Космическият прах е специално вещество. Всички сме създадени от космически прах, учените са доказали какъв цвят поглъщат частиците космически прах

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.

Голям 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. от модерни идеи, 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, ... ... Wikipedia

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 доказан факт е, 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. В условия ниски температуриМеждузвездният прах се намира 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 изследователии учените смятат, че именно те, слепвайки се, 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.

Космическият прах, неговият състав и свойства са малко известни на хората, които не се занимават с изследване на извънземното пространство. Подобно явление обаче оставя своите следи на нашата планета! Нека да разгледаме по-подробно откъде идва и как влияе върху живота на Земята.

Концепция за космически прах

Космическият прах на Земята най-често се среща в определени слоеве на океанското дъно, ледени покривки на полярните региони на планетата, торфени находища, труднодостъпни пустинни райони и метеоритни кратери. Размерът на това вещество е по-малък от 200 nm, което прави изследването му проблематично.

Обикновено концепцията за космически прах включва разграничение между междузвездни и междупланетни разновидности. Всичко това обаче е много условно. Най-удобният вариант за изследване на това явление се счита за изследване на прах от космоса на границите слънчева системаили извън него.

Причината за този проблематичен подход към изучаването на обекта е, че свойствата на извънземния прах се променят драматично, когато е близо до звезда като Слънцето.

Теории за произхода на космическия прах

Потоци от космически прах непрекъснато атакуват земната повърхност. Възниква въпросът откъде идва това вещество. Произходът му поражда много спорове сред експертите в областта.

Различават се следните теории за образуването на космически прах:

разпад небесни тела . Някои учени смятат, че космическият прах не е нищо повече от резултат от унищожаването на астероиди, комети и метеорити.
Останки от облак от протопланетарен тип. Има версия, според която космическият прах се класифицира като микрочастици от протопланетен облак. Това предположение обаче поражда известни съмнения поради крехкостта на фино диспергираната субстанция.
Резултат от експлозия на звездите. В резултат на този процес, според някои експерти, мощно освобождаванеенергия и газ, което води до образуването на космически прах.
Остатъчни явления след формирането на нови планети. Така нареченият строителен „боклук“ е станал основа за появата на прах.

Според някои изследвания, определена частКомпонентът на космическия прах е възникнал преди формирането на Слънчевата система, което прави това вещество още по-интересно за по-нататъшно изследване. Това си струва да се обърне внимание, когато се оценява и анализира подобно извънземно явление.

Основните видове космически прах

Специфична класификация на видовете космически прах този моментне съществува. Подвидовете могат да бъдат разграничени по визуални характеристики и местоположение на тези микрочастици.

Нека разгледаме седем групи космически прах в атмосферата, различни по външни показатели:

Сиви фрагменти с неправилна форма. Това са остатъчни явления след сблъсък на метеорити, комети и астероиди с размер не по-голям от 100-200 nm.
Частици от шлакоподобно и пепеловидно образувание. Такива обекти трудно се идентифицират само по външни признаци, тъй като те са претърпели промени след преминаване през земната атмосфера.
Зърната са с кръгла форма, с параметри подобни на черен пясък. Външно приличат на прах от магнетит (магнитна желязна руда).
Малки черни кръгчета с характерен блясък. Техният диаметър не надвишава 20 nm, което прави изучаването им трудна задача.
По-големи топки от същия цвят с грапава повърхност. Техният размер достига 100 nm и дава възможност за детайлно изследване на състава им.
Топки от определен цвят с преобладаване на черни и бели тонове с включвания на газ. Тези микрочастици от космически произход се състоят от силикатна основа.
Топки с разнородна структура от стъкло и метал. Такива елементи се характеризират с микроскопични размери в рамките на 20 nm.

Според астрономическото им местоположение има 5 групи космически прах:

Прах, открит в междугалактическото пространство. Този тип може да изкриви размерите на разстоянията по време на определени изчисления и е способен да променя цвета на космическите обекти.
Образования в галактиката. Пространството в тези граници винаги е пълно с прах от унищожаването на космическите тела.
Материята, концентрирана между звездите. Най-интересно е поради наличието на черупка и сърцевина с твърда консистенция.
Прах, разположен близо до определена планета. Обикновено се намира в пръстеновидната система на небесно тяло.
Облаци прах около звездите. Те кръжат по орбиталния път на самата звезда, отразявайки нейната светлина и създавайки мъглявина.

