Durch welchen Prozess entsteht kosmischer Staub? Kosmischer Staub ist die Quelle des Lebens im Universum. Der Einfluss von kosmischem Staub auf Lebensprozesse

Guten Tag. In diesem Vortrag sprechen wir mit Ihnen über Staub. Aber nicht um die Art, die sich in Ihren Räumen ansammelt, sondern um kosmischen Staub. Was ist es?

Kosmischer Staub ist Sehr kleine Partikel fester Materie, die überall im Universum vorkommen, einschließlich Meteoritenstaub und interstellarer Materie, die Sternenlicht absorbieren und in Galaxien dunkle Nebel bilden können. In einigen Meeressedimenten finden sich kugelförmige Staubpartikel mit einem Durchmesser von etwa 0,05 mm; Es wird angenommen, dass es sich hierbei um die Überreste der 5.000 Tonnen kosmischen Staub handelt, die jedes Jahr auf den Globus fallen.

Wissenschaftler glauben, dass kosmischer Staub nicht nur durch Kollisionen und Zerstörung kleiner Festkörper entsteht, sondern auch durch die Kondensation von interstellarem Gas. Kosmischer Staub unterscheidet sich durch seinen Ursprung: Staub kann intergalaktisch, interstellar, interplanetar und zirkumplanetar (normalerweise in einem Ringsystem) sein.

Kosmische Staubkörner entstehen vor allem in den langsam erlöschenden Atmosphären von Sternen – Roten Zwergen – sowie bei explosiven Prozessen auf Sternen und heftigen Gasauswürfen aus den Kernen von Galaxien. Weitere Quellen kosmischen Staubs sind planetarische und protostellare Nebel, Sternatmosphären und interstellare Wolken.

Ganze Wolken aus kosmischem Staub, die sich in der Sternenschicht der Milchstraße befinden, verhindern die Beobachtung entfernter Sternhaufen. Ein Sternhaufen wie die Plejaden ist vollständig von einer Staubwolke umgeben. Die hellsten Sterne in diesem Sternhaufen erhellen den Staub wie eine Laterne nachts den Nebel. Kosmischer Staub kann nur durch reflektiertes Licht leuchten.

Blaue Lichtstrahlen, die durch kosmischen Staub dringen, werden stärker abgeschwächt als rote Strahlen, sodass das Sternenlicht, das uns erreicht, gelblich oder sogar rötlich erscheint. Ganze Regionen des Weltraums bleiben gerade wegen des kosmischen Staubs der Beobachtung verschlossen.

Interplanetarer Staub ist, zumindest in relativer Nähe zur Erde, eine ziemlich gut untersuchte Materie. Es füllt den gesamten Raum des Sonnensystems aus und konzentriert sich auf die Äquatorebene. Es entstand größtenteils als Ergebnis zufälliger Kollisionen von Asteroiden und der Zerstörung von Kometen, die sich der Sonne näherten. Die Zusammensetzung des Staubs unterscheidet sich tatsächlich nicht von der Zusammensetzung der Meteoriten, die auf die Erde fallen: Es ist sehr interessant, ihn zu untersuchen, und es gibt noch viele Entdeckungen in diesem Bereich zu machen, aber es scheint keine besonderen zu geben Intrige hier. Doch dank dieses besonderen Staubs kann man bei gutem Wetter im Westen unmittelbar nach Sonnenuntergang oder im Osten vor Sonnenaufgang einen hellen Lichtkegel über dem Horizont bewundern. Dabei handelt es sich um das sogenannte Zodiakallicht – Sonnenlicht, das von kleinen kosmischen Staubpartikeln gestreut wird.

Interstellarer Staub ist viel interessanter. Seine Besonderheit ist das Vorhandensein eines festen Kerns und einer festen Schale. Der Kern scheint hauptsächlich aus Kohlenstoff, Silizium und Metallen zu bestehen. Und die Hülle besteht hauptsächlich aus gasförmigen Elementen, die auf der Oberfläche des Kerns eingefroren sind und unter den Bedingungen des „Tiefgefrierens“ des interstellaren Raums kristallisieren. Dies sind etwa 10 Kelvin, Wasserstoff und Sauerstoff. Allerdings gibt es Verunreinigungen durch komplexere Moleküle. Dies sind Ammoniak, Methan und sogar mehratomige organische Moleküle, die an einem Staubkorn haften oder sich bei Wanderungen auf seiner Oberfläche bilden. Einige dieser Stoffe fliegen natürlich von der Oberfläche weg, beispielsweise unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung, aber dieser Vorgang ist reversibel – einige fliegen weg, andere gefrieren oder werden synthetisiert.

Wenn sich eine Galaxie gebildet hat, ist den Wissenschaftlern im Prinzip klar, woher der Staub darin kommt. Ihre bedeutendsten Quellen sind Novae und Supernovae, die einen Teil ihrer Masse verlieren und die Hülle in den umgebenden Weltraum „abwerfen“. Darüber hinaus entsteht Staub auch in der expandierenden Atmosphäre roter Riesen, von wo er durch den Strahlungsdruck buchstäblich weggeschwemmt wird. In ihrer im Vergleich zu Sternen kühlen Atmosphäre (etwa 2,5 bis 3.000 Kelvin) gibt es eine ganze Reihe relativ komplexer Moleküle.
Aber hier liegt ein Rätsel, das noch nicht gelöst ist. Man glaubte schon immer, dass Staub ein Produkt der Sternentstehung sei. Mit anderen Worten: Sterne müssen geboren werden, einige Zeit existieren, altern und beispielsweise bei der letzten Supernova-Explosion Staub produzieren. Doch was war zuerst da – das Ei oder das Huhn? Der erste Staub, der für die Geburt eines Sterns notwendig war, oder der erste Stern, der aus irgendeinem Grund ohne die Hilfe von Staub geboren wurde, alterte, explodierte und bildete den allerersten Staub.
Was ist am Anfang passiert? Denn als der Urknall vor 14 Milliarden Jahren stattfand, gab es im Universum nur Wasserstoff und Helium, keine anderen Elemente! Damals begannen aus ihnen die ersten Galaxien zu entstehen, riesige Wolken, und in ihnen die ersten Sterne, die einen langen Lebensweg durchlaufen mussten. Thermonukleare Reaktionen in den Kernen von Sternen hätten komplexere chemische Elemente „kochen“ sollen, Wasserstoff und Helium in Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff usw. umwandeln sollen, und danach hätte der Stern alles in den Weltraum schleudern sollen, explodieren oder es allmählich abgeben Hülse. Diese Masse musste dann abkühlen, abkühlen und sich schließlich in Staub verwandeln. Doch bereits 2 Milliarden Jahre nach dem Urknall, in den frühesten Galaxien, gab es Staub! Mit Teleskopen wurde es in Galaxien entdeckt, die 12 Milliarden Lichtjahre von unserer entfernt sind. Gleichzeitig sind 2 Milliarden Jahre ein zu kurzer Zeitraum für den gesamten Lebenszyklus eines Sterns: In dieser Zeit haben die meisten Sterne keine Zeit, zu altern. Woher der Staub in der jungen Galaxie kam, wenn es dort nichts außer Wasserstoff und Helium geben sollte, ist ein Rätsel.

Der Professor blickte auf die Uhr und lächelte leicht.

Aber Sie werden versuchen, dieses Rätsel zu Hause zu lösen. Schreiben wir die Aufgabe auf.

Hausaufgaben.

1. Versuchen Sie zu erraten, was zuerst da war: der erste Stern oder der erste Staub?

Zusätzliche Aufgabe.

1. Bericht über jede Art von Staub (interstellar, interplanetar, zirkumplanetar, intergalaktisch)

2. Aufsatz. Stellen Sie sich vor, Sie wären ein Wissenschaftler, der den Auftrag hat, kosmischen Staub zu untersuchen.

3. Bilder.

Selbstgemacht Aufgabe für Studierende:

1. Warum wird Staub im Weltraum benötigt?

Zusätzliche Aufgabe.

1. Melden Sie jede Art von Staub. Ehemalige Schüler der Schule erinnern sich an die Regeln.

2. Aufsatz. Verschwinden des kosmischen Staubes.

3. Bilder.

Kosmischer Röntgenhintergrund

Schwingungen und Wellen: Eigenschaften verschiedener Schwingungssysteme (Oszillatoren).

Bruch des Universums

Zirkumplanetare Staubkomplexe: Abb. 4

Eigenschaften von kosmischem Staub

S. V. Bozhokin Staatliche Technische Universität St. Petersburg	Inhalt

Einführung

Viele Menschen bewundern mit Freude das wunderschöne Schauspiel des Sternenhimmels, einer der großartigsten Schöpfungen der Natur. Am klaren Herbsthimmel ist deutlich zu erkennen, wie ein schwach leuchtender Streifen, die Milchstraße, über den gesamten Himmel verläuft und unregelmäßige Umrisse unterschiedlicher Breite und Helligkeit aufweist. Wenn wir die Milchstraße, die unsere Galaxie bildet, durch ein Teleskop untersuchen, stellt sich heraus, dass dieser helle Streifen in viele schwach leuchtende Sterne zerfällt, die für das bloße Auge zu einem kontinuierlichen Leuchten verschmelzen. Mittlerweile ist bekannt, dass die Milchstraße nicht nur aus Sternen und Sternhaufen, sondern auch aus Gas- und Staubwolken besteht.

Riesig interstellare Wolken von leuchtend verdünnte Gase habe den Namen bekommen gasförmige diffuse Nebel. Einer der bekanntesten ist der Nebel in Sternbild Orion, der sogar mit bloßem Auge in der Mitte der drei Sterne sichtbar ist, die das „Schwert“ des Orion bilden. Die Gase, aus denen es besteht, leuchten in kaltem Licht und strahlen das Licht benachbarter heißer Sterne ab. Die Zusammensetzung gasförmiger diffuser Nebel besteht hauptsächlich aus Wasserstoff, Sauerstoff, Helium und Stickstoff. Solche gasförmigen oder diffusen Nebel dienen als Wiege für junge Sterne, die auf die gleiche Weise geboren werden, wie unserer einst geboren wurde. Sonnensystem. Der Prozess der Sternentstehung ist kontinuierlich, und auch heute noch entstehen weiterhin Sterne.

IN interstellarer Raum Auch diffuse Staubnebel werden beobachtet. Diese Wolken bestehen aus winzigen festen Staubkörnern. Befindet sich in der Nähe des Staubnebels ein heller Stern, so wird sein Licht an diesem Nebel gestreut und es entsteht ein Staubnebel direkt beobachtbar(Abb. 1). Gas- und Staubnebel können im Allgemeinen das Licht der Sterne hinter ihnen absorbieren, sodass sie auf Himmelsfotos oft als schwarze, klaffende Löcher vor dem Hintergrund der Milchstraße sichtbar sind. Solche Nebel werden Dunkelnebel genannt. Am Himmel der südlichen Hemisphäre gibt es einen sehr großen dunklen Nebel, den die Seefahrer „Kohlensack“ nannten. Es gibt keine klare Grenze zwischen Gas- und Staubnebeln, daher werden sie oft zusammen als Gas- und Staubnebel beobachtet.

Bei diffusen Nebeln handelt es sich nur um extrem verdünnte Verdichtungen interstellare Materie, das benannt wurde interstellares Gas. Interstellares Gas wird nur bei der Beobachtung der Spektren entfernter Sterne entdeckt, was zu zusätzlichem Gas in ihnen führt. Tatsächlich kann selbst solch verdünntes Gas über große Entfernungen die Strahlung von Sternen absorbieren. Entstehung und schnelle Entwicklung Radioastronomie ermöglichte es, dieses unsichtbare Gas anhand der von ihm ausgesendeten Radiowellen aufzuspüren. Die riesigen, dunklen Wolken aus interstellarem Gas bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff, der selbst bei niedrigen Temperaturen Radiowellen mit einer Länge von 21 cm aussendet. Diese Radiowellen breiten sich ungehindert durch Gas und Staub aus. Es war die Radioastronomie, die uns dabei half, die Form der Milchstraße zu untersuchen. Heute wissen wir, dass Gas und Staub, vermischt mit großen Sternhaufen, eine Spirale bilden, deren Äste, die aus dem Zentrum der Galaxie kommen, sich um deren Mitte winden und so etwas wie einen Tintenfisch mit langen Tentakeln erzeugen, der in einem Strudel gefangen ist.

Derzeit liegt in unserer Galaxie eine große Menge an Materie in Form von Gas- und Staubnebeln vor. Interstellare diffuse Materie ist in einer relativ dünnen Schicht konzentriert Äquatorialebene Unser Sternensystem. Wolken aus interstellarem Gas und Staub blockieren das Zentrum der Galaxie vor uns. Aufgrund kosmischer Staubwolken bleiben Zehntausende offener Sternhaufen für uns unsichtbar. Feiner kosmischer Staub schwächt nicht nur das Licht der Sterne, sondern verzerrt es auch spektrale Zusammensetzung. Tatsache ist, dass Lichtstrahlung, wenn sie durch kosmischen Staub dringt, nicht nur schwächer wird, sondern auch ihre Farbe ändert. Die Absorption von Licht durch kosmischen Staub hängt also von der Wellenlänge ab optisches Spektrum eines Sterns Blaue Strahlen werden stärker absorbiert und rote Photonen werden schwächer absorbiert. Dieser Effekt führt zum Phänomen der Rötung des Lichts von Sternen, die das interstellare Medium passieren.

Für Astrophysiker ist es von großer Bedeutung, die Eigenschaften des kosmischen Staubs zu untersuchen und den Einfluss dieses Staubs auf die Untersuchung zu bestimmen physikalische Eigenschaften astrophysikalischer Objekte. Interstellare Absorption und interstellare Polarisation des Lichts, Infrarotstrahlung neutraler Wasserstoffregionen, Mangel chemische Elemente im interstellaren Medium, Fragen der Bildung von Molekülen und der Geburt von Sternen – bei all diesen Problemen spielt der kosmische Staub eine große Rolle, dessen Eigenschaften in diesem Artikel diskutiert werden.

Ursprung des kosmischen Staubes

Kosmische Staubkörner entstehen vor allem in der langsam erlöschenden Atmosphäre von Sternen – Rote Zwerge sowie bei explosiven Prozessen auf Sternen und heftigen Gasauswürfen aus den Kernen von Galaxien. Andere Quellen der kosmischen Staubbildung sind planetarische und protostellare Nebel , Sternatmosphären und interstellare Wolken. Bei allen Prozessen der Bildung kosmischer Staubkörner sinkt die Gastemperatur, wenn sich das Gas nach außen bewegt und irgendwann den Taupunkt überschreitet Kondensation von Stoffdämpfen, die die Kerne von Staubkörnern bilden. Die Bildungszentren einer neuen Phase sind normalerweise Cluster. Cluster sind kleine Gruppen von Atomen oder Molekülen, die ein stabiles Quasimolekül bilden. Bei der Kollision mit einem bereits gebildeten Staubkornkern können sich Atome und Moleküle mit diesem verbinden und entweder chemische Reaktionen mit den Staubkornatomen eingehen (Chemisorption) oder die Bildung des entstehenden Clusters abschließen. In den dichtesten Regionen des interstellaren Mediums, in denen die Partikelkonzentration cm -3 beträgt, kann das Wachstum von Staubkörnern mit Koagulationsprozessen verbunden sein, bei denen Staubkörner zusammenkleben können, ohne zerstört zu werden. Koagulationsprozesse, abhängig von den Oberflächeneigenschaften der Staubkörner und deren Temperaturen, treten nur dann auf, wenn Kollisionen zwischen Staubkörnern bei niedrigen relativen Kollisionsgeschwindigkeiten stattfinden.

