Csillagközi por

A csillagászatban a csillagközi por ( angolul : csillagközi por ) a csillagközi közeg egyik alkotóeleme . A kozmikus por ( kozmikus por ) fontos része .

A csillagközi közeg tömegének alig ~ 1% -át képviseli, a csillagközi por csak néhány tíz és néhány milliárd atom közötti részecskékből áll, ami néhány nanométer és ~ 0,1 mikrométer közötti tipikus méretnek felel meg . A részecskék mérete kivételesen sokkal nagyobb lehet, akár 25 um átmérőjű is. A sűrűsége csillagközi por hasonló a cigarettafüst, azaz a helyi buborék körülbelül 10 -6 por szemes / m 3 , mindegyik amelynek átlagos tömege körülbelül 10 -17 kg .

A csillagközi por a következők tekintetében különbözik:

elhelyezkedésük: bolygóközi por, üstököspor , meteoritokból kivont szemek ;
ezek kémiai összetétele (ezeket elsősorban alkotják jég, szén és agglomerációs ásványi mikro szemcsék szilícium-dioxid ): port tagjai policiklusos aromás szénhidrogének , széntartalmú szemek, szilikát szemek, jeges kabátok, stb. ;
az izotóp-összetétel , mindig nagyon eltér a szokásos anyagokból a Naprendszer .

A csillagközi por elhomályosítja a fényt. Ez csökkenti a fényerőt a csillagok körülbelül a fele 1000 fényévre . Másrészt csak a látható fényt csillapítja, és nem befolyásolja a többi hullámhosszat .

Történelem

A helyi csillagközi felhőből származó port először egyértelműen 1992-ben észlelte az Ulysses szonda .

Ma négy megfigyelési módszer áll rendelkezésre:

helyszíni megfigyelés porérzékelőkkel az űrszondák fedélzetén ;
minták összegyűjtése és visszaküldése;
infravörös emissziós porvonalak megfigyelése ;
detektálás az űrszondák antennáival.

Eredet

A csillagközi port elsősorban csillagok alkotják, amelyek evolúciójuk vörös óriási szakaszába léptek . A csillagközi részecskék túlnyomó többsége csillagmaradványokból származik, amelyeket életük végén .

A por összetételét elsősorban az anyacsillagok hőmérséklete határozza meg. Egyes molekulák csak nagyon magas hőmérsékleten, míg mások alacsonyabb hőmérsékleten alakulnak ki .

A jelenlegi ismeretek szerint a késő evolúción átesett csillagok burkolatában por képződik, amelyeknek specifikus, megfigyelhető aláírásuk van .
Például, a infravörös , kibocsátás körül 9,7 mikrométer a hullámhossza , jellemző szilikátok, figyelhetők körül „hideg” csillagok (óriás csillagok gazdag oxigén ). 11,5 µm körüli emissziót is megfigyelhetünk a szilícium-karbid miatt , más típusú hideg csillagok ( óriás széndús csillagok ) körül.

Ezenkívül a szemek a közeli csillagok közelében valós időben képződnek; például:

a) a kidobás, amely novákból és szupernóvákból származik .
b) az R Coronae Borealis csillag, amely úgy tűnik, hogy különálló felhőket bocsát ki, amelyek gázt és port tartalmaznak

[áttekinthető stílus]

Naprendszer

A Naprendszerben talált por nagy része átalakult és újrafeldolgozott a csillagközi közegben lévő tárgyakból és testekből. A por gyakran ütközik olyan csillagokkal, mint aszteroidák és üstökösök . Minden alkalommal átalakítják az új komponensek, amelyek ezeket a testeket alkotják.

Fizikai jellemzők

A csillagközi közeg tömegének 99% -a gáz, a fennmaradó% por formájában van.

Forma

A csillagközi port alkotó részecskék alakja változó.

Kémiai összetétel

Oxigén: 120-145 oxigénatom / millió hidrogénatom található a porszemekben. A szemek kis százalékban (kevesebb mint 0,02%) vizet tartalmaznak, amelynek egy része jégsáv formájában jelenik meg. A víz többi része beépül a vas és a magnézium oxidjaiba.
Szén: millió hidrogénatomra számítva 90-130 szénatom van. A csillagközi por szerkezetében a szén bősége kisebb, mint azt a tudósok várják.
Nitrogén és kén: a szemek összetételében alig vagy egyáltalán nincs nitrogén vagy kén.
Mg, Fe, Si, Ni, Cr és Mn: mindezek az elemek nagyszerű lehetőséget mutatnak a szemekbe való beépítésre.
Ritka elemek: ritkán találunk P, Cl, As, Ar, Se, Kr, Sn és Tl, amelyek néha beépülnek a porba.