Три групи според общото специфично тегло на микрочастиците изглеждат така:

Метална лента. Представителите на този подвид имат специфично тегло над пет грама на кубичен сантиметър, а основата им се състои главно от желязо.
Група на силикатна основа. Основа - прозрачно стъкло с специфично теглоприблизително три грама на кубичен сантиметър.
Смесена група. Самото име на тази асоциация показва наличието както на стъклени, така и на железни микрочастици в структурата. Основата включва и магнитни елементи.

Четири групи, базирани на сходството на вътрешната структура на микрочастиците от космически прах:

Сферули с кух пълнеж. Този вид често се среща в местата на падане на метеорити.
Сферули от метално образуване. Този подвид има ядро от кобалт и никел, както и черупка, която е окислена.
Топки с хомогенна конструкция. Такива зърна имат окислена обвивка.
Топки със силикатна основа. Наличието на газови включвания им придава вид на обикновена шлака, а понякога и на пяна.

Трябва да се помни, че тези класификации са много произволни, но служат като определена насока за обозначаване на видовете прах от космоса.

Състав и характеристики на компонентите на космическия прах

Нека да разгледаме по-подробно от какво се състои космическият прах. Съществува известен проблем при определянето на състава на тези микрочастици. За разлика от газообразни вещества, твърди веществаимат непрекъснат спектър със сравнително малко присъствие на ленти, които са замъглени. В резултат на това идентифицирането на зърната космически прах става трудно.

Съставът на космическия прах може да се разгледа на примера на основните модели на това вещество. Те включват следните подвидове:

Ледени частици, чиято структура включва ядро с огнеупорна характеристика. Черупката на такъв модел се състои от леки елементи. Големите частици съдържат атоми с магнитни елементи.
MRN моделът, чийто състав се определя от наличието на силикатни и графитни включвания.
Оксиден космически прах, който се основава на двуатомни оксиди на магнезий, желязо, калций и силиций.

Обща класификация според химичния състав на космическия прах:

Топчета с метален характер на образуване. Съставът на такива микрочастици включва елемент като никел.
Метални топчета с наличие на желязо и липса на никел.
Кръгове на силиконова основа.
Желязо-никелови топки с неправилна форма.

По-конкретно, можем да разгледаме състава на космическия прах, използвайки примера на тези, открити в океанската тиня, седиментни скали и ледници. Тяхната формула ще се различава малко една от друга. Находките от изследването на морското дъно са топки със силикатна и метална основа с наличие на химически елементи като никел и кобалт. В дълбините на водната стихия са открити и микрочастици, съдържащи алуминий, силиций и магнезий.

Почвите са плодородни за наличието на космически материал. Особено голям брой сферули са открити на места, където са паднали метеорити. Основата за тях беше никел и желязо, както и различни минерали като троилит, кохенит, стеатит и други компоненти.

Ледниците също топят извънземни от космоса под формата на прах в техните блокове. Силикат, желязо и никел служат за основа на намерените сфери. Всички добити частици бяха класифицирани в 10 ясно дефинирани групи.

Трудностите при определяне на състава на изследвания обект и разграничаването му от примеси от земен произход оставят този въпрос открит за по-нататъшни изследвания.

Влиянието на космическия прах върху жизнените процеси

Влиянието на това вещество не е напълно проучено от специалистите, което дава големи възможности за по-нататъшни дейности в тази посока. На определена надморска височина с помощта на ракети те откриха специфичен пояс, състоящ се от космически прах. Това дава основание да се твърди, че такава извънземна материя влияе върху някои процеси, протичащи на планетата Земя.

Влиянието на космическия прах върху горните слоеве на атмосферата

Последните проучвания показват, че количеството космически прах може да повлияе на промените в горните слоеве на атмосферата. Този процес е много важен, защото води до определени колебания в климатичните характеристики на планетата Земя.

Огромно количество прах в резултат на сблъсъци на астероиди изпълва пространството около нашата планета. Количеството му достига почти 200 тона на ден, което според учените няма как да не остави своите последствия.

