Космическая пыль: телескоп Джеймса Уэбба обнаружил большие облака космической пыли, окружающие две сверхновые на расстоянии 22 миллионов световых лет от Земли. Что означает это открытие? Пыль — это хорошо? Почему ученые изучают не только планеты и звезды, но и мельчайшие частицы пыли? Давайте выясним это у Анастасии Павловны Топчиевой, кандидата физико-математических наук Института астрономии РАН.
- Почему эта новость важна для науки
- Что вообще такое космическая пыль
- Откуда она взялась во Вселенной
- Если пыль такая мелкая, как ее можно обнаружить
- А невооруженным взглядом ее можно увидеть
- В чем именно оно состоит
- Разве пыль — это хорошо
- Как именно она помогает родиться звездам и планетам
- Какие основные вопросы стоят перед исследователями космической пыли
- Видео по теме
Почему эта новость важна для науки
Открытие, сделанное учеными с помощью Уэбба, связано с происхождением межзвездной пыли. Ранее считалось, что одним из возможных источников являются сверхновые. Однако при взрыве такой звезды пыль не только образуется, но и разрушается, поэтому пока неясно, какой процесс доминирует.
Ранее для детального изучения была доступна только относительно близкая сверхновая SN 1987A в галактике-спутнике Млечного Пути. Теперь, благодаря чувствительности телескопа Джеймса Уэбба и тому факту, что он позволяет нам наблюдать в среднем инфракрасном диапазоне, недостижимом с Земли, ученые смогли наблюдать и измерять количество пыли, образующейся в определенном диапазоне. Более далекие галактики. Оказывается, в остатках сверхновых содержится много пыли, а это означает, что пыль в них все еще эффективно формируется.
Что вообще такое космическая пыль
Это собирательное название мельчайших частиц во Вселенной. Часть пыли представляет собой межзвездную пыль; она смешивается с газом, заполняющим галактику между звездами. Помимо этого существует межпланетная пыль – это пыль в нашей Солнечной системе, полученная от столкновений с астероидами, кометами и другими небесными телами.
Откуда она взялась во Вселенной
Во время взрыва первых звезд во Вселенной появилась пыль. Их пока невозможно наблюдать, но теоретические расчеты показывают, что они образовались во Вселенной сотни миллионов лет назад, то есть более 13 миллиардов лет назад.
Во время термоядерных реакций в массивных звездах легкие химические элементы (водород и гелий) сгорают и превращаются в более тяжелые химические элементы, такие как кремний, железо, кислород и углерод. Массивные звезды быстро израсходуют все свое топливо, а когда топливо исчерпывается, реакции в ядре прекращаются. Тогда гравитация становится сильнее внутреннего давления и происходит коллапс (резкое сжатие) ядра и освобождение внешней оболочки звезды. В результате в межзвездное пространство выбрасываются новые ингредиенты — новые тяжелые элементы и космическая пыль.
Если пыль такая мелкая, как ее можно обнаружить
Наблюдение космической пыли требует сочетания длины волны и чувствительности телескопа. Прибор MIRI телескопа Джеймса Уэбба может выполнять наблюдения в среднем и длинном инфракрасном диапазонах длин волн. Это означает, что он может видеть очень холодные объекты, излучающие очень мало тепла.
Другой способ обнаружить пыль — посмотреть на поглощение света. Частицы пыли очень хорошо поглощают свет далеких звезд, благодаря чему они кажутся более красными. Поэтому пыль можно изучать, сравнивая близлежащие звезды с более далекими звездами, свет которых проходит через заполненное пылью межзвездное пространство.
Космическая пыль встречается не только в далеких галактиках и нашем Млечном Пути, но и в околосолнечном пространстве. В отличие от метеороидов и астероидов, он достигает поверхности Земли. Его частицы легкие и маленькие и почти не нагреваются при попадании в атмосферу, то есть остаются неповрежденными. Например, российские ученые недавно обнаружили его в снегах Антарктиды.
А невооруженным взглядом ее можно увидеть
Вскоре после захода солнца или незадолго до восхода солнца на небе появляется слабое свечение, так называемый зодиакальный свет. Он образуется из-за рассеяния солнечного света на скоплениях частиц межпланетной пыли. Кроме того, в ясную ночь, например, в горах, можно увидеть Млечный Путь. Черные пятна на нем — это космическая пыль и газ.
В чем именно оно состоит
Ученые знают, что пыль состоит в основном из углерода и силикатов — различных минералов, содержащих наряду с углеродом такие элементы, как кремний, кислород, железо и магний. Эти ингредиенты знакомы нам в жизни и родственны мелкому песку или угольной пыли заводов.
Разве пыль — это хорошо
Поначалу ученые действительно думали, что звездная пыль является помехой для звездных исследований, потому что из-за нее горячие звезды кажутся менее холодными. Затем они обнаружили, что пыль играет важную роль в формировании новых звезд, планетных систем вокруг них и даже молекул. Например, на его поверхности образуется вода.
Первые теории формирования планет и звезд были предложены более 200 лет назад, но существенного развития эта тема получила лишь во второй половине XX века. Когда измеряется химический состав пыли и определяются свойства и состав самой пыли, они связаны с образованием звезд. Ученые обнаружили, что, за исключением водорода и гелия, ингредиенты были очень похожи. Однако процессы образования звезд и планет до сих пор подробно не описаны.
Как именно она помогает родиться звездам и планетам
Звезды образуются при коллапсе плотных сгустков газа и пыли. Пыль действует как охлаждающая жидкость. Он нагревается, излучая энергию в инфракрасном диапазоне и «унося» ее от сжимающегося облака. Для планет пыль является строительным материалом. По сути, такие планеты, как Земля, представляют собой гигантские межзвездные пылинки.
Зачем вообще это изучать?
Частицы космической пыли — кладезь ценной информации для изучения и понимания космоса. Поскольку ее можно изучать не только на расстоянии, но и непосредственно, по ее химическому составу можно определить материал, из которого образовалась Солнечная система, понять, как она развивалась, и получить данные о составе атмосферы нашей Земли. Планеты разных эпох.
Кроме того, частицы космической пыли являются одними из самых мощных естественных детекторов магнитных полей во Вселенной. Астрономы используют свет, излучаемый пылинками, для изучения магнитных полей и понимания фундаментальных сил, которые удерживают нашу галактику вместе.
Какие основные вопросы стоят перед исследователями космической пыли
Процесс «превращения» пыли в планеты вызывает множество вопросов. В частности, неясно, как именно он вырос с размеров в несколько миллиметров до планетезимали длиной в километр — теория пока не может точно описать этот процесс.
Уэбб также недавно обнаружил самую далекую сверхмассивную черную дыру в мире. Она расположена в центре небольшой галактики CEERS 1019. На момент наблюдения возраст Вселенной оценивался примерно в 570 миллионов лет.
Статьи по теме:
- Аптека в кармане: что такое e-pharm и заменят ли приложения офлайн
- Беспилотники в природе: как дроны следят за животными и спасают их от вымирания
