Какъв процес причинява образуването на космически прах. Колекция от документи на KSE за изследването на Тунгуския метеорит. Теории за произхода на космическия прах

През 2003–2008г Група руски и австрийски учени с участието на Хайнц Колман, известен палеонтолог и уредник на националния парк Айзенвурцен, изследва катастрофата, настъпила преди 65 милиона години, когато повече от 75% от всички организми на Земята, включително динозаврите, изчезна. Повечето изследователи смятат, че изчезването е свързано с удара на астероид, въпреки че има и други гледни точки.

Следите от тази катастрофа в геоложки разрези са представени от тънък слой черна глина с дебелина от 1 до 5 см. Един от тези участъци се намира в Австрия, в Източните Алпи, в Националния парк близо до малкото градче Гамс, разположен на 200 км югозападно от Виена. В резултат на изследване на проби от този участък с помощта на сканиращ електронен микроскоп бяха открити частици с необичайна форма и състав, които не се образуват в земни условия и се класифицират като космически прах.

Космически прах на Земята

За първи път следи от космическа материя на Земята са открити в червени дълбоководни глини от английска експедиция, която изследва дъното на Световния океан на кораба Challenger (1872–1876). Те са описани от Мъри и Ренард през 1891 г. На две станции в южната част на Тихия океан бяха извадени проби от фероманганови възли и магнитни микросфери с диаметър до 100 микрона, които по-късно бяха наречени „космически топки“, от дълбочина 4300 м. Въпреки това, железните микросфери, открити от експедицията на Challenger, са проучени в детайли едва през последните години. Оказа се, че топките се състоят от 90% метално желязо, 10% никел, а повърхността им е покрита с тънка кора от железен оксид.

Ориз. 1. Монолит от участък Гамс 1, подготвен за пробонабиране. С латински букви са обозначени пластове с различна възраст. Преходният слой глина между периодите Креда и Палеоген (възраст около 65 милиона години), в който е открито натрупване на метални микросфери и пластини, е отбелязан с буквата „J“. Снимка от A.F. Грачева

Откриването на мистериозни топки в дълбоководни глини всъщност е началото на изследването на космическата материя на Земята. Експлозията на интерес сред изследователите към този проблем обаче настъпи след първите изстрелвания на космически кораби, с помощта на които стана възможно да се избере лунна почва и проби от прахови частици от различни части на Слънчевата система. Важни бяха и произведенията на К.П. Флоренски (1963), който изучава следите от Тунгуската катастрофа, и E.L. Кринов (1971), който изучава метеоритен прах на мястото на падането на метеорита Сихоте-Алин.

Интересът на изследователите към металните микросфери доведе до откриването им в седиментни скали с различна възраст и произход. Метални микросфери са открити в ледовете на Антарктика и Гренландия, в дълбоки океански седименти и манганови възли, в пясъците на пустините и крайбрежните плажове. Те често се намират в и близо до метеоритни кратери.

През последното десетилетие метални микросфери с извънземен произход бяха открити в седиментни скали от различни възрасти: от долен камбрий (преди около 500 милиона години) до съвременни образувания.

Данните за микросфери и други частици от древни находища позволяват да се прецени обемът, както и равномерността или неравномерността на доставката на космическа материя на Земята, промените в състава на частиците, пристигащи на Земята от космоса, и първичните източници на това вещество. Това е важно, защото тези процеси влияят върху развитието на живота на Земята. Много от тези въпроси все още са далеч от решение, но натрупването на данни и тяхното цялостно проучване несъмнено ще позволи да се отговори на тях.

Сега е известно, че общата маса на праха, циркулиращ в орбитата на Земята, е около 1015 т. От 4 до 10 хиляди тона космическа материя попадат на повърхността на Земята годишно. 95% от материята, падаща върху земната повърхност, се състои от частици с размер 50–400 микрона. Въпросът как скоростта на пристигане на космическа материя на Земята се променя с времето остава спорен и до днес, въпреки многото изследвания, проведени през последните 10 години.

Въз основа на размера на частиците космически прах, самият междупланетен космически прах понастоящем се отличава с размер под 30 микрона и микрометеорити, по-големи от 50 микрона. Още по-рано Е.Л. Кринов предложи най-малките фрагменти от метеоритно тяло, разтопени от повърхността, да се наричат ​​микрометеорити.