Северното полукълбо, чийто климат е склонен към ниски температури и влага, е най-податливо на тази атака, според същите експерти.

Влиянието на космическия прах върху образуването на облаци и изменението на климата все още не е достатъчно проучено. Новите изследвания в тази област повдигат все повече въпроси, чиито отговори все още не са получени.

Влиянието на праха от космоса върху трансформацията на океанската тиня

Облъчването на космическия прах от слънчевия вятър кара тези частици да падат на Земята. Статистиката показва, че най-лекият от трите изотопа на хелия навлиза в океанската тиня в огромни количества чрез прашинки от космоса.

Поглъщането на елементи от космоса от минерали с фероманганов произход послужи като основа за образуването на уникални рудни образувания на океанското дъно.

В момента количеството на манган в райони, които са близо до Арктическия кръг, е ограничено. Всичко това се дължи на факта, че космическият прах не навлиза в Световния океан в тези райони поради ледените покривки.

Влиянието на космическия прах върху състава на водата на Световния океан

Ако погледнем ледниците на Антарктика, те са поразителни с броя на откритите в тях останки от метеорити и наличието на космически прах, който е сто пъти по-висок от нормалния фон.

Прекомерно повишената концентрация на същия хелий-3, ценни метали под формата на кобалт, платина и никел ни позволява уверено да твърдим факта за намесата на космическия прах в състава на ледената покривка. В същото време веществото с извънземен произход остава в оригиналната си форма и не се разрежда от океанските води, което само по себе си е уникален феномен.

Според някои учени количеството космически прах в подобни особени ледени покривки през последните милиони години е от порядъка на няколкостотин трилиона образувания с метеоритен произход. По време на периода на затопляне тези покрития се топят и пренасят елементи от космически прах в Световния океан.

Гледайте видеоклип за космическия прах:

Тази космическа неоплазма и нейното влияние върху някои фактори на живота на нашата планета все още не са достатъчно проучени. Важно е да запомните, че веществото може да повлияе на изменението на климата, структурата на океанското дъно и концентрацията на определени вещества във водите на Световния океан. Снимки на космически прах показват колко още мистерии крият тези микрочастици. Всичко това прави изучаването на това интересно и уместно!

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). Описани са от Мъри и Ренар през 1891 г. На две станции в южната част Тихи океанПо време на драгиране от дълбочина 4300 м бяха извадени проби от фероманганови възли и магнитни микросфери с диаметър до 100 микрона, които по-късно бяха наречени „космически топки“. Въпреки това, железните микросфери, открити от експедицията на Challenger, са проучени подробно 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 от 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. Въпреки това, експлозия на интерес сред изследователите към този проблем 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 конкреции, 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 голямо числоизследвания, 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 в долната част и 22 см в горната част, дебелината е 4 см. За общо изследванераздел, монолитът беше разделен след 2 cm (отдолу нагоре) на слоеве, обозначени с букви от латинската азбука (A, B, C...W), а във всеки слой, също след 2 cm, бяха извършени маркировки с числа (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.

Между звезди и планети

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.
Сега в пространството между звездите или близо до тях вече са открити, разбира се, не по химически, а по физически, тоест спектроскопски методи: вода, оксиди на въглерод, азот, сяра и силиций, хлороводород, амоняк, ацетилен, органични киселини като мравчена и оцетна киселина, етилов и метилов алкохол, бензен, нафталин. Те дори откриха аминокиселината глицин!
Би било интересно да се улови и изследва междузвезден прах, който прониква в Слънчевата система и вероятно пада на Земята. Проблемът с „хващането“ му не е лесен, тъй като малко междузвездни прашинки успяват да запазят ледената си „обвивка“ под слънчевите лъчи, особено в земната атмосфера. Големите се нагряват твърде много - скоростта им на изтичане не може да бъде бързо изгасена и праховите частици "изгарят". Малките обаче се плъзгат в атмосферата с години, запазвайки част от черупката, но тук възниква проблемът с намирането и идентифицирането им.
Има още една, много интригуваща подробност. Става въпрос за прах, чиито ядра са направени от въглерод. Въглеродът, синтезиран в ядрата на звездите и изпуснат в космоса, например от атмосферата на стареещи (като червени гиганти) звезди, летящ в междузвездното пространство, се охлажда и кондензира - почти по същия начин, както след горещ ден, мъглата от охладената водна пара се събира в низините. В зависимост от условията на кристализация могат да се получат слоести структури от графит, диамантени кристали (само си представете - цели облаци от малки диаманти!) и дори кухи топки от въглеродни атоми (фулерени). И в тях, може би, като в сейф или контейнер, се съхраняват частици от атмосферата на много древна звезда. Намирането на такива прашинки би било огромен успех.

