KOSMIČKA PRAŠINA, čvrste čestice karakterističnih veličina od oko 0,001 µm do oko 1 µm (i moguće do 100 µm ili više u međuplanetarnom mediju i protoplanetarnim diskovima) koje se nalaze u gotovo svim astronomskim objektima od Sunčevog sistema do samog udaljene galaksije i kvazari. Karakteristike prašine (koncentracija čestica, hemijski sastav, veličina čestica, itd.) značajno variraju od jednog objekta do drugog, čak i za objekte istog tipa. Kosmička prašina se raspršuje i apsorbuje upadno zračenje. Raspršeno zračenje iste talasne dužine kao i upadno zračenje širi se u svim smjerovima. Zračenje koje apsorbuje zrno prašine transformiše se u toplotnu energiju, a čestica obično zrači u području dužine talasne dužine spektra u poređenju sa upadnim zračenjem. Oba procesa doprinose izumiranju - slabljenju zračenja nebeskih tijela prašinom koja se nalazi na liniji vida između objekta i posmatrača.

Prašni objekti se istražuju u gotovo cijelom rasponu elektromagnetnih talasa- od rendgenskog do milimetra. Čini se da električno dipolno zračenje ultrafinih čestica koje se brzo rotiraju daje određeni doprinos mikrovalnom zračenju na frekvencijama od 10-60 GHz. Važna uloga igraju laboratorijske eksperimente u kojima mjere indekse loma, kao i spektre apsorpcije i matrice raspršenja čestica - analoga zrnaca kosmičke prašine, simuliraju procese stvaranja i rasta vatrostalnih zrna prašine u atmosferama zvijezda i protoplanetarnih diskova, proučavaju formiranje molekula i evolucija isparljivih komponenti prašine u uslovima sličnim onima koji postoje u tamnim međuzvjezdanim oblacima.

Kosmička prašina, koja se nalazi u različitim fizičkim uslovima, direktno se proučava u sastavu meteorita koji su pali na površinu Zemlje, u gornje slojeve Zemljine atmosfere (međuplanetarna prašina i ostaci malih kometa), tokom letova svemirskih letelica do planeta, asteroidi i komete (blizu planetarne i kometne prašine) i izvan granica heliosfere (međuzvjezdana prašina). Zemljina i svemirska daljinska osmatranja svemirska prašina pokrivaju Sunčev sistem (interplanetarna, cirkumplanetarna i kometna prašina, prašina u blizini Sunca), međuzvjezdani medij naše Galaksije (međuzvjezdana, cirkumplanetarna i maglina prašina) i druge galaksije (ekstragalaktička prašina), kao i vrlo udaljene objekte (kosmološka prašina) .

Čestice kosmičke prašine uglavnom se sastoje od ugljičnih tvari (amorfni ugljik, grafit) i silikata magnezija i željeza (olivini, pirokseni). One se kondenzuju i rastu u atmosferama zvijezda kasnih spektralnih klasa i u protoplanetarnim maglinama, a zatim se izbacuju u međuzvjezdani medij pod pritiskom zračenja. U međuzvjezdanim oblacima, posebno gustim, vatrostalne čestice nastavljaju rasti kao rezultat akrecije atoma plina, kao i kada se čestice sudaraju i lijepe zajedno (koagulacija). To dovodi do pojave ljuski isparljivih tvari (uglavnom leda) i stvaranja poroznih čestica agregata. Uništavanje zrna prašine nastaje kao rezultat disperzije u udarnim valovima koji nastaju nakon eksplozija supernove, ili isparavanja u procesu formiranja zvijezda koji je započeo u oblaku. Preostala prašina nastavlja da se razvija u blizini formirane zvezde i kasnije se manifestuje u obliku međuplanetarnog oblaka prašine ili kometnih jezgara. Paradoksalno, prašina oko evoluiranih (starih) zvijezda je “svježa” (nedavno formirana u njihovoj atmosferi), a oko mladih zvijezda je stara (evoluirala kao dio međuzvjezdanog medija). Pretpostavlja se da se kosmološka prašina, koja možda postoji u udaljenim galaksijama, kondenzovala u izbacivanju materije nakon eksplozija masivnih supernova.

Lit. vidi u ul. Međuzvjezdana prašina.

Naučnici sa Univerziteta Havaji došli su do senzacionalnog otkrića - kosmička prašina sadrži organska materija , uključujući vodu, što potvrđuje mogućnost prenošenja različitih oblika života iz jedne galaksije u drugu. Komete i asteroidi koji lete u svemiru redovno donose masu zvjezdane prašine u atmosferu planeta. Dakle, međuzvjezdana prašina djeluje kao svojevrsni "transport" koji može dopremiti vodu sa organskom materijom na Zemlju i na druge planete Sunčevog sistema. Možda je jednom tok kosmičke prašine doveo do pojave života na Zemlji. Moguće je da je život na Marsu, čije postojanje izaziva mnogo kontroverzi u naučnim krugovima, mogao nastati na isti način.

Mehanizam stvaranja vode u strukturi kosmičke prašine

U procesu kretanja kroz svemir, površina međuzvjezdanih čestica prašine se ozrači, što dovodi do stvaranja vodenih spojeva. Ovaj mehanizam se može detaljnije opisati na sljedeći način: joni vodika prisutni u solarnim vrtložnim tokovima bombardiraju ljusku čestica kosmičke prašine, izbacujući pojedinačne atome iz kristalne strukture silikatnog minerala, glavnog građevinskog materijala međugalaktičkih objekata. Kao rezultat ovog procesa oslobađa se kisik koji reagira s vodikom. Tako nastaju molekuli vode koji sadrže inkluzije organskih tvari.

Sudarajući se s površinom planete, asteroidi, meteoriti i komete donose mješavinu vode i organske tvari na njenu površinu.

Šta kosmička prašina- pratilac asteroida, meteorita i kometa, nosi molekule organskih jedinjenja ugljika, znalo se i ranije. Ali činjenica da zvjezdana prašina prenosi i vodu nije dokazana. Tek sada su američki naučnici to prvi put otkrili organska materija nose međuzvjezdane čestice prašine zajedno s molekulima vode.

Kako je voda dospjela na Mjesec?