In Abb. Abbildung 2 zeigt den Prozess des Wachstums kosmischer Staubcluster durch Zugabe von Monomeren. Das resultierende amorphe kosmische Staubteilchen könnte eine Ansammlung von Atomen mit fraktalen Eigenschaften sein. Fraktale werden genannt geometrische Objekte: Linien, Flächen, Raumkörper, die eine stark zerklüftete Form haben und die Eigenschaft der Selbstähnlichkeit besitzen. Selbstähnlichkeit bedeutet die unveränderten grundlegenden geometrischen Eigenschaften Fraktales Objekt beim Ändern des Maßstabs. Beispielsweise erweisen sich Bilder vieler fraktaler Objekte als sehr ähnlich, wenn die Auflösung im Mikroskop erhöht wird. Fraktale Cluster sind stark verzweigte poröse Strukturen, die unter stark ungleichgewichtigen Bedingungen entstehen, wenn sich feste Partikel ähnlicher Größe zu einem Ganzen verbinden. Unter terrestrischen Bedingungen werden fraktale Aggregate erhalten, wenn Dampfentspannung Metalle in Nichtgleichgewichtsbedingungen, bei der Bildung von Gelen in Lösungen, bei der Koagulation von Partikeln im Rauch. Das Modell eines fraktalen kosmischen Staubteilchens ist in Abb. dargestellt. 3. Beachten Sie, dass die Prozesse der Koagulation von Staubkörnern in protostellaren Wolken auftreten und Gas- und Staubscheiben, werden deutlich verbessert durch turbulente Bewegung interstellare Materie.

Die Kerne kosmischer Staubkörner, bestehend aus feuerfeste Elemente, Hunderte von Mikrometern groß, entstehen in den Hüllen kalter Sterne beim sanften Ausströmen von Gas oder bei Explosionsprozessen. Solche Staubkornkeime sind resistent gegen viele äußere Einflüsse.

Wissenschaftler der Universität von Hawaii machten eine sensationelle Entdeckung – kosmischer Staub enthält organische Substanz, einschließlich Wasser, was die Möglichkeit der Übertragung verschiedener Lebensformen von einer Galaxie auf eine andere bestätigt. Durch den Weltraum reisende Kometen und Asteroiden bringen regelmäßig massenhaft Sternenstaub in die Atmosphäre von Planeten. Somit fungiert interstellarer Staub als eine Art „Transportmittel“, das Wasser und organische Stoffe zur Erde und zu anderen Planeten des Sonnensystems transportieren kann. Vielleicht führte einst ein Strom kosmischen Staubes zur Entstehung des Lebens auf der Erde. Es ist möglich, dass das Leben auf dem Mars, dessen Existenz in wissenschaftlichen Kreisen viele Kontroversen auslöst, auf die gleiche Weise entstanden sein könnte.

Der Mechanismus der Wasserbildung in der Struktur des kosmischen Staubs

Bei ihrer Bewegung durch den Weltraum wird die Oberfläche interstellarer Staubpartikel bestrahlt, was zur Bildung von Wasserverbindungen führt. Dieser Mechanismus kann wie folgt detaillierter beschrieben werden: Wasserstoffionen, die in Sonnenwirbelströmen vorhanden sind, bombardieren die Hülle kosmischer Staubkörner und schlagen dabei einzelne Atome aus der kristallinen Struktur eines Silikatminerals – dem Hauptbaustoff intergalaktischer Objekte. Durch diesen Prozess wird Sauerstoff freigesetzt, der mit Wasserstoff reagiert. Dadurch entstehen Wassermoleküle, die Einschlüsse organischer Substanzen enthalten.

Asteroiden, Meteoriten und Kometen kollidieren mit der Oberfläche des Planeten und bringen eine Mischung aus Wasser und organischer Materie an die Oberfläche

Was kosmischer Staub- ein Begleiter von Asteroiden, Meteoriten und Kometen, trägt Moleküle organischer Kohlenstoffverbindungen, wie es früher bekannt war. Es ist jedoch nicht bewiesen, dass Sternenstaub auch Wasser transportiert. Erst jetzt haben amerikanische Wissenschaftler das erstmals herausgefunden organische Substanz von interstellaren Staubpartikeln zusammen mit Wassermolekülen transportiert.

Wie gelangte Wasser zum Mond?

Die Entdeckung von Wissenschaftlern aus den Vereinigten Staaten könnte dazu beitragen, den Schleier des Mysteriums über den Entstehungsmechanismus seltsamer Eisformationen zu lüften. Obwohl die Oberfläche des Mondes völlig dehydriert ist, wurde auf seiner Schattenseite mithilfe von Sondierungen eine OH-Verbindung entdeckt. Dieser Fund weist auf das mögliche Vorhandensein von Wasser in den Tiefen des Mondes hin.

Die andere Seite des Mondes ist vollständig mit Eis bedeckt. Möglicherweise gelangten Wassermoleküle vor vielen Milliarden Jahren mit kosmischem Staub an seine Oberfläche

Seit der Ära der Apollo-Rover bei der Monderkundung, als Mondbodenproben zur Erde gebracht wurden, sind Wissenschaftler zu dem Schluss gekommen, dass dies der Fall ist sonniger Wind verursacht Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung des Sternenstaubs, der die Oberflächen von Planeten bedeckt. Über die Möglichkeit der Bildung von Wassermolekülen in der Dicke des kosmischen Staubs auf dem Mond wurde noch diskutiert, doch die damals verfügbaren analytischen Forschungsmethoden konnten diese Hypothese weder beweisen noch widerlegen.

Kosmischer Staub ist ein Träger von Lebensformen

Dies liegt daran, dass Wasser in einem sehr kleinen Volumen gebildet wird und sich in einer dünnen Hülle an der Oberfläche befindet kosmischer Staub Erst jetzt ist es möglich, es mit einem hochauflösenden Elektronenmikroskop zu sehen. Wissenschaftler glauben, dass ein ähnlicher Mechanismus für die Bewegung von Wasser mit Molekülen organischer Verbindungen in anderen Galaxien möglich ist, in denen es sich um den „Mutterstern“ dreht. In ihrer weiteren Forschung erwarten die Wissenschaftler, genauer zu identifizieren, welche anorganischen und organische Substanz Kohlenstoffbasierte Stoffe sind in der Struktur von Sternenstaub vorhanden.

Interessant zu wissen! Ein Exoplanet ist ein Planet, der sich außerhalb des Sonnensystems befindet und einen Stern umkreist. Derzeit wurden in unserer Galaxie etwa 1000 Exoplaneten visuell entdeckt, die etwa 800 Planetensysteme bilden. Allerdings deuten indirekte Nachweismethoden auf die Existenz von 100 Milliarden Exoplaneten hin, von denen 5-10 Milliarden erdähnliche Parameter haben, das heißt, sie sind es. Einen wesentlichen Beitrag zur Mission der Suche nach sonnensystemähnlichen Planetengruppen leistete der astronomische Teleskopsatellit Kepler, der 2009 zusammen mit dem Planet Hunters-Programm ins All geschossen wurde.

Wie konnte Leben auf der Erde entstehen?

Es ist sehr wahrscheinlich, dass Kometen, die mit hoher Geschwindigkeit durch den Weltraum fliegen, bei der Kollision mit einem Planeten genügend Energie erzeugen können, um mit der Synthese komplexerer organischer Verbindungen, einschließlich Aminosäuremolekülen, aus Eisbestandteilen zu beginnen. Ein ähnlicher Effekt tritt auf, wenn ein Meteorit mit der eisigen Oberfläche eines Planeten kollidiert. Die Stoßwelle erzeugt Wärme, die die Bildung von Aminosäuren aus einzelnen kosmischen Staubmolekülen auslöst, die vom Sonnenwind verarbeitet werden.

Interessant zu wissen! Kometen bestehen aus großen Eisblöcken, die durch die Kondensation von Wasserdampf während der frühen Entstehung des Sonnensystems vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstanden sind. Kometen enthalten in ihrer Struktur Kohlendioxid, Wasser, Ammoniak und Methanol. Diese Substanzen könnten während der Kollision von Kometen mit der Erde in einem frühen Stadium ihrer Entwicklung eine ausreichende Energiemenge für die Produktion von Aminosäuren produzieren – Aufbauproteinen, die für die Entwicklung des Lebens notwendig sind.

Computermodelle haben gezeigt, dass eisige Kometen, die vor Milliarden von Jahren auf die Erdoberfläche stürzten, möglicherweise präbiotische Gemische und einfache Aminosäuren wie Glycin enthielten, aus denen später das Leben auf der Erde entstand.

Die beim Zusammenstoß eines Himmelskörpers mit einem Planeten freigesetzte Energiemenge reicht aus, um die Bildung von Aminosäuren auszulösen

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass es im Sonnensystem eisige Körper mit identischen organischen Verbindungen wie in Kometen gibt. Beispielsweise enthalten Enceladus, einer der Satelliten des Saturn, oder Europa, ein Satellit des Jupiter, in ihrer Hülle organische Substanz, mit Eis gemischt. Hypothetisch könnte jede Bombardierung von Satelliten durch Meteoriten, Asteroiden oder Kometen zur Entstehung von Leben auf diesen Planeten führen.

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Weltraummaterie auf der Erdoberfläche

Leider gibt es keine klaren Kriterien zur Raumdifferenzierungchemische Substanz aus Formationen in ihrer NäheDer irdische Ursprung ist noch nicht geklärt. DeshalbDie meisten Forscher suchen lieber nach dem Kosmischenische Partikel in Gebieten fernab von Industriezentren.Aus dem gleichen Grund ist das Hauptziel des Studiumskugelförmige Partikel, und das meiste Material hatdie unregelmäßige Form verschwindet meist aus dem Blickfeld.In vielen Fällen wird nur der magnetische Anteil analysiertkugelförmige Teilchen, von denen es mittlerweile die meisten gibtverschiedene Informationen.

Die günstigsten Objekte für die Suche nach Weltraumobjekten sindWelche Art von Staub bilden Tiefseesedimente /aufgrund der geringen GeschwindigkeitSedimentation/, sowie polare Eisschollen, ausgezeichnetDadurch wird verhindert, dass sich die gesamte Materie aus der Atmosphäre absetzt. BeidesDie Anlagen sind praktisch frei von industrieller Verschmutzungund sind vielversprechend für die Zwecke der Schichtung und des Studiums der Verteilungder kosmischen Materie in Zeit und Raum. VonDie Sedimentationsbedingungen ähneln denen der Salzanreicherung; letztere sind auch praktisch, da sie die Isolierung erleichterndas benötigte Material.

Die Suche nach atomisiertder kosmischen Materie in Torfablagerungen. Es ist bekannt, dass die jährliche Zunahme in Hochmooren liegtca. 3-4 mm pro Jahr und die einzige Quellemineralische Nahrung für die Vegetation von Hochmooren istist eine Substanz, die aus der Atmosphäre fällt.

RaumStaub aus Tiefseesedimenten

Eigenartiger roter Ton und Schluff, bestehend aus RückständenKami aus kieselsäurehaltigen Radiolarien und Kieselalgen bedecken 82 Millionen km 2Meeresboden, der ein Sechstel der Oberfläche ausmachtunseres Planeten. Ihre Zusammensetzung laut S.S. Kuznetsov ist wie folgt: Im Allgemeinen: 55 % SiO 2 ;16% Al 2 Ö 3 ;9% F eO und 0,04 % N i und Co. In einer Tiefe von 30-40 cm wurden darin lebende Fischzähne gefundendie im Tertiär existierten. Dies gibt Anlass zu der SchlussfolgerungDie Sedimentationsgeschwindigkeit beträgt ca. 4 cm proMillionen Jahre. Aus Sicht des irdischen Ursprungs ist die KompositionTone sind schwer zu interpretieren. Hoher GehaltIn ihnen sind Nickel und Kobalt Gegenstand zahlreicher UntersuchungenForschung und wird mit der Einführung des Weltraums in Zusammenhang gebrachtMaterial / 2.154.160.163.164.179/. Wirklich,Nickel-Clark beträgt für die oberen Horizonte der Erde 0,008 %Rinde und 10 % für Meerwasser /166/.

Außerirdische Substanz, die in Tiefseesedimenten gefunden wirderstmals von Murray während der Challenger-Expedition/1873-1876/ /die sogenannten „Murray-Weltraumbälle“/.Etwas später begann Renard mit der Untersuchung des ErgebnissesDies führte zu einer gemeinsamen Anstrengung, zu beschreiben, was gefunden wurdeMaterial /141/. Die entdeckten Weltraumbälle gehören dazuSie konzentrierten sich auf zwei Arten: Metall und Silikat. Beide Typenhatte magnetische Eigenschaften, die seine Verwendung ermöglichtenMithilfe eines Magneten werden sie vom Sediment getrennt.

Die Spherulla hatte eine regelmäßige runde Form mit einem Durchschnittmit einem Durchmesser von 0,2 mm. In der Mitte der Kugel befindet sich eine formbare KugelEisenkern, oben mit einer Oxidschicht bedeckt. Bestehend ausIn den Kugeln wurden Nickel und Kobalt gefunden, die das Abpumpen ermöglichtenAnnahme über ihren kosmischen Ursprung.

Silikatkügelchen sind dies in der Regel nicht hatte strenge Sphäreric Form / man kann sie Sphäroide nennen /. Ihre Größe ist etwas größer als die aus Metall, der Durchmesser reicht 1 mm . Die Oberfläche weist eine schuppige Struktur auf. MineralogischIhre Zusammensetzung ist sehr einheitlich: Sie enthalten Eisen-Magnesiumsilikate-Olivine und Pyroxene.

Umfangreiches Material zur Weltraumkomponente der Tiefsee Neue Sedimente wurden von einer schwedischen Expedition auf einem Schiff gesammelt"Albatros" 1947-1948. Seine Teilnehmer nutzten die AuswahlBodensäulen bis zu einer Tiefe von 15 Metern und untersucht das ErgebnisEine Reihe von Werken /92.130.160.163.164.168/ sind dem Material gewidmet.Die Proben erwiesen sich als sehr reichhaltig, darauf weist Petterson hinpro 1 kg Sediment sind es mehrere Hundert bis mehrere Tausend Kügelchen.