Къде се намира прахът?

Трябва да се каже, че самата концепция за космическия вакуум като нещо напълно празно дълго време остава само поетична метафора. Всъщност цялото пространство на Вселената, както между звездите, така и между галактиките, е изпълнено с материя, тече елементарни частици, радиация и полета - магнитни, електрически и гравитационни. Всичко, което може да се докосне, сравнително казано, е газ, прах и плазма, чийто принос към общата маса на Вселената, според различни оценки, е само около 1-2% при средна плътностоколо 10 -24 g/cm3. В космоса има най-много газ, почти 99%. Това е главно водород (до 77,4%) и хелий (21%), останалото представлява по-малко от два процента от масата. Има и прах - масата му е почти сто пъти по-малка от газа.
Въпреки че понякога празнотата в междузвездното и междугалактическото пространство е почти идеална: понякога има 1 литър пространство на атом материя! Такъв вакуум няма нито в земните лаборатории, нито в Слънчевата система. За сравнение можем да дадем следния пример: в 1 cm 3 от въздуха, който дишаме, има приблизително 30 000 000 000 000 000 000 молекули.
Тази материя се разпространява в междузвездно пространствомного неравномерно. Повечето от междузвездния газ и прах образуват газово-прахов слой близо до равнината на симетрия на диска на Галактиката. Дебелината му в нашата Галактика е няколкостотин светлинни години. По-голямата част от газа и праха в неговите спирални разклонения (ръкове) и ядрото са концентрирани главно в гигантски молекулярни облаци с размери от 5 до 50 парсека (16-160 светлинни години) и тежащи десетки хиляди и дори милиони слънчеви маси. Но вътре в тези облаци материята също е разпределена неравномерно. В основния обем на облака, така нареченото кожено палто, направено главно от молекулярен водород, плътността на частиците е около 100 парчета на 1 cm3. В уплътненията вътре в облака той достига десетки хиляди частици на 1 cm 3, а в ядрата на тези уплътнения - обикновено милиони частици на 1 cm 3. Именно това неравномерно разпределение на материята във Вселената дължи съществуването на звездите, планетите и в крайна сметка на самите нас. Защото звездите се раждат в молекулярни облаци, плътни и относително студени.
Интересното е, че колкото по-висока е плътността на облака, толкова по-разнообразен е неговият състав. В този случай има съответствие между плътността и температурата на облака (или отделните му части) и онези вещества, чиито молекули се намират там. От една страна, това е удобно за изучаване на облаците: като наблюдавате отделните им компоненти в различни спектрални диапазони по характерните линии на спектъра, например CO, OH или NH3, можете да „надникнете“ в една или друга част от него . От друга страна, данните за състава на облака ни позволяват да научим много за процесите, протичащи в него.

Освен това в междузвездното пространство, съдейки по спектрите, има вещества, чието съществуване в земни условия е просто невъзможно. Това са йони и радикали. Тяхната химическа активност е толкова висока, че на Земята те веднага реагират. И в разреденото студено пространство на космоса те живеят дълго и съвсем свободно.
Като цяло газът в междузвездното пространство не е само атомен. Там, където е по-студено, не повече от 50 келвина, атомите успяват да останат заедно, образувайки молекули. Въпреки това, голяма маса междузвезден газ все още е в атомно състояние. Това е главно водород, неговата неутрална форма е открита сравнително наскоро - през 1951 г. Както е известно, той излъчва радиовълни с дължина 21 см (честота 1420 MHz), въз основа на интензитета на които се определя колко има в Галактиката. Между другото, той не е равномерно разпределен в пространството между звездите. В облаците от атомен водород неговата концентрация достига няколко атома на 1 cm3, но между облаците тя е с порядъци по-ниска.
И накрая, в близост до горещи звезди газът съществува под формата на йони. Мощното ултравиолетово лъчение загрява и йонизира газа, което го кара да свети. Ето защо областите с висока концентрация на горещ газ с температура около 10 000 К изглеждат като светещи облаци. Те се наричат мъглявини с лек газ.
И във всяка мъглявина, в по-големи или по-малки количества, има междузвезден прах. Въпреки факта, че мъглявините са условно разделени на прахови и газови мъглявини, прах има и в двете. И във всеки случай прахът е този, който очевидно помага на звездите да се образуват в дълбините на мъглявините.