Все още не са разработени строги критерии за разграничаване между космически прах и метеоритни частици и дори с помощта на примера на участъка Gams, който изследвахме, е показано, че металните частици и микросферите са по-разнообразни по форма и състав, отколкото се предоставя от съществуващите класификации. Почти идеалната сферична форма, металният блясък и магнитните свойства на частиците се считат за доказателство за техния космически произход. Според геохимика Е.В. Соботович, „единственият морфологичен критерий за оценка на космогенността на изследвания материал е наличието на разтопени топки, включително магнитни“. Въпреки това, в допълнение към формата, която е изключително разнообразна, химичният състав на веществото е фундаментално важен. Изследователите са открили, че наред с микросферите с космически произход има огромен брой топки с различен произход - свързани с вулканична дейност, бактериална активност или метаморфизъм. Има доказателства, че железните микросфери с вулканогенен произход е много по-малко вероятно да имат идеална сферична форма и освен това имат повишена примес на титан (Ti) (повече от 10%).

Руско-австрийска група геолози и снимачен екип от Виенската телевизия в участъка Гамс в Източните Алпи. На преден план - А. Ф. Грачев

Произход на космическия прах

Произходът на космическия прах все още е предмет на дебат. Професор Е.В. Соботович вярва, че космическият прах може да представлява останките от първоначалния протопланетен облак, срещу който Б. Ю. възразява през 1973 г. Левин и А.Н. Симоненко, вярвайки, че фино диспергираната материя не може да оцелее дълго (Земята и Вселената, 1980, № 6).

Има и друго обяснение: образуването на космически прах е свързано с разрушаването на астероиди и комети. Както отбелязва E.V. Соботович, ако количеството космически прах, влизащ в Земята, не се променя с времето, тогава Б.Ю. Левин и А.Н. Симоненко.

Въпреки големия брой изследвания, отговорът на този фундаментален въпрос в момента не може да бъде даден, тъй като има много малко количествени оценки и тяхната точност е спорна. Наскоро данни от изотопни изследвания на частици космически прах, взети в стратосферата по програмата на НАСА, предполагат съществуването на частици с предслънчев произход. Минерали като диамант, моасанит (силициев карбид) и корунд бяха открити в този прах, които въз основа на въглеродни и азотни изотопи позволяват тяхното образуване да бъде датирано преди формирането на Слънчевата система.

Значението на изучаването на космическия прах в геоложкия контекст е очевидно. Тази статия представя първите резултати от изследване на космическата материя в преходния слой от глини на границата между креда и палеоген (преди 65 милиона години) от участъка Gams, в Източните Алпи (Австрия).

Обща характеристика на секцията Gams

Частици с космически произход са получени от няколко участъка на преходните слоеве между креда и палеоген (в немскоезичната литература - границата K/T), разположени близо до алпийското село Гамс, където едноименната река отваря тази граница на няколко места.

В участък Гамс 1 от разкритието е изсечен монолит, в който К/Т границата е много добре изразена. Височината му е 46 см, ширината е 30 см отдолу и 22 см отгоре, дебелината е 4 см. За общо изследване на разреза монолитът е разделен на 2 см (отдолу нагоре) на слоеве, обозначени с букви от латинската азбука (A, B ,C...W), като във всеки слой, също през 2 cm, се правят маркировки с цифри (1, 2, 3 и т.н.). По-подробно е изследван преходният слой J на ​​K/T границата, където са идентифицирани шест подслоя с дебелина около 3 mm.

Резултатите от изследванията, получени в участъка Gams 1, бяха до голяма степен повторени при изследването на друг участък, Gams 2. Комплексът от изследвания включваше изследване на тънки участъци и мономинерални фракции, техния химичен анализ, както и рентгенова флуоресценция, неутронна активация и рентгеноструктурни анализи, изотопен анализ на хелий, въглерод и кислород, определяне състава на минерали с помощта на микросонда, магнитоминерологичен анализ.

Разнообразие от микрочастици

Желязни и никелови микросфери от преходния слой между креда и палеоген в разрез Gams: 1 – Fe микросфера с грапава мрежесто-бучкова повърхност (горната част на преходния слой J); 2 – Fe микросфера с грапава надлъжно успоредна повърхност (долната част на преходния слой J); 3 – Fe микросфера с кристалографски изрязани елементи и повърхностна текстура с груба клетъчна мрежа (слой M); 4 – Fe микросфера с тънка мрежеста повърхност (горната част на преходния слой J); 5 – Ni микросфера с кристалити на повърхността (горната част на преходния слой J); 6 – агрегат от синтеровани Ni микросфери с кристалити на повърхността (горната част на преходния слой J); 7 – съвкупност от Ni микросфери с микродиаманти (C; горна част на преходния слой J); 8, 9 – характерни форми на метални частици от преходния слой между креда и палеоген в разреза Гамс в Източните Алпи.

В преходния слой от глина между две геоложки граници – креда и палеоген, както и на две нива в надлежащите палеоценски отлагания в разреза Гамс са открити множество метални частици и микросфери с космически произход. Те са значително по-разнообразни по форма, текстура на повърхността и химичен състав от всичко, известно досега от преходни слоеве глина от тази епоха в други региони на света.