Alle Autoren stellen eine sehr ungleiche Verteilung festBälle sowohl entlang des Abschnitts des Meeresbodens als auch entlang seinesBereich. Zum Beispiel Hunter und Parkin /121/, die zwei untersucht habenTiefseeproben von verschiedenen Orten im Atlantischen Ozean,fanden heraus, dass einer von ihnen fast 20-mal mehr enthältKügelchen als die anderen. Sie erklärten diesen Unterschied mit ungleichSedimentationsraten in verschiedenen Teilen des Ozeans.

In den Jahren 1950-1952 nutzte die dänische TiefseeexpeditionNil zum Sammeln kosmischer Materie in den Bodensedimenten des Ozeans. Magnetischer Rechen – ein Eichenbrett mit darauf befestigtemEs verfügt über 63 starke Magnete. Mit diesem Gerät wurden etwa 45.000 m2 der Meeresbodenoberfläche durchkämmt.Unter magnetischen Teilchen mit wahrscheinlicher kosmischerHerkunft werden zwei Gruppen unterschieden: schwarze Kugeln mit Metalllic-Kerne oder ohne sie und braune Kugeln mit kristallinempersönliche Struktur; die ersten sind selten größer 0,2 mm Sie sind glänzend und haben eine glatte oder raue OberflächeNess. Darunter sind verschmolzene Exemplareungleiche Größen. Nickel undKobalt; Magnetit und Schreibersit kommen in der mineralogischen Zusammensetzung häufig vor.

Die Kugeln der zweiten Gruppe haben eine kristalline Strukturund sind braun gefärbt. Ihr durchschnittlicher Durchmesser beträgt 0,5 mm . Diese Kügelchen enthalten Silizium, Aluminium und Magnesiumhaben zahlreiche transparente Einschlüsse von Olivin bzwPyroxene /86/. Frage zum Vorhandensein von Kugeln im BodenschlammDer Atlantische Ozean wird auch in /172a/ besprochen.

RaumStaub aus Böden und Sedimenten

Der Akademiker Wernadski schrieb, dass sich ständig kosmische Materie auf unserem Planeten ablagert. Dies folgt dem PrinzipDie einmalige Gelegenheit, es überall auf der Welt zu findenOberfläche. Dies ist jedoch mit gewissen Schwierigkeiten verbunden,was sich wie folgt zusammenfassen lässt:

1. pro Flächeneinheit abgelagerte Stoffmenge“sehr unbedeutend;
2. Bedingungen für die Langzeitkonservierung von Kügelchendie Zeit ist noch nicht ausreichend erforscht;
3. Es besteht die Möglichkeit von Industrie- und Vulkanausbrüchen Verschmutzung;
4. Es ist unmöglich, die Rolle der Umlagerung bereits Gefallener auszuschließenSubstanzen, wodurch es an manchen Orten zu solchen kommen wirdEs wird eine Anreicherung beobachtet, in anderen Fällen eine Erschöpfung des Kosmos Material.

Scheinbar optimal zur PlatzersparnisMaterial ist eine sauerstofffreie Umgebung, teilweise schwelendness, Ort in Tiefseebecken, in BatteriegebietenRelation von Sedimentmaterial mit schneller Einlagerung des Stoffes,sowie in Sümpfen mit Renaturierungsbedingungen. Am meistenwahrscheinlich durch Umlagerung in bestimmten Bereichen von Flusstälern, in denen sich normalerweise der schwere Anteil mineralischer Sedimente ablagert, mit kosmischer Materie angereichert/offensichtlich landet hier nur der Teil des abgesenkten Gewichts-eine Gesellschaft, deren spezifisches Gewicht größer als 5/ ist. Es ist möglich, dassIm Endeffekt kommt es auch zu einer Anreicherung mit diesem StoffMoränen von Gletschern, am Grund von Teerseen, in Gletschergruben,wo sich Schmelzwasser ansammelt.

In der Literatur gibt es Informationen über Funde aus der Schlichow-Zeit.Niya-Kugeln als kosmisch klassifiziert /6,44,56/. Im AtlasSeifenmineralien, herausgegeben vom Staatsverlag für Wissenschaft und TechnikIn der Literatur von 1961 werden Kügelchen dieser Art klassifiziert alsMeteoriten. Von besonderem Interesse sind die Funde kosmischerWelche Art von Staub befindet sich in alten Gesteinen? Es gibt Arbeiten in dieser Richtungwurden in letzter Zeit von vielen sehr intensiv untersuchtKörper. Also sphärische Stundentypen, magnetisch, Metall

und glasig, der erste mit dem für Meteoriten charakteristischen AussehenManhattan-Figuren und hoher Nickelgehalt,beschrieben von Shkolnik in der Kreidezeit, im Miozän und im PleistozänFelsen von Kalifornien /177,176/. Spätere ähnliche Fundewurden in Trias-Gesteinen Norddeutschlands hergestellt /191/.Croisier, der sich zum Ziel gesetzt hatte, den Weltraum zu studierenBestandteil alter Sedimentgesteine, untersuchte Probenaus verschiedenen Orten/Gebieten New York, New Mexico, Kanada,Texas / und verschiedene Zeitalter / vom Ordovizium bis einschließlich der Trias/. Zu den untersuchten Proben gehörten Kalksteine, Dolomite, Tone und Schiefer. Der Autor fand überall Kügelchen, die offensichtlich nicht dem Indianer zugeschrieben werden könnenStreifenverschmutzung und höchstwahrscheinlich kosmischer Natur. Croisier behauptet, dass alle Sedimentgesteine ​​kosmisches Material enthalten und die Anzahl der Kügelchen damit zusammenhängt.liegt zwischen 28 und 240 pro Gramm. Die Partikelgröße beträgt meistIn den meisten Fällen liegt sie im Bereich von 3µ bis 40µ undihre Anzahl ist umgekehrt proportional zu ihrer Größe /89/.Daten zu Meteorstaub in kambrischen Sandsteinen EstlandsViiding-Berichte /16a/.

Kügelchen begleiten in der Regel Meteoriten und werden gefundenan den Einschlagstellen, zusammen mit Meteoritentrümmern. VorherInsgesamt wurden Kugeln auf der Oberfläche des Braunau-Meteoriten gefunden/3/ und in den Kratern Hanbury und Wabar /3/, später ähnliche Formationen zusammen mit einer großen Anzahl unregelmäßiger PartikelFormen wurden in der Nähe des Arizona-Kraters entdeckt /146/.Diese Art feiner Substanz wird, wie oben erwähnt, üblicherweise als Meteoritenstaub bezeichnet. Letzteres wurde in den Arbeiten vieler Forscher eingehend untersucht.Spender sowohl in der UdSSR als auch im Ausland /31,34,36,39,77,91,138.146.147.170-171.206/. Am Beispiel der Arizona-KugelnEs wurde festgestellt, dass diese Partikel eine durchschnittliche Größe von 0,5 mm habenund bestehen entweder aus mit Goethit überwachsenem Kamazit oder ausabwechselnde Schichten aus Goethit und Magnetit, bedeckt mit dünneneine Schicht aus Silikatglas mit kleinen Quarzeinschlüssen.Charakteristisch für diese Mineralien ist der Gehalt an Nickel und Eisenwird in folgenden Zahlen ausgedrückt:

Mineral Eisen-Nickel
Kamazit 72-97% 0,2 - 25%
Magnetit 60 - 67% 4 - 7%
Goethit 52 - 60% 2-5%

Nininger /146/ entdeckte das Mineral in Arizona-Kugelnfür Eisenmeteoriten charakteristische Laugen: Kohenit, Steatit,Schreibersit, Troilit. Es stellte sich heraus, dass der Nickelgehalt gleich warim Durchschnitt 1 7%, was im Allgemeinen mit den Zahlen übereinstimmt , erhalten-von Reinhard /171/. Es ist zu beachten, dass die Verteilungfeine Meteoritenmaterie in der NäheDer Meteoritenkrater in Arizona ist sehr uneben.“ Der wahrscheinliche Grund dafür ist offenbar der Wind.oder ein begleitender Meteorschauer. MechanismusDie Bildung von Arizona-Kügelchen besteht laut Reinhardt ausPlötzliche Erstarrung eines flüssigen, feinen MeteoritenSubstanzen. Andere Autoren /135/ weisen hiermit eine Definition zugemeinsamer Ort der Kondensation, der sich im Moment des Falls bildetDampf Im Studienverlauf wurden im Wesentlichen ähnliche Ergebnisse erzieltKonzentration feiner Meteoritenmaterie in der Regionder Sikhote-Alin-Meteorschauer. E. L. Krinov/35-37.39/ unterteilt diesen Stoff in die folgenden Hauptbestandteile Kategorien:

1. Mikrometeoriten mit einer Masse von 0,18 bis 0,0003 g, mitRegmaglypten und Fusionsrinde / sollten strikt unterschieden werdenMikrometeoriten nach E.L. Krinov aus Mikrometeoriten im VerständnisWhipple Research Institute, oben diskutiert/;
2. Meteorstaub – meist hohl und porösMagnetitpartikel, die durch das Eindringen von Meteoritenmaterial in die Atmosphäre entstehen;
3. Meteoritenstaub entsteht beim Zerkleinern herabfallender Meteoriten und besteht aus scharfkantigen Fragmenten. In der MineralogikDie Zusammensetzung des letzteren umfasst Kamazit mit einer Beimischung von Troilit, Schreibersit und Chromit.Wie im Fall des Meteoritenkraters in Arizona ist die VerteilungDie Verteilung der Materie auf die Fläche ist ungleichmäßig.

Krinov betrachtet Kügelchen und andere geschmolzene Partikel als Produkte der Ablation von Meteoriten und liefert BeweiseFunde von Fragmenten letzterer mit daran geklebten Kugeln.

Es sind auch Funde am Ort des Einschlags eines Steinmeteoriten bekannt.Regen Kunashak /177/.

Die Frage der Verteilung verdient eine besondere Diskussion.kosmischer Staub in Böden und anderen natürlichen ObjektenGebiet des Tunguska-Meteoritenfalls. Tolle Arbeit diesbezüglichRichtung wurden 1958-65 durch Expeditionen durchgeführtKomitee für Meteoriten der Akademie der Wissenschaften der UdSSR, Sibirische Abteilung der Akademie der Wissenschaften der UdSSR. Es wurde festgestellt, dassin Böden sowohl des Epizentrums als auch entfernter OrteEntfernungen bis zu 400 km und mehr werden nahezu ständig erfasstMetall- und Silikatkugeln mit einer Größe von 5 bis 400 Mikrometern.Dazu gehören glänzend, matt und rauStundentypen, regelmäßige Kugeln und Hohlkegel. In einigenDabei werden Metall- und Silikatpartikel miteinander verschmolzenFreund. Nach K.P. Florensky /72/, Böden der epizentralen Region/interfluve Khushma - Kimchu/ enthalten diese Partikel nur ineine kleine Menge /1-2 pro herkömmlicher Flächeneinheit/.Proben mit ähnlichem Perlengehalt finden Sie aufbis zu 70 km von der Absturzstelle entfernt. Relative ArmutDie Bedeutung dieser Proben wird nach K.P. Florensky erklärtder Umstand, dass im Moment der Explosion der Großteil der meteorologischenRita, die sich in einen fein verteilten Zustand verwandelt hatte, wurde weggeworfenin die oberen Schichten der Atmosphäre und driftete dann in die entsprechende RichtungWind. Mikroskopische Partikel, die sich nach dem Stokes-Gesetz absetzen,In diesem Fall hätten sie eine verstreute Wolke bilden sollen.Florensky glaubt, dass dies die südliche Grenze der Wolke istca. 70 km bis C W vom Meteoritenstandort, im PoolChuni-Fluss / Handelspostengebiet Mutorai / wo die Probe gefunden wurdeenthält bis zu 90 Spaceballs pro ProbeFlächeneinheit. In Zukunft, so der Autor, der Zugerstreckt sich weiterhin nach Nordwesten und erfasst das Einzugsgebiet des Taimura-Flusses.Werke der sibirischen Abteilung der Akademie der Wissenschaften der UdSSR in den Jahren 1964-65. Es wurde festgestellt, dass entlang des gesamten Verlaufs relativ reichhaltige Proben gefunden werden R. Taimurs, a auch auf N. Tunguska /siehe Karte/. Die dabei isolierten Kügelchen enthalten bis zu 19 % Nickel / gemMikrospektralanalyse, durchgeführt am Institut für NuklearwissenschaftenPhysik der sibirischen Abteilung der Akademie der Wissenschaften der UdSSR/. Dies stimmt ungefähr mit den Zahlen übereinerhalten von P.N. Paley vor Ort unter Verwendung eines Sha-ModellsRiks, die aus den Böden des Tunguska-Katastrophengebiets isoliert wurden.Diese Daten legen nahe, dass die gefundenen Partikelsind wahrlich kosmischen Ursprungs. Die Frage istIhre Beziehung zum Tunguska-Meteoriten bleibt abzuwartenDies ist mangels vergleichbarer Studien offenin Hintergrundbereichen sowie die mögliche Rolle von ProzessenRedeposition und sekundäre Anreicherung.

Interessante Kugelfunde im Bereich des Kraters auf PatomskyHochland Der Ursprung dieser Formation wird zugeschriebenObruchev zum Vulkan, bleibt immer noch umstritten,Weil Vorhandensein eines Vulkankegels in einem abgelegenen Gebietviele tausend Kilometer von vulkanischen Zentren entfernt, uraltsie und moderne, in vielen Kilometern sedimentär-metamorphPaläozoische Schichten, erscheint zumindest seltsam. Untersuchungen der Kügelchen aus dem Krater könnten eindeutige Ergebnisse liefernAntwort auf die Frage und ihre Herkunft / 82,50,53/.Highlight-Mit dem Verfahren kann die Entfernung von Stoffen aus Böden durchgeführt werdenhovania. Auf diese Weise wird ein Bruchteil von Hunderten isoliertMikrometer und spezifisches Gewicht über 5. In diesem Fall jedochEs besteht die Gefahr, dass der gesamte feine Magnetschweif weggeschleudert wirdtion und der größte Teil des Silikats. E.L.Krinov berätNehmen Sie magnetisches Schleifen mit einem an der Unterseite hängenden Magneten vor Tablett /37/.

Eine genauere Methode ist die magnetische Trockentrennungoder nass, obwohl es auch einen erheblichen Nachteil hat:Bei der Verarbeitung geht der Silikatanteil verlorenTrockenmagnetische Trennanlagen werden von Reinhardt/171/ beschrieben.