Otkriće naučnika iz SAD moglo bi pomoći da se podigne veo misterije nad mehanizmom formiranja čudnih ledenih formacija. Unatoč činjenici da je površina Mjeseca potpuno dehidrirana, OH spoj je pronađen na njegovoj strani sjene pomoću sondiranja. Ovaj nalaz svjedoči u prilog mogućeg prisustva vode u mjesečevoj utrobi.

Druga strana Mjeseca je potpuno prekrivena ledom. Možda su molekuli vode sa kosmičkom prašinom udarili na njegovu površinu prije mnogo milijardi godina.

Od ere lunarnih rovera Apolo u istraživanju Mjeseca, kada su uzorci lunarnog tla dopremljeni na Zemlju, naučnici su došli do zaključka da sunčani vjetar izaziva promene u hemijski sastav zvjezdane prašine koja prekriva površine planeta. Još se tada raspravljalo o mogućnosti formiranja molekula vode u debljini kosmičke prašine na Mjesecu, ali analitičke metode istraživanja koje su tada bile dostupne nisu mogle ni dokazati ni opovrgnuti ovu hipotezu.

Svemirska prašina - nosilac životnih oblika

Zbog činjenice da se voda formira u vrlo malom volumenu i lokalizirana je u tankoj ljusci na površini svemirska prašina, tek sada je to postalo moguće vidjeti elektronskim mikroskopom visoka rezolucija. Naučnici vjeruju da je sličan mehanizam kretanja vode s molekulima organskih jedinjenja moguć i u drugim galaksijama, gdje se ona okreće oko "roditeljske" zvijezde. U svojim daljim istraživanjima naučnici nameravaju da detaljnije identifikuju koji neorganski i organska materija na bazi ugljenika prisutni su u strukturi zvezdane prašine.

Zanimljivo je znati! Egzoplaneta je planeta koja se nalazi izvan Sunčevog sistema i okreće se oko zvijezde. Na ovog trenutka Oko 1000 egzoplaneta je vizuelno otkriveno u našoj galaksiji, formirajući oko 800 planetarnih sistema. Međutim, indirektne metode detekcije ukazuju na postojanje 100 milijardi egzoplaneta, od kojih 5-10 milijardi ima parametre slične Zemlji, odnosno jesu. Značajan doprinos misiji traženja planetarnih grupa poput Sunčevog sistema dao je astronomski satelit-teleskop Kepler, lansiran u svemir 2009. godine, zajedno sa programom Planet Hunters.

Kako je život mogao nastati na Zemlji?

Vrlo je vjerovatno da komete putuju kroz svemir sa velika brzina, sposobni su stvoriti dovoljno energije prilikom sudara s planetom da započnu sintezu složenijih organskih spojeva, uključujući molekule aminokiselina, iz komponenti leda. Sličan efekat se javlja kada se meteorit sudari sa ledenom površinom planete. Udarni val stvara toplinu, koja pokreće stvaranje aminokiselina iz pojedinačnih molekula svemirske prašine koje obrađuje solarni vjetar.

Zanimljivo je znati! Komete se sastoje od velikih blokova leda nastalih kondenzacijom vodene pare tokom ranog stvaranja Sunčevog sistema, prije oko 4,5 milijardi godina. U svojoj strukturi komete sadrže ugljen-dioksid, voda, amonijak, metanol. Ove supstance tokom sudara kometa sa Zemljom, u ranoj fazi njenog razvoja, mogle bi proizvesti dovoljno energije za proizvodnju aminokiselina – građevinskih proteina neophodnih za razvoj života.

Kompjuterske simulacije su pokazale da su ledene komete koje su se srušile na Zemljinu površinu prije milijardi godina možda sadržavale mješavine prebiotika i jednostavne aminokiseline poput glicina, od kojih je kasnije nastao život na Zemlji.

Količina energije koja se oslobađa prilikom sudara nebeskog tijela i planete dovoljna je da započne proces stvaranja aminokiselina

Naučnici su otkrili da se unutar Sunčevog sistema mogu naći ledena tijela sa identičnim organskim jedinjenjima koja se nalaze u kometama. Na primjer, Enceladus, jedan od Saturnovih satelita, ili Europa, Jupiterov satelit, sadrže u svojoj ljusci organska materija pomešan sa ledom. Hipotetički, svako bombardovanje satelita meteoritima, asteroidima ili kometama može dovesti do pojave života na ovim planetama.

U kontaktu sa

Zdravo!

Danas ćemo razgovarati o vrlo zanimljivoj temi vezanoj za takvu nauku kao što je astronomija! Hajde da pričamo o svemirskoj prašini. Pretpostavljam da su mnogi od vas prvi put čuli za to. Dakle, treba da ispričaš o njoj sve što samo ja znam! U školi – astronomija mi je bila jedan od omiljenih predmeta, reći ću više – najdraži, jer sam upravo iz astronomije položio ispit. Iako sam dobila 13. kartu, koja je bila najteža, položila sam ispit odlično i bila zadovoljna!

Ako je sasvim pristupačno reći šta je kosmička prašina, onda se od kosmičke materije, na primjer, od asteroida mogu zamisliti svi fragmenti koji se nalaze samo u Univerzumu. A Univerzum ipak nije samo Svemir! Ne brkajte, dragi moji i dobri! Univerzum je cijeli naš svijet - cijeli naš ogromni globus!

Kako nastaje svemirska prašina?

Na primjer, kosmička prašina može nastati kada se dva asteroida sudare u svemiru i prilikom sudara se razbiju na male čestice. Mnogi naučnici su također skloni vjerovati da je njegovo formiranje povezano sa zgušnjavanjem međuzvjezdanog plina.

Kako nastaje svemirska prašina?

Kako nastaje, upravo smo saznali, sada ćemo naučiti kako nastaje. Po pravilu, ova zrna prašine jednostavno nastaju u atmosferama crvenih zvijezda, ako ste čuli, takve crvene zvijezde nazivaju se i patuljastim zvijezdama; nastaju kada se na zvijezdama dese razne eksplozije; kada se gas aktivno izbacuje iz samih jezgara galaksija; protozvezdana i planetarna maglina - takođe doprinosi njenom nastanku, međutim, kao i sama zvezdana atmosfera i međuzvjezdani oblaci.

Koje se vrste kosmičke prašine mogu razlikovati, s obzirom na njeno porijeklo?