Мъгливи предмети

Сред всички космически обекти, мъглявините са може би най-красивите. Вярно е, че тъмните мъглявини във видимия диапазон просто изглеждат като черни петна в небето; те се наблюдават най-добре на фона на Млечния път. Но в други диапазони на електромагнитни вълни, например инфрачервени, те се виждат много добре - и снимките се оказват много необичайни.
Мъглявините са клъстери от газ и прах, които са изолирани в пространството и свързани от гравитацията или външното налягане. Тяхната маса може да бъде от 0,1 до 10 000 слънчеви маси, а размерът им може да бъде от 1 до 10 парсека.
Отначало мъглявините дразнеха астрономите. До средата на деветнадесети век на откритите мъглявини се гледаше като на досадно неудобство, което пречеше на наблюдението на звездите и търсенето на нови комети. През 1714 г. англичанинът Едмънд Халей, чието име е известната комета, дори състави „черен списък“ от шест мъглявини, за да не подвеждат „ловците на комети“, а французинът Чарлз Месие разшири този списък до 103 обекта. За щастие, музикантът сър Уилям Хершел, който бил влюбен в астрономията, и сестра му и синът му се заинтересували от мъглявините. Наблюдавайки небето с помощта на собственоръчно построените от тях телескопи, те оставят след себе си каталог от мъглявини и звездни купове, съдържащ информация за 5079 космически обекта!
Хершелите практически изчерпват възможностите на оптичните телескопи от онези години. Изобретяването на фотографията и дългите времена на експозиция обаче направиха възможно намирането на много слабо светещи обекти. Малко по-късно спектралните методи за анализ и наблюдения в различни диапазони от електромагнитни вълни позволиха в бъдеще не само да се открият много нови мъглявини, но и да се определи тяхната структура и свойства.
Една междузвездна мъглявина изглежда ярка в два случая: или е толкова гореща, че самият й газ свети, такива мъглявини се наричат емисионни мъглявини; или самата мъглявина е студена, но нейният прах разпръсква светлината на близка ярка звезда - това е отражателна мъглявина.
Тъмните мъглявини също са междузвездни натрупвания на газ и прах. Но за разлика от леките газови мъглявини, които понякога се виждат дори със силен бинокъл или телескоп, като мъглявината Орион, тъмните мъглявини не излъчват светлина, а я поглъщат. Когато звездната светлина преминава през такива мъглявини, прахът може напълно да я абсорбира, превръщайки я в инфрачервено лъчение, което е невидимо за окото. Следователно такива мъглявини изглеждат като беззвездни дупки в небето. В. Хершел ги нарече „дупки в небето“. Може би най-зрелищната от тях е мъглявината Конска глава.
Въпреки това прашинките може да не абсорбират напълно светлината на звездите, а само частично да я разпръснат и то избирателно. Факт е, че размерът на частиците междузвезден прах е близък до дължината на вълната на синята светлина, така че тя се разпръсква и абсорбира по-силно и „червената“ част от звездната светлина достига до нас по-добре. Между другото, това добър начинпреценете размера на праховите зърна по това как те отслабват светлината с различни дължини на вълната.