A szemek csillagközi por mutatnak rendkívül egzotikus izotóp-összetétel (összehasonlítva a szokásos anyagok a Solar System), amely általánosan ismert, hogy kapcsolódik a nucleosynthetic folyamatok munkahelyi csillagok végén életük .

A Bonanza, a valaha azonosított legnagyobb presoláris szemcse (25 µm átmérőjű) mérete lehetővé tette, hogy jóval több izotóp izotópösszetételét mérjük, mint a többi szemcsében : Li, B, C, N, Mg, Al , Si, S, Ca, Ti, Fe és Ni. A C, N, Mg, Si, Ca, Ti, Fe és Ni esetében talált nagy izotóp anomáliák a II . Típusú szupernóvák által kidobott anyagokra jellemzőek . A TEM elemzés azt is mutatja, hogy a kristálytani sorrend változik az µm skálán , és a STEM - EDS elemzés, miszerint a szem kissé 10 nm-nél kisebb és 100 nm-nél nagyobb méretű részszemcsékből áll . A Bonanza rendelkezik az eddigi legmagasabb kezdeti 26 Al / 27 Al aránysal is, ami nem meglepő egy szupernóvából származó gabona esetében.

Megsemmisítés

A csillagközi porszemek ultraibolya fénnyel , párologtatással , porlasztással és egymással vagy más csillagokkal való ütközésekkel felaprózódhatnak .

A por átalakulhat szupernóvákból vagy novákból származó robbanásokkal is . A sűrű felhőben gázfázisok folyamata zajlik, ahol az ultraibolya fotonok az felhő szemcséiből energikus elektronokat bocsátanak ki .

Tanulmány és fontosság

A csillagközi por már az első csillagászati megfigyelésektől kezdve akadályt jelent a csillagászok számára, mivel elfedi a megfigyelni kívánt tárgyakat. Így a XX . Század elején Edward Emerson Barnard csillagász azonosítja a sötét felhőket a Tejúton.

Amikor a tudósok elkezdik gyakorolni az infravörös csillagászatot, felfedezik, hogy a csillagközi por az asztrofizikai folyamatok kulcsfontosságú eleme. Különösen felelős a halál küszöbén álló csillag tömegének elvesztéséért. A csillagképződés és a bolygók korai szakaszában is szerepet játszik.

A csillagközi por fejlődése információt nyújt a csillaganyag megújulási ciklusáról. Ennek a pornak a különböző régiókban végzett megfigyelései és mérései fontos betekintést nyújtanak a csillagközi közegekben , a molekuláris felhőkben és a bolygórendszerekben , például a Naprendszerben végzett újrahasznosítási folyamatba , ahol a csillagászok szerint a por a szakaszában van.

Kimutatási módszerek

A csillagközi por közvetett módszerekkel mutatható ki, amelyek felhasználják az anyag sugárzási tulajdonságait. Számos gyűjtési módszerrel, sok helyen közvetlenül is kimutatható. A Földön általában naponta átlagosan 40 tonna földön kívüli anyag hull. A porszemcséket a NASA repülőgépeinek a sztratoszférában repülni képes szárnyai alatt elhelyezett lapos kollektorok segítségével gyűjtik össze a légkörből . Nagy jégtömegek ( Antarktisz , Grönland és az Északi-sarkvidék ) felszínén és az óceán mélyén elhelyezkedő üledékekben is megtalálhatók. Az 1970-es évek végén Don Brownlee a seattle-i Washingtoni Egyetemen azonosította ezen földönkívüli részecskék jellegét. A meteoritok szintén egy másik forrás, mivel csillagporot tartalmaznak.

Sok detektor infravörös fényt használ a csillagközi por felismerésére. Valójában ez a fajta fényhullám behatolhat a csillagközi por felhőibe, lehetővé téve számunkra a csillagok kialakulásának régióinak és a galaxisok központjának megfigyelését. A NASA Spitzer űrtávcsövének (a világűrbe küldött legnagyobb infravörös távcsőnek) köszönhetően számos megfigyelés is lehetséges.

Csillagpor

A 2014. március 18 A 45 -én Lunar and Planetary Science Conference (in) , a Jet Propulsion Laboratory (JPL), a közös vállalat a NASA és a California Institute of Technology (Caltech) bejelenti, hogy a aerogél a kollektor az űrszonda Stardust volna foglyul 2000-ben és 2002-ben, közben a tranzit a szonda felé üstökös 81P / Wild hét szemes csillagközi por, hozta vissza a Földre 2006 januárjában.

A JPL megerősíti a bejelentést 2014. augusztus 14 .

