Космичка прашина

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
Честица међупланетарне прашине.
Честица међупланетарне прашине.

Космичка прашина се састоји од ситних честица величине до 0,1 микрометара. Она је од чврстог материјала и као таква налази се свуда у свемиру. Састав космичке прашине као и величина честица може радикално да варира у зависности од околности у којима се прашина ствара.[1][2] Често има кристалну структуру и велики број других занимљивих својстава која су привукла пажњу астронома и других истраживача који раде у тој области укључујући хемичаре, физичаре и математичаре. Проучавањем космичке прашине може се доћи до информација о томе како се галаксије, поједине звезде и планете формирају и како на крају униште саме себе. Према томе где се налази у свемиру космичка прашина може бити: интергалактичка, међузвездана, међупланетарна или може да сачињава планетарни прстен[3][4]

У Сунчевом систему, међупланерарна прашина узрокује зодијачку светлост. Прашина Соларног система обухвата кометну прашину, астероидну прашину, прашину из Којперовог појаса, и међузвездану прашину која пролази кроз Соларни систем. Процењује се да хиљаде тона космичке прашине досегне до Земљине површине сваке године,[5] при чему свако зрно има масу између 10−16 kg (0,1 pg) и 10−4 kg (100 mg).[5] Густина облака прашине кроз који Земља путује је апроксимативно 10−6/m3.[6]

Космичка прашина садржи нека од комплексних органских једињења (аморфна органска чварста материја са мешавином ароматичнихалифатичних структура) која се може природно и брзо формирати посредством звезда.[7][8][9] Мањи део прашине у свемиру је „звездана прашина” која се састоји од већих рефракторних минирала који се сматрају материјом преосталом од звезда.

Честице међузвездане прашине су сакупљене помоћу космичког брода Звездана прашина и узорци су послати на Земљу 2006. године[10][11][12][13]

Улога космичке прашине[уреди]

Купаста маглина.
Купаста маглина звезде - формирање стуба од гаса и прашине.

Облаци космичке прашине могу да заклањају звезде, планете и друге значајне објекте у свемиру или да апсорбују светлост и тако учине многе ствари невидљивим за оптички телескоп и због тога су астрономи ову супстанцу првобитно сматрали за сметњу приликом својих истраживања. Са почетком употребе инфрацрвених камера откривен је и значај космичке прашине за многе астрономске процесе укључујући и формирање звезда и планета. Много прашине налази се око младих звезда и помаже им да да се формирају. У протопланетарним дисковима (густи облаци плина и прашине који круже око младих звезда) током милион година слепљивањем ситних зрнаца прашине, не већих од честица дима цигарете, израстају планете. Докази да је и Земља тако настала пре 4,5 милијарди година проналазе се у метеоритима и кометама, јер у њима постоји материјал који се није мењао још од формирања Земље.

Астрофизичар др Дејан Винковић[14] бавио се проучавањем услова у протопланетарним дисковима. Једна од непознаница је како тачно ситна прашина путује и живи унутар диска и које силе делују на њена зрнца. Др Винковић је открио да је једна од сила притисак зрачења самог диска прашине. Зрнца величине од микрометра осећају притисак топлотног зрачења. Комбинација притиска зрачења звезде и диска подиже прашину из диска и гура је према хладнијим деловима.[3]

Детекциони методи[уреди]

Космичка прашина у галаксији Андромеда посматрана инфрацрвеним светлом помоћу Спицеровог свемирског телескопа.

Космичка прашина се може открити индиректним методама које користе својства зрачења космичких честица прашине.

Космичка прашина се такође може директно (ин-ситу) детектовати користећи различите методе прикупљања и са разних локација за прикупљање. Процене дневног прилива ванземаљског материјала који улази у Земљину атмосферу крећу се између 5 и 300 тона.[15][16]

НАСА сакупља узорке честица звездане прашине у Земљиној атмосфери користећи сакупљачке плоче под крилима стратосферских летелица. Узорци прашине такође се прикупљају из површинских наслага на великим леденим масама Земље (Антарктик и Гренланд/Арктик) и у дубокоморским седиментима.

Дон Браунли са Универзитета у Вашингтону у Сијетлу први је поуздано идентификовао ванземаљску природу сакупљених честица прашине крајем 1970-их. Још један извор су метеорити који садрже звездану прашину издвојену из њих. Зрнца звездане прашине су чврсти ватростални комади појединачних пресоларних звезда. Она су препознатљива по екстремним изотопним композицијама, које могу бити само изотопске композиције унутар еволуираних звезда, пре било каквог мешања са међузвездним медијумом. Ова зрнца су се кондензовала из звездане материје док се хладила при напуштању звезде.

Космичка прашина у маглини Коњске главе приказана помоћу свемирског телескопа Хабл.

У међупланетарном простору, детектори прашине су изграђени и кориштени на планетарним свемирским бродовима, неки од којих тренутно лете, а други су тренутно у изградњи. Велике орбиталне брзине честица прашине у међупланетарном простору (обично 10–40 km/s) чине хватање честица без оштећења проблематичним. Уместо тога, ин-ситу детектори прашине генерално су осмишљени за мерење параметара повезаних са великим брзинама удара честица прашине на инструмент, а затим се изводе физичка својства честица (обично масе и брзине) лабораторијском калибрацијом (тј. ударима убрзаних честица познатих својстава на лабораторијске копије детектора прашине). Током година детектори прашине су мерили између осталог, ударни светлосни бљесак, звучни сигнал и ударну јонизацију. Недавно је инструмент за прашину на Стардусту ухватио нетакнуте честице у аерогелу ниске густине.

Детектори прашине су у прошлости летели на свемирским мисијама HEOS-2, Хелиос, Пионир 10, Пионир 11, Гиото, Галилео и Касини—Хајгенс, на сателитима у Земљиним орбитама LDEF, EURECA и Горид, а неки научници су користили Војаџер 1 и 2 свемирске летелице као џиновске Лангмјурове сонде за директно узорковање космичке прашине. Тренутно детектори прашине лете на свемирским бродовима Јулисиз, Проба, Розета, Стардуст и Нови хоризонти. Сакупљену прашину на Земљи или сакупљену даље у свемиру и враћену свемирским мисијама, по повратку анализирају научници у лабораторијама широм света. Једно велико складиште космичке прашине постоји у НАСА Хјустон ЏСК.

Инфрацрвена светлост може да продре кроз облаке космичке прашине, што омогућава да се завири у регионе формирања звезда и у центре галаксија. Насин Спицер свемирски телескоп је највећи инфрацрвени телескоп који је лансиран у свемир. Носила га је ракета Делта из Кејп Канаверала на Флориди, 25. августа 2003. године. Током своје мисије, Спицер је генерисао слике и спектре детектујући топлотно зрачење које емитују објекти у свемиру између таласних дужина од 3 до 180 микрометара. Већину овог инфрацрвеног зрачења блокира земљина атмосфера и стога се оно не може посматрати са Земље. Налази са Спицера ревитализирали су студије космичке прашине. Један извештај показао је доказе да се космичка прашина формира у близини супермасивне црне рупе. [17]

Други механизам детекције је полариметрија. Зрна прашине нису сферна и имају тенденцију да се усклађују са међузвездним магнетним пољима, преферентно поларизирајућом звезданом светлошћу која пролази кроз облаке прашине. У оближњем међузвезданом простору, где међузвездано црвенило није довољно интензивно да би се могло детектовати, користи се оптичка полариметрија високе прецизности да би се добио увид у структуру прашине унутар локалног мехура.[18]

Током 2019. године, истраживачи су пронашли међузвездану прашину на Антарктику коју је повезана са локални међузвезданим облаком. Детекција међузвездане прашине на Антарктику обављена је мерењем радионуклида Fe-60 и Mn-53 помоћу високо осетљиве акцелераторске масне спектрометрије.[19]

Интергалактичка прашина[уреди]

Космичка прашина попуњава простор између галаксија. Део је интергалактичког облака прашине, који је откривен око неких галаксија још 1960. године. Ова прашина може да утиче на мерење међугалактичких дистанци, као што су, на пример, удаљености између супернова и квазара у различитим галаксијама.

Међузвездана прашина[уреди]

Прашина у свемиру.
Прашина у свемиру.

Међузвездану прашину чине честице пречника 10-15 метара и масе око 10-16 килограма на којима се врши апсорпција, расејање и поларизација светлости звезда. Прашина је неравномерно распоређена у простору, а највише је има у равни Млечног пута. У међузвезданом простору Млечног пута се, осим гравитационог и магнетног поља, налазе међузвездана прашина и гас који заједно чине међузвездану материју.[20]

Међузвездани гас се састоји првенствено од водоника и хелијума са температурама које се крећу између 5 и 30 К . Температура гаса може достићи и неколико стотина Келвина ако се ради о облацима гасова који се налазе се у близини веома топлих звезда и такви облаци имају највише атомског водоника који је јонизован ултраљубичастим зрачењем звезде. Најнижу температуру има међузвездани гас који се састоји већином од молекуларног водоника (H2), ти молекули се групишу у облаке и у великом броју су пронађени у широком прстену на удаљености између 10 и 25 хиљада светлосних година од центра галаксије Млечни пут. Молекуларни водоник пронађен је и у центру Млечног пута.[21]

Међупланетарна прашина[уреди]

Међупланетарна прашина се може наћи у одређеним соларним системима, расута је широм појаса астероида и кружи око звезде система. У Сунчевом систему међупланетарна прашина изазива зодијачку светлост.[22].[3]

Види још[уреди]

Референце[уреди]

  1. ^ Broad, William J. (10. 3. 2017). „Flecks of Extraterrestrial Dust, All Over the Roof”. The New York Times. Приступљено 10. 3. 2017. 
  2. ^ Gengel, M.J.; Larsen, J.; Van Ginneken, M.; Suttle, M.D. (1. 12. 2016). „An urban collection of modern-day large micrometeorites: Evidence for variations in the extraterrestrial dust flux through the Quaternary” (PDF). Geology. 45 (2): 119. Bibcode:2017Geo....45..119G. doi:10.1130/G38352.1. Приступљено 11. 3. 2017. 
  3. 3,0 3,1 3,2 What is Cosmic Dust?, Приступљено 28. април 2013
  4. ^ Cosmic dust, Приступљено 28. април 2013
  5. 5,0 5,1 Spacecraft Measurements of the Cosmic Dust Flux", Herbert A. Zook. doi:10.1007/978-1-4419-8694-8_5
  6. ^ "Applications of the Electrodynamic Tether to Interstellar Travel" Gregory L. Matloff, Less Johnson, February, 2005
  7. ^ Chow, Denise (26. 10. 2011). „Discovery: Cosmic Dust Contains Organic Matter from Stars”. Space.com. Приступљено 26. 10. 2011. 
  8. ^ ScienceDaily Staff (26. 10. 2011). „Astronomers Discover Complex Organic Matter Exists Throughout the Universe”. ScienceDaily. Приступљено 27. 10. 2011. 
  9. ^ Kwok, Sun; Zhang, Yong (26. 10. 2011). „Mixed aromatic–aliphatic organic nanoparticles as carriers of unidentified infrared emission features”. Nature. 479 (7371): 80—3. Bibcode:2011Natur.479...80K. PMID 22031328. doi:10.1038/nature10542. 
  10. ^ Agle, DC; Brown, Dwayne; Jeffs, William (14. 8. 2014). „Stardust Discovers Potential Interstellar Space Particles”. NASA. Приступљено 14. 8. 2014. 
  11. ^ Dunn, Marcia (14. 8. 2014). „Specks returned from space may be alien visitors”. AP News. Архивирано из оригинала на датум 19. 8. 2014. Приступљено 14. 8. 2014. 
  12. ^ Hand, Eric (14. 8. 2014). „Seven grains of interstellar dust reveal their secrets”. Science News. Приступљено 14. 8. 2014. 
  13. ^ Westphal, Andrew J.; et al. (15. 8. 2014). „Evidence for interstellar origin of seven dust particles collected by the Stardust spacecraft”. Science. 345 (6198): 786—791. Bibcode:2014Sci...345..786W. PMID 25124433. doi:10.1126/science.1252496. hdl:2381/32470. Приступљено 15. 8. 2014. 
  14. ^ Дејан Винковић
  15. ^ Atkins, Nancy (март 2012), Getting a Handle on How Much Cosmic Dust Hits Earth, Universe Today 
  16. ^ Royal Astronomical Society, press release (март 2012), CODITA: measuring the cosmic dust swept up by the Earth (UK-Germany National Astronomy Meeting NAM2012 изд.), Royal Astronomical Society, Архивирано из оригинала на датум 2013-09-20 
  17. ^ Markwick-Kemper, F.; Gallagher, S. C.; Hines, D. C.; Bouwman, J. (2007). „Dust in the Wind: Crystalline Silicates, Corundum, and Periclase in PG 2112+059”. Astrophysical Journal. 668 (2): L107—L110. Bibcode:2007ApJ...668L.107M. arXiv:0710.2225Слободан приступ. doi:10.1086/523104. 
  18. ^ Cotton, D. V.; et al. (јануар 2016). „The linear polarization of Southern bright stars measured at the parts-per-million level”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 455 (2): 1607—1628. Bibcode:2016MNRAS.455.1607C. arXiv:1509.07221Слободан приступ. doi:10.1093/mnras/stv2185.  arXiv
  19. ^ Koll, D.; et., al. (2019). „Interstellar 60Fe in Antarctica”. Physical Review Letters. doi:10.1103/PhysRevLett.123.072701. 
  20. ^ Међузвездану материја
  21. ^ Млечни пут Архивирано на сајту Wayback Machine (децембар 27, 2012) (на језику: енглески), Приступљено 28. април 2013
  22. ^ „Зодијачка светлост”. Архивирано из оригинала на датум 27. 12. 2012. Приступљено 17. 5. 2013. 

Литература[уреди]

  • Evans, Aneurin (1994). The Dusty Universe. Ellis Horwood. 

Спољашње везе[уреди]