Звезда от облака

Причините за появата на звезди не са точно установени - има само модели, които повече или по-малко надеждно обясняват експерименталните данни. В допълнение, пътищата на образуване, свойствата и по-нататъшната съдба на звездите са много разнообразни и зависят от много фактори. Съществува обаче утвърдена концепция или по-скоро най-развитата хипотеза, чиято същност в най-общи линии е, че звездите се образуват от междузвезден газ в области с повишена плътност на материята, тоест в дълбините на междузвездните облаци. Прахът като материал може да бъде пренебрегнат, но ролята му в образуването на звездите е огромна.
Очевидно това се случва (в най-примитивния вариант, за една звезда). Първо, протозвезден облак се кондензира от междузвездната среда, което може да се дължи на гравитационна нестабилност, но причините може да са различни и все още не са напълно ясни. По един или друг начин той се свива и привлича материята от околното пространство. Температурата и налягането в центъра му се увеличават, докато молекулите в центъра на тази свиваща се топка газ започнат да се разпадат на атоми и след това на йони. Този процес охлажда газа и налягането вътре в ядрото рязко пада. Ядрото се свива и ударна вълна се разпространява вътре в облака, отхвърляйки външните му слоеве. Образува се протозвезда, която продължава да се свива под въздействието на гравитацията, докато в центъра й не започнат реакциите на термоядрен синтез - превръщането на водорода в хелий. Компресията продължава известно време, докато силите на гравитационното компресиране се балансират от силите на газа и лъчистото налягане.
Ясно е, че масата на получената звезда винаги е по-малка от масата на мъглявината, която я е „родила“. По време на този процес част от материята, която не е имала време да падне върху ядрото, е „пометена“ от ударна вълна, радиацията и частиците се вливат просто в околното пространство.

сцена
	Гигантски галактически молекулярен облак с размер 100 парсека, маса 100 000 слънца, температура 50 K, плътност 100 частици на кубичен см. Вътре в този облак има мащабни кондензации - дифузен газ и прах iuma (1 -10 pc, 10 000 слънца, 20 K, 1000 частици на кубичен cm cm) и малки кондензации - газово-прахови мъглявини (до 1 pc, 100-1000 слънца, 20 K, 10 000 частици на кубичен cm). Вътре в последните има точно струпвания-глобули с размер 0,1 pc, маса 1-10 слънца и плътност 10 5 -10 6 частици/cm 3, където се образуват нови звезди.
	Раждането на звезда в облак от газ и прах
	Новата звезда със своята радиация и звезден вятър разпръсква околния газ далеч от себе си
	Млада звезда изплува в космоса, който е чист и без газ и прах, избутвайки настрана мъглявината, която я е родила
	Етапи на "ембрионално" развитие на звезда с маса, равна на Слънцето
	Раждането на гравитационно нестабилен облак с размер 2 000 000 слънца, с температура 15 K и начална плътност 10 -19 g/cm 3 .
	След няколкостотин хиляди години този облак ще образува ядро с температура около 200 K и размер на 100 слънца; масата му все още е само 0,05 от слънчевата маса.
	На този етап ядрото с температура до 2000 K рязко се свива поради йонизацията на водорода и в същото време се нагрява до 20 000 K, скоростта на падане на материята върху растящата звезда достига 100 km/s.
	Протозвезда с размерите на две слънца с температура в центъра 2х100 000 К, а не на повърхността - 3х1000 К.
	Последният етап от предварителната еволюция на звездата е бавното компресиране, по време на което изотопите на лития и берилия изгарят. Едва след като температурата се повиши до 6x10 6 K, във вътрешността на звездата започват термоядрени реакции на синтез на хелий от водород. Общата продължителност на цикъла на раждане на звезда като нашето Слънце е 50 милиона години, след което такава звезда може да гори тихо в продължение на милиарди години.
сцена	Описание на етапите на развитие на облак газ и прах в звезда

