Interstellarer Staub ist ein Produkt von Prozessen unterschiedlicher Intensität, die in allen Ecken des Universums ablaufen, und seine unsichtbaren Partikel erreichen sogar die Erdoberfläche und fliegen in der Atmosphäre um uns herum.

Es wurde schon oft bewiesen, dass die Natur keine Leere mag. Interstellar Raum, das uns wie ein Vakuum erscheint, ist in Wirklichkeit mit Gas und mikroskopisch kleinen, 0,01–0,2 Mikrometer großen Staubpartikeln gefüllt. Durch die Kombination dieser unsichtbaren Elemente entstehen Objekte von enormer Größe, eine Art Wolken des Universums, die in der Lage sind, bestimmte Arten der Spektralstrahlung von Sternen zu absorbieren und sie manchmal vollständig vor irdischen Forschern zu verbergen.

Woraus besteht interstellarer Staub?

Diese mikroskopisch kleinen Teilchen haben einen Kern, der in der Gashülle von Sternen entsteht und vollständig von seiner Zusammensetzung abhängt. Beispielsweise entsteht Graphitstaub aus Körnern von Kohlenstoffsternen und Silikatstaub aus Sauerstoffpartikeln. Dies ist ein interessanter Prozess, der Jahrzehnte dauert: Wenn Sterne abkühlen, verlieren sie ihre Moleküle, die sich beim Flug in den Weltraum zu Gruppen zusammenschließen und die Grundlage für den Kern eines Staubkorns bilden. Als nächstes wird eine Hülle aus Wasserstoffatomen und komplexeren Molekülen gebildet. Unter Bedingungen niedrige Temperaturen Interstellarer Staub kommt in Form von Eiskristallen vor. Bei ihrer Wanderung durch die Galaxie verlieren kleine Reisende beim Erhitzen einen Teil des Gases, aber neue Moleküle treten an die Stelle der verstorbenen Moleküle.

Lage und Eigenschaften

Der Großteil des Staubs, der auf unsere Galaxie fällt, konzentriert sich in der Region Milchstraße. Es hebt sich vom Hintergrund der Sterne in Form von schwarzen Streifen und Flecken ab. Obwohl das Gewicht von Staub im Vergleich zum Gewicht von Gas vernachlässigbar ist und nur 1 % beträgt, ist er in der Lage, Himmelskörper vor uns zu verbergen. Obwohl die Teilchen mehrere Dutzend Meter voneinander entfernt sind, absorbieren die dichtesten Regionen selbst in dieser Menge bis zu 95 % des von den Sternen emittierten Lichts. Die Größe der Gas- und Staubwolken in unserem System ist wirklich enorm, gemessen in Hunderten von Lichtjahren.

Auswirkungen auf Beobachtungen

Thackerays Kügelchen machen den Himmelsbereich hinter ihnen unsichtbar

Interstellarer Staub absorbiert den größten Teil der Strahlung von Sternen, insbesondere im blauen Spektrum, und verzerrt deren Licht und Polarität. Die größte Verzerrung erfahren Kurzwellen aus entfernten Quellen. Mit Gas vermischte Mikropartikel sind als dunkle Flecken in der Milchstraße sichtbar.

Aufgrund dieses Faktors ist der Kern unserer Galaxie vollständig verborgen und nur im Infrarotbereich für die Beobachtung zugänglich. Wolken mit einer hohen Staubkonzentration werden nahezu undurchsichtig, sodass die Partikel im Inneren ihre eisige Hülle nicht verlieren. Moderne Forscher und Wissenschaftler glauben, dass sie, wenn sie zusammenkleben, die Kerne neuer Kometen bilden.

Die Wissenschaft hat den Einfluss von Staubkörnchen auf die Prozesse der Sternentstehung nachgewiesen. Diese Partikel enthalten verschiedene Stoffe, darunter auch Metalle, die als Katalysatoren für zahlreiche chemische Prozesse wirken.

Durch den Fall nimmt unser Planet jedes Jahr an Masse zu Sternenstaub. Natürlich sind diese mikroskopisch kleinen Partikel unsichtbar, und um sie zu finden und zu untersuchen, untersuchen sie den Meeresboden und Meteoriten. Das Sammeln und Transportieren von interstellarem Staub ist zu einer der Funktionen von Raumfahrzeugen und Missionen geworden.

