Измерение огромных количеств космической пыли в межзвездном пространстве может стать ключом к разгадке космических тайн, включая процесс формирования звезд и существование новых галактических типов.
Космические пылевые зерна, рождающиеся в звездах, выступают строительными блоками для других звезд и планет скалистого типа (как Земля). Но наше понимание пыльной Вселенной и ее процессов остается ограниченным. Ученые все еще не до конца разобрались в происхождении космической пыли и ее эволюции.
Наличие пылевой заслонки также говорит о том, что ключевые астрономические процессы остаются скрытыми от наблюдений в традиционные телескопы. Обычное наблюдение фиксирует видимый свет от звезд и галактик. Но половина всего света с момента Большого Взрыва остается скрытой.
Суть в том, что космическая пыль слишком холодная для обнаружения оптическими телескопами. Но в последние десятилетия поиску пыли способствовали другие крупные миссии, вроде Планка и Гершеля, запущенных в 2009 году. Они включали телескопы, способные улавливать галактики в дальнем ИК-диапазоне спектра. Обе миссии завершились в 2013 году, оставив огромный объем необработанных данных.
База данных
Проект DustPedia от Университета Кардиффа решил объединить данные Гершеля и Планка с показателями наземных космических телескопов в видимом и УФ-свете, чтобы создать масштабный архив для изучения пыли и ее взаимодействия в галактиках ближайшей к нам Вселенной. Сейчас удалось создать снимки для почти 900 галактик.
Ученым важно понять, как галактики развиваются и меняются со временем. Например, большая часть химических элементов, синтезированных звездами, расположена в космической пыли. Понимание того, какой их объем присутствует, поможет выявить, как химически развилась галактика. Это также поможет сравнить, как развиваются различные галактические типы.
Проект CosmicDust планирует создать каталог пыльных галактик, чтобы вывести «перепись пыли». Есть также подозрение, что таким образом получится обнаружить загадочные новые галактические виды с огромным количеством пыли. Проект уже завершил первую статистическую перепись пыли в 15000 галактиках, обнаружив, что некоторые вмещали гораздо больше или меньше пыли, чем прогнозировали.
Команде также удалось заметить три новых взрывающихся звездных остатка с большим количеством пыли. Интересно, что все они вмещают стремительно вращающиеся нейтронные звезды, намекая на то, что они способны выступать важными пылеулавливающими системами. Важно и то, что используются данные Гершеля, возвращающие нас на 12 млрд. лет назад. Оказывается, ранняя Вселенная могла быть более пыльным местом, чем сегодня. Ее нехватку можно объяснить стремительными галактическими ветрами или разрушающими ударными волнами горячего газа.
Исследователи также пытаются разобраться в происхождении космической пыли. Сформирована ли она солнечными звездами в скромных смертельных муках или процесс более жестокий и включает массивные звезды?
Пыльная лаборатория
Кроме того, существует инициатива NANOCOSMOS – моделирование космической пыли в лаборатории, чтобы лучше понять процесс ее формирования и поведения. Для этого создали несколько экспериментальных установок, вроде камеры звездной пыли, имитирующей формирование пылевых зерен. Ученые используют эту вакуумную камеру для изучения реакции отдельных элементов в пыли, первоначально исследуя углеродные скопления и их контакт с водородом.
Получение структуры первых наночастиц, созданных из разных элементов, считается обязательным шагом, чтобы правильно смоделировать физику и химию выброса красных гигантов и сверхновых. Модели, показывающие создание и рост пыли, способны улучшить инновации в земных нанотехнологиях. А в космических пределах это позволит сформировать более полную картину Вселенной вокруг нас.