Процесът на формиране на звезди и звездни системи се влияе от много фактори, включително магнитното поле, което често допринася за „разкъсването“ на протозвездния облак на два, по-рядко три фрагмента, всеки от които се компресира под въздействието на гравитацията в своя собствена протозвезда. Така възникват например много двойни звездни системи – две звезди, които се въртят около общ център на масата и се движат в пространството като едно цяло.
С остаряването на ядреното гориво ядреното гориво във вътрешността на звездите постепенно изгаря и колкото по-голяма е звездата, толкова по-бързо става. В този случай водородният цикъл на реакциите се заменя с хелиевия цикъл, след което в резултат на реакциите на ядрен синтез се образуват все по-тежки химически елементи, чак до ютията. В крайна сметка ядрото, което вече не получава енергия от термоядрени реакции, рязко намалява по размер, губи стабилност и веществото му сякаш пада върху себе си. Възниква мощна експлозия, по време на която веществото може да се нагрее до милиарди градуси, а взаимодействията между ядрата водят до образуването на нови химични елементи, до най-тежките. Експлозията е придружена от рязко освобождаване на енергия и освобождаване на материя. Звездата експлодира - този процес се нарича експлозия на свръхнова. В крайна сметка звездата, в зависимост от нейната маса, ще се превърне в неутронна звезда или черна дупка.
Вероятно това се случва в действителност. Във всеки случай няма съмнение, че младите, тоест горещи звезди и техните купове са най-многобройни в мъглявините, тоест в области с повишена плътност на газ и прах. Това ясно се вижда на снимки, направени от телескопи в различни диапазони на дължини на вълните.
Разбира се, това не е нищо повече от най-грубото обобщение на поредицата от събития. За нас две точки са фундаментално важни. Първо, каква е ролята на праха в процеса на образуване на звезди? И второ, откъде точно идва?

Универсална охлаждаща течност

В общата маса на космическата материя самият прах, тоест атомите на въглерода, силиция и някои други елементи, комбинирани в твърди частици, е толкова малък, че във всеки случай, като строителни материализа звездите, изглежда, могат да бъдат игнорирани. Но всъщност тяхната роля е голяма - те са тези, които охлаждат горещия междузвезден газ, превръщайки го в онзи много студен плътен облак, от който след това се образуват звезди.
Факт е, че самият междузвезден газ не може да се охлади. Електронната структура на водородния атом е такава, че може да се откаже от излишната енергия, ако има такава, чрез излъчване на светлина във видимата и ултравиолетовата област на спектъра, но не и в инфрачервения диапазон. Образно казано, водородът не може да излъчва топлина. За да се охлади правилно, той се нуждае от „хладилник“, чиято роля играят междузвездните прахови частици.
По време на сблъсък с прашинки с висока скорост - за разлика от по-тежките и по-бавни прашинки, газовите молекули летят бързо - те губят скорост и кинетичната им енергия се прехвърля към прашинките. Освен това се нагрява и отдава тази излишна топлина на околното пространство, включително под формата на инфрачервено лъчение, докато самата тя се охлажда. Така, поглъщайки топлината на междузвездните молекули, прахът действа като вид радиатор, охлаждайки газовия облак. Няма много от масата - около 1% от масата на цялото вещество на облака, но това е достатъчно, за да премахне излишната топлина за милиони години.
Когато температурата на облака спадне, налягането също пада, облакът се кондензира и от него могат да се родят звезди. Останките от материала, от който се е родила звездата, от своя страна са изходен материал за образуването на планетите. Сега в състава им вече влизат прахови частици, а в Повече ▼. Защото, след като се е родила, звездата се нагрява и ускорява целия газ около себе си, докато прахът остава да лети наблизо. В края на краищата тя е способна да се охлажда и е привлечена от новата звезда много по-силно от отделните газови молекули. В крайна сметка в близост до новородената звезда се появява облак прах, а в периферията се появява богат на прах газ. Там се раждат газови планети като Сатурн, Уран и Нептун. Е, скалисти планети се появяват близо до звездата. За нас това са Марс, Земя, Венера и Меркурий. Оказва се доста ясно разделение на две зони: газови планети и твърди. Така че Земята се оказа до голяма степен изградена от зърна междузвезден прах. Частиците метален прах станаха част от ядрото на планетата и сега Земята има огромно желязно ядро.

Мистерията на младата вселена

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. Термоядрени реакциив ядрата на звездите те трябваше да „сготвят“ по-сложни химични елементи, да превърнат водорода и хелия във въглерод, азот, кислород и т.н., след което звездата трябваше да изхвърли всичко това в космоса, експлодирайки или постепенно изхвърляйки 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.
Междузвездният прах не само действа като вид универсална охлаждаща течност, но може би именно благодарение на праха в космоса се появяват сложни молекули.