Wie bereits angedeutet, wird häufig kosmische Materie gesammeltan der Erdoberfläche, in Gebieten, die frei von industrieller Verschmutzung sind. In ihrer Ausrichtung stehen diese Arbeiten der Suche nach kosmischer Materie in den oberen Erdhorizonten nahe.Tabletts gefüllt mitWasser oder Klebelösung, und die Platten werden geschmiertGlycerin. Die Belichtungszeit kann in Stunden, Tagen,Wochen, je nach Zweck der Beobachtungen. Am Dunlap-Observatorium in Kanada wird kosmische Materie mit gesammeltKlebeplatten werden seit 1947 durchgeführt /123/. Im lit-Hier werden mehrere Varianten dieser Technik beschrieben.Beispielsweise verwendeten Hodge und Wright /113/ mehrere Jahre langZu diesem Zweck werden Objektträger aus Glas mit einem langsam trocknenden Mittel beschichtetEmulsion und bildet beim Aushärten ein fertiges Staubpräparat;Croisier /90/ verwendetes auf Tabletts gegossenes Ethylenglykol,das leicht mit destilliertem Wasser gewaschen werden konnte; in ArbeitHunter und Parkin /158/ verwendeten geöltes Nylonnetz.

In allen Fällen wurden kugelförmige Partikel im Sediment gefunden,Metall und Silikat, meist kleiner 6 µ im Durchmesser und überschreitet selten 40 µ.

Somit die Gesamtheit der präsentierten Datenbestätigt die Annahme der grundsätzlichen MöglichkeitNachweis kosmischer Materie im Boden fast beijeder Bereich der Erdoberfläche. Gleichzeitig sollte es so seinDenken Sie daran, den Boden als Objekt zu verwendenDie Identifizierung der Raumkomponente ist mit methodischer Bedeutung verbundenSchwierigkeiten, die weit über die in Bezug aufSchnee, Eis und möglicherweise Bodenschlamm und Torf.

RaumSubstanz im Eis

Laut Krinov /37/ ist die Entdeckung kosmischer Materie in den Polarregionen von erheblicher wissenschaftlicher Bedeutung.tion, denn auf diese Weise kann eine ausreichende Menge an Material gewonnen werden, dessen Studium wahrscheinlich näher bringen wirdLösung einiger geophysikalischer und geologischer Probleme.

Die Freisetzung kosmischer Materie aus Schnee und Eis kannkann mit verschiedenen Methoden durchgeführt werden, angefangen bei der Sammlunggroße Fragmente von Meteoriten und endet mit der Gewinnung aus der SchmelzeWasser aus mineralischem Sediment, das mineralische Partikel enthält.

Im Jahr 1959 Marshall /135/ schlug einen genialen Weg vorUntersuchungen von Partikeln aus Eis, ähnlich der Zählmethoderote Blutkörperchen im Blutkreislauf. Sein Wesen istEs stellt sich heraus, dass das Wasser durch Schmelzen der Probe entstehtEis, Elektrolyt wird hinzugefügt und die Lösung wird durch ein schmales Loch mit Elektroden auf beiden Seiten geleitet. BeiBeim Durchgang eines Teilchens ändert sich der Widerstand stark proportional zu seinem Volumen. Änderungen werden mit speziellen erfasstGott Aufnahmegerät.

Es ist zu bedenken, dass es jetzt eine Eisschichtung gibtauf verschiedene Weise durchgeführt. Es ist möglich, dassVergleich von bereits geschichtetem Eis mit der VerteilungKosmische Materie könnte neue Ansätze eröffnenSchichtung an Stellen, an denen andere Methoden nicht möglich sindAus dem einen oder anderen Grund.

Um kosmischen Staub zu sammeln, amerikanische AntarktisExpeditionen 1950-60 gebrauchte Kerne erhalten vonBestimmung der Dicke der Eisdecke durch Bohren. /1 S3/.Proben mit einem Durchmesser von ca. 7 cm wurden der Länge nach in Stücke gesägt 30 cm lang, geschmolzen und gefiltert. Das resultierende Sediment wurde sorgfältig unter einem Mikroskop untersucht. Wurden entdecktPartikel sowohl kugelförmiger als auch unregelmäßiger Form undErsteres machte einen unbedeutenden Teil des Sediments aus. Weitere Forschungen beschränkten sich nur auf Kügelchen, da siekönnte mehr oder weniger sicher dem Weltraum zugeschrieben werdenKomponente. Unter den Bällen liegen Größen von 15 bis 180/hEs wurden zwei Arten von Partikeln gefunden: schwarze, glänzende, streng kugelförmige und braun-transparente.

Detaillierte Untersuchung der isolierten kosmischen TeilchenEis der Antarktis und Grönlands wurde von Hodge unternommenund Wright /116/. Um industrielle Umweltverschmutzung zu vermeidenIn diesem Fall wurde das Eis nicht von der Oberfläche, sondern aus einer gewissen Tiefe entnommen –in der Antarktis wurde eine 55 Jahre alte Schicht verwendet, und in Grönland -Vor 750 Jahren. Zum Vergleich wurden Partikel ausgewähltaus der Luft der Antarktis, die sich als eiszeitlich ähnlich erwies. Alle Partikel passen in 10 Klassifizierungsgruppenmit scharfer Teilung in kugelförmige Partikel, metallischund Silikat, mit und ohne Nickel.

Ein Versuch, Weltraumbälle von einem hohen Berg zu beschaffenSchnee wurde von Divari durchgeführt /23/. Eine beträchtliche Menge geschmolzen habenSchnee /85 Eimer/ von der Oberfläche von 65 m2 auf dem Gletscher entnommenTuyuk-Su im Tien Shan bekam jedoch nicht, was er wollteErgebnisse, die durch Ungleichmäßigkeiten erklärt werden könnender Fall von kosmischem Staub auf die Erdoberfläche, oderMerkmale der angewandten Methodik.

Im Allgemeinen scheint die Ansammlung kosmischer Materie inPolarregionen und auf Hochgebirgsgletschern ist eine davoneiner der vielversprechendsten Arbeitsbereiche im Weltraum Staub.

Quellen Verschmutzung

Derzeit sind zwei Hauptmaterialquellen bekannt:la, das in seinen Eigenschaften kosmische nachahmen kannStaub: Vulkanausbrüche und IndustrieabfälleUnternehmen und Verkehr. Es ist bekannt Was Vulkanstaub,bei Eruptionen in die Atmosphäre freigesetzt werdenbleiben dort über Monate und Jahre in einem suspendierten Zustand.Aufgrund struktureller Merkmale und kleiner BesonderheitenGewicht, dieses Material kann weltweit verteilt werden, undWährend des Transfervorgangs werden die Partikel nach differenziertGewicht, Zusammensetzung und Größe, die beim Tragen berücksichtigt werden müssenspezifische Analyse der Situation. Nach dem berühmten AusbruchKrakatau-Vulkan im August 1883, feiner Staubausstoßbis zu einer Höhe von 20 km transportiert. wurde in der Luft gefundenfür mindestens zwei Jahre /162/. Ähnliche BeobachtungenDenia wurden während der Vulkanausbrüche des Mont Pele hergestellt/1902/, Katmai /1912/, Vulkangruppen in der Kordillere /1932/,Vulkan Agung /1963/ /12/. Mikroskopisch gesammelter Staubaus verschiedenen Gebieten vulkanischer Aktivität, aussiehtKörner von unregelmäßiger Form, mit gebogenen, gebrochenen,schroffe Konturen und relativ selten kugelförmigund kugelförmig mit Größen von 10µ bis 100. Die Anzahl der SphäroideDov macht nur 0,0001 Gew.-% des Gesamtmaterials aus/115/. Andere Autoren erhöhen diesen Wert auf 0,002 % /197/.

Vulkanaschepartikel sind schwarz, rot, grünFaule, graue oder braune Farbe. Manchmal sind sie farblostransparent und glasartig. Im Allgemeinen vulkanischIn vielen Produkten macht Glas einen erheblichen Anteil aus. Daswird durch Daten von Hodge und Wright bestätigt, die das herausgefunden habenPartikel mit einem Eisengehalt von 5 % und oben sindnur 16 % in der Nähe von Vulkanen . Dies sollte dabei berücksichtigt werdenStaubübertragung erfolgt, sie wird nach Größe und unterschiedenspezifisches Gewicht und große Staubpartikel werden schneller entfernt Gesamt. Infolgedessen in Gebieten, die von Vulkanen entfernt sindZentren von Gebieten, es ist wahrscheinlich, dass nur die kleinsten und leichte Teilchen.

Kugelförmige Partikel wurden einer speziellen Untersuchung unterzogenvulkanischen Ursprungs. Es wurde festgestellt, dass dies der Fall istam häufigsten erodierte Oberfläche, Form, raue Oberflächeneigen dazu, kugelförmig zu sein, haben sich aber nie verlängertHälse, wie Partikel meteoritischen Ursprungs.Es ist sehr bedeutsam, dass sie keinen Kern aus reinem Material habenEisen oder Nickel, wie die Kugeln, die in Betracht gezogen werdenLeerzeichen /115/.

Die mineralogische Zusammensetzung vulkanischer Kügelchen enthältEine wichtige Rolle spielt sprudelndes GlasStruktur und Eisen-Magnesium-Silikate - Olivin und Pyroxen. Ein viel kleinerer Teil davon besteht aus Erzmineralien - Pyri-Volumen und Magnetit, die meist disseminiert vorliegenKerben in Glas- und Rahmenkonstruktionen.

Was die chemische Zusammensetzung von Vulkanstaub betrifft?Ein Beispiel ist die Zusammensetzung der Krakatoa-Asche.Murray /141/ entdeckte darin einen hohen Aluminiumgehalt/bis zu 90 %/ und niedriger Eisengehalt / nicht mehr als 10 %.Es sollte jedoch angemerkt werden, dass Hodge und Wright /115/ dazu nicht in der Lage warenBestätigen Sie Morreys Daten bezüglich Aluminium. Frage zuKügelchen vulkanischen Ursprungs werden ebenfalls diskutiert/205a/.

Somit sind die Eigenschaften charakteristisch für VulkanMaterialien lassen sich wie folgt zusammenfassen:

1. Vulkanasche enthält einen hohen Anteil an Partikelnunregelmäßig geformt und niedrig - kugelförmig,
2. Kugeln aus Vulkangestein haben bestimmte Strukturenarchitektonische Merkmale – erodierte Oberflächen, Fehlen hohler Kügelchen, oft Blasen,
3. Die Zusammensetzung der Kügelchen wird von porösem Glas dominiert.
4. der Anteil magnetischer Partikel ist gering,
5. In den meisten Fällen sind die Partikel kugelförmig unvollkommen,
6. Spitzwinklige Partikel haben scharfkantige FormenEinschränkungen, die es ermöglichen, sie als zu verwendenabrasives Material.

Die sehr große Gefahr der Simulation von Weltraumsphärengewalzte Industriekugeln, eine große Anzahl Messing-entladene Lokomotive, Dampfschiff, Fabrikrohre, entstehen beim Elektroschweißen usw. BesondersUntersuchungen ähnlicher Objekte haben gezeigt, dass dies von Bedeutung istein Teil davon hat die Form von Kügelchen. Laut Shkolnik /177/,25% Industrieprodukte bestehen aus Metallschlacke.Er gibt außerdem folgende Klassifizierung von Industriestaub an:

1. nichtmetallische Kugeln, unregelmäßige Form,
2. die Kugeln sind hohl, hochglänzend,
3. Kugeln ähnlich kosmischen, gefaltetes Metallchemisches Material einschließlich Glas. Zu Letzteren zählenAm weitesten verbreitet sind tropfenförmige,Zapfen, Doppelkugeln.

Aus dem Blickwinkel, der uns interessiert, die chemische ZusammensetzungIndustriestaub wurde von Hodge und Wright untersucht /115/.Usta-Es wurde festgestellt, dass die charakteristischen Merkmale seiner chemischen Zusammensetzungist ein hoher Eisengehalt und in den meisten Fällen ein Mangel an Nickel. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass beides nicht der Fall istEines dieser Zeichen kann nicht als absolut geltenKriterium der Differenz, zumal die chemische Zusammensetzung unterschiedlich istDie Arten von Industriestaub können vielfältig seindas Erscheinen der einen oder anderen Art im Voraus vorhersehenIndustriekügelchen sind nahezu unmöglich. Daher das Beste kann auf modernem Niveau als Garantie gegen Verwechslungen dienenWissen wird nur an entfernten „sterilen“ Orten gesammeltGebiete mit industrieller Verschmutzung. IndustrieabschlussVerschmutzung, wie spezielle Studien zeigen, istin direktem Verhältnis zur Entfernung zu besiedelten Gebieten.Parkin und Hunter machten 1959 Beobachtungen möglichProbleme beim Transport von Industriekügelchen auf dem Wasserweg /159/.Obwohl Kugeln mit einem Durchmesser von mehr als 300 µ aus Fabrikrohren flogen, landeten sie in einem Wasserbecken, das 60 Meilen von der Stadt entfernt lagJa, nur in Richtung der vorherrschenden WindeEinzelkopien Größe 30-60, Anzahl der Kopien-Ein Graben von 5-10µ war jedoch von Bedeutung. Hodge undWright /115/ zeigte, dass in der Nähe des Yale-ObservatoriumsIn der Nähe des Stadtzentrums fiel täglich 1 cm Regen auf zwei Flächenbis zu 100 Kugeln mit einem Durchmesser von mehr als 5µ. Ihre doppelte Mengenahm sonntags ab und sank über die Distanz um das Vierfachenii 10 Meilen von der Stadt entfernt. Also in abgelegenen Gebietenwahrscheinlich industrielle Verschmutzung nur mit Kugeln im Durchmesser Rum weniger als 5 µ .

Man muss die Tatsache berücksichtigen, dass in letzter ZeitVor 20 Jahren bestand die reale Gefahr einer Lebensmittelkontaminationnukleare Explosionen", die die Welt mit Kügelchen versorgen könnenNominalmaßstab /90,115/. Diese Produkte sind unterschiedlich, ja ähnlichaufgrund von Radioaktivität und dem Vorhandensein spezifischer Isotope -Strontium - 89 und Strontium - 90.

Abschließend ist zu bedenken, dass es zu einer gewissen Kontamination kommen kannAtmosphäre mit Produkten, die Meteoriten und Meteoriten ähnelnStaub kann durch Verbrennung in der Erdatmosphäre entstehenKünstliche Satelliten und Trägerraketen. Phänomene beobachtetWas in diesem Fall passiert, ist dem, was wann passiert, sehr ähnlichaus Feuerbällen fallen. Ernsthafte Gefahr für die wissenschaftliche Forschungkosmische Materie werden als unverantwortlich dargestelltExperimente, die im Ausland durchgeführt und geplant werdenFeinverteilte Partikel werden in den erdnahen Weltraum geschleudertPersische Substanz künstlichen Ursprungs.

Bildenund physikalische Eigenschaften von kosmischem Staub

Form, spezifisches Gewicht, Farbe, Glanz, Zerbrechlichkeit und andere physikalische AspekteDie chemischen Eigenschaften des in verschiedenen Objekten entdeckten kosmischen Staubs wurden von einer Reihe von Autoren untersucht. Manche-Mehrere Forscher haben Klassifizierungsschemata für den Weltraum vorgeschlagenchemischer Staub aufgrund seiner Morphologie und physikalischen Eigenschaften.Obwohl noch kein einziges einheitliches System entwickelt wurde,Es scheint jedoch angebracht, einige davon zu zitieren.