Wenn große Teilchen in die Erdatmosphäre gelangen, verlieren sie ihre Hülle und kleine Teilchen kreisen jahrelang unsichtbar um uns. Kosmischer Staub ist in allen Galaxien allgegenwärtig und ähnlich; Astronomen beobachten regelmäßig dunkle Merkmale auf den Gesichtern entfernter Welten.

Kosmischer Staub

Materieteilchen im interstellaren und interplanetaren Raum. Lichtabsorbierende Kondensationen des Kosmos sind sichtbar als dunkle Flecken in Fotografien der Milchstraße. Lichtdämpfung durch den Einfluss von K. p. Die interstellare Absorption oder Extinktion ist bei elektromagnetischen Wellen nicht dasselbe verschiedene Längen λ , wodurch eine Rötung der Sterne beobachtet wird. Im sichtbaren Bereich ist die Extinktion ungefähr proportional zu λ -1, im nahen Ultraviolettbereich ist es nahezu wellenlängenunabhängig, aber um 1400 Å gibt es ein zusätzliches Absorptionsmaximum. Der größte Teil der Auslöschung ist eher auf Lichtstreuung als auf Absorption zurückzuführen. Dies geht aus Beobachtungen von Reflexionsnebeln hervor, die kosmische Partikel enthalten und um Sterne der Spektralklasse B und einige andere Sterne sichtbar sind, die hell genug sind, um den Staub zu beleuchten. Ein Vergleich der Helligkeit von Nebeln und den Sternen, die sie beleuchten, zeigt, dass die Albedo von Staub hoch ist. Die beobachtete Extinktion und Albedo lassen darauf schließen, dass die Kristallstruktur aus dielektrischen Partikeln mit einer Beimischung von Metallen mit einer Größe von etwas weniger als 1 besteht µm. Das ultraviolette Extinktionsmaximum kann dadurch erklärt werden, dass sich im Inneren der Staubkörner Graphitflocken mit einer Größe von etwa 0,05 × 0,05 × 0,01 befinden µm. Durch die Beugung des Lichts an einem Teilchen, dessen Abmessungen mit der Wellenlänge vergleichbar sind, wird das Licht überwiegend nach vorne gestreut. Interstellare Absorption führt oft zu einer Polarisation von Licht, was durch die Anisotropie der Eigenschaften von Staubkörnern (die längliche Form dielektrischer Partikel oder die Anisotropie der Leitfähigkeit von Graphit) und ihre geordnete Ausrichtung im Raum erklärt wird. Letzteres wird durch die Wirkung eines schwachen interstellaren Feldes erklärt, das Staubkörner mit ihrer Längsachse senkrecht zur Feldlinie ausrichtet. Durch die Beobachtung des polarisierten Lichts entfernter Himmelskörper kann man somit die Ausrichtung des Feldes im interstellaren Raum beurteilen.

Die relative Staubmenge wird aus der durchschnittlichen Lichtabsorption in der galaktischen Ebene bestimmt – von 0,5 bis zu mehreren Sterngrößen pro 1 Kiloparsec im visuellen Bereich des Spektrums. Die Staubmasse macht etwa 1 % der Masse der interstellaren Materie aus. Staub verteilt sich wie Gas ungleichmäßig und bildet Wolken und dichtere Formationen – Kügelchen. In Kügelchen wirkt Staub als Kühlfaktor, indem er das Licht von Sternen abschirmt und im Infrarotbereich die Energie abgibt, die das Staubkorn durch inelastische Kollisionen mit Gasatomen erhält. Auf der Stauboberfläche verbinden sich Atome zu Molekülen: Der Staub ist ein Katalysator.

S. B. Pikelner.

Große sowjetische Enzyklopädie. - M.: Sowjetische Enzyklopädie. 1969-1978 .

