнению учёных, пиримидин — наиболее богатое углеродом химическое вещество, обнаруженное во Вселенной, возможно, образовался в красных гигантах или в межзвёздных пылевых и газовых облаках.
Таким образом, ещё до формирования Солнечной системы и Земли, во Вселенной уже были условия для возникновения начальных элементов жизни. Было и время для её совершенствования, почти 10 млрд. лет.
В итоге, из космической пыли сформировались первые живые организмы, приспособленные к жизни в кометах и даже в открытом Космосе. Это были примитивные термофильные стеголиты, способные образовывать споры и жить внутри них.
Гипотеза многих учёных (Сванте Аррениуса (1903), Фреда Хойл и Чандра Викрамасингхе, 1974, академика РАНА. Ю. Розанова, академика РАНА, А. С. Спирина, 2007 год ), предполагает, что бактерии возникли в Космосе. Затем они были занесены на Землю ещё в период зарождения Солнечной системы, Земли, 4.5млрд-3.800 млрд. лет назад.
Другой вариант появления бактерий в Космосе, а затем и на Земле, также возможен. Наша образованная планета была стерильной, как ребёнок после рождения. Этим мог воспользоваться и инопланетный разум (ИР). Самая известная идея «посева жизни на Земле», была высказана двумя выдающимися молекулярными биологами в мире. Это были Фрэнсис Крик и Лесли Орджел. Согласно их теории, впервые представленной в 1971 году, первые живые организмы доставили из Космоса на Землю инопланетяне, путём отправки беспилотных космических зондов с микробами.
Крик и Орджел приводят в качестве доказательства необычайно большую роль молибдена в биохимии Земных существ. Несмотря на то, что это достаточно редкий на нашей планете элемент. То есть, он взят из Космоса.
Так, 4.500 млрд лет назад, инопланетяне (внеземные бактерии) пришли на нашу Землю.
На Земле бактерии нашли хорошие условия обитания, они стали усовершенствоваться, активно размножаться, захватывать новые территории.
Они дали начало жизни на Земле.
В итоге, Человек обязан своей жизнью маленьким микробам.
Нужна Ваша подписка на мой канал. Спасибо.
Источник