Baddhyu /1950/ /87/ basierend auf rein morphologischer GrundlageZeichen teilten die Erdmaterie in die folgenden 7 Gruppen ein:

1. unregelmäßige graue amorphe Fragmente von großer Größe 100-200 µ.
2. schlackenartige oder ascheartige Partikel,
3. abgerundete Körner ähnlich feinem schwarzem Sand/Magnetit/,
4. glatte, schwarz glänzende Kugeln mit durchschnittlichem Durchmesser 20µ .
5. große schwarze Kugeln, weniger glänzend, oft raurau, selten größer als 100 µ im Durchmesser,
6. Silikatkugeln von weiß bis schwarz, manchmalmit Gaseinschlüssen,
7. unähnliche Kugeln aus Metall und Glas,mit einer durchschnittlichen Größe von 20µ.

Die Vielfalt der Arten kosmischer Teilchen ist jedoch nicht gegebenscheint auf die oben aufgeführten Gruppen beschränkt zu sein.So entdeckten Hunter und Parkin /158/ runde Objekte in der Luftabgeflachte Teilchen, offenbar kosmischen Ursprungs - die auf keine der Übertragungen zurückgeführt werden könnennumerische Klassen.

Von allen oben beschriebenen Gruppen die am besten zugänglicheIdentifizierung durch Aussehen 4-7, mit der Form korrekt Bälle.

E.L.Krinov untersucht Staub, der in der Region Sikhote gesammelt wirdDer Alinsky-Fall zeichnet sich durch seine unregelmäßige Zusammensetzung ausgeformt wie Bruchstücke, Kugeln und Hohlkegel /39/.

Typische Formen von Weltraumbällen sind in Abb. 2 dargestellt.

Eine Reihe von Autoren klassifizieren kosmische Materie danacheine Reihe physikalischer und morphologischer Eigenschaften. Durch SchicksalAufgrund ihres Gewichts wird die kosmische Materie üblicherweise in drei Gruppen eingeteilt/86/:

1. Metall, hauptsächlich bestehend aus Eisen,mit einem spezifischen Gewicht von mehr als 5 g/cm3.
2. Silikat - transparente Glaspartikel mit spezifischermit einem Gewicht von ca. 3 g/cm 3
3. heterogen: Metallpartikel mit Glaseinschlüssen und Glas mit magnetischen Einschlüssen.

Die meisten Forscher bleiben dabeigrobe Klassifizierung, die sich nur auf das Offensichtlichste beschränktMerkmale des Unterschieds. Allerdings diejenigen, die sich damit befassenAus der Luft extrahierte Partikel werden in eine weitere Gruppe unterschieden -porös, zerbrechlich, mit einer Dichte von etwa 0,1 g/cm 3 /129/. ZUDazu gehören Partikel von Meteorschauern und den meisten hellen sporadischen Meteoren.

Ziemlich detaillierte Klassifizierung der entdeckten Partikelim antarktischen und grönländischen Eis sowie gefangenaus der Luft, gegeben von Hodge und Wright und dargestellt im Diagramm /205/:

1. schwarze oder dunkelgraue matte Metallkugeln,mit Gruben bedeckt, manchmal hohl;
2. schwarze, glasige, stark brechende Kugeln;
3. hell, weiß oder korallenrot, glasig, glatt,manchmal durchscheinende Kügelchen;
4. Partikel von unregelmäßiger Form, schwarz, glänzend, zerbrechlich,körnig, metallisch;
5. unregelmäßig geformt, rötlich oder orange, matt,unebene Partikel;
6. unregelmäßig geformt, rosa-orange, matt;
7. unregelmäßig geformt, silbrig, glänzend und matt;
8. unregelmäßig geformt, mehrfarbig, braun, gelb, Grün Schwarz;
9. unregelmäßige Form, transparent, manchmal grün oderblau, glasig, glatt, mit scharfen Kanten;
10. Sphäroide.

Obwohl die Klassifizierung von Hodge und Wright am vollständigsten zu sein scheint, gibt es immer noch Partikel, die nach den Beschreibungen verschiedener Autoren schwer als unschuldig einzustufen sind.Wirbel gehören zu einer der genannten Gruppen und kommen daher häufig vorlängliche Teilchen, zusammengeklebte Kugeln, Kugeln,mit verschiedenen Wucherungen auf ihrer Oberfläche /39/.

Auf der Oberfläche einiger Kügelchen nach genauer UntersuchungEs werden ähnliche Zahlen gefunden wie in Widmanstättenin Eisen-Nickel-Meteoriten / 176/.

Die innere Struktur der Kügelchen unterscheidet sich nicht wesentlichBild. Anhand dieses Merkmals lässt sich Folgendes unterscheiden: Es gibt 4 Gruppen:

1. hohle Kügelchen / gefunden bei Meteoriten /,
2. Metallkügelchen mit einem Kern und einer oxidierten Hülle/ im Kern sind in der Regel Nickel und Kobalt konzentriert,und in der Schale - Eisen und Magnesium/,
3. oxidierte Kugeln homogener Zusammensetzung,
4. Silikatkugeln, meist homogen, mit Schuppendiese Oberfläche mit Metall- und Gaseinschlüssen/ Letztere verleihen ihnen das Aussehen von Schlacke oder sogar Schaum /.

Was die Partikelgrößen angeht, gibt es auf dieser Grundlage und bei jedem Autor keine fest etablierte Einteilunghält sich an seine Klassifizierung in Abhängigkeit von den Besonderheiten des verfügbaren Materials. Die größte der beschriebenen Kügelchen,1955 von Brown und Pauli /86/ in Tiefseesedimenten gefunden, haben einen Durchmesser von kaum mehr als 1,5 mm. Dasnahe an der bestehenden Grenze, die Epic /153/ gefunden hat:

wo r -Partikelradius, σ - Oberflächenspannungschmelzen, ρ - Luftdichte und v - Abfallgeschwindigkeit. Radius

Partikel dürfen einen bekannten Grenzwert nicht überschreiten, andernfalls ein Tropfenzerfällt in kleinere.

Die Untergrenze ist aller Wahrscheinlichkeit nach unbegrenzt, was sich aus der Formel ergibt und in der Praxis gerechtfertigt ist, dennMit der Verbesserung der Techniken arbeiten die Autoren an allenkleinere Partikel. Die meisten Forscher begrenzenDie untere Grenze liegt bei 10-15µ /160-168.189/.ZuletztDie Forschung begann an Partikeln mit einem Durchmesser von bis zu 5 µ /89/ und 3 µ /115-116/ sowie Hemenway, Fulman und PhillipsPartikel mit einem Durchmesser von bis zu 0,2 µm und weniger werden besonders hervorgehobenehemalige Klasse der Nanometeoriten / 108/.

Als durchschnittlicher Durchmesser der kosmischen Staubpartikel wird angenommen gleich 40-50 µ .Als Ergebnis intensiver Raumforschungwelche Stoffe aus der Atmosphäre die japanischen Autoren fanden, das 70% Das gesamte Material besteht aus Partikeln mit einem Durchmesser von weniger als 15 µ.

Eine Reihe von Werken /27,89,130,189/ enthalten eine Aussage darüberdass die Verteilung der Kugeln abhängig von ihrer Masse istund Größen unterliegen folgendem Muster:

V 1 N 1 =V 2 N 2

wo v - Kugelmasse, N - Anzahl der Bälle in dieser GruppeErgebnisse, die zufriedenstellend mit den theoretischen Ergebnissen übereinstimmen, wurden von einer Reihe von Weltraumforschern erzieltMaterial, das aus verschiedenen Objekten isoliert wurde (z. B. antarktisches Eis, Tiefseesedimente, Materialien,erhalten als Ergebnis von Satellitenbeobachtungen/.

Von grundlegendem Interesse ist die Frage, obInwieweit haben sich die Eigenschaften von Nyla im Laufe der Erdgeschichte verändert? Leider erlaubt uns das derzeit gesammelte Material keine eindeutige Antwort, die wir jedoch verdienenShkolniks Mitteilung /176/ über die Klassifizierung wird bekanntKügelchen, isoliert aus miozänen Sedimentgesteinen in Kalifornien. Der Autor hat diese Partikel in 4 Kategorien unterteilt:

1/ schwarz, stark und schwach magnetisch, massiv oder mit Kernen aus Eisen oder Nickel mit oxidierter HülleHergestellt aus Siliziumdioxid mit einer Beimischung von Eisen und Titan. Diese Partikel können hohl sein. Ihre Oberfläche ist durch Lichtreflexion an untertassenförmigen Vertiefungen intensiv glänzend, poliert, teilweise rau oder schillernd ihre Oberflächen

2/ Stahlgrau oder bläulichgrau, hohl, dünnWand, sehr zerbrechliche Kügelchen; enthalten Nickel, habenpolierte oder geschliffene Oberfläche;

3/ zerbrechliche Kugeln mit zahlreichen EinschlüssenGrauer Stahlmetallic und Schwarz nichtmetallischMaterial; In ihren Wänden befinden sich mikroskopisch kleine Blasen - ki / diese Teilchengruppe ist die zahlreichste /;

4/ Silikatkügelchen braun oder schwarz, nicht magnetisch.

Laut Shkolnik ist es nicht schwer, die erste Gruppe zu ersetzenentspricht weitgehend den Partikelgruppen 4 und 5 nach Baddhue.BUnter diesen Partikeln gibt es hohle Kügelchen, ähnlichsolche, die in Gebieten mit Meteoriteneinschlägen vorkommen.

Obwohl diese Daten keine umfassenden Informationen enthaltenZu dem angesprochenen Thema scheint es möglich zu sein, sich zu äußernin erster Näherung die Meinung, dass Morphologie und physikalischechemische Eigenschaften zumindest einiger Partikelgruppenkosmischen Ursprungs, der auf die Erde fiel, hat nicht stattgefundensang eine bedeutende Entwicklung im gesamten verfügbaren Bereichgeologische Untersuchung der Entwicklungsperiode des Planeten.

ChemischZusammensetzung des Raumes Staub.

Die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von kosmischem Staub findet stattmit gewissen grundlegenden und technischen SchwierigkeitenCharakter. Schon alleine geringe Größe der untersuchten Partikel,die Schwierigkeit, nennenswerte Mengen zu beschaffenvakh stellen erhebliche Hindernisse für die Anwendung von Techniken dar, die in der analytischen Chemie weit verbreitet sind. Weiter,Es ist zu berücksichtigen, dass die untersuchten Proben in den allermeisten Fällen und manchmal auch Verunreinigungen enthalten könnensehr bedeutsames, irdisches Material. Somit ist das Problem der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung des kosmischen Staubs miteinander verflochtenist mit der Frage seiner Abgrenzung zu terrestrischen Beimischungen behaftet.Schließlich ist die eigentliche Formulierung der Frage der Differenzierung des „Irdischen“und „kosmische“ Materie ist in gewissem Maße bedingt, weil Die Erde und alle ihre Bestandteile,letztlich auch ein Raumobjekt darstellen, undDaher wäre es streng genommen richtiger, die Frage zu stellenEs geht darum, Anzeichen für Unterschiede zwischen verschiedenen Kategorien zu findenkosmische Materie. Daraus folgt, dass die Ähnlichkeit bestehtGesellschaften terrestrischen und außerirdischen Ursprungs können grundsätzlicherstrecken sich sehr weit, was zusätzliche schafftSchwierigkeiten bei der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von kosmischem Staub.

In den letzten Jahren wurde die Wissenschaft jedoch um eine Reihe bereichertmethodische Techniken, die es bis zu einem gewissen Grad ermöglichen, zu überwindenaufkommende Hindernisse zu erreichen oder zu umgehen. Entwicklung vondie neuesten Methoden der Strahlenchemie, RöntgenbeugungMikroanalyse und Verbesserung mikrospektraler Techniken ermöglichen nun die Untersuchung unbedeutenderGröße von Objekten. Derzeit recht erschwinglichAnalyse der chemischen Zusammensetzung nicht nur einzelner kosmischer TeilchenMikrostaub, aber auch das gleiche Partikel in verschiedenen seine Gebiete.

Im letzten Jahrzehnt ist eine beträchtliche Anzahl aufgetauchtWerke, die sich der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung des Weltraums widmenStaub aus verschiedenen Quellen. Auf Grunddie wir oben bereits angesprochen haben, wurde die Studie hauptsächlich an kugelförmigen Partikeln im Zusammenhang mit Magnetismus durchgeführtStaubanteil sowie in Bezug auf die physikalischen EigenschaftenEigenschaften, unser Wissen über die chemische Zusammensetzung von spitzwinkligenDas Material ist noch völlig unzureichend.

Analyse der in dieser Richtung erhaltenen Materialien als GanzesBei einer Reihe von Autoren sollte man zu dem Schluss kommen, dass erstensIm kosmischen Staub finden sich die gleichen Elemente wie inandere Objekte irdischen und kosmischen Ursprungs, zum Beispiel Darin wurden Fe, Si, Mg gefunden .In einigen Fällen - seltenLandelemente und Ag die Ergebnisse sind zweifelhaft bzglEs gibt keine verlässlichen Informationen in der Literatur. Zweitens, alledie Gesamtheit des kosmischen Staubs, der auf die Erde fällt, könntet dividiert durch die chemische Zusammensetzung durch mindestens tgroße Partikelgruppen:

a) Metallpartikel mit hohem Gehalt Fe und N i,
b) Partikel überwiegend silikatischer Zusammensetzung,
c) Partikel gemischter chemischer Natur.

Es ist leicht zu erkennen, dass die aufgeführten drei Gruppen lautstimmen im Wesentlichen mit der akzeptierten Klassifizierung von Meteoriten überein, diebezieht sich auf eine nahe oder vielleicht gemeinsame HerkunftsquelleZirkulation beider Arten kosmischer Materie. Das lässt sich feststellenAuch innerhalb jeder der betrachteten Gruppen gibt es eine große Partikelvielfalt, was für eine Reihe von Forschern Anlass gibtSie teilt kosmischen Staub durch chemische Zusammensetzung durch 5,6 undmehr Gruppen. So identifizieren Hodge und Wright die folgenden acht TonnenArten von Grundteilchen, die sich in beiden Punkten voneinander unterscheidenrphologische Eigenschaften und chemische Zusammensetzung:

1. Eisenkugeln, die Nickel enthalten,
2. Eisenkügelchen, in denen kein Nickel nachgewiesen wird,
3. Silikatkugeln,
4. andere Kügelchen,
5. unregelmäßig geformte Partikel mit hohem Eisengehalt Eisen und Nickel;
6. das Gleiche, ohne dass nennenswerte Mengen vorhanden sind isst Nickel,
7. Silikatpartikel unregelmäßiger Form,
8. andere unregelmäßig geformte Partikel.