Što se tiče vrsta, u pogledu porijekla razlikujemo sljedeće vrste:

međuzvjezdani tip prašine, kada se dogodi eksplozija na zvijezdama, dolazi do ogromnog oslobađanja plina i snažnog oslobađanja energije

intergalaktički,

međuplanetarni,

cirkumplanetarni: pojavio se kao "smeće", ostaci, nakon formiranja drugih planeta.

Postoje li vrste koje nisu klasificirane prema porijeklu, već prema vanjskim karakteristikama?

crni krugovi, mali, sjajni

crni krugovi, ali veće veličine, grube površine

krugovi su crno-bijele kuglice, koje u svom sastavu imaju silikatnu osnovu

krugovi, koji se sastoje od stakla i metala, heterogeni su i mali (20 nm)

krugovi slični magnetitnom prahu, crni su i izgledaju kao crni pijesak

krugovi nalik pepelu i šljaci

vrsta koja je nastala sudarom asteroida, kometa, meteorita

Srećno pitanje! Naravno da može. I od sudara meteorita, takođe. Od sudara bilo kojeg nebeskog tijela moguće je njegovo formiranje.

Pitanje formiranja i porijekla kosmičke prašine je još uvijek kontroverzno, a različiti naučnici iznose svoja gledišta, ali možete se pridržavati jednog ili dva stajališta koja su vam bliska po ovom pitanju. Na primjer, onaj koji je razumljiviji.

Uostalom, čak ni s obzirom na njegovu vrstu ne postoji apsolutno tačna klasifikacija!

kuglice čija je osnova homogena; njihova ljuska je oksidirana;

kuglice čija je osnova silikat; budući da imaju inkluzije plina, njihov izgled je često sličan šljaci ili pjeni;

kuglice, čija je osnova metal sa jezgrom od nikla i kobalta; ljuska je također oksidirana;

krugovi čije je punjenje šuplje.

mogu biti ledeni, a njihova školjka se sastoji od lakih elemenata; u velikim česticama leda postoje čak i atomi koji imaju magnetna svojstva,

krugovi sa inkluzijama silikata i grafita,

krugovi koji se sastoje od oksida, koji su zasnovani na dvoatomskim oksidima:

Svemirska prašina nije u potpunosti shvaćena! Puno je otvorenih pitanja, jer su kontroverzna, ali mislim da još uvijek imamo glavne ideje!

Po masi, čvrste čestice prašine čine zanemarljiv dio Univerzuma, ali su zahvaljujući međuzvjezdanoj prašini nastale i pojavljuju se zvijezde, planete i ljudi koji proučavaju svemir i jednostavno se dive zvijezdama. Kakva je to supstanca ova kosmička prašina? Šta tjera ljude da opremaju ekspedicije u svemir vrijedne godišnjeg budžeta male države u nadi da će samo, a ne sa čvrstom sigurnošću, izvući i donijeti na Zemlju barem malu šaku međuzvjezdane prašine?

Između zvezda i planeta

Prašina se u astronomiji naziva malim, djelićima mikrona veličine, čvrstim česticama koje lete u svemiru. Kosmička prašina se često uslovno dijeli na međuplanetarnu i međuzvjezdanu prašinu, iako, očito, međuzvjezdani ulazak u međuplanetarni prostor nije zabranjen. Samo ga pronaći tamo, među "lokalnom" prašinom, nije lako, vjerovatnoća je mala, a njegova svojstva u blizini Sunca mogu se značajno promijeniti. Sada, ako odletite daleko, do granica Sunčevog sistema, tamo je vjerovatnoća da ćete uhvatiti pravu međuzvjezdanu prašinu vrlo velika. Idealna opcija je da se u potpunosti prevaziđe solarni sistem.

Prašina je međuplanetarna, u svakom slučaju, u relativnoj blizini Zemlje - materija je prilično proučena. Ispunjavajući čitav prostor Sunčevog sistema i koncentrisan u ravni njegovog ekvatora, rođen je najvećim delom kao rezultat slučajnih sudara asteroida i uništavanja kometa koje se približavaju Suncu. Sastav prašine se, naime, ne razlikuje od sastava meteorita koji padaju na Zemlju: vrlo ga je zanimljivo proučavati, a još uvijek ima mnogo otkrića u ovoj oblasti, ali čini se da nema posebnog intriga ovde. Ali zahvaljujući ovoj prašini unutra lijepo vrijeme na zapadu odmah nakon zalaska sunca, ili na istoku prije izlaska sunca, možete se diviti blijedoj stošci svjetlosti iznad horizonta. Ovo je takozvani zodijak sunčeva svetlost raspršene malim kosmičkim česticama prašine.

Mnogo zanimljivija je međuzvjezdana prašina. Njegova karakteristična karakteristika je prisustvo čvrstog jezgra i ljuske. Čini se da se jezgro sastoji uglavnom od ugljika, silicija i metala. A ljuska je uglavnom napravljena od plinovitih elemenata zamrznutih na površini jezgra, kristaliziranih u uvjetima "dubokog zamrzavanja" međuzvjezdanog prostora, a to je oko 10 kelvina, vodonik i kisik. Međutim, u njemu postoje nečistoće molekula i to još složenije. To su amonijak, metan, pa čak i poliatomski organski molekuli koji se zalijepe za zrno prašine ili se formiraju na njegovoj površini tokom lutanja. Neke od ovih tvari, naravno, odlijeću s njegove površine, na primjer, pod utjecajem ultraljubičastog zračenja, ali taj je proces reverzibilan - neke odlete, druge se smrzavaju ili se sintetiziraju.

Sada, u prostoru između zvijezda ili blizu njih, naravno, ne kemijske, već fizičke, odnosno spektroskopske, već su pronađene metode: voda, oksidi ugljika, dušika, sumpora i silicija, hlorovodonik, amonijak, acetilen, organske kiseline, kao što su mravlja i sirćetna, etil i metil alkoholi, benzen, naftalen. Čak su pronašli i aminokiselinu glicin!

Bilo bi zanimljivo uhvatiti i proučavati međuzvjezdanu prašinu koja prodire u Sunčev sistem i vjerovatno pada na Zemlju. Problem "hvatanja" nije lak, jer malo čestica međuzvjezdane prašine uspijeva zadržati svoj ledeni "kaput" na suncu, posebno u Zemljinoj atmosferi. Velike postaju previše vruće svemirska brzina ne mogu se brzo ugasiti, a čestice prašine „gore“. Mali, međutim, godinama planiraju u atmosferi, zadržavajući dio školjke, ali ovdje nastaje problem njihovog pronalaženja i identifikacije.

Postoji još jedan vrlo intrigantan detalj. Radi se o prašini, čije jezgre se sastoje od ugljika. Ugljik koji se sintetizira u jezgri zvijezda i odlazi u svemir, na primjer, iz atmosfere zvijezda koje stare (poput crvenih divova), leteći u međuzvjezdani prostor, hladi se i kondenzira na sličan način kao nakon vruće dnevne magle iz ohlađene vode. para se skuplja u nizinama. U zavisnosti od uslova kristalizacije, mogu se dobiti slojevite strukture grafita, dijamantskih kristala (zamislite samo čitave oblake sićušnih dijamanata!), pa čak i šuplje kugle atoma ugljenika (fulerena). A u njima su, možda, kao u sefu ili kontejneru, pohranjene čestice atmosfere vrlo drevne zvijezde. Pronalaženje takvih čestica prašine bio bi veliki uspjeh.

Gdje se nalazi svemirska prašina?

Mora se reći da je sam koncept kosmičkog vakuuma kao nečeg potpuno praznog dugo ostao samo poetska metafora. Zapravo, čitav prostor Univerzuma, i između zvijezda i galaksija, ispunjen je materijom, teče elementarne čestice, zračenje i polja magnetna, električna i gravitaciona. Sve što se, relativno govoreći, može dodirnuti su gas, prašina i plazma, čiji doprinos ukupnoj masi Univerzuma, prema različitim procenama, iznosi samo oko 12% pri srednje gustine oko 10-24 g/cm 3 . Gasa u svemiru ima najviše, skoro 99%. To su uglavnom vodonik (do 77,4%) i helijum (21%), ostatak čini manje od dva procenta mase. A tu je i prašina po masi, skoro sto puta manja od gasa.

Iako je ponekad praznina u međuzvjezdanom i međugalaktičkom prostoru gotovo idealna: ponekad postoji 1 litar prostora za jedan atom materije! Takav vakuum ne postoji ni u zemaljskim laboratorijama ni u Sunčevom sistemu. Za poređenje možemo navesti sljedeći primjer: u 1 cm 3 zraka koji udišemo nalazi se otprilike 30.000.000.000.000.000.000 molekula.

Ova materija je vrlo neravnomjerno raspoređena u međuzvjezdanom prostoru. Većina međuzvjezdanog plina i prašine formira sloj plina i prašine u blizini ravni simetrije galaktičkog diska. Njegova debljina u našoj galaksiji je nekoliko stotina svjetlosnih godina. Većina gasa i prašine u njegovim spiralnim granama (rukovima) i jezgru koncentrisana je uglavnom u džinovskim molekularnim oblacima veličine od 5 do 50 parseka (16160 svetlosnih godina) i težine desetina hiljada, pa čak i miliona solarnih masa. Ali čak i unutar ovih oblaka, materija je takođe raspoređena nehomogeno. U glavnom volumenu oblaka, takozvanom krznenom kaputu, uglavnom od molekularnog vodonika, gustina čestica je oko 100 komada po 1 cm 3. U zgušnjavanju unutar oblaka dostiže desetine hiljada čestica po 1 cm 3 , a u jezgrima ovih zgušnjavanja, općenito, milione čestica po 1 cm 3 . Upravo je ova neravnomjernost u distribuciji materije u Univerzumu ono što duguje postojanje zvijezda, planeta i, konačno, nas samih. Zbog toga što se u molekularnim oblacima, gustim i relativno hladnim, rađaju zvijezde.

Ono što je zanimljivo: što je veća gustina oblaka, to je raznovrsniji po sastavu. U ovom slučaju postoji korespondencija između gustoće i temperature oblaka (ili njegovih pojedinačnih dijelova) i onih tvari čiji se molekuli tamo nalaze. S jedne strane, ovo je zgodno za proučavanje oblaka: promatranjem njihovih pojedinačnih komponenti u različitim spektralnim rasponima duž karakterističnih linija spektra, na primjer, CO, OH ili NH 3, možete "pogledati" u jedan ili drugi dio od toga. S druge strane, podaci o sastavu oblaka nam omogućavaju da naučimo mnogo o procesima koji se u njemu odvijaju.

Osim toga, u međuzvjezdanom prostoru, sudeći po spektrima, postoje i supstance čije je postojanje u zemaljskim uslovima jednostavno nemoguće. To su joni i radikali. Njihova hemijska aktivnost je toliko visoka da odmah reaguju na Zemlji. A u razrijeđenom hladnom prostoru svemira žive dugo i sasvim slobodno.

Općenito, plin u međuzvjezdanom prostoru nije samo atomski. Tamo gdje je hladnije, ne više od 50 kelvina, atomi uspijevaju ostati zajedno, formirajući molekule. Međutim, velika masa međuzvjezdanog plina je još uvijek u atomskom stanju. Ovo je uglavnom vodonik, njegov neutralni oblik otkriven je relativno nedavno 1951. Kao što znate, emituje radio talase dužine 21 cm (frekvencija 1420 MHz), čiji je intenzitet određivao koliki je u Galaksiji. Uzgred, nehomogeno je raspoređen u prostoru između zvijezda. U oblacima atomskog vodika, njegova koncentracija doseže nekoliko atoma po 1 cm3, ali između oblaka je za redove veličine manja.

Konačno, u blizini vrućih zvijezda, plin postoji u obliku jona. Snažno ultraljubičasto zračenje zagrijava i ionizira plin i on počinje svijetliti. Zato područja sa visokom koncentracijom vrelog gasa, sa temperaturom od oko 10.000 K, izgledaju kao svetleći oblaci. Zovu se magline svjetlosnog gasa.

I u bilo kojoj maglini, u većoj ili manjoj mjeri, postoji međuzvjezdana prašina. Unatoč činjenici da se magline uvjetno dijele na prašnjave i plinovite, u obje ima prašine. A u svakom slučaju, prašina je ta koja očigledno pomaže da se zvijezde formiraju u dubinama maglina.

maglenih objekata

Među svim svemirskim objektima, magline su možda i najljepše. Istina, tamne magline u vidljivom rasponu izgledaju baš kao crne mrlje na nebu, najbolje ih je promatrati na pozadini mliječni put. Ali u drugim opsezima elektromagnetnih talasa, kao što je infracrveno, oni su vrlo dobro vidljivi i slike su veoma neobične.

Magline su izolirane u svemiru, povezane gravitacijskim silama ili vanjskim pritiskom, nakupinama plina i prašine. Njihova masa može biti od 0,1 do 10.000 solarnih masa, a veličina od 1 do 10 parseka.

U početku su astronome nervirale magline. Sve do sredine 19. veka otkrivene magline su smatrane dosadnom smetnjom koja je sprečavala posmatranje zvezda i traženje novih kometa. Godine 1714. Englez Edmond Halley, čije ime nosi slavna kometa, čak je sastavio "crnu listu" od šest maglina kako ne bi dovele "hvatače kometa" u zabludu, a Francuz Charles Messier proširio je ovu listu na 103 objekta. Na sreću, muzičar Sir William Herschel, njegova sestra i sin, koji je bio zaljubljen u astronomiju, zainteresovali su se za magline. Posmatrajući nebo vlastitim izgrađenim teleskopima, za sobom su ostavili katalog maglina i zvjezdanih jata, s podacima o 5.079 svemirskih objekata!

Herschelovi su praktično iscrpili mogućnosti optičkih teleskopa tih godina. Međutim, izum fotografije i veliko vrijeme ekspozicija je omogućila pronalaženje vrlo slabo svjetlećih objekata. Nešto kasnije, spektralne metode analize, promatranja u različitim rasponima elektromagnetnih valova omogućili su u budućnosti ne samo otkrivanje mnogih novih maglina, već i utvrđivanje njihove strukture i svojstava.

Međuzvjezdana maglina izgleda sjajno u dva slučaja: ili je toliko vruća da sam plin svijetli, takve se magline nazivaju emisione magline; ili je sama maglina hladna, ali njena prašina raspršuje svetlost obližnje sjajne zvezde, ovo je odrazna maglina.

Tamne magline su takođe međuzvjezdane kolekcije gasa i prašine. Ali za razliku od svjetlosnih gasovitih maglina, ponekad vidljivih čak i jakim dvogledom ili teleskopom, kao što je Orionova maglina, tamne magline ne emituju svjetlost, već je apsorbiraju. Kada svjetlost zvijezde prođe kroz takve magline, prašina je može u potpunosti apsorbirati, pretvarajući je u infracrveno zračenje nevidljivo oku. Stoga takve magline izgledaju kao padovi bez zvijezda na nebu. V. Herschel ih je nazvao "rupama na nebu". Možda najspektakularnija od njih je maglina Konjska glava.

Međutim, čestice prašine možda neće u potpunosti apsorbirati svjetlost zvijezda, već je samo djelimično raspršiti, i to selektivno. Činjenica je da je veličina međuzvjezdanih čestica prašine bliska talasnoj dužini plave svjetlosti, pa se ona jače raspršuje i apsorbira, a do nas bolje dopire „crveni“ dio svjetlosti zvijezda. Usput, ovo dobar način procijenite veličinu zrna prašine prema tome kako oni prigušuju svjetlost različitih valnih dužina.

zvezda iz oblaka

Razlozi nastanka zvijezda nisu precizno utvrđeni, postoje samo modeli koji manje-više pouzdano objašnjavaju eksperimentalne podatke. Osim toga, načini formiranja, svojstva i dalje sudbine zvijezde su veoma raznolike i zavise od mnogih faktora. Međutim, postoji utvrđen koncept, odnosno najrazvijenija hipoteza, čija je suština, u većini uopšteno govoreći, leži u činjenici da se zvijezde formiraju iz međuzvjezdanog plina u područjima sa povećanom gustinom materije, odnosno u dubinama međuzvjezdanih oblaka. Prašina kao materijal bi se mogla zanemariti, ali njena uloga u formiranju zvijezda je ogromna.

To se događa (u najprimitivnijoj verziji, za jednu zvijezdu), naizgled, ovako. Prvo, protozvjezdani oblak se kondenzira iz međuzvjezdanog medija, što može biti posljedica gravitacijske nestabilnosti, ali razlozi mogu biti različiti i još uvijek nisu u potpunosti shvaćeni. Na ovaj ili onaj način, on se skuplja i privlači materiju iz okolnog prostora. Temperatura i pritisak u njegovom središtu rastu sve dok se molekuli u središtu ove gasne kugle koja se skuplja ne počnu raspadati na atome, a zatim na ione. Takav proces hladi gas, a pritisak unutar jezgra naglo opada. Jezgro je komprimirano, a udarni val se širi unutar oblaka, odbacujući njegove vanjske slojeve. Formira se protozvijezda, koja se nastavlja smanjivati ​​pod utjecajem gravitacijskih sila sve dok u njenom središtu ne počnu reakcije termonuklearne fuzije - pretvaranje vodika u helij. Kompresija se nastavlja neko vrijeme, sve dok se sile gravitacijske kompresije ne izbalansiraju silama plina i radijantnog pritiska.

Jasno je da je masa formirane zvijezde uvijek manja od mase magline koja ju je "proizvela". Deo materije koja nije stigla da padne na jezgro udarnim talasom „izbriše“ se, zračenje i čestice tokom ovog procesa jednostavno teku u okolni prostor.

Na proces formiranja zvijezda i zvjezdanih sistema utiču mnogi faktori, uključujući i magnetsko polje, koje često doprinosi „razbijanju“ protozvezdanog oblaka na dva, rjeđe tri fragmenta, od kojih je svaki sabijen u svoju protozvezdu ispod uticaja gravitacije. Tako se, na primjer, mnogi udvostručuju zvezdani sistemi dvije zvijezde koje se okreću oko zajedničkog centra mase i kreću se u svemiru kao cjelini.

Kako "starenje" nuklearnog goriva u utrobi zvijezda postepeno sagorijeva, i što brže, više zvijezda. U ovom slučaju, vodikov ciklus reakcija zamjenjuje se helijumom, a zatim, kao rezultat reakcija nuklearne fuzije, sve teži hemijski elementi do gvožđa. Na kraju, jezgro, koje ne prima više energije iz termonuklearnih reakcija, naglo se smanjuje u veličini, gubi svoju stabilnost, a njegova tvar, takoreći, pada na sebe. Dolazi do snažne eksplozije tokom koje se materija može zagrijati do milijardi stupnjeva, a interakcije između jezgara dovode do stvaranja novih kemijskih elemenata, do onih najtežih. Eksplozija je praćena oštrim oslobađanjem energije i oslobađanjem materije. Zvijezda eksplodira, proces koji se naziva eksplozija supernove. Na kraju, zvijezda će se, ovisno o masi, pretvoriti u neutronsku zvijezdu ili crnu rupu.

To se vjerovatno i događa. U svakom slučaju, nema sumnje da su mlade, odnosno vruće zvijezde i njihova jata najviše samo u maglinama, odnosno u područjima sa povećanom gustinom plina i prašine. To se jasno vidi na fotografijama snimljenim teleskopima u različitim rasponima talasnih dužina.

Naravno, ovo nije ništa drugo do najgrublji sažetak slijeda događaja. Za nas su dvije tačke suštinski važne. Prvo, koja je uloga prašine u formiranju zvijezda? A drugo odakle, u stvari, dolazi?

Univerzalno rashladno sredstvo

U ukupnoj masi kosmičke materije, sama prašina, odnosno atomi ugljika, silicijuma i nekih drugih elemenata spojenih u čvrste čestice, toliko je mala da su, u svakom slučaju, građevinski materijal za zvijezde, čini se da se ne može uzeti u obzir. Međutim, u stvari, njihova uloga je velika, upravo oni hlade vreli međuzvezdani gas, pretvarajući ga u taj veoma hladan gusti oblak iz kojeg se potom dobijaju zvezde.

Činjenica je da međuzvezdani gas ne može sam da se ohladi. Elektronska struktura atoma vodika je takva da može odustati od viška energije, ako postoji, emitujući svjetlost u vidljivom i ultraljubičastom području spektra, ali ne u infracrvenom području. Slikovito rečeno, vodonik ne može zračiti toplotu. Da bi se pravilno ohladio, potreban mu je “frižider”, čiju ulogu igraju upravo čestice međuzvjezdane prašine.

Prilikom sudara s česticama prašine velikom brzinom, za razliku od težih i sporijih čestica prašine, molekule plina lete brzo, gube brzinu i svoju kinetička energija prebačen u prašinu. Takođe se zagreva i odaje taj višak toplote u okolni prostor, uključujući i u obliku infracrvenog zračenja, dok se sam hladi. Dakle, preuzimajući toplinu međuzvjezdanih molekula, prašina djeluje kao neka vrsta radijatora, hladeći oblak plina. Njegova masa nije velika - oko 1% mase cjelokupne tvari oblaka, ali to je dovoljno za uklanjanje viška topline tokom miliona godina.

Kada temperatura oblaka padne, padne i pritisak, oblak se kondenzuje i iz njega se već mogu roditi zvezde. Ostaci materijala iz kojeg je zvijezda rođena su, zauzvrat, izvor za formiranje planeta. Ovdje su čestice prašine već uključene u njihov sastav, i to u većim količinama. Jer, rođena, zvijezda se zagrijava i ubrzava sav plin oko sebe, a prašina ostaje da leti u blizini. Na kraju krajeva, on je u stanju da se ohladi i privlači ga nova zvijezda mnogo jača od pojedinačnih molekula plina. Na kraju, pored novorođene zvijezde je oblak prašine, a na periferiji plin zasićen prašinom.

Tu se rađaju plinovite planete kao što su Saturn, Uran i Neptun. Pa, čvrste planete se pojavljuju blizu zvijezde. Imamo Mars, Zemlju, Veneru i Merkur. Ispada prilično jasna podjela na dvije zone: plinovite planete i čvrste. Tako se pokazalo da je Zemlja u velikoj mjeri napravljena od međuzvjezdanih čestica prašine. Metalne čestice prašine postale su dio jezgra planete, a sada Zemlja ima ogromno željezno jezgro.

Misterija mladog univerzuma

Ako se formirala galaksija, odakle onda prašina? U principu, naučnici razumiju. Njegovi najznačajniji izvori su nove i supernove, koje gube dio svoje mase, "izbacujući" školjku u okolni prostor. Osim toga, prašina se također rađa u širenju atmosfere crvenih divova, odakle je doslovno odnese pritisak radijacije. U njihovoj hladnoj, po standardima zvijezda, atmosferi (oko 2,5 3 hiljade kelvina) ima dosta relativno složenih molekula.

Ali evo misterije koja još nije riješena. Oduvijek se vjerovalo da je prašina proizvod evolucije zvijezda. Drugim riječima, zvijezde se moraju roditi, postojati neko vrijeme, ostarjeti i, recimo, proizvesti prašinu u posljednjoj eksploziji supernove. Ali šta je bilo prvo, jaje ili kokoška? Prva prašina neophodna za rođenje zvijezde, ili prva zvijezda, koja se iz nekog razloga rodila bez pomoći prašine, ostarjela je, eksplodirala, formirajući prvu prašinu.

Šta je bilo na početku? Na kraju krajeva, kada se Veliki prasak dogodio prije 14 milijardi godina, u svemiru su postojali samo vodonik i helijum, nema drugih elemenata! Tada su iz njih počele da izranjaju prve galaksije, ogromni oblaci, a u njima i prve zvezde, koje su morale da prođu dugo životni put. Termonuklearne reakcije u jezgri zvijezda trebale su “zavariti” složenije kemijske elemente, pretvoriti vodik i helij u ugljik, dušik, kisik i tako dalje, a tek nakon toga zvijezda je sve to morala baciti u svemir, eksplodirajući ili postepeno ispuštanje školjke. Zatim se ova masa morala ohladiti, ohladiti i na kraju pretvoriti u prašinu. Ali već 2 milijarde godina nakon Velikog praska, u najranijim galaksijama, bila je prašina! Uz pomoć teleskopa otkriven je u galaksijama koje su 12 milijardi svjetlosnih godina udaljene od naše. Istovremeno, 2 milijarde godina je prekratak period za kompletan životni ciklus zvijezde: za to vrijeme većina zvijezda nema vremena da ostari. Odakle prašina u mladoj galaksiji, ako ne bi trebalo da postoji ništa osim vodonika i helijuma, misterija.

Mote reactor

Ne samo da međuzvjezdana prašina djeluje kao neka vrsta univerzalnog rashladnog sredstva, već se možda zahvaljujući prašini pojavljuju složeni molekuli u svemiru.

Činjenica je da površina zrna prašine može istovremeno služiti kao reaktor u kojem se molekule formiraju iz atoma i kao katalizator za reakcije njihove sinteze. Na kraju krajeva, vjerovatnoća da će se mnogo atoma različitih elemenata sudariti odjednom u jednoj tački, pa čak i međusobno djelovati na temperaturi malo iznad apsolutne nule, nezamislivo je mala. S druge strane, vjerovatnoća da će se zrno prašine sekvencijalno sudariti u letu s raznim atomima ili molekulima, posebno unutar hladnog gustog oblaka, prilično je velika. Zapravo, to se dešava tako da se od atoma i molekula koji su naišli na zamrznute na njoj formira ljuska međuzvjezdanih zrna prašine.

Na čvrstoj površini atomi su jedan pored drugog. Migrirajući preko površine zrna prašine u potrazi za energetski najpovoljnijom pozicijom, atomi se susreću i, nalazeći se u neposrednoj blizini, dobijaju priliku da međusobno reaguju. Naravno, vrlo sporo u skladu sa temperaturom zrna prašine. Površina čestica, posebno onih koje sadrže metal u jezgru, može pokazati svojstva katalizatora. Hemičari na Zemlji dobro su svjesni da su najefikasniji katalizatori samo čestice veličine djelića mikrona, na kojima se sklapaju molekuli i zatim reaguju, koji su u normalnim uvjetima potpuno „indiferentni“ jedni prema drugima. Očigledno, i molekularni vodonik nastaje na ovaj način: njegovi atomi se "lijepe" za zrno prašine, a zatim odlete od njega, ali već u parovima, u obliku molekula.

Vrlo je moguće da su mala međuzvjezdana zrnca prašine, koja su u svojoj ljusci zadržala nekoliko organskih molekula, uključujući najjednostavnije aminokiseline, donijela prvo "sjeme života" na Zemlju prije otprilike 4 milijarde godina. Ovo, naravno, nije ništa drugo do lijepa hipoteza. Ali u prilog tome ide i činjenica da je aminokiselina glicin pronađena u sastavu hladnih oblaka gasa i prašine. Možda ima i drugih, samo što zasad mogućnosti teleskopa ne dozvoljavaju da se otkriju.

Lov na prašinu

Moguće je, naravno, proučavati svojstva međuzvjezdane prašine na daljinu uz pomoć teleskopa i drugih instrumenata koji se nalaze na Zemlji ili na njenim satelitima. Ali mnogo je primamljivije uhvatiti čestice međuzvjezdane prašine, a zatim ih detaljno proučiti, saznati ne teoretski, već praktično, od čega se sastoje, kako su raspoređene. Ovdje postoje dvije opcije. Možete doći u dubine svemira, tamo skupljati međuzvjezdanu prašinu, donijeti je na Zemlju i analizirati na sve moguće načine. Ili možete pokušati da odletite iz Sunčevog sistema i usput analizirate prašinu direktno na brodu, šaljući podatke na Zemlju.

Prvi pokušaj da se donesu uzorci međuzvjezdane prašine, i općenito supstance međuzvjezdanog medija, NASA je napravila prije nekoliko godina. Letjelica je bila opremljena posebnim zamkama - kolektorima za sakupljanje međuzvjezdane prašine i čestica kosmičkog vjetra. Kako bi se uhvatile čestice prašine bez gubitka ljuske, zamke su punjene posebnom supstancom, takozvanim aerogelom. Ova vrlo lagana pjenasta supstanca (čiji je sastav poslovna tajna) podsjeća na žele. Jednom u njemu, čestice prašine se zaglave, a zatim, kao u svakoj zamci, poklopac se zalupi da bi se otvorio već na Zemlji.

Ovaj projekat se zvao Stardust Stardust. Njegov program je odličan. Nakon lansiranja u februaru 1999. godine, oprema na brodu će na kraju prikupiti uzorke međuzvjezdane prašine i, posebno, prašine u neposrednoj blizini komete Wild-2, koja je proletjela u blizini Zemlje prošlog februara. Sada sa kontejnerima napunjenim ovim najvrednijim teretom, brod leti kući i sleće 15. januara 2006. u Utah, blizu Salt Lake Cityja (SAD). Tada će astronomi konačno svojim očima (naravno uz pomoć mikroskopa) vidjeti upravo one čestice prašine, čiji su modeli sastava i strukture već predvidjeli.

A u avgustu 2001. Genesis je leteo po uzorke materije iz dubokog svemira. Ovaj NASA-in projekat bio je uglavnom usmjeren na hvatanje čestica solarnog vjetra. Nakon 1.127 dana provedenih u svemiru, tokom kojih je preletio oko 32 miliona km, brod se vratio i na Zemlju ispustio kapsulu sa dobijenim uzorcima - zamke sa jonima, česticama sunčevog vetra. Avaj, dogodila se nesreća što se padobran nije otvorio, a kapsula je svom snagom pala na tlo. I srušio se. Naravno, olupina je sakupljena i pažljivo proučena. Međutim, u martu 2005. godine, na konferenciji u Hjustonu, učesnik programa Don Barneti izjavio je da četiri kolektora sa česticama solarnog vetra nisu pogođena, a naučnici aktivno proučavaju njihov sadržaj, 0,4 mg uhvaćenog solarnog vetra, u Hjustonu. .

Međutim, sada NASA priprema treći projekat, još grandiozniji. Ovo će biti svemirska misija Interstellar Probe. Ovaj put svemirski brod biće uklonjeno na udaljenosti od 200 a. e. od Zemlje (a. e. udaljenost od Zemlje do Sunca). Ovaj brod se nikada neće vratiti, ali će biti "napunjen" širokom paletom opreme, uključujući i za analizu uzoraka međuzvjezdane prašine. Ako sve prođe kako treba, međuzvjezdane čestice prašine iz dubokog svemira će konačno biti uhvaćene, fotografirane i analizirane automatski, pravo na brodu.

Formiranje mladih zvijezda

1. Džinovski galaktički molekularni oblak veličine 100 parseka, mase 100.000 sunaca, temperature 50 K, gustine 10 2 čestica/cm 3. Unutar ovog oblaka nalaze se velike kondenzacione difuzne magline gasa i prašine (110 kom, 10.000 sunaca, 20 K, 10 3 čestice/cm 4 čestice/cm3). Unutar potonjeg nalaze se jata globula veličine 0,1 pc, mase 110 sunaca i gustine 10 10 6 čestica/cm 3, gdje se formiraju nove zvijezde.

2. Rođenje zvijezde unutar oblaka plina i prašine

3. Nova zvijezda svojim zračenjem i zvjezdanim vjetrom ubrzava okolni plin od sebe

4. Mlada zvijezda ulazi u svemir, čista i bez plina i prašine, gurajući maglinu koja ju je rodila

Faze "embrionalnog" razvoja zvijezde, po masi jednake Suncu

5. Poreklo gravitaciono nestabilnog oblaka veličine 2.000.000 sunaca, sa temperaturom od oko 15 K i početnom gustinom od 10 -19 g/cm 3

6. Nakon nekoliko stotina hiljada godina, ovaj oblak formira jezgro sa temperaturom od oko 200 K i veličinom od 100 sunaca, a njegova masa je i dalje samo 0,05 solarne

7. U ovoj fazi, jezgro sa temperaturama do 2.000 K se naglo skuplja zbog jonizacije vodonika i istovremeno se zagreva do 20.000 K, brzina materije koja pada na zvezdu koja raste dostiže 100 km/s

8. Protozvezda veličine dva sunca sa temperaturom u centru 2x10 5 K, a na površini 3x10 3 K

9. Posljednja faza u pre-evoluciji zvijezde je spora kompresija, tokom koje izotopi litijuma i berilijuma sagorevaju. Tek nakon što temperatura poraste na 6x10 6 K, u unutrašnjosti zvijezde počinju termonuklearne reakcije sinteze helijuma iz vodonika. Ukupno trajanje ciklusa rođenja zvijezde poput našeg Sunca je 50 miliona godina, nakon čega takva zvijezda može tiho gorjeti milijardama godina

Olga Maksimenko, kandidat hemijskih nauka

Međuzvjezdana prašina je proizvod procesa različitog intenziteta koji se odvijaju u svim kutovima Univerzuma, a njene nevidljive čestice dopiru čak i do površine Zemlje, leteći u atmosferi oko nas.

Više puta potvrđena činjenica - priroda ne voli prazninu. međuzvjezdani prostor, koji nam se čini kao vakuum, zapravo je ispunjen gasom i mikroskopskim česticama prašine veličine 0,01-0,2 mikrona. Kombinacijom ovih nevidljivih elemenata nastaju objekti ogromne veličine, svojevrsni oblaci svemira, sposobni apsorbirati neke vrste spektralnog zračenja zvijezda, ponekad ih potpuno sakriti od zemaljskih istraživača.

Od čega je napravljena međuzvjezdana prašina?

Ove mikroskopske čestice imaju jezgro koje se formira u gasovitom omotaču zvijezda i u potpunosti ovisi o njegovom sastavu. Na primjer, grafitna prašina nastaje od zrnaca ugljičnih svjetiljki, a silikatna prašina se formira od kisikovih. Ovo je zanimljiv proces koji traje decenijama: kada se zvijezde ohlade, gube svoje molekule, koji se, leteći u svemir, spajaju u grupe i postaju osnova jezgra zrna prašine. Nadalje, formira se ljuska od atoma vodika i složenijih molekula. Na niskim temperaturama međuzvjezdana prašina je u obliku kristala leda. Lutajući Galaksijom, mali putnici gube dio plina kada se zagriju, ali novi molekuli zauzimaju mjesto odustalih molekula.

Lokacija i nekretnine

Najveći dio prašine koji pada na našu galaksiju koncentrisan je u području Mliječnog puta. Ističe se na pozadini zvijezda u obliku crnih pruga i mrlja. Uprkos činjenici da je težina prašine zanemarljiva u poređenju sa težinom gasa i iznosi samo 1%, ona je u stanju da sakrije nebeska tela od nas. Iako su čestice međusobno udaljene desetinama metara, ali čak i u takvoj količini, najgušća područja apsorbuju i do 95% svjetlosti koju emituju zvijezde. Veličine oblaka gasa i prašine u našem sistemu su zaista ogromne, mere se stotinama svetlosnih godina.

Uticaj na zapažanja

Thackeray globule zaklanjaju područje neba iza sebe

Međuzvjezdana prašina apsorbira većinu zračenja zvijezda, posebno u plavom spektru, iskrivljuje njihovu svjetlost i polaritet. Kratki talasi iz udaljenih izvora dobijaju najveće izobličenje. Mikročestice pomešane sa gasom vidljive su kao tamne mrlje na Mlečnom putu.

U vezi s ovim faktorom, jezgro naše Galaksije je potpuno skriveno i dostupno za posmatranje samo u infracrvenim zracima. Oblaci s visokom koncentracijom prašine postaju gotovo neprozirni, tako da čestice unutar njih ne gube svoju ledenu ljusku. Moderni istraživači i naučnici vjeruju da se oni drže zajedno kako bi formirali jezgra novih kometa.

Nauka je dokazala uticaj granula prašine na procese formiranja zvezda. Ove čestice sadrže razne supstance, uključujući metale koji djeluju kao katalizatori za brojne kemijske procese.

Naša planeta svake godine povećava svoju masu zbog pada međuzvjezdane prašine. Naravno, ove mikroskopske čestice su nevidljive, a da bi ih pronašli i proučavali, istražuju dno okeana i meteorite. Sakupljanje i dostava međuzvjezdane prašine postala je jedna od funkcija svemirskih letjelica i misija.

Ulaskom u Zemljinu atmosferu velike čestice gube svoju ljusku, a male nevidljivo kruže oko nas godinama. Kosmička prašina je sveprisutna i slična u svim galaksijama, astronomi redovno uočavaju tamne linije na licu dalekih svjetova.