A megerősítés után a kiadvány egy cikket publikált a következő napon (Augusztus 15-én) a Science amerikai tudományos folyóiratban .

A hét minta az I1043.1.30.0.0 („Orion”), I1047.1.34.0.0 („Hylabrook”), I1003.1.40.0.0 („Sorok”), I1044N.3, I1061N3, I1061N.4 és I1061N.5 .

Felhasználónév	Tömeg	Fogalmazás	Térfogat
I1043.1.30.0.0	3,1 ± 0,4 pg	Mg 2 SiO 4	alacsony ( 0,7 g · cm -3 )
I1047.1.34.0.0	4,0 ± 0,7 pg	Mg 2 SiO 4	alacsony (< 0,4 g · cm -3 )
I1003.1.40.0.0	~ 3 oldal	-	-

Rosetta

A 2004-ben elindított Rosetta szonda 2014-ben elemezte a 67P / Tchourioumov-Guérassimenko üstökös által kibocsátott csillagközi port . Különösen sok szerves vegyületet (köztük glicint , aminosavat ), valamint foszfort detektált .

Megjegyzések és hivatkozások

(fr + en) Entry " csillagközi por " [html] , a TERMIUM Plus , a terminológia és a nyelvi adatbázis a kanadai kormány (elérhető november 13, 2014)
(fr + en) „csillagközi → csillagközi por” bejegyzés Magdeleine Moureau és Gerald Brace ( pref. Jean Dercourt ), Földtudományi szótár (angol-francia, francia-angol): Földtani tudomány átfogó szótára (angol-francia , Francia-angol) , Párizs, Technip , koll. "A Francia Kőolaj Intézet kiadványai ",2000, XXIX-XXIV-1096 p. ( ISBN 2-7108-0749-1 , OCLC 43.653.725 , nyilatkozat BNF n o b37182180d ), P. 255 online olvasás [html] (hozzáférés: 2014. november 13.)]
(fr + hu) „Kozmikus → kozmikus por” bejegyzés Magdeleine Moureau és Gerald Brace, op. cit. , P. 113 online olvasás [html] (hozzáférés: 2014. november 13.)]
(in) Frank Gyngard, Manavi Jadhav, Larry R.Nittler, Rhonda Stroud és Mr. Ernst Zinner, " Bonanza: Rendkívül széles szempor a szupernóvából " , Geochimica és Cosmochimica Acta , vol. 221,2018. január 15, P. 60-86 ( DOI 10.1016 / j.gca.2017.09.002 ).
Séguin és Villeneuve 2002 , p. 262-263
"Az elektrodinamikai heveder alkalmazása a csillagközi utazáshoz" Gregory L. Matloff, Less Johnson, 2005. február
(in) E. Grün H. Zook, Baguhl úr, A. Balogh, Bame S. et al. , „ A jovi poráramok és csillagközi szemcsék felfedezése az Ulysses űrhajóval ” , Nature , vol. 362,1 st április 1993, P. 428-430 ( DOI 10.1038 / 362428a0 ).
Sterken és mtsai. (2019) .
(in) Roberta M. Humphreys , Donald W. Strecker és EP Ney , " M supergiants spektroszkópos és fotometriai megfigyelései Carinában " , Astrophysical Journal , vol. 172,1972, P. 75- ( DOI 10.1086 / 151329 , összefoglaló , online olvasható ).
Evans 1994 , p. 164-167.
Evans 1994 , p. 147-148.
Boulanger, F .; Cox, P. és Jones, AP (2000). „7. tanfolyam: Por a csillagközi közegben” Infravörös űrcsillagászat, ma és holnap : 251. oldal, melyik kötet jelen van? o., F. Casoli, J. Lequeux és F. David.
(in) E. Casuso és JE Beckman, " A galaktikus csillagközi porszemcseméret-elosztási funkció magyarázata " (hozzáférés: 2010. december 2. )
(a) Charlene Lefevre Laurent Pagani, Bilal Ladjelate Michiel Min, Hiroyuki Hirashita Robert Zylka, " por Evolution előtti csillagok magok " , jelennek meg az eljárást a címmel nemzetközi konferencia mm Universe , n o 1911,03257,2019. november 14, P. 2 ( online olvasás , konzultáció 2020. február 12 - én )
(en) OSU Csillagászati Tanszék, " Interstellar Dust " (hozzáférés : 2010. november 30. )
(in) LB D'Hendecourt , LJ Allamandola és JM Greenberg , " A kondritikus bolygóközi porszemcsék illékony elemdúsulása " , Astronomy and Astrophysics , vol. 152,1985, P. 130–150