Aus der obigen Einteilung folgt unter anderem:dieser Umstand dass das Vorhandensein eines hohen Nickelgehalts im untersuchten Material nicht als zwingendes Kriterium für dessen kosmische Herkunft anerkannt werden kann. Das bedeutet alsoDer Großteil des aus dem Eis der Antarktis und Grönlands gewonnenen Materials, das aus der Luft der Hochgebirgsregionen von New Mexico und sogar aus dem Gebiet des Sikhote-Alin-Meteoriteneinschlags gesammelt wurde, enthielt keine für die Bestimmung zugänglichen MengenNickel Gleichzeitig müssen wir die sehr vernünftige Meinung von Hodge und Wright berücksichtigen, dass ein hoher Nickelanteil / in einigen Fällen bis zu 20 % / ist der Einzigeein verlässliches Kriterium für den kosmischen Ursprung eines bestimmten Teilchens. Offensichtlich, im Falle seiner Abwesenheit, der Forschersollte sich nicht von der Suche nach „absoluten“ Kriterien leiten lassen“und um die Eigenschaften des untersuchten Materials zu beurteilen, genommen in ihrem Gesamtheit.

Viele Studien weisen auf die Heterogenität der chemischen Zusammensetzung sogar desselben Teilchens kosmischer Materie in seinen verschiedenen Teilen hin. Es wurde festgestellt, dass Nickel zum Kern kugelförmiger Partikel hin tendiert und dort auch Kobalt vorkommt.Die äußere Hülle der Kugel besteht aus Eisen und seinem Oxid.Einige Autoren geben zu, dass Nickel in dieser Form existierteinzelne Flecken im Magnetitsubstrat. Nachfolgend stellen wir zur Verfügungdigitale Materialien, die durchschnittliche Inhalte charakterisierenNickel in Staub kosmischen und terrestrischen Ursprungs.

Aus der Tabelle folgt, dass die Analyse quantitativer Inhalte istNickel kann zur Differenzierung nützlich seinkosmischer Staub aus Vulkangestein.

Aus dem gleichen Gesichtspunkt sind die Verhältnisse N ich :Fe ; Ni : Co,Ni:Cu , die ausreichend sindkonstant für einzelne Objekte auf der Erde und im Weltraum Herkunft.

Magmatische Gesteine-3,5 1,1

Bei der Unterscheidung von kosmischem Staub und vulkanischem Staubund industrielle Umweltverschmutzung kann bestimmte Vorteile habenbieten auch eine Untersuchung quantitativer Inhalte Al und K , in dem vulkanische Produkte reich sind, und Ti und V, die häufige Begleiter sind Fe im Industriestaub.Es ist von großer Bedeutung, dass Industriestaub in manchen Fällen einen hohen Anteil an N enthalten kann ich . Daher das Kriterium zur Unterscheidung einiger Arten von kosmischem StaubTerrestrisch sollte nicht nur ein hoher N-Gehalt dienen ich, A hoher N-Gehalt ich in Kombination mit Co und C u/88,121,154,178,179/.

Informationen über das Vorhandensein radioaktiver kosmischer Staubprodukte sind äußerst rar. Es werden negative Ergebnisse gemeldetDaten zum Testen von kosmischem Staub auf Radioaktivität, dieerscheint angesichts der systematischen Bombenangriffe zweifelhaftVerteilung von Staubpartikeln im interplanetaren RaumWeltraum, kosmische Strahlung. Wir möchten Sie daran erinnern, dass die Produkte induziert sindNeutronenkosmische Strahlung wurde wiederholt nachgewiesen Meteoriten.

Dynamikkosmischer Staubabfall im Laufe der Zeit

Der Hypothese zufolge Paneth /156/,Meteoritensturzfand in fernen geologischen Epochen/früher nicht stattQuartärzeit/. Wenn diese Meinung richtig ist, dannes sollte auch für kosmischen Staub gelten, oder dochwürde sich auf dem Teil davon befinden, den wir Meteoritenstaub nennen.

Das Hauptargument für die Hypothese war das Fehlendas Vorkommen von Meteoritenfunden in alten Gesteinen, derzeitMittlerweile gibt es jedoch eine Reihe von Funden von Meteoriten,und die kosmische Staubkomponente in der GeologieFormationen von recht altem Alter / 44,92,122,134,176-177/, Viele der aufgeführten Quellen werden zitiertoben sollte hinzugefügt werden, dass Much /142/ die Kugeln entdeckte,offenbar kosmischen Ursprungs im SilurSalze, und Croisier /89/ fand sie bereits im Ordovizium.

Die Verteilung der Kügelchen entlang des Abschnitts in Tiefseesedimenten wurde von Petterson und Rotschi /160/ untersucht, die sie entdecktengelebt, dass Nickel ungleichmäßig über den Abschnitt verteilt ist, dasihrer Meinung nach durch kosmische Gründe erklärt. SpäterEs wurde festgestellt, dass sie am reichsten an kosmischem Material sinddie jüngsten Schichten des Bodenschluffs, was offenbar damit zusammenhängtmit den allmählichen Prozessen der Zerstörung des Kosmischenwen Substanzen. Diesbezüglich liegt es nahe, davon auszugehendie Idee einer allmählichen Abnahme der kosmischen KonzentrationSubstanzen im Schnitt. Leider haben wir in der uns vorliegenden Literatur keine ausreichend überzeugenden Daten dazu gefundenStadt sind die verfügbaren Berichte bruchstückhaft. Also, Shkolnik /176/entdeckte eine erhöhte Kugelkonzentration in der Verwitterungszone -Ablagerungen aus der Kreidezeit, aus dieser Tatsache geht hervorEs wurde eine vernünftige Schlussfolgerung gezogen, dass die Kügelchen offenbarkönnen ziemlich rauen Bedingungen standhalten, wenn siekönnte einer Lateritisierung unterzogen worden sein.

Moderne regelmäßige Studien zum WeltraumfalloutStaub zeigen, dass seine Intensität erheblich variiert Tag für Tag /158/.

Offenbar gibt es eine gewisse saisonale Dynamik /128,135/, mit maximaler Niederschlagsintensitätfällt im August-September, was mit Meteorschauern verbunden istStröme /78,139/,

Es sollte beachtet werden, dass Meteorschauer nicht die einzigen sindDer Hauptgrund für den massiven Niederschlag von kosmischem Staub.

Es gibt eine Theorie, dass Meteorschauer Niederschlag verursachen /82/, Meteorpartikel sind in diesem Fall Kondensationskerne /129/. Einige Autoren haben vorgeschlagenSie planen, kosmischen Staub aus Regenwasser zu sammeln und bieten hierfür ihre Geräte an /194/.

Bowen /84/ stellte fest, dass sich der Höhepunkt des Niederschlags verzögertvon der maximalen Meteoraktivität für etwa 30 Tage, wie aus der folgenden Tabelle ersichtlich ist.

Allerdings sind diese Daten nicht allgemein anerkanntSie verdienen etwas Aufmerksamkeit. Bowens Schlussfolgerungen wurden bestätigtbasierend auf Material aus Westsibirien von Lazarev /41/.

Obwohl die Frage nach der saisonalen Dynamik des kosmischen NiederschlagsStaub und sein Zusammenhang mit Meteorschauern sind nicht vollständiggelöst sind, gibt es gute Gründe zu der Annahme, dass ein solches Muster vorliegt. Also, Croisier /SO/, basierend aufFünf Jahre systematischer Beobachtungen deuten darauf hin, dass es zwei Maxima des kosmischen Staubniederschlags gibt:die im Sommer 1957 und 1959 stattfanden, korrelieren mit meteorischen Ereignissenmi Streams. Sommermaximum bestätigt Morikubo, saisonaldie Abhängigkeit wurde auch von Marshall und Craken festgestellt /135,128/.Es ist zu beachten, dass nicht alle Autoren dazu neigen, das zuzuschreibenerhebliche saisonale Abhängigkeit aufgrund der Meteoraktivität/zum Beispiel Brier, 85/.

Zur Verteilungskurve der täglichen DepositionObwohl es sich um Meteorstaub handelt, wird er offenbar durch den Einfluss von Winden stark verzerrt. Dies wird insbesondere von Kizilermak und berichtetCroisier /126,90/. Gute Zusammenfassung der Materialien dazuReinhardt hat die Frage /169/.

Verteilungkosmischer Staub auf der Erdoberfläche

Die Frage nach der Verteilung der kosmischen Materie auf der OberflächeDie Erde war, wie viele andere auch, völlig unzureichend entwickeltgenau. Es werden Meinungen und Faktenmaterial mitgeteiltvon verschiedenen Forschern, sind sehr widersprüchlich und unvollständig.Einer der bedeutendsten Spezialisten auf diesem Gebiet, Petterson,äußerte definitiv die Meinung, dass kosmische Materieauf der Erdoberfläche äußerst ungleichmäßig verteilt /163/. EDies steht jedoch im Widerspruch zu einer Reihe von Experimentenneue Daten. Insbesondere de Jaeger /123/, auf Gebührenbasiskosmischer Staub, der mithilfe klebriger Platten im Bereich des kanadischen Dunlap-Observatoriums erzeugt wird, argumentiert, dass kosmische Materie ziemlich gleichmäßig über große Gebiete verteilt ist. Eine ähnliche Meinung äußerten Hunter und Parkin /121/ basierend auf einer Untersuchung der kosmischen Materie in den Bodensedimenten des Atlantischen Ozeans. Khoda /113/ führte Studien über kosmischen Staub an drei voneinander entfernten Punkten durch. Die Beobachtungen wurden über einen langen Zeitraum, über ein ganzes Jahr hinweg, durchgeführt. Die Analyse der erhaltenen Ergebnisse zeigte an allen drei Punkten die gleiche Akkumulationsrate der Substanz, wobei durchschnittlich etwa 1,1 Kügelchen pro 1 cm 2 pro Tag abfielenetwa drei Mikrometer groß. Forschung in diese Richtung wurden 1956-56 fortgesetzt. Hodge und Wildt /114/. AnDiesmal erfolgte die Sammlung in voneinander getrennten BereichenFreund über sehr große Entfernungen: in Kalifornien, Alaska,In Kanada. Die durchschnittliche Anzahl der Kügelchen wurde berechnet , pro Flächeneinheit fallen, was in Kalifornien 1,0, in Alaska 1,2 und in Kanada 1,1 kugelförmige Partikel betrug Formen pro 1 cm 2 pro Tag. Verteilung der Kügelchen nach Größewar für alle drei Punkte ungefähr gleich und 70% Dabei handelte es sich um Formationen mit einem Durchmesser von weniger als 6 Mikrometern, der ZahlPartikel mit einem Durchmesser von mehr als 9 Mikrometern waren klein.

Es kann davon ausgegangen werden, dass es sich offenbar um kosmische Folgen handeltIm Allgemeinen fällt Staub recht gleichmäßig auf die Erde, vor diesem Hintergrund sind gewisse Abweichungen von der allgemeinen Regel zu beobachten. Somit kann man das Vorhandensein eines bestimmten Breitengrades erwartenWirkung der Ausfällung magnetischer Partikel mit Tendenz zur Konzentrationletztere in den Polarregionen. Darüber hinaus ist das bekanntdie Konzentration feiner kosmischer Materie kannin Gebieten, in denen große Meteoritenmassen einschlagen, erhöht werden/ Arizona-Meteorkrater, Sikhote-Alin-Meteorit,möglicherweise der Bereich, in dem der kosmische Körper Tunguska einschlug.

Primäre Einheitlichkeit kann jedoch später eintretendurch sekundäre Umverteilung erheblich gestört werdenTeilung der Materie, und an manchen Stellen kann es so seinAnsammlung und in anderen Fällen eine Abnahme seiner Konzentration. Im Allgemeinen ist dieses Thema sehr schlecht entwickelt, aber vorläufigvon der Expedition erhaltene personenbezogene Daten K M ET AS UdSSR /Leiter K.P.Florensky/ / 72/ Erlauben Sie uns, darüber zu redendass, zumindest in einigen Fällen, der Inhalt des Raumes istdes Stoffes im Boden kann in weiten Grenzen schwanken Lah.

Migrantenund IRaumSubstanzenVBiogenosfere

Egal wie widersprüchlich die Schätzungen der Gesamtzahl der Räume sindder Menge an Material, die jährlich auf die Erde fällt, betragen kannEines ist sicher: Es wird in vielen Hundert gemessenTausende und vielleicht sogar Millionen Tonnen. AbsolutEs ist offensichtlich, dass diese riesige Materiemasse in der Ferne enthalten istTeil der komplexen Prozesskette der Stoffzirkulation in der Natur, die im Rahmen unseres Planeten ständig abläuft.Dadurch wird die kosmische Materie zusammengesetztTeil unseres Planeten, im wahrsten Sinne des Wortes - irdische Materie,Dies ist einer der möglichen Einflusskanäle des WeltraumsWelche Umgebung beeinflusst die Biogenosphäre? Aus diesen Positionen ergibt sich das ProblemKosmischer Staub interessierte den Begründer der ModerneBiogeochemie ac. Wernadski. Leider funktioniert diese ArbeitDie Richtung hat im Wesentlichen noch nicht ernsthaft begonnen. Deshalbwir sind gezwungen, uns auf die Nennung einiger weniger zu beschränkenTatsachen, die für den Betroffenen offenbar relevant sindFrage. Es gibt eine Reihe von Hinweisen darauf, dass TiefseeSedimente, die von Quellen der Materialentnahme entfernt sind und habengeringe Akkumulationsrate, relativ reich an Co und Cu.Viele Forscher führen diesen Elementen kosmische Ursprünge zu.etwas Herkunft. Anscheinend verschiedene Arten kosmischer TeilchenChemische Stäube werden in unterschiedlichem Maße in den Stoffkreislauf der Natur einbezogen. Einige Partikelarten sind in dieser Hinsicht sehr konservativ, wie die Funde von Magnetitkugeln in alten Sedimentgesteinen belegenDie Bildung von Partikeln kann offensichtlich nicht nur von ihrem Einfluss abhängenNatur, sondern insbesondere auch die UmweltbedingungenWerte seines pH-Wertes. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Elementeals Teil des kosmischen Staubs auf die Erde fallen kannweiterhin in die Zusammensetzung von Pflanzen und Tieren einbezogen werdenOrganismen, die die Erde bewohnen. Für diese Annahmesagen wir insbesondere einige Angaben zur chemischen Zusammensetzungve Vegetation im Gebiet des Tunguska-Meteoritenfalls.Dies alles stellt jedoch nur die ersten Umrisse dar,Die ersten Versuche nähern sich nicht so sehr einer Lösung, sondern vielmehrdie Frage in dieser Ebene stellen.

In letzter Zeit gibt es eine Tendenz zu noch mehr Schätzungen der wahrscheinlichen Masse des fallenden kosmischen Staubs. Auseffiziente Forscher schätzen sie auf 2.410 9 Tonnen /107a/.