Sehen Sie in anderen Wörterbüchern, was „kosmischer Staub“ ist:

Teilchen kondensierter Materie im interstellaren und interplanetaren Raum. Nach modernen Vorstellungen besteht kosmischer Staub aus Partikeln mit einer Größe von ca. 1 µm mit Graphit- oder Silikatkern. In der Galaxie entsteht kosmischer Staub... ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

KOSMISCHER STAUB, sehr kleine Partikel fester Materie, die in jedem Teil des Universums vorkommen, einschließlich Meteoritenstaub und interstellarer Materie, und in der Lage sind, Sternenlicht zu absorbieren und in Galaxien dunkle Nebel zu bilden. Kugelförmig... ... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

KOSMISCHER STAUB - Meteorstaub sowie die kleinsten Materieteilchen, die im interstellaren Raum Staub und andere Nebel bilden ... Große Polytechnische Enzyklopädie

kosmischer Staub- Sehr kleine Partikel fester Materie, die im Weltraum vorhanden sind und auf die Erde fallen ... Wörterbuch der Geographie

Teilchen kondensierter Materie im interstellaren und interplanetaren Raum. Von moderne Ideen Kosmischer Staub besteht aus etwa 1 Mikrometer großen Partikeln mit einem Kern aus Graphit oder Silikat. In der Galaxie entsteht kosmischer Staub... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

Es wird im Weltraum aus Partikeln mit einer Größe von mehreren Molekülen bis zu 0,1 mm gebildet. 40 Kilotonnen kosmischer Staub siedelt sich jedes Jahr auf dem Planeten Erde an. Kosmischer Staub kann auch anhand seiner astronomischen Position unterschieden werden, zum Beispiel: intergalaktischer Staub, ... ... Wikipedia

kosmischer Staub- kosminės dulkės statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. kosmischer Staub; interstellarer Staub; Weltraumstaub-Vok. interstellarer Staub, m; kosmische Staubteilchen, m rus. kosmischer Staub, f; interstellarer Staub, franz. poussière cosmique, f; poussière… … Fizikos terminų žodynas

kosmischer Staub- Kosminės dulkės statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Atmosferoje susidarančios meteorinės dulkės. atitikmenys: engl. Kosmischer Staub-Vok. kosmischer Staub, m rus. kosmischer Staub, f... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Im interstellaren und interplanetaren Raum kondensierten Teilchen zu Va. Nach modernen Den Vorstellungen zufolge besteht K. p. aus Partikeln mit einer Größe von ca. 1 µm mit Graphit- oder Silikatkern. In der Galaxie bildet der Kosmos Verdichtungen aus Wolken und Kügelchen. Anrufe... ... Naturwissenschaft. Enzyklopädisches Wörterbuch

Teilchen kondensierter Materie im interstellaren und interplanetaren Raum. Besteht aus etwa 1 Mikrometer großen Partikeln mit einem Kern aus Graphit oder Silikat. In der Galaxie bildet es Wolken, die eine Schwächung des von Sternen emittierten Lichts bewirken und... ... Astronomisches Wörterbuch

Bücher

• Kinder über Weltraum und Astronauten, G. N. Elkin. Dieses Buch stellt vor wunderbare Welt Raum. Auf seinen Seiten findet das Kind Antworten auf viele Fragen: Was sind Sterne, Schwarze Löcher, wo kommen Kometen und Asteroiden her, was ist...

Woher kommt kosmischer Staub? Unser Planet ist von einer dichten Lufthülle umgeben – der Atmosphäre. Zur Zusammensetzung der Atmosphäre gehören neben den jedem bekannten Gasen auch feste Partikel – Staub.

Es besteht hauptsächlich aus Bodenpartikeln, die unter dem Einfluss des Windes nach oben steigen. Bei Vulkanausbrüchen werden häufig mächtige Staubwolken beobachtet. Ganze „Staubkappen“ hängen über Großstädten und erreichen eine Höhe von 2-3 km. Die Anzahl der Staubpartikel in einem Kubikmeter. cm Luft in Städten erreicht 100.000 Stück, während es in sauberer Bergluft nur wenige Hundert davon gibt. Allerdings steigt Staub terrestrischen Ursprungs in relativ geringe Höhen auf – bis zu 10 km. Vulkanstaub kann eine Höhe von 40–50 km erreichen.

Ursprung des kosmischen Staubes

Das Vorhandensein von Staubwolken wurde in Höhen von deutlich über 100 km festgestellt. Dabei handelt es sich um die sogenannten „leuchtenden Nachtwolken“, die aus kosmischem Staub bestehen.

