12.05.2014 | Наука

Звездную 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.

Речь идет о пыли, 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.

По публикациям UkrNet