Звёздную пыль для создания планет получили на Земле
Понимание процесса формирования планет является одной из фундаментальных задач астрономии. Многие учёные считают, что решающую роль в эволюции Вселенной играет космическая пыль, которая образуется вокруг умирающих звёзд.
Проблема заключается в том, что единственными материалами для подобных исследований могут служить либо наша полностью сформировавшаяся планета, либо скудные образцы, собранные космическими зондами.
Но специалисты американского космического агентства NASA нашли необычный способ поближе познакомиться с космическими частицами. Они воссоздали их в лабораторных условиях.
Когда красные гиганты используют последние запасы водорода и гелия, а реакция ядерного синтеза в их недрах начинает угасать, в окружающее пространство, подобно копоти из старого двигателя, выбрасываются частицы пыли. Они формируют пылевые облака, из которых позже образуются новые звёзды и планеты.
Для того чтобы воспроизвести процессы, которые происходят в атмосфере красного гиганта, учёные из Исследовательского центра Эймса (NASA Ames Research Center) использовали один из своих наиболее впечатляющих инструментов — камеру-симулятор космоса (COSmIC).
Это устройство способно поддерживать температуру ниже минус 170 градусов по Цельсию, создавать экстремальный вакуум, где давление измеряется в миллиардных долях от атмосферного, и генерировать соответствующее ультрафиолетовое излучение и видимый свет.
"Суровые условия космического пространства чрезвычайно трудно воспроизвести в лаборатории, и это давно препятствует работе по интерпретации и анализу наблюдений в космосе, — говорит руководитель проекта Фарид Салама (Farid Salama). — Теперь, используя космический симулятор, мы можем обнаружить недостающие улики и ответить на вопросы о составе и эволюции Вселенной, что является основной задачей программы космических исследований НАСА".
Исследователи распыляли в камере холодную смесь аргона и молекул углеводородов и подвергали её воздействию электрических разрядов. По мере того как смесь продолжала охлаждаться до температуры среды, молекулы объединялись в крошечные частицы. Их собирали для изучения с помощью растрового электронного микроскопа, который измеряет массу на молекулярном уровне.
"Во время таких космических экспериментов, мы можем формировать и обнаруживать наночастицы от 10 нанометров, зёрна с размером от 100 до 500 нанометров и их агрегации до полутора микрометров в диаметре, что составляет около одной десятой ширины человеческого волоса", — объясняет участница исследований Элла Сайэмма-О'Брайн (Ella Sciamma-O'Brien).
Эти результаты могут иметь важные последствия не только для исследований межзвёздной астрофизики, но и для планетологии. Они могут подсказать учёным, какие типы зёрен присутствуют в околозвёздной пыли, и подсказать, как происходит формирование планет, в том числе подобных нашей.
Сейчас Салама и его коллеги сопоставляют собственные данные с информацией, полученной от крупнейших обсерваторий.
Также по теме:
Зонд доставил на Землю семь древнейших частиц Солнечной системы
Вихри из пыли вокруг звёзд помогают формироваться планетам
Астрономы открыли зарождающуюся систему планет
Обнаружена самая отдалённая от своей звезды формирующаяся планета
Астрономы провели "перепись" космической пыли
Телескоп "Хаббл" заглянул в самое начало времён