Факт е, че повърхността на прашинка може едновременно да служи като реактор, в който се образуват молекули от атоми, и като катализатор за реакции на техния синтез. В крайна сметка вероятността много атоми на различни елементи да се сблъскат в една точка и дори да взаимодействат помежду си при температура малко над абсолютната нула е невъобразимо малка. Но вероятността прашинка да се сблъска последователно с различни атоми или молекули по време на полет, особено в студен плътен облак, е доста висока. Всъщност това се случва - така се образува обвивка от междузвездни зърна прах от срещнатите атоми и молекули, замръзнали върху нея.
На твърда повърхност атомите са близо един до друг. Мигриращи по повърхността на прашинка в търсене на най-енергетично благоприятната позиция, атомите се срещат и, намирайки се в непосредствена близост, могат да реагират един с друг. Разбира се, много бавно - в съответствие с температурата на прашината. Повърхността на частиците, особено тези, които съдържат метално ядро, може да прояви свойства на катализатор. Химиците на Земята добре знаят, че най-ефективните катализатори са именно частици с размери от микрона, върху които се събират и реагират молекули, които при нормални условия са напълно „безразлични“ една към друга. Очевидно така се образува молекулярният водород: неговите атоми се „залепват“ за прашинка и след това отлитат от нея - но по двойки, под формата на молекули.
Много е възможно малките междузвездни прахови частици, запазили няколко органични молекули в черупките си, включително най-простите аминокиселини, да донесат първите „семена на живота“ на Земята преди около 4 милиарда години. Това, разбира се, не е нищо повече от красива хипотеза. Но това, което говори в нейна полза е, че аминокиселината глицин е открита в облаци студен газ и прах. Може би има и други, просто възможностите на телескопите все още не позволяват да бъдат открити.

Лов на прах

Свойствата на междузвездния прах могат, разбира се, да се изследват от разстояние - с помощта на телескопи и други инструменти, разположени на Земята или на нейните спътници. Но е много по-изкушаващо да хванете междузвездни прахови частици и след това да ги изследвате подробно, да разберете - не теоретично, а практически, от какво се състоят, как са структурирани. Тук има два варианта. Можете да достигнете дълбините на космоса, да съберете междузвезден прах там, да го донесете на Земята и да го анализирате по всички възможни начини. Или можете да опитате да летите извън слънчевата система и да анализирате праха по пътя директно на борда на космическия кораб, изпращайки получените данни на земята.
Първият опит за вземане на проби от междузвезден прах и вещества от междузвездната среда като цяло беше направен преди няколко години от НАСА. космически корабоборудвани със специални капани - колектори за събиране на междузвезден прах и частици от космически вятър. За да уловят частиците прах, без да загубят обвивката си, уловителите бяха пълни със специално вещество - така наречения аерогел. Това много леко пенесто вещество (чийто състав е търговска тайна) прилича на желе. Веднъж попаднали вътре, частиците прах се забиват и след това, както във всеки капан, капакът се затваря, за да бъде отворен на Земята.

Този проект беше наречен Stardust - Звезден прах. Програмата му е грандиозна. След изстрелването през февруари 1999 г. оборудването на борда в крайна сметка ще събере проби от междузвезден прах и, отделно, прах в непосредствена близост до кометата Wild-2, която прелетя близо до Земята миналия февруари. Сега с контейнери, пълни с този ценен товар, корабът лети у дома, за да кацне на 15 януари 2006 г. в Юта, близо до Солт Лейк Сити (САЩ). Тогава астрономите най-накрая ще видят със собствените си очи (с помощта на микроскоп, разбира се) тези прашинки, чийто състав и структура вече са предсказали.
И през август 2001 г. Genesis полетя, за да събере проби от материя от дълбокия космос. Този проект на НАСА беше насочен главно към улавяне на частици Слънчев вятър. След като прекара 1127 дни в открития космос, през които прелетя около 32 милиона км, корабът се върна и пусна на Земята капсула с получените проби - капани с йони и частици от слънчевия вятър. Уви, случи се нещастие - парашутът не се отвори и капсулата се удари в земята с цялата си сила. И катастрофира. Разбира се, отломките бяха събрани и внимателно проучени. Въпреки това през март 2005 г. на конференция в Хюстън участникът в програмата Дон Барнети каза, че четири колектора с частици от слънчевия вятър не са повредени и тяхното съдържание, 0,4 mg уловен слънчев вятър, се изследва активно от учени в Хюстън.