В раздел Gams космическата материя е представена от фини частици с различни форми, сред които най-често срещаните са магнитни микросфери с размери от 0,7 до 100 микрона, състоящи се от 98% чисто желязо. Такива частици под формата на топки или микросфери се срещат в големи количества не само в слой J, но и по-високо, в палеоценските глини (слоеве K и M).

Микросферите са съставени от чисто желязо или магнетит, някои от тях съдържат примеси от хром (Cr), сплав от желязо и никел (awareuite), както и чист никел (Ni). Някои Fe-Ni частици съдържат примеси от молибден (Mo). Всички те са открити за първи път в преходния слой глина между креда и палеоген.

Никога досега не сме срещали частици с високо съдържание на никел и значителна добавка на молибден, микросфери, съдържащи хром, и парчета спирално желязо. Освен метални микросфери и частици, в преходния слой от глина в Гамса са открити Ni-шпинел, микродиаманти с микросфери от чист Ni, както и разкъсани пластини от Au и Cu, които не са открити в подлежащите и надлежащите отлагания .

Характеристики на микрочастиците

Металните микросфери в секцията Gams присъстват на три стратиграфски нива: железни частици с различни форми са концентрирани в преходния глинест слой, в горните финозърнести пясъчници на слой K, а третото ниво е образувано от алевролити на слой M.

Някои сфери имат гладка повърхност, други имат мрежеста бучка повърхност, а трети са покрити с мрежа от малки полигонални или система от успоредни пукнатини, простиращи се от една основна пукнатина. Те са кухи, с форма на мида, изпълнени с глинен минерал и могат да имат вътрешна концентрична структура. Метални частици и Fe микросфери се срещат в целия преходен глинест слой, но са концентрирани главно в долните и средните хоризонти.

Микрометеоритите са разтопени частици от чисто желязо или желязо-никелова сплав Fe-Ni (аваруит); размерите им варират от 5 до 20 микрона. Многобройни частици от аваруит са ограничени до горното ниво на преходния слой J, докато чисто железни частици присъстват в долната и горната част на преходния слой.

Частиците под формата на плочи с напречно бучка повърхност се състоят само от желязо, тяхната ширина е 10–20 µm, дължината им е до 150 µm. Те са леко дъговидни и се срещат в основата на преходния пласт J. В долната му част се срещат и Fe-Ni пластини с примес на Mo.

Плочите, изработени от сплав от желязо и никел, имат удължена форма, леко извити, с надлъжни канали по повърхността, размерите варират по дължина от 70 до 150 микрона с ширина около 20 микрона. По-често се срещат в долната и средната част на преходния слой.

Железните плочи с надлъжни канали са идентични по форма и размер с плочите от Ni-Fe сплав. Те са ограничени до долната и средната част на преходния слой.

Особен интерес представляват частици от чисто желязо, оформени като правилна спирала и извити във формата на кука. Те се състоят главно от чисто Fe, рядко Fe-Ni-Mo сплав. Спиралните железни частици се срещат в горната част на преходния слой J и в покриващия слой пясъчник (слой K). В основата на J преходния слой е открита спираловидна Fe-Ni-Mo частица.

В горната част на преходния слой J имаше няколко микродиамантени зърна, синтеровани с Ni микросфери. Изследванията с микросонда на никелови топки, извършени на два инструмента (с вълнови и енергийно-дисперсионни спектрометри), показват, че тези топки се състоят от почти чист никел под тънък слой от никелов оксид. Повърхността на всички никелови топки е осеяна с ясни кристалити с ясно изразени двойници с размер 1–2 μm. Такъв чист никел под формата на топки с добре кристализирана повърхност не се среща нито в магматични скали, нито в метеорити, където никелът задължително съдържа значително количество примеси.

При изследване на монолит от разрез Gams 1 са открити топчета от чист Ni само в най-горната част на преходния слой J (в най-горната му част - много тънък седиментен слой J 6, чиято дебелина не надвишава 200 μm) и според термомагнитен анализ металният никел присъства в преходния слой, започвайки от подслой J4. Тук, наред с Ni топките, са открити и диаманти. В слой, отстранен от куб с площ от 1 cm2, броят на откритите диамантени зърна е в десетки (с размери, вариращи от части от микрони до десетки микрони), а никелови топчета със същия размер са в стотици.

Проби от горния преходен слой, взети директно от разкритието, разкриха диаманти с фини никелови частици на повърхността на зърното. Показателно е, че при изследване на проби от тази част на пласт J се установява наличието и на минерала моасанит. Преди това микродиаманти бяха открити в преходния слой на границата между креда и палеоген в Мексико.

Находки в други области

Микросферите Gams с концентрична вътрешна структура са подобни на тези, получени от експедицията на Challenger в дълбоководни глини на Тихия океан.

