宇宙塵埃
編輯宇宙塵埃,又稱地外塵埃、星塵埃或太空塵埃,是存在于外太空或落在地球上的塵埃。 大多數宇宙塵埃顆粒的尺寸介于幾個分子和 0.1 毫米(100 微米)之間。 較大的顆粒稱為流星體。 宇宙塵埃可以根據其天文位置進一步區分:星際塵埃、星際塵埃、行星際塵埃(如在黃道云中)和行星際塵埃(如在行星環中)。 有幾種方法可以獲得空間塵埃測量值。
在太陽系中,行星際塵埃導致黃道光。 太陽系塵埃包括彗星塵埃、小行星塵埃、來自柯伊伯帶的塵埃和穿過太陽系的星際塵埃。 據估計,每年有數千噸宇宙塵埃到達地球表面,其中大多數顆粒的質量在 10?16 千克(0.1 皮克)和 10?4 千克(0.1 克)之間。 地球行進所經過的塵埃云的密度約為 10?6 個塵埃顆粒/立方米。
宇宙塵埃包含一些復雜的有機化合物(具有混合芳香族-脂肪族結構的無定形有機固體),這些化合物可以由恒星自然而迅速地產生。 太空中一小部分塵埃是由較大的難熔礦物組成的星塵,這些礦物凝結成恒星留下的物質。
星塵號宇宙飛船收集了星際塵埃顆粒,樣本于 2006 年返回地球。
研究與重要性
編輯宇宙塵埃曾經只是天文學家的煩惱,因為它掩蓋了他們希望觀察的物體。 當紅外天文學開始時,人們觀察到塵埃粒子是天體物理過程的重要和重要組成部分。 他們的分析可以揭示有關太陽系形成等現象的信息。 例如,宇宙塵埃可以在恒星生命接近尾聲時推動質量損失,在恒星形成的早期階段發揮作用,并形成行星。 在太陽系中,塵埃在黃道光、土星的 B 環輪輻、木星、土星、天王星和海王星的外行星環以及彗星中起著重要作用。
塵埃的跨學科研究匯集了不同的科學領域:物理學(固態、電磁理論、表面物理學、統計物理學、熱物理學)、分形數學、塵埃顆粒表面化學、隕石學,以及天文學和天體物理學的各個分支 . 這些不同的研究領域可以通過以下主題聯系起來:宇宙塵埃粒子循環演化; 化學,物理和動力學。 塵埃的演化描繪了宇宙回收物質的路徑,其過程類似于許多人熟悉的日常回收步驟:生產、儲存、加工、收集、消費和丟棄。
對不同區域宇宙塵埃的觀測和測量提供了對宇宙循環過程的重要洞察; 在彌散星際介質的云中、在分子云中、在年輕恒星物體的星周塵埃中,以及在太陽系等行星系統中,天文學家認為塵埃處于其最循環狀態。 天文學家在其生命的不同階段積累了塵埃的觀測“快照”,并且隨著時間的推移,形成了一部關于宇宙復雜循環步驟的更完整的電影。
粒子的初始運動、材料特性、介入等離子體和磁場等參數決定了灰塵粒子到達灰塵探測器的時間。 稍微改變這些參數中的任何一個都會產生明顯不同的塵埃動力學行為。 因此,人們可以了解該對象來自何處,以及(在)干預介質中的內容。
檢測方法
編輯宇宙塵埃可以通過間接方法檢測到,這些方法利用非常危險的宇宙塵埃粒子的放射性特性。
宇宙塵埃也可以使用各種收集方法和從各種收集位置直接(“原位”)檢測到。 據估計,每天涌入地球大氣層的外星物質數量在 5 到 300 噸之間。
美國宇航局使用平流層飛行飛機機翼下的平板收集器收集地球大氣層中的星塵顆粒樣本。 還從地球大冰塊(南極洲和格陵蘭/北極)和深海沉積物的表面沉積物中收集了塵埃樣本。
西雅圖華盛頓大學的 Don Brownlee 在 1970 年代后期首次可靠地確定了收集到的塵埃顆粒的外星性質。 另一個來源是隕石,其中含有從中提取的星塵。 星塵顆粒是單個太陽系前恒星的固體難熔碎片。 它們以極端的同位素組成而著稱,在與星際介質混合之前,這只能是演化恒星中的同位素組成。
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