AussichtenStudium des kosmischen Staubs

Alles, was in den vorherigen Abschnitten der Arbeit gesagt wurde,erlaubt es uns, mit ausreichender Begründung über zwei Dinge zu sprechen:Erstens, dass die Untersuchung des kosmischen Staubs ernst istes fängt gerade erst an und zweitens, dass die Arbeit in diesem AbschnittDie Wissenschaft erweist sich für die Lösung als äußerst fruchtbarviele theoretische Fragen / in der Zukunft, vielleicht fürPraktiken Methoden Ausübungen/. Ein Forscher, der in diesem Bereich arbeitet, wird angezogenErstens gibt es auf die eine oder andere Weise eine Vielzahl von Problemenansonsten im Zusammenhang mit der Klärung von Zusammenhängen im System Erde - Weltraum.

Wie Es scheint uns, dass die Weiterentwicklung der Lehre vonDer kosmische Staub sollte hauptsächlich wie folgt verlaufen Hauptrichtungen:

1. Untersuchung der erdnahen Staubwolke, ihres RaumesStandort, Eigenschaften der Staubpartikel inklusivein seiner Zusammensetzung, Quellen und Art seiner Wiederauffüllung und seines Verlusts,Wechselwirkung mit Strahlungsgürteln. Diese Studienkann vollständig mit Hilfe von Raketen durchgeführt werden,künstliche Satelliten und später - interplanetareSchiffe und automatische interplanetare Stationen.
2. Für die Geophysik ist zweifellos der Weltraum von Interessechemischer Staub, der in der Höhe in die Atmosphäre eindringt 80-120 km, in insbesondere seine Rolle im Mechanismus der Entstehung und Entwicklungsolche Phänomene wie das Leuchten des Nachthimmels, Veränderungen der PolarisationTageslichtschwankungen, Transparenzschwankungen Atmosphäre, Entwicklung leuchtender Nachtwolken und heller Hoffmeisterstreifen,Zorev und Dämmerung Phänomene, Meteorphänomene in Atmosphäre Erde. Besonders Es ist von Interesse, den Grad der Korrektur zu untersuchenBeziehungen zwischen die aufgeführten Phänomene. Unerwartete Aspekte
kosmische Einflüsse können offenbar darin offenbart werdenim Zuge der weiteren Untersuchung der Beziehung zwischen Prozessen, die habenOrt in den unteren Schichten der Atmosphäre - der Troposphäre, mit DurchdringungEinbeziehung kosmischer Materie in diese. Das ErnsthaftesteEs sollte darauf geachtet werden, Bowens Hypothese zu testenZusammenhänge zwischen Niederschlag und Meteorschauern.
3. Von zweifellosem Interesse für Geochemiker istUntersuchung der Verteilung kosmischer Materie auf der OberflächeErde, der Einfluss spezifischer geografischer,klimatische, geophysikalische und andere inhärente Bedingungen
in der einen oder anderen Region der Erde. Immer noch vollständigDie Frage nach dem Einfluss des Erdmagnetfeldes auf den Prozess wurde nicht untersuchtAnsammlung kosmischer Materie in diesem BereichEs könnte insbesondere interessante Erkenntnisse gebenwenn Sie Forschung unter Berücksichtigung paläomagnetischer Daten durchführen.
4. Von grundlegendem Interesse sowohl für Astronomen als auch für Geophysiker, ganz zu schweigen von allgemeinen Kosmogonisten.hat eine Frage zur Meteoraktivität in abgelegenen geologischen Gebieteneinige Epochen. Materialien, die dabei erhalten werden
Werke können wahrscheinlich in Zukunft verwendet werdenum zusätzliche Stratifizierungsmethoden zu entwickelnBoden-, Gletscher- und stille Sedimentablagerungen.
5. Ein wesentlicher Arbeitsbereich ist das Studiummorphologische, physikalische, chemische Eigenschaften des RaumesBestandteil des terrestrischen Niederschlags, Entwicklung von Methoden zur Unterscheidung von StreamernMikrostaub aus Vulkan- und Industriegebieten, ForschungIsotopenzusammensetzung von kosmischem Staub.
6. Sucht nach organischen Verbindungen im kosmischen Staub.Es ist wahrscheinlich, dass die Untersuchung des kosmischen Staubs zur Lösung der folgenden Theorie beitragen wird Fragen:

1. Insbesondere Studium des Evolutionsprozesses kosmischer Körperdie Erde und das Sonnensystem als Ganzes.
2. Das Studium der Bewegung, Verteilung und des Austauschs von RaumMaterie im Sonnensystem und in der Galaxie.
3. Klärung der Rolle der galaktischen Materie in der Sonne System.
4. Das Studium der Umlaufbahnen und Geschwindigkeiten kosmischer Körper.
5. Entwicklung der Theorie der Wechselwirkung kosmischer Körper mit der Erde.
6. Entschlüsselung des Mechanismus einer Reihe geophysikalischer Prozessein der Erdatmosphäre, zweifellos mit dem Weltraum verbunden Phänomene.
7. Untersuchung möglicher Wege kosmischer Einflüsse aufBiogenosphäre der Erde und anderer Planeten.

Es versteht sich von selbst, dass die Entwicklung selbst solche Probleme verursachtdie oben aufgeführt sind, aber alles andere als erschöpfend sinddie ganze Bandbreite der Fragen rund um den kosmischen Staub, das Möglicheist nur unter der Bedingung einer umfassenden Integration und Vereinigung möglichNegation der Bemühungen von Spezialisten unterschiedlicher Profile.

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Gemessen an der Masse machen feste Staubpartikel einen unbedeutenden Teil des Universums aus, aber es ist dem interstellaren Staub zu verdanken, dass Sterne, Planeten und Menschen, die den Weltraum erforschen und einfach die Sterne bewundern, entstanden sind und weiterhin auftauchen. Was für eine Substanz ist dieser kosmische Staub? Was bringt Menschen dazu, Expeditionen ins All auszurüsten, die das Jahresbudget eines kleinen Staates kosten, in der Hoffnung – und nicht im festen Vertrauen –, zumindest eine winzige Handvoll interstellaren Staub zu extrahieren und zur Erde zurückzubringen?

Zwischen Sternen und Planeten

In der Astronomie bezieht sich Staub auf kleine, Bruchteile eines Mikrometers große, feste Partikel, die im Weltraum fliegen. Kosmischer Staub wird herkömmlicherweise oft in interplanetaren und interstellaren Staub unterteilt, obwohl der interstellare Eintritt in den interplanetaren Raum offensichtlich nicht verboten ist. Es ist nicht einfach, es einfach dort zu finden, im „lokalen“ Staub ist die Wahrscheinlichkeit gering und seine Eigenschaften in der Nähe der Sonne können sich erheblich ändern. Wenn man nun weiter wegfliegt, an die Grenzen des Sonnensystems, besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, echten interstellaren Staub einzufangen. Die ideale Option besteht darin, ganz über das Sonnensystem hinauszugehen.

Interplanetarer Staub ist, zumindest in relativer Nähe zur Erde, eine ziemlich gut untersuchte Materie. Es füllt den gesamten Raum des Sonnensystems aus und konzentriert sich auf die Äquatorebene. Es entstand größtenteils als Ergebnis zufälliger Kollisionen von Asteroiden und der Zerstörung von Kometen, die sich der Sonne näherten. Die Zusammensetzung des Staubs unterscheidet sich tatsächlich nicht von der Zusammensetzung der Meteoriten, die auf die Erde fallen: Es ist sehr interessant, ihn zu untersuchen, und es gibt noch viele Entdeckungen in diesem Bereich zu machen, aber es scheint keine besonderen zu geben Intrige hier. Doch dank dieses besonderen Staubs kann man bei gutem Wetter im Westen unmittelbar nach Sonnenuntergang oder im Osten vor Sonnenaufgang einen hellen Lichtkegel über dem Horizont bewundern. Dabei handelt es sich um das sogenannte Zodiakal-Sonnenlicht, gestreut durch kleine kosmische Staubpartikel.

Interstellarer Staub ist viel interessanter. Seine Besonderheit ist das Vorhandensein eines festen Kerns und einer festen Schale. Der Kern scheint hauptsächlich aus Kohlenstoff, Silizium und Metallen zu bestehen. Und die Hülle besteht überwiegend aus gasförmigen Elementen, die auf der Oberfläche des Kerns eingefroren sind und unter den Bedingungen des „Tiefgefrierens“ des interstellaren Raums kristallisieren. Dies sind etwa 10 Kelvin, Wasserstoff und Sauerstoff. Allerdings gibt es Verunreinigungen durch komplexere Moleküle. Dies sind Ammoniak, Methan und sogar mehratomige organische Moleküle, die an einem Staubkorn haften oder sich bei Wanderungen auf seiner Oberfläche bilden. Einige dieser Stoffe fliegen natürlich von der Oberfläche weg, beispielsweise unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung, aber dieser Vorgang ist reversibel – einige fliegen weg, andere gefrieren oder werden synthetisiert.

Nun wurden im Raum zwischen Sternen oder in deren Nähe natürlich nicht mit chemischen, sondern mit physikalischen, also spektroskopischen Methoden bereits folgendes gefunden: Wasser, Oxide von Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und Silizium, Chlorwasserstoff, Ammoniak, Acetylen, organische Säuren wie Ameisen- und Essigsäure, Ethyl- und Methylalkohole, Benzol, Naphthalin. Sie haben sogar die Aminosäure Glycin gefunden!

Es wäre interessant, interstellaren Staub einzufangen und zu untersuchen, der in das Sonnensystem eindringt und wahrscheinlich auf die Erde fällt. Das Problem, ihn zu „fangen“, ist nicht einfach, denn nur wenige interstellare Staubpartikel schaffen es, ihren eisigen „Mantel“ in den Sonnenstrahlen zu bewahren, insbesondere in der Erdatmosphäre. Große erhitzen sich zu sehr, ihre Fluchtgeschwindigkeit kann nicht schnell gelöscht werden und die Staubkörner „verbrennen“. Kleine Exemplare hingegen gleiten jahrelang in der Atmosphäre und bewahren dabei einen Teil ihrer Hülle, doch hier stellt sich das Problem, sie zu finden und zu identifizieren.

Es gibt noch ein weiteres, sehr interessantes Detail. Dabei handelt es sich um Staub, dessen Kerne aus Kohlenstoff bestehen. Kohlenstoff, der in den Kernen von Sternen synthetisiert und in den Weltraum freigesetzt wird, beispielsweise aus der Atmosphäre alternder Sterne (z. B. Roter Riesen), der in den interstellaren Raum fliegt, kühlt und kondensiert auf die gleiche Weise wie nach einem heißen Tag Nebel aus abgekühltem Wasserdampf sammelt sich im Tiefland. Abhängig von den Kristallisationsbedingungen können Schichtstrukturen aus Graphit, Diamantkristallen (stellen Sie sich ganze Wolken winziger Diamanten vor!) und sogar hohle Kugeln aus Kohlenstoffatomen (Fullerene) erhalten. Und in ihnen werden vielleicht, wie in einem Safe oder Behälter, Partikel der Atmosphäre eines sehr alten Sterns gespeichert. Solche Staubkörner zu finden, wäre ein großer Erfolg.

Wo kommt kosmischer Staub vor?

Es muss gesagt werden, dass die Vorstellung vom kosmischen Vakuum als etwas völlig Leerem lange Zeit nur eine poetische Metapher geblieben ist. Tatsächlich ist der gesamte Raum des Universums, sowohl zwischen Sternen als auch zwischen Galaxien, mit Materie, Elementarteilchenströmen, Strahlung und Feldern – magnetischen, elektrischen und gravitativen Feldern – gefüllt. Alles, was relativ gesehen berührt werden kann, sind Gas, Staub und Plasma, deren Beitrag zur Gesamtmasse des Universums nach verschiedenen Schätzungen nur etwa 12 % beträgt, bei einer durchschnittlichen Dichte von etwa 10–24 g/cm 3 . Das meiste Gas gibt es im Weltraum, fast 99 %. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Wasserstoff (bis zu 77,4 %) und Helium (21 %), der Rest macht weniger als zwei Prozent der Masse aus. Und dann ist da noch Staub; seine Masse ist fast hundertmal geringer als die von Gas.

Obwohl die Leere im interstellaren und intergalaktischen Raum manchmal nahezu ideal ist: Manchmal gibt es 1 Liter Raum pro Atom Atom! Ein solches Vakuum gibt es weder in terrestrischen Labors noch im Sonnensystem. Zum Vergleich können wir folgendes Beispiel nennen: In 1 cm 3 der Luft, die wir atmen, befinden sich etwa 30.000.000.000.000.000.000 Moleküle.

Diese Materie ist im interstellaren Raum sehr ungleichmäßig verteilt. Der größte Teil des interstellaren Gases und Staubs bildet eine Gas-Staub-Schicht nahe der Symmetrieebene der Galaxienscheibe. Seine Dicke in unserer Galaxie beträgt mehrere hundert Lichtjahre. Der Großteil des Gases und Staubs in seinen Spiralzweigen (Armen) und im Kern ist hauptsächlich in riesigen Molekülwolken konzentriert, die zwischen 5 und 50 Parsec (16 x 160 Lichtjahre) groß sind und Zehntausende oder sogar Millionen Sonnenmassen wiegen. Aber auch innerhalb dieser Wolken ist die Materie ungleichmäßig verteilt. Im Hauptvolumen der Wolke, dem sogenannten Pelzmantel, der hauptsächlich aus molekularem Wasserstoff besteht, beträgt die Partikeldichte etwa 100 Stück pro 1 cm 3. In den Dichten innerhalb der Wolke erreicht es Zehntausende von Partikeln pro 1 cm3 und in den Kernen dieser Dichten im Allgemeinen Millionen von Partikeln pro 1 cm3. Es ist diese ungleiche Verteilung der Materie im Universum, die die Existenz von Sternen, Planeten und letztendlich uns selbst begründet. Denn in dichten und relativ kalten Molekülwolken werden Sterne geboren.

Interessant ist, dass je höher die Dichte der Wolke ist, desto vielfältiger ist ihre Zusammensetzung. In diesem Fall besteht ein Zusammenhang zwischen der Dichte und der Temperatur der Wolke (oder ihrer einzelnen Teile) und den Stoffen, deren Moleküle sich dort befinden. Dies ist einerseits praktisch für die Untersuchung von Wolken: Durch die Beobachtung ihrer einzelnen Komponenten in unterschiedlichen Spektralbereichen entlang der charakteristischen Linien des Spektrums, beispielsweise CO, OH oder NH 3, kann man in den einen oder anderen Teil davon „einblicken“. . Andererseits ermöglichen uns Daten über die Zusammensetzung der Cloud, viel über die darin ablaufenden Prozesse zu erfahren.

Darüber hinaus gibt es im interstellaren Raum, den Spektren nach zu urteilen, Stoffe, deren Existenz unter terrestrischen Bedingungen schlichtweg unmöglich ist. Das sind Ionen und Radikale. Ihre chemische Aktivität ist so hoch, dass sie auf der Erde sofort reagieren. Und im verdünnten kalten Raum des Weltraums leben sie lange und völlig frei.