(en) JM Greenberg , " radikális formáció, a vegyipar, és robbanás a csillagközi szemek " , Astrophysics and Space Science (Symposium on Solid State Astrophysics, a University College, Cardiff, Wales, július 09-12, 1974) , vol. 139,1976, P. 9–18 ( összefoglaló , online olvasható )
James Lequeux , A csillagközi közeg: csillagközi por , Les Ulis / Párizs, EDP Sciences ,2002, 467 o. ( ISBN 2-86883-533-3 , online olvasás ) , p. 168
(a) Eberhard Grün , Interplanetary por , Berlin, Springer,2001, 804 p. ( ISBN 3-540-42067-3 , online olvasás )
Hubert Reeves , " Az univerzum eredete ", Philosophical Horizons , vol. 2,1992, P. 21
(a) C. Leinert és E. Gruen (1990) "Interplanetary Dust" Physics and Chemistry in Space (R. Schwenn és E. Marsch szerk.) . Pp 204-275, Springer-Verlag.
(in) California Institute of Technology, " Spitzer Űrtávcső Mission áttekintése " (elérhető november 24, 2010 )
(in) " 45. hold- és bolygótudományi konferencia (2014): Stardust Mission and Cosmic Dust (2014. március 18., kedd) " [PDF] (megtekintve: 2014. november 13. )
(en) Andrew J. Westphal és mtsai. , " A Stardust ISPE zárójelentése: Hét valószínű csillagközi porszemcsék " [PDF] (hozzáférés : 2014. november 13. )
(in) David C. Agle , Dwayne C. Brown és William P. Jeffs , " Stardust az Interstellar Space részecskék felfedezi Lehetséges " [html] A jpl.nasa.gov
(en) Andrew J. Westphal és mtsai. , „ Bizonyíték a Stardust űrhajó által összegyűjtött hét porszem csillagközi eredetére ” , Science , vol. 345, n o 6198,2014. augusztus 15, P. 786-791 ( DOI 10.1126 / science.1252496 , összefoglaló , online olvasható [PDF] , hozzáférés : 2014. november 13. ) A cikk társszerzői Andrew J. Westphal mellett: Rhonda M. Stroud, Hans A. Bechtel, Frank E. Brenker, Anna L. Butterworth, George J. Flynn, David R. Frank, Zack Gainsforth, Jon K. Hillier, Frank Postberg, Alexandre S. Simionovici, Veerle J. Sterken, Larry R. Nittler, Carlton Allen, David Anderson, Asna Ansari, Saša Bajt, Ron K. Bastien, Nabil Bassim, John Bridges, Donald E. Brownlee , Mark Burchell, Manfred Burghammer, Hitesh Changela, Peter Cloetens, Andrew M. Davis, Ryan Doll, Christine Floss, Eberhard Grün, Philipp R. Heck, Peter Hoppe, Bruce Hudson, Joachim Huth, Anton Kearsley, Ashley J. King, Barry Lai, Jan Leitner, Laurence Lemelle, Ariel Leonard, Hugues Leroux, Robert Lettieri, William Marchant, Ryan Ogliore, Wei Jia Ong, Mark C. Price, Scott A. Sandford, Juan-Angel Sans Tresseras, Sylvia Schmitz, Tom Schoonjans, Kate Schreiber, Geert Silversmit, Vicente A. Solé, Ralf Srama, Frank Stadermann, Thomas Stephan, Julien Stodolna, Stephen Sutton, Mario Trieloff, Peter Tsou, Tolek Tyliszczak, Bart Vekemans, Vincze László, Joshua Von Korff, Naomi Wordsworth, Daniel Zevin és Michael E. Zolensky, valamint 30 714 internetfelhasználó a Stardust @ home projektből .

Függelékek

Bibliográfia

: a cikk forrásaként használt dokumentum.

Marc Séguin és Benoît Villeneuve , Csillagászat és asztrofizika: Öt nagyszerű ötlet az univerzum felfedezéséhez és megértéséhez , Éditions du Renouveau pedagogique ,2002, 2 nd ed. , 618 p.
en) Aneurin Evans , A poros univerzum , Chichester New York Chichester, J. Wiley a Praxis Pub., Ltd-vel közösen,1994, 236 p. ( ISBN 978-0-13-179052-0 , OCLC 33.359.845 )
(en) Veerle J. Sterken, Andrew J. Westphal, Nicolas Altobelli, David Malaspina és Frank Postberg, „ Csillagközi por a Naprendszerben ” , Space Science Reviews , vol. 215, n o 7,2019. októberPont n o 43 ( DOI 10,1007 / s11214-019-0607-9 )