Der Ursprung des kosmischen Staubs ist äußerst vielfältig: Er umfasst die Überreste zerfallener Kometen und Materieteilchen, die von der Sonne ausgestoßen und durch die Kraft des Lichtdrucks zu uns gebracht werden.

Unter dem Einfluss der Schwerkraft setzt sich ein erheblicher Teil dieser kosmischen Staubpartikel natürlich langsam auf dem Boden ab. Das Vorhandensein eines solchen kosmischen Staubes wurde auf hohen schneebedeckten Gipfeln entdeckt.

Meteoriten

Zusätzlich zu diesem sich langsam absetzenden kosmischen Staub brechen jeden Tag Hunderte Millionen Meteore in unsere Atmosphäre ein – das, was wir „Sternschnuppen“ nennen. Fliegen mit Fluchtgeschwindigkeit Mit Hunderten von Kilometern pro Sekunde verbrennen sie durch die Reibung mit Luftpartikeln, bevor sie die Erdoberfläche erreichen. Auch die Verbrennungsprodukte setzen sich auf dem Boden ab.

Allerdings gibt es unter den Meteoren auch außergewöhnlich große Exemplare, die die Erdoberfläche erreichen. So ist der Fall des großen Tunguska-Meteoriten um 5 Uhr morgens am 30. Juni 1908 bekannt, begleitet von einer Reihe seismischer Phänomene, die sogar in Washington (9.000 km vom Fallort entfernt) beobachtet wurden und auf die Stärke hinweisen der Explosion, als der Meteorit einschlug. Professor Kulik, der mit außergewöhnlichem Mut den Ort des Meteoriteneinschlags untersuchte, fand in einem Umkreis von Hunderten von Kilometern ein Dickicht aus Windstoß, das den Ort des Meteoriteneinschlags umgab. Leider konnte er den Meteoriten nicht finden. Ein Mitarbeiter des British Museum, Kirkpatrick, unternahm 1932 eine Sonderreise in die UdSSR, gelangte jedoch nicht einmal an den Ort des Meteoriteneinschlags. Er bestätigte jedoch die Annahme von Professor Kulik, der die Masse schätzte gefallener Meteorit 100-120 Tonnen.

Wolke aus kosmischem Staub

Eine interessante Hypothese stammt vom Akademiker W. I. Wernadski, der es für möglich hielt, dass es sich nicht um einen Meteoriten handelte, der fallen würde, sondern um eine riesige Wolke aus kosmischem Staub, die sich mit kolossaler Geschwindigkeit bewegte.

Der Akademiker Wernadskij bestätigte seine Hypothese mit dem Erscheinen dieser Tage große Menge leuchtende Wolken, weitermachen Hohe Höhe mit einer Geschwindigkeit von 300-350 km/h. Diese Hypothese könnte auch die Tatsache erklären, dass die umliegenden Bäume Meteoritenkrater, blieb stehen, während die weiter entfernten von der Druckwelle umgeworfen wurden.

Neben dem Tunguska-Meteoriten sind eine Reihe von Kratern meteoritischen Ursprungs bekannt. Der erste dieser untersuchten Krater kann als Arizona-Krater im Devil's Canyon bezeichnet werden. Interessant ist, dass in der Nähe nicht nur Fragmente eines Eisenmeteoriten gefunden wurden, sondern auch kleine Diamanten, die aus Kohlenstoff durch hohe Temperatur und hohen Druck beim Fall und der Explosion des Meteoriten entstanden sind.
Zusätzlich zu den angegebenen Kratern, die auf den Einschlag riesiger Meteoriten mit einem Gewicht von mehreren zehn Tonnen hinweisen, gibt es auch kleinere Krater: in Australien, auf der Insel Ezel und einer Reihe anderer.

Neben großen Meteoriten fallen jedes Jahr auch viele kleinere Meteoriten heraus – mit einem Gewicht von 10-12 Gramm bis 2-3 Kilogramm.

Wenn die Erde nicht durch eine dichte Atmosphäre geschützt wäre, würden wir jede Sekunde von winzigen kosmischen Partikeln bombardiert, die schneller fliegen als Kugeln.

Supernova SN2010jl Foto: NASA/STScI

Zum ersten Mal beobachteten Astronomen in Echtzeit die Bildung von kosmischem Staub in unmittelbarer Nähe einer Supernova und konnten so dieses mysteriöse Phänomen erklären, das in zwei Phasen abläuft. Der Prozess beginnt kurz nach der Explosion, dauert aber noch viele Jahre an, schreiben die Forscher im Fachmagazin „Nature“.

Wir bestehen alle aus Sternenstaub, aus den Elementen, die es gibt Baumaterial für neue Himmelskörper. Astronomen gehen schon lange davon aus, dass dieser Staub entsteht, wenn Sterne explodieren. Doch wie genau das geschieht und wie Staubpartikel in der Nähe von Galaxien, in denen aktive Aktivität stattfindet, nicht zerstört werden, blieb bisher ein Rätsel.

Diese Frage wurde erstmals durch Beobachtungen mit dem Very Large Telescope am Paranal-Observatorium im Norden Chiles geklärt. Ein internationales Forscherteam um Christa Gall von der dänischen Universität Aarhus untersuchte eine Supernova, die sich 2010 in einer 160 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie ereignete. Forscher verbrachten Monate und Anfang Jahre damit, die Katalognummer SN2010jl im sichtbaren und infraroten Licht mit dem X-Shooter-Spektrographen zu beobachten.

„Als wir die Beobachtungsdaten kombinierten, konnten wir erstmals die Absorption verschiedener Wellenlängen im Staub rund um die Supernova messen“, erklärt Gall. „Dadurch konnten wir mehr über diesen Staub erfahren, als bisher bekannt war.“ Dadurch war es möglich, die unterschiedlichen Größen der Staubkörner und deren Entstehung genauer zu untersuchen.

Staub in unmittelbarer Nähe einer Supernova entsteht in zwei Phasen. Foto: © ESO/M. Kornmesser

Wie sich herausstellte, bilden sich in der dichten Materie rund um den Stern relativ schnell Staubpartikel, die größer als ein Tausendstel Millimeter sind. Die Größe dieser Partikel ist für kosmische Staubkörner überraschend groß, was sie resistent gegen Zerstörung durch galaktische Prozesse macht. „Unsere Beweise für die Bildung großer Staubpartikel kurz nach der Supernova-Explosion deuten darauf hin, dass es zu einer schnellen und schnellen Explosion kommen muss.“ effektive Methode„Aber wir verstehen noch nicht genau, wie das geschieht“, fügt Co-Autor Jens Hjorth von der Universität Kopenhagen hinzu.

Allerdings haben Astronomen bereits eine Theorie, die auf ihren Beobachtungen basiert. Demnach erfolgt die Staubbildung in 2 Stufen:

1. Der Stern schleudert kurz vor der Explosion Material in seine Umgebung. Dann kommt die Supernova-Schockwelle und breitet sich aus, hinter der eine kühle und dichte Gashülle entsteht – Umgebung, in dem Staubpartikel aus zuvor ausgeworfenem Material kondensieren und wachsen können.
2. In der zweiten Phase, mehrere hundert Tage nach der Supernova-Explosion, kommt Material hinzu, das durch die Explosion selbst ausgeschleudert wurde, und es kommt zu einem beschleunigten Prozess der Staubbildung.

"IN In letzter Zeit Astronomen haben in den Überresten von Supernovae, die nach der Explosion entstanden sind, viel Staub entdeckt. Allerdings fanden sie auch Hinweise auf eine kleine Menge Staub, die tatsächlich von der Supernova selbst stammte. Neue Beobachtungen erklären, wie dieser scheinbare Widerspruch aufgelöst werden kann“, schreibt Christa Gall abschließend.

KOSMISCHER STAUB, feste Partikel mit charakteristischen Größen von etwa 0,001 Mikrometer bis etwa 1 Mikrometer (und möglicherweise bis zu 100 Mikrometer oder mehr im interplanetaren Medium und protoplanetaren Scheiben), die in fast allen astronomischen Objekten vorkommen: vom Sonnensystem bis zu sehr weit entfernten Galaxien und Quasare. Staubeigenschaften (Partikelkonzentration, chemische Zusammensetzung, Partikelgröße usw.) variieren erheblich von Objekt zu Objekt, selbst bei Objekten desselben Typs. Kosmischer Staub streut und absorbiert einfallende Strahlung. Streustrahlung mit der gleichen Wellenlänge wie die einfallende Strahlung breitet sich in alle Richtungen aus. Von einem Staubkorn absorbierte Strahlung wird in umgewandelt Wärmeenergie, und das Teilchen emittiert im Vergleich zur einfallenden Strahlung normalerweise in einem längeren Wellenlängenbereich des Spektrums. Beide Prozesse tragen zur Auslöschung bei – der Abschwächung der Strahlung von Himmelskörpern durch Staub, der sich auf der Sichtlinie zwischen Objekt und Beobachter befindet.

Staubobjekte werden in nahezu dem gesamten Bereich elektromagnetischer Wellen untersucht – von Röntgenstrahlen bis hin zu Millimeterwellen. Elektrische Dipolstrahlung von schnell rotierenden ultrafeinen Partikeln scheint einen gewissen Beitrag zur Mikrowellenemission bei Frequenzen von 10–60 GHz zu leisten. Eine wichtige Rolle spielen Laborexperimente, bei denen sie Brechungsindizes sowie Absorptionsspektren und Streumatrizen von Partikeln messen – Analoga kosmischer Staubkörner – und die Prozesse der Bildung und des Wachstums feuerfester Staubkörner in der Atmosphäre von Sternen und Protoplanetaren simulieren Scheiben untersuchen die Bildung von Molekülen und die Entwicklung flüchtiger Staubbestandteile unter ähnlichen Bedingungen wie in dunklen interstellaren Wolken.

Kosmischer Staub befindet sich in verschiedenen Physische Verfassung, werden direkt in der Zusammensetzung von Meteoriten untersucht, die auf die Erdoberfläche fielen obere Schichten Erdatmosphäre(interplanetarer Staub und Überreste kleiner Kometen), bei Raumfahrzeugflügen zu Planeten, Asteroiden und Kometen (zirkumplanetarer und kometenhafter Staub) und jenseits der Heliosphäre (interstellarer Staub). Boden- und weltraumgestützte Fernbeobachtungen der kosmischen Staubbedeckung Sonnensystem(interplanetarer, zirkumplanetarer und kometenhafter Staub, Staub in der Nähe der Sonne), das interstellare Medium unserer Galaxie (interstellarer, zirkumstellarer und nebulärer Staub) und anderer Galaxien (extragalaktischer Staub) sowie sehr weit entfernte Objekte (kosmologischer Staub).

Kosmische Staubpartikel bestehen hauptsächlich aus kohlenstoffhaltigen Substanzen (amorpher Kohlenstoff, Graphit) und Magnesium-Eisen-Silikaten (Olivinen, Pyroxenen). Sie kondensieren und wachsen in den Atmosphären von Sternen später Spektralklassen und in protoplanetaren Nebeln und werden dann durch Strahlungsdruck in das interstellare Medium geschleudert. In interstellaren Wolken, insbesondere in dichten, wachsen feuerfeste Partikel durch die Ansammlung von Gasatomen sowie durch Kollision und Zusammenkleben der Partikel (Koagulation) weiter. Dies führt zur Bildung von Schalen aus flüchtigen Substanzen (hauptsächlich Eis) und zur Bildung poröser Aggregatpartikel. Die Zerstörung von Staubkörnern erfolgt durch Sputtern in Stoßwellen, die nach Supernova-Explosionen entstehen, oder durch Verdunstung während des Sternentstehungsprozesses, der in der Wolke begann. Der verbleibende Staub entwickelt sich in der Nähe des gebildeten Sterns weiter und manifestiert sich später in Form einer interplanetaren Staubwolke oder von Kometenkernen. Paradoxerweise ist der Staub um entwickelte (alte) Sterne „frisch“ (kürzlich in ihrer Atmosphäre gebildet) und um junge Sterne ist der Staub alt (als Teil des interstellaren Mediums entstanden). Es wird angenommen, dass kosmologischer Staub, der möglicherweise in fernen Galaxien vorhanden ist, bei den Auswürfen von Material aus den Explosionen massiver Supernovae kondensiert wurde.

Zündete. siehe Art. Interstellarer Staub.