Желязните частици с неправилна форма с разтопени ръбове, както и под формата на спирали и извити куки и плочи, са много подобни на продуктите на разрушаване на метеорити, падащи на Земята; те могат да се считат за метеоритно желязо. Частици от аваруит и чист никел също могат да бъдат включени в тази категория.

Извитите железни частици са подобни на различните форми на сълзите на Пеле - капки лава (лапили), които вулканите изхвърлят в течно състояние от отвора по време на изригвания.

Така преходният слой от глина в Гамза има разнородна структура и е ясно разделен на две части. Долната и средната част са доминирани от железни частици и микросфери, докато горната част на слоя е обогатена с никел: аваруитни частици и никелови микросфери с диаманти. Това се потвърждава не само от разпределението на частици желязо и никел в глината, но и от данни от химически и термомагнитен анализ.

Сравнението на данните от термомагнитен анализ и анализ с микросонда показва изключителна хетерогенност в разпределението на никел, желязо и тяхната сплав в слой J, но според резултатите от термомагнитния анализ чистият никел се записва само от слой J4. Също така трябва да се отбележи, че спираловидното желязо се намира предимно в горната част на слой J и продължава да се намира в покриващия слой K, където обаче има малко частици Fe, Fe-Ni с изометрична или ламеларна форма.

Подчертаваме, че такава ясна диференциация на желязо, никел и иридий, проявяваща се в преходния слой глина в Гамза, се среща и в други области. Така в американския щат Ню Джърси, в преходния (6 cm) сферичен слой, иридиевата аномалия се проявява рязко в основата му, а ударните минерали са концентрирани само в горната (1 cm) част на този слой. В Хаити, на границата между креда и палеоген и в най-горната част на сферичния слой, се забелязва рязко обогатяване на Ni и импактен кварц.

Фоново явление за Земята

Много характеристики на откритите Fe и Fe-Ni сфери са подобни на сферите, открити от експедицията на Challenger в дълбоководни глини на Тихия океан, в района на Тунгуската катастрофа и местата на падане на метеорита Сихоте-Алин и метеорита Нио в Япония, както и в седиментни скали от различни възрасти от много райони на света. С изключение на районите на Тунгуската катастрофа и падането на метеорита Сихоте-Алин, във всички останали случаи образуването не само на сфери, но и на частици с различна морфология, състоящи се от чисто желязо (понякога съдържащо хром) и никел-желязо сплав, няма връзка с ударното събитие. Ние считаме появата на такива частици в резултат на падането на космически междупланетен прах върху повърхността на Земята - процес, който продължава непрекъснато от образуването на Земята и представлява един вид фоново явление.

Много частици, изследвани в участъка Гамс, са близки по състав до общия химичен състав на метеоритното вещество на мястото на падането на метеорита Сихоте-Алин (според Е. Л. Кринов е 93,29% желязо, 5,94% никел, 0,38% кобалт).

Наличието на молибден в някои частици не е неочаквано, тъй като много видове метеорити го включват. Съдържанието на молибден в метеоритите (железни, каменисти и въглеродни хондрити) варира от 6 до 7 g/t. Най-важното е откриването на молибденит в метеорита Аленде под формата на включване в метална сплав със следния състав (тегл.%): Fe – 31,1, Ni – 64,5, Co – 2,0, Cr – 0,3, V – 0,5, P – 0,1. Трябва да се отбележи, че самороден молибден и молибденит са открити и в лунен прах, взет от автоматичните станции Луна-16, Луна-20 и Луна-24.

Първите открити топчета от чист никел с добре кристализирана повърхност не са известни нито в магматични скали, нито в метеорити, където никелът задължително съдържа значително количество примеси. Тази структура на повърхността на никелови топки може да възникне в случай на падане на астероид (метеорит), което доведе до освобождаване на енергия, което направи възможно не само да се стопи материалът на падналото тяло, но и да се изпари. Металните пари могат да бъдат издигнати чрез експлозия на голяма височина (вероятно десетки километри), където настъпва кристализация.

Частици, състоящи се от аваруит (Ni3Fe), бяха открити заедно с никелови метални топки. Те принадлежат към метеоритен прах, а разтопените железни частици (микрометеорити) трябва да се считат за „метеоритен прах“ (според терминологията на Е. Л. Кринов). Диамантените кристали, открити заедно с никеловите топки, вероятно са резултат от аблация (топене и изпаряване) на метеорита от същия облак от пари по време на последващото му охлаждане. Известно е, че синтетичните диаманти се получават чрез спонтанна кристализация от разтвор на въглерод в стопилка от метали (Ni, Fe) над линията на фазовото равновесие графит-диамант под формата на единични кристали, техните сраствания, двойници, поликристални агрегати, рамка кристали, игловидни кристали, неправилни зърна. В изследваната проба са открити почти всички изброени типоморфни характеристики на диамантените кристали.

Това ни позволява да заключим, че процесите на кристализация на диаманта в облак от никел-въглеродни пари при охлаждане и спонтанна кристализация от въглероден разтвор в никелова стопилка в експериментите са подобни. Окончателно заключение за природата на диаманта обаче може да се направи след подробни изотопни изследвания, за които е необходимо да се получи достатъчно голямо количество от веществото.

По този начин изследването на космическата материя в преходния глинест слой на границата креда-палеоген показа присъствието й във всички части (от слой J1 до слой J6), но признаци на ударно събитие се записват само от слой J4, чиято възраст е 65 години милиона години. Този слой космически прах може да се сравни с времето на смъртта на динозаврите.

А. Ф. ГРАЧЕВ, доктор на геолого-минералогичните науки, В. А. ЦЕЛМОВИЧ, кандидат на физико-математическите науки, Институт по физика на Земята РАН (ИПЗ РАН), О. А. КОРЧАГИН, кандидат на геолого-минералогичните науки, Геологически институт на Руската академия на науките (ГИН РАН). ).

Списание "Земята и Вселената" №5 2008г.

Здравейте. В тази лекция ще ви говорим за праха. Но не за този, който се натрупва в стаите ви, а за космическия прах. Какво е?

Космическият прах е много малки частици твърда материя, открити навсякъде във Вселената, включително метеоритен прах и междузвездна материя, които могат да абсорбират звездна светлина и да образуват тъмни мъглявини в галактиките. Сферични частици прах с диаметър около 0,05 mm се намират в някои морски седименти; смята се, че това са остатъците от 5000 тона космически прах, които всяка година падат върху земното кълбо.

Учените смятат, че космическият прах се образува не само от сблъсъци и разрушаване на малки твърди тела, но и поради кондензацията на междузвезден газ. Космическият прах се отличава с произхода си: прахът може да бъде междугалактически, междузвезден, междупланетен и околопланетен (обикновено в пръстеновидна система).

Космическите прахови зърна възникват главно в бавно изтичащите атмосфери на звезди - червени джуджета, както и по време на експлозивни процеси върху звездите и бурни изхвърляния на газ от ядрата на галактиките. Други източници на космически прах включват планетарни и протозвездни мъглявини, звездни атмосфери и междузвездни облаци.

Цели облаци от космически прах, които се намират в слоя от звезди, образуващи Млечния път, ни пречат да наблюдаваме далечни звездни купове. Звезден куп като Плеядите е напълно потопен в облак прах. Най-ярките звезди в този клъстер осветяват праха, както фенер осветява мъгла през нощта. Космическият прах може да свети само от отразена светлина.

Сините лъчи на светлината, преминаващи през космическия прах, се отслабват повече от червените лъчи, така че звездната светлина, която достига до нас, изглежда жълтеникава или дори червеникава. Цели региони от световното пространство остават затворени за наблюдение именно заради космическия прах.

Междупланетарният прах, поне в сравнителна близост до Земята, е доста проучена материя. Запълвайки цялото пространство на Слънчевата система и концентриран в равнината на нейния екватор, той се ражда до голяма степен в резултат на случайни сблъсъци на астероиди и унищожаване на комети, приближаващи се до Слънцето. Съставът на праха всъщност не се различава от състава на метеоритите, падащи на Земята: много е интересно да се изследва и има още много открития, които трябва да бъдат направени в тази област, но изглежда няма особено интриги тук. Но благодарение на този конкретен прах, при хубаво време на запад веднага след залез или на изток преди изгрев, можете да се възхищавате на блед конус от светлина над хоризонта. Това е така наречената зодиакална светлина – слънчева светлина, разпръсната от малки частици космически прах.

Междузвездният прах е много по-интересен. Неговата отличителна черта е наличието на твърдо ядро ​​и черупка. Ядрото изглежда е съставено главно от въглерод, силиций и метали. А обвивката се състои главно от газообразни елементи, замръзнали върху повърхността на ядрото, кристализирани при условията на „дълбоко замръзване“ на междузвездното пространство, а това е около 10 келвина, водород и кислород. Има обаче примеси от молекули, които са по-сложни. Това са амоняк, метан и дори многоатомни органични молекули, които полепват върху прашинка или се образуват на повърхността й по време на скитане. Някои от тези вещества, разбира се, отлитат от повърхността му, например под въздействието на ултравиолетовото лъчение, но този процес е обратим - някои отлитат, други замръзват или се синтезират.

Ако се е образувала галактика, тогава откъде идва прахът в нея, по принцип е ясно за учените. Най-значимите му източници са новите и свръхновите, които губят част от масата си, „изхвърляйки“ черупката в околното пространство. Освен това прахът се ражда и в разширяващата се атмосфера на червените гиганти, откъдето буквално се помита от радиационното налягане. В тяхната хладна, по стандартите на звездите, атмосфера (около 2,5 - 3 хиляди келвина) има доста относително сложни молекули.
Но ето една мистерия, която все още не е разгадана. Винаги се е смятало, че прахът е продукт на еволюцията на звездите. С други думи, звездите трябва да се раждат, да съществуват известно време, да остареят и да кажем да произведат прах при последната експлозия на свръхнова. Но кое е първо - яйцето или кокошката? Първият прах, необходим за раждането на звезда, или първата звезда, която по някаква причина се е родила без помощта на прах, остаряла, избухнала, образувайки първия прах.
Какво стана в началото? В крайна сметка, когато Големият взрив се случи преди 14 милиарда години, във Вселената имаше само водород и хелий, никакви други елементи! Тогава от тях започнаха да се появяват първите галактики, огромни облаци, а в тях и първите звезди, които трябваше да преминат през дълъг жизнен път. Термоядрените реакции в ядрата на звездите трябва да са „сготвили“ по-сложни химични елементи, превръщайки водорода и хелия във въглерод, азот, кислород и т.н., след което звездата трябва да е изхвърлила всичко това в космоса, експлодирайки или постепенно отделяйки черупка. След това тази маса трябваше да се охлади, охлади и накрая да се превърне в прах. Но вече 2 милиарда години след Големия взрив, в най-ранните галактики е имало прах! С помощта на телескопи той е открит в галактики на 12 милиарда светлинни години от нашата. В същото време 2 милиарда години е твърде кратък период за пълния жизнен цикъл на една звезда: през това време повечето звезди нямат време да остареят. Откъде идва прахът в младата Галактика, ако там няма нищо освен водород и хелий, е мистерия.

Като погледна часа, професорът леко се усмихна.

Но вие ще се опитате да разрешите тази мистерия у дома. Да запишем задачата.

Домашна работа.

1. Опитайте се да познаете кое е първо, първата звезда или прахта?

Допълнителна задача.

1. Докладвайте за всякакъв вид прах (междузвезден, междупланетен, околопланетен, междугалактически)

2. Есе. Представете си себе си като учен, който има за задача да изучава космическия прах.

3. Снимки.

Домашно задача за студенти:

1. Защо е необходим прах в космоса?

Допълнителна задача.

1. Докладвайте за всякакъв вид прах. Бившите ученици на училището помнят правилата.

2. Есе. Изчезване на космически прах.

3. Снимки.

Супернова SN2010jl Снимка: NASA/STScI

За първи път астрономите наблюдаваха в реално време образуването на космически прах в непосредствена близост до свръхнова, което им позволи да обяснят този мистериозен феномен, който се случва на два етапа. Процесът започва скоро след експлозията, но продължава много години, пишат изследователите в списание Nature.

Всички сме направени от звезден прах, елементи, които са градивният материал за новите небесни тела. Астрономите отдавна приемат, че този прах се образува, когато звездите експлодират. Но как точно се случва това и как частиците прах не се унищожават в близост до галактики, където се извършва активна дейност, остава загадка досега.

Този въпрос беше изяснен за първи път от наблюдения, направени с помощта на много големия телескоп в обсерваторията Паранал в северно Чили. Международен изследователски екип, ръководен от Криста Гал от датския университет в Орхус, изследва свръхнова, възникнала през 2010 г. в галактика на 160 милиона светлинни години. Изследователите прекараха месеци и ранни години, наблюдавайки каталожен номер SN2010jl във видима и инфрачервена светлина, използвайки спектрографа X-Shooter.

„Когато комбинирахме данните от наблюденията, успяхме да направим първото измерване на абсорбцията на различни дължини на вълните в праха около суперновата“, обяснява Гал. „Това ни позволи да научим повече за този прах, отколкото беше известно досега.“ Това направи възможно да се проучат по-подробно различните размери на праховите зърна и тяхното образуване.

Прахът в непосредствена близост до свръхнова възниква на два етапа Снимка: © ESO/M. Kornmesser

Както се оказва, частици прах, по-големи от една хилядна от милиметъра, се образуват в плътния материал около звездата относително бързо. Размерите на тези частици са изненадващо големи за зърна от космически прах, което ги прави устойчиви на унищожаване от галактически процеси. „Нашите доказателства за образуването на големи прахови частици малко след експлозия на свръхнова означават, че трябва да има бърз и ефикасен начин те да се образуват“, добавя съавторът Йенс Хьорт от университета в Копенхаген. „Но ние все още не разбираме как точно се случва това.”

Астрономите обаче вече имат теория, базирана на техните наблюдения. Въз основа на него образуването на прах протича на 2 етапа:

1. Звездата избутва материал в околностите си малко преди да избухне. След това идва и се разпространява ударната вълна от свръхнова, зад която се създава хладна и плътна газова обвивка - среда, в която частиците прах от изхвърления преди това материал могат да кондензират и растат.
2. Във втория етап, няколкостотин дни след експлозията на супернова, се добавя материал, който е бил изхвърлен от самата експлозия и се получава ускорен процес на образуване на прах.

„Наскоро астрономите откриха много прах в останките от свръхнови, възникнали след експлозията. Те обаче откриха и доказателства за малко количество прах, което всъщност произхожда от самата супернова. Новите наблюдения обясняват как това очевидно противоречие може да бъде разрешено“, пише Криста Гал в заключение.

Космически прах

частици материя в междузвездното и междупланетното пространство. Светлопоглъщащите кондензации на космическите частици се виждат като тъмни петна на снимки на Млечния път. Затихване на светлината поради влиянието на K. p. - т.нар. междузвездното поглъщане или изчезване не е едно и също за електромагнитни вълни с различна дължина λ , в резултат на което се наблюдава зачервяване на звездички. Във видимата област изчезването е приблизително пропорционално на λ -1, в близката ултравиолетова област е почти независима от дължината на вълната, но около 1400 Å има допълнителен максимум на абсорбция. Повечето от изчезването се дължи на разсейване на светлината, а не на поглъщане. Това следва от наблюдения на отражателни мъглявини, съдържащи космически частици, видими около звезди от спектрален клас B и някои други звезди, достатъчно ярки, за да осветяват праха. Сравнението на яркостта на мъглявините и звездите, които ги осветяват, показва, че албедото на праха е високо. Наблюдаваното изчезване и албедо водят до заключението, че кристалната структура се състои от диелектрични частици с примес на метали с размер малко по-малък от 1 µm.Максимумът на ултравиолетовата екстинкция може да се обясни с факта, че вътре в праховите зърна има графитни люспи с размери около 0,05 × 0,05 × 0,01 µm.Поради дифракцията на светлината от частица, чиито размери са сравними с дължината на вълната, светлината се разсейва предимно напред. Междузвездното поглъщане често води до поляризация на светлината, което се обяснява с анизотропията на свойствата на праховите зърна (удължената форма на диелектричните частици или анизотропията на проводимостта на графита) и тяхната подредена ориентация в пространството. Последното се обяснява с действието на слабо междузвездно поле, което ориентира прашинките с дългата си ос, перпендикулярна на линията на полето. Така, наблюдавайки поляризираната светлина на далечни небесни тела, може да се съди за ориентацията на полето в междузвездното пространство.

Относителното количество прах се определя от средното поглъщане на светлина в галактическата равнина - от 0,5 до няколко звездни величини на 1 килопарсек във визуалната област на спектъра. Масата на праха съставлява около 1% от масата на междузвездната материя. Прахът, подобно на газа, се разпределя неравномерно, образувайки облаци и по-плътни образувания - глобули. В глобулите прахът действа като охлаждащ фактор, екранирайки светлината на звездите и излъчвайки в инфрачервения лъч енергията, получена от прашинката от нееластични сблъсъци с газови атоми. На повърхността на праха атомите се комбинират в молекули: прахът е катализатор.

С. Б. Пикелнер.

Велика съветска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .

Вижте какво е „космически прах“ в други речници:

Частици от кондензирана материя в междузвездното и междупланетното пространство. Според съвременните концепции космическият прах се състои от частици с размери прибл. 1 µm с графитно или силикатно ядро. В Галактиката се образува космически прах... ... Голям енциклопедичен речник

КОСМИЧЕСКИ ПРАХ, много малки частици твърда материя, открити във всяка част на Вселената, включително метеоритен прах и междузвездна материя, способни да абсорбират звездна светлина и да образуват тъмни мъглявини в галактиките. Сферичен...... Научно-технически енциклопедичен речник

КОСМИЧЕСКИ ПРАХ- метеоритен прах, както и най-малките частици материя, които образуват прах и други мъглявини в междузвездното пространство... Голяма политехническа енциклопедия

космически прах- Много малки частици твърда материя, присъстващи в космоса и падащи на Земята... Речник по география

Частици от кондензирана материя в междузвездното и междупланетното пространство. Според съвременните концепции космическият прах се състои от частици с размер около 1 микрон със сърцевина от графит или силикат. В Галактиката се образува космически прах... ... енциклопедичен речник

Образува се в космоса от частици с размери от няколко молекули до 0,1 mm. 40 килотона космически прах се утаяват на планетата Земя всяка година. Космическият прах може да се различи и по астрономическата му позиция, например: междугалактически прах, ... ... Уикипедия

космически прах- kosminės dulkės statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. космически прах; междузвезден прах; космически прах vok. междузвезден Staub, m; kosmische Staubteilchen, м рус. космически прах, f; междузвезден прах, f пранц. poussière cosmique, f; poussière… … Fizikos terminų žodynas

космически прах- kosminės dulkės statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Atmosferoje susidarančios meteorinės dulkės. атитикменис: англ. космически прах vok. kosmischer Staub, м рус. космически прах, е... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Частици, кондензирани във va в междузвездното и междупланетното пространство. Според съвременните Според идеите K. p. се състои от частици с размери прибл. 1 µm с графитно или силикатно ядро. В Галактиката космосът образува кондензации от облаци и глобули. Обаждания...... Естествени науки. енциклопедичен речник

Частици от кондензирана материя в междузвездното и междупланетното пространство. Състои се от частици с размер около 1 микрон със сърцевина от графит или силикат, в Галактиката образува облаци, които причиняват отслабване на светлината, излъчвана от звездите и... ... Астрономически речник

Книги

• 99 тайни на астрономията, Сердцева Н.. 99 тайни на астрономията са скрити в тази книга. Отворете го и научете как работи Вселената, от какво е направен космическият прах и откъде идват черните дупки. . Забавни и прости текстове...

Междузвездният прах е продукт на процеси с различна интензивност, протичащи във всички краища на Вселената, а неговите невидими частици достигат дори повърхността на Земята, летейки в атмосферата около нас.

Многократно е доказано, че природата не обича празнотата. Междузвездното пространство, което ни изглежда като вакуум, всъщност е изпълнено с газ и микроскопични, с размери 0,01-0,2 микрона, прахови частици. Комбинацията от тези невидими елементи поражда обекти с огромни размери, нещо като облаци от Вселената, способни да абсорбират определени видове спектрално лъчение от звездите, понякога напълно скривайки ги от земните изследователи.

От какво е направен междузвездният прах?

Тези микроскопични частици имат ядро, което се образува в газовата обвивка на звездите и е напълно зависимо от нейния състав. Например, графитен прах се образува от зърна от въглеродни звезди, а силикатният прах се образува от частици кислород. Това е интересен процес, който продължава десетилетия: докато звездите се охлаждат, те губят своите молекули, които, летейки в космоса, се обединяват в групи и стават основата на ядрото на прашинка. След това се образува обвивка от водородни атоми и по-сложни молекули. При ниски температури междузвездният прах се появява под формата на ледени кристали. Скитайки из Галактиката, малките пътешественици губят част от газа при нагряване, но нови молекули заемат мястото на заминалите молекули.

Местоположение и имоти

По-голямата част от праха, който пада върху нашата Галактика, е концентриран в района на Млечния път. Той се откроява на фона на звездите под формата на черни ивици и петна. Въпреки факта, че теглото на праха е незначително в сравнение с теглото на газа и е само 1%, той е в състояние да скрие небесните тела от нас. Въпреки че частиците са разделени една от друга на десетки метри, дори и в това количество най-плътните области поглъщат до 95% от светлината, излъчвана от звездите. Размерът на облаците газ и прах в нашата система е наистина огромен, измерен в стотици светлинни години.

Въздействие върху наблюденията

Глобулите на Текери правят областта на небето зад тях невидима

Междузвездният прах поглъща по-голямата част от радиацията от звездите, особено в синия спектър, и изкривява тяхната светлина и полярност. Най-голямо изкривяване изпитват късите вълни от далечни източници. Микрочастиците, смесени с газ, се виждат като тъмни петна в Млечния път.

Поради този фактор ядрото на нашата Галактика е напълно скрито и достъпно за наблюдение само в инфрачервени лъчи. Облаците с висока концентрация на прах стават почти непрозрачни, така че частиците вътре не губят своята ледена обвивка. Съвременните изследователи и учени смятат, че именно те, когато се слепват, образуват ядрата на новите комети.

Науката е доказала влиянието на праховите гранули върху процесите на звездообразуване. Тези частици съдържат различни вещества, включително метали, които действат като катализатори за множество химични процеси.

Нашата планета увеличава масата си всяка година поради падащия междузвезден прах. Разбира се, тези микроскопични частици са невидими и за да ги намерят и изследват, те изучават океанското дъно и метеоритите. Събирането и доставянето на междузвезден прах се превърна в една от функциите на космическите кораби и мисии.

Когато големите частици навлязат в земната атмосфера, те губят обвивката си и малките частици кръжат около нас невидими с години. Космическият прах е повсеместен и подобен във всички галактики; астрономите редовно наблюдават тъмни черти по лицата на далечни светове.