Im Allgemeinen ist Gas im interstellaren Raum nicht nur atomar. Wo es kälter ist, nicht mehr als 50 Kelvin, gelingt es den Atomen, zusammenzuhalten und Moleküle zu bilden. Allerdings befindet sich eine große Masse interstellaren Gases immer noch im atomaren Zustand. Es handelt sich hauptsächlich um Wasserstoff; seine neutrale Form wurde erst vor relativ kurzer Zeit entdeckt – im Jahr 1951. Es sendet bekanntlich Radiowellen mit einer Länge von 21 cm (Frequenz 1.420 MHz) aus, anhand deren Intensität bestimmt wurde, wie viele davon in der Galaxie vorhanden sind. Übrigens ist es im Raum zwischen den Sternen nicht gleichmäßig verteilt. In Wolken aus atomarem Wasserstoff erreicht seine Konzentration mehrere Atome pro 1 cm3, zwischen Wolken ist sie jedoch um Größenordnungen niedriger.

Schließlich liegt in der Nähe heißer Sterne Gas in Form von Ionen vor. Starke ultraviolette Strahlung erhitzt und ionisiert das Gas und bringt es zum Leuchten. Deshalb erscheinen Gebiete mit einer hohen Konzentration an heißem Gas mit einer Temperatur von etwa 10.000 K als leuchtende Wolken. Sie werden leichte Gasnebel genannt.

Und in jedem Nebel gibt es in mehr oder weniger großen Mengen interstellaren Staub. Obwohl Nebel üblicherweise in Staub- und Gasnebel unterteilt werden, gibt es in beiden Nebeln Staub. Und auf jeden Fall ist es Staub, der offenbar in den Tiefen von Nebeln zur Sternentstehung beiträgt.

Nebelige Objekte

Unter allen kosmischen Objekten sind Nebel vielleicht die schönsten. Zwar sehen dunkle Nebel im sichtbaren Bereich einfach wie schwarze Flecken am Himmel aus; am besten lassen sie sich vor dem Hintergrund der Milchstraße beobachten. Aber auch in anderen Bereichen elektromagnetischer Wellen, beispielsweise im Infrarotbereich, sind sie sehr gut sichtbar und die Bilder fallen sehr ungewöhnlich aus.

Nebel sind Ansammlungen von Gas und Staub, die im Weltraum isoliert sind und durch die Schwerkraft oder den äußeren Druck gebunden werden. Ihre Masse kann 0,1 bis 10.000 Sonnenmassen betragen und ihre Größe kann 1 bis 10 Parsec betragen.

Zunächst irritierten Nebel die Astronomen. Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts galten entdeckte Nebel als lästiges Ärgernis, das die Beobachtung von Sternen und die Suche nach neuen Kometen verhinderte. Im Jahr 1714 erstellte der Engländer Edmond Halley, nach dem der berühmte Komet benannt ist, sogar eine „schwarze Liste“ von sechs Nebeln, um „Kometenfänger“ nicht in die Irre zu führen, und der Franzose Charles Messier erweiterte diese Liste auf 103 Objekte. Glücklicherweise interessierten sich der Musiker Sir William Herschel, der in die Astronomie verliebt war, sowie seine Schwester und sein Sohn für die Nebel. Sie beobachteten den Himmel mit Hilfe von Teleskopen, die sie selbst gebaut hatten, und hinterließen einen Katalog von Nebeln und Sternhaufen mit Informationen über 5.079 Weltraumobjekte!

Die Herschels haben die Möglichkeiten optischer Teleskope jener Jahre praktisch ausgeschöpft. Die Erfindung der Fotografie und lange Belichtungszeiten ermöglichten es jedoch, sehr schwach leuchtende Objekte zu finden. Wenig später ermöglichten spektrale Analysemethoden und Beobachtungen in verschiedenen Bereichen elektromagnetischer Wellen in Zukunft nicht nur die Entdeckung vieler neuer Nebel, sondern auch die Bestimmung ihrer Struktur und Eigenschaften.

Ein interstellarer Nebel erscheint in zwei Fällen hell: Entweder ist er so heiß, dass sein Gas selbst glüht, solche Nebel werden Emissionsnebel genannt; oder der Nebel selbst ist kalt, aber sein Staub streut das Licht eines nahegelegenen hellen Sterns – es handelt sich um einen Reflexionsnebel.

Dunkle Nebel sind ebenfalls interstellare Ansammlungen von Gas und Staub. Doch im Gegensatz zu hellen Gasnebeln, die manchmal sogar mit einem starken Fernglas oder einem Teleskop sichtbar sind, wie zum Beispiel der Orionnebel, emittieren dunkle Nebel kein Licht, sondern absorbieren es. Wenn Sternenlicht solche Nebel durchdringt, kann Staub es vollständig absorbieren und in für das Auge unsichtbare Infrarotstrahlung umwandeln. Daher sehen solche Nebel wie sternenlose Löcher am Himmel aus. V. Herschel nannte sie „Löcher im Himmel“. Der vielleicht spektakulärste davon ist der Pferdekopfnebel.

Allerdings absorbieren Staubkörner das Licht von Sternen möglicherweise nicht vollständig, sondern streuen es nur teilweise und selektiv. Tatsache ist, dass die Größe interstellarer Staubpartikel nahe an der Wellenlänge des blauen Lichts liegt, sie also stärker gestreut und absorbiert werden und der „rote“ Teil des Sternenlichts uns besser erreicht. Dies ist übrigens eine gute Möglichkeit, die Größe von Staubkörnern anhand der Art und Weise abzuschätzen, wie sie Licht unterschiedlicher Wellenlängen dämpfen.

Stern aus der Wolke

Die Gründe für die Entstehung von Sternen sind nicht genau geklärt; es gibt lediglich Modelle, die experimentelle Daten mehr oder weniger zuverlässig erklären. Darüber hinaus sind die Entstehungswege, Eigenschaften und das weitere Schicksal von Sternen sehr vielfältig und von vielen Faktoren abhängig. Es gibt jedoch ein etabliertes Konzept bzw. die am weitesten entwickelte Hypothese, deren Kern im allgemeinsten Sinne darin besteht, dass Sterne aus interstellarem Gas in Gebieten mit erhöhter Materiedichte, also in der Tiefe, entstehen von interstellaren Wolken. Staub als Material könnte vernachlässigt werden, aber seine Rolle bei der Sternentstehung ist enorm.

Anscheinend geschieht dies (in der primitivsten Version für einen einzelnen Stern). Zunächst kondensiert eine protostellare Wolke aus dem interstellaren Medium, was möglicherweise auf Gravitationsinstabilität zurückzuführen ist, die Gründe können jedoch unterschiedlich sein und sind noch nicht vollständig geklärt. Auf die eine oder andere Weise zieht es sich zusammen und zieht Materie aus dem umgebenden Raum an. Die Temperatur und der Druck in seinem Zentrum steigen, bis die Moleküle im Zentrum dieser kollabierenden Gaskugel beginnen, in Atome und dann in Ionen zu zerfallen. Dieser Prozess kühlt das Gas ab und der Druck im Kern sinkt stark. Der Kern zieht sich zusammen und eine Schockwelle breitet sich im Inneren der Wolke aus und wirft ihre äußeren Schichten ab. Es entsteht ein Protostern, der sich unter dem Einfluss der Schwerkraft weiter zusammenzieht, bis in seinem Zentrum thermonukleare Fusionsreaktionen beginnen – die Umwandlung von Wasserstoff in Helium. Die Kompression dauert einige Zeit an, bis die Kräfte der Gravitationskompression durch die Kräfte des Gas- und Strahlungsdrucks ausgeglichen werden.

Es ist klar, dass die Masse des entstehenden Sterns immer geringer ist als die Masse des Nebels, der ihn „entstanden“ hat. Dabei wird ein Teil der Materie, der keine Zeit hatte, auf den Kern zu fallen, durch eine Stoßwelle „herausgeschwemmt“, Strahlung und Teilchen strömen einfach in den umgebenden Raum.

Der Entstehungsprozess von Sternen und Sternsystemen wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter dem Magnetfeld, das oft dazu beiträgt, dass die protostellare Wolke in zwei, selten drei Fragmente „zerreißt“, von denen jedes unter dem Einfluss der Schwerkraft komprimiert wird ein eigener Protostern. So entstehen beispielsweise viele Doppelsternsysteme – zwei Sterne, die einen gemeinsamen Massenschwerpunkt umkreisen und sich als Ganzes im Raum bewegen.

Mit zunehmendem Alter des Kernbrennstoffs verbrennt der Kernbrennstoff im Inneren von Sternen allmählich, und je größer der Stern, desto schneller wird er. Dabei wird der Wasserstoff-Reaktionskreislauf durch den Helium-Reaktionskreislauf ersetzt, dann entstehen durch Kernfusionsreaktionen immer schwerere chemische Elemente bis hin zu Eisen. Am Ende nimmt der Kern, der keine Energie mehr aus thermonuklearen Reaktionen erhält, stark an Größe ab, verliert seine Stabilität und seine Substanz scheint auf sich selbst zu fallen. Es kommt zu einer starken Explosion, bei der sich die Substanz auf Milliarden Grad erhitzen kann und Wechselwirkungen zwischen Kernen zur Bildung neuer chemischer Elemente bis hin zu den schwersten führen. Die Explosion geht mit einer starken Energiefreisetzung und der Freisetzung von Materie einher. Ein Stern explodiert, ein Vorgang, der Supernova genannt wird. Letztendlich wird sich der Stern je nach Masse in einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch verwandeln.

Das ist wahrscheinlich das, was tatsächlich passiert. Auf jeden Fall besteht kein Zweifel daran, dass junge, also heiße Sterne und ihre Ansammlungen in Nebeln, also in Gebieten mit erhöhter Gas- und Staubdichte, am zahlreichsten vorkommen. Dies ist deutlich auf Fotografien zu erkennen, die von Teleskopen in verschiedenen Wellenlängenbereichen aufgenommen wurden.

Natürlich ist dies nichts weiter als die gröbste Zusammenfassung des Geschehens. Für uns sind zwei Punkte grundsätzlich wichtig. Welche Rolle spielt Staub im Prozess der Sternentstehung? Und zweitens: Wo kommt es eigentlich her?

Universelles Kühlmittel

In der Gesamtmasse der kosmischen Materie ist der Staub selbst, d nicht berücksichtigt werden. Tatsächlich spielen sie jedoch eine große Rolle: Sie kühlen das heiße interstellare Gas ab und verwandeln es in die sehr kalte, dichte Wolke, aus der dann Sterne entstehen.

Tatsache ist, dass interstellares Gas selbst nicht abkühlen kann. Die elektronische Struktur des Wasserstoffatoms ist so beschaffen, dass es überschüssige Energie (sofern vorhanden) abgeben kann, indem es Licht im sichtbaren und ultravioletten Bereich des Spektrums emittiert, nicht jedoch im Infrarotbereich. Bildlich gesprochen kann Wasserstoff keine Wärme abstrahlen. Um richtig abzukühlen, braucht es einen „Kühlschrank“, dessen Rolle interstellare Staubpartikel spielen.

Bei einer Kollision mit Staubkörnern mit hoher Geschwindigkeit fliegen Gasmoleküle im Gegensatz zu schwereren und langsameren Staubkörnern schnell, verlieren an Geschwindigkeit und ihre kinetische Energie wird auf die Staubkörner übertragen. Außerdem erwärmt es sich und gibt diese überschüssige Wärme auch in Form von Infrarotstrahlung an den umgebenden Raum ab, während es selbst abkühlt. Indem Staub die Wärme interstellarer Moleküle absorbiert, fungiert er als eine Art Strahler und kühlt die Gaswolke. Die Masse ist nicht groß – etwa 1 % der Masse der gesamten Wolkenmasse, aber das reicht aus, um über Millionen von Jahren überschüssige Wärme abzuführen.

Wenn die Temperatur der Wolke sinkt, sinkt auch der Druck, die Wolke verdichtet sich und daraus können Sterne entstehen. Die Überreste des Materials, aus dem der Stern entstand, sind wiederum Ausgangsmaterial für die Entstehung von Planeten. Sie enthalten bereits Staubpartikel, und zwar in größeren Mengen. Denn nach seiner Geburt erwärmt sich ein Stern und beschleunigt das gesamte Gas um ihn herum, während Staub in der Nähe herumfliegt. Schließlich kann es abkühlen und wird viel stärker vom neuen Stern angezogen als einzelne Gasmoleküle. Am Ende befindet sich in der Nähe des neugeborenen Sterns eine Staubwolke und an der Peripherie staubreiches Gas.

Dort werden Gasplaneten wie Saturn, Uranus und Neptun geboren. Nun, Gesteinsplaneten erscheinen in der Nähe des Sterns. Für uns sind es Mars, Erde, Venus und Merkur. Es stellt sich eine ziemlich klare Einteilung in zwei Zonen heraus: Gasplaneten und Feststoffplaneten. Es stellte sich also heraus, dass die Erde größtenteils aus interstellaren Staubkörnern bestand. Metallstaubpartikel wurden Teil des Planetenkerns, und jetzt hat die Erde einen riesigen Eisenkern.

Das Geheimnis des jungen Universums

Wenn sich eine Galaxie gebildet hat, woher kommt dann der Staub? Im Prinzip verstehen Wissenschaftler. Ihre bedeutendsten Quellen sind Novae und Supernovae, die einen Teil ihrer Masse verlieren und die Hülle in den umgebenden Raum „abwerfen“. Darüber hinaus entsteht Staub auch in der expandierenden Atmosphäre roter Riesen, von wo er durch den Strahlungsdruck buchstäblich weggeschwemmt wird. In ihrer im Vergleich zu Sternen kühlen Atmosphäre (ca. 2,5 3.000 Kelvin) gibt es eine ganze Reihe relativ komplexer Moleküle.

Aber hier liegt ein Rätsel, das noch nicht gelöst ist. Man glaubte schon immer, dass Staub ein Produkt der Sternentstehung sei. Mit anderen Worten: Sterne müssen geboren werden, einige Zeit existieren, altern und beispielsweise bei der letzten Supernova-Explosion Staub produzieren. Doch was war zuerst da – das Ei oder das Huhn? Der erste Staub, der für die Geburt eines Sterns notwendig war, oder der erste Stern, der aus irgendeinem Grund ohne die Hilfe von Staub geboren wurde, alterte, explodierte und bildete den allerersten Staub.

Was ist am Anfang passiert? Denn als der Urknall vor 14 Milliarden Jahren stattfand, gab es im Universum nur Wasserstoff und Helium, keine anderen Elemente! Damals begannen aus ihnen die ersten Galaxien zu entstehen, riesige Wolken, und in ihnen die ersten Sterne, die einen langen Lebensweg durchlaufen mussten. Thermonukleare Reaktionen in den Kernen von Sternen hätten komplexere chemische Elemente „kochen“ sollen, Wasserstoff und Helium in Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff usw. umwandeln sollen, und danach hätte der Stern alles in den Weltraum schleudern sollen, explodieren oder es allmählich abgeben Hülse. Diese Masse musste dann abkühlen, abkühlