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科学家首次捕获系外尘埃有助了解星系演化

2019-10-21 来源:自集趣事网

科学家首次捕获系外尘埃有助了解星系演化

在“星尘”号飞船收集器上发现尺寸最大的星际尘埃痕迹,一个长35微米的洞,由一粒微小的宇宙尘埃在高速飞行时撞击形成。

科学家首次捕获系外尘埃有助了解星系演化

左图展示了星际尘埃撞击“星尘”号飞船铝箔片时留下的小坑,直径大约280纳米。在相当于一根头发的宽度内,科学家发现400个这个撞击坑。右图展示了带有结晶质矿物橄榄石(粉红色)的星尘尘埃。

科学家首次捕获系外尘埃有助了解星系演化

艺术概念图,展示了美国宇航局的“星尘”号飞船。“星尘”号于1999年发射,穿过“瓦尔德-2”彗星周围由气体和尘埃构成的彗发。借助于一种类似灭蝇纸的技术,“星尘”号捕获彗星尘埃。它的“灭蝇纸”是柔软的气凝胶片,由一片片铝箔分开。

科学家首次捕获系外尘埃有助了解星系演化

濒死恒星周围形成的尘埃颗粒被抛入太空,启动行星形成之门同时充当星系演化的一个关键要素。从这个意义上说,地球上的每一个人部分都由星际尘埃构成。照片展示了猎户座星云。

据国外媒体报道,科学家从太阳系外捕获7粒宇宙尘埃便带回地球,这在太空探索史上还是第一次。在这些宇宙尘埃中,有些的重量只有1克的百万分之一的百万分之一。借助于这些尘埃,科学家能够进一步了解太阳系如何形成。#p#分页标题#e#

科学家认为这些尘埃由数百万年前的一颗超新星爆炸形成,因长时间暴露在太空的极端环境下发生改变。英国自然历史博物馆的微量分析学家安托-科斯雷在接受媒体采访时表示:“在此之前,没有人捕获太阳系外的物质并带回地球。”由于尺寸极小,他们用了6年时间才找到这些尘埃。科斯雷说:“你能够将10亿个这样的微小尘埃放入一粒沙子。”

爆炸的恒星喷射的星际尘埃据信将对生命至关重要的重元素——例如碳、氮和氧——散步到星系之中。研究人员表示经过数百万年的岁月变迁,星际尘埃能够启动行星形成之门,充当星系演化的一个关键要素。从这个意义上说,地球上的每一个人部分都由星际尘埃构成。首席研究员、美国加利福尼亚州大学贝克利分校的安德鲁-韦斯特哈尔博士表示:“它们是非常宝贵的颗粒。从根本上说,太阳系以及太阳系内的一切都源自于一个星际气体与尘埃云。我们捕获的尘埃与形成太阳系的尘埃非常类似。”

这些尘埃颗粒由“星尘”号飞船捕获,化学构成和结构的多样性超出最初的预计。科学家在发表于《科学》杂志上的论文中指出一些较大的尘埃颗粒拥有类似雪花的松软轻柔结构。韦斯特哈尔博士说:“两个最大的松软尘埃颗粒拥有结晶物体——被称之为‘橄榄石’的镁-铁-硅酸盐矿物质——说明它们可能来自于其他恒星周围的物质盘,并在星际介质内发生改变。我们第一次看到星际尘埃颗粒的惊人多样性。如果仅靠天文观测,我们不可能观测到这种多样性。”

科斯雷表示了解宇宙尘埃由什么物质构成以及它们的结构有助于揭示形成恒星和行星的尘埃和气体的一些最基本的秘密。他说:“在星际空间,我们的太阳系不断收集这些颗粒。在我看来,最有趣的事情是一些微小尘埃颗粒能够告诉我们通过直接观测发现的尘埃中哪些来自于系外超新星爆炸。了解尘埃颗粒的结构和构成能够帮助我们计算巨型尘云的温度。这一点非常重要,因为你能够从中了解发生了何种反应,如何发生演化、塌陷以及太阳系如何形成。”#p#分页标题#e#

美国宇航局的“星尘”号飞船1999年发射,穿过“瓦尔德-2”彗星周围由气体和尘埃构成的彗发。借助于一种类似灭蝇纸的技术,“星尘”号捕获彗星尘埃。它的“灭蝇纸”是柔软的气凝胶片,由一片片铝箔分开。“星尘”号的尾部安装了一个类似的收集器,收集在星系内飞行的星际尘埃流中的颗粒。2006年“星尘”号返回地球,两个收集器借助降落伞着陆,而后回收。科学家邀请家里有电脑的志愿者帮助他们对超过100万幅尘埃轨迹图像进行分析。这项公民科学计划被称之为“星尘@家”,对大海捞针式的搜寻工作起到了至关重要的作用。

科学家共发现7个可能拥有“星际血统”的颗粒,其中有3个在气凝胶内留下痕迹,另外4个是在铝箔片上的小坑内发现的。这些颗粒的尺寸只有彗星尘埃的十分之一,最大尺寸只有1毫米的千分之二,构成存在差异。分析发现3个颗粒含有硫化合物,一些科学家认为不可能在星际尘埃中发现这种物质。

在描述铝箔片上发现的尘埃残余时,美国海军研究实验室的朗达-斯特罗德博士表示:“虽然溅出了一点,但大部分颗粒留在小坑内。它们拥有令人吃惊的多样性,一些比较松软,一些与油拌色拉类似,一些是多种颗粒的聚合物而不是像星际颗粒的最简单模型认为的那样由一种密集颗粒构成。”科斯雷说:“关键的问题是,这还只是一个开始。最初,我们并不清楚能否发现这些物质。我们正在进入一个全新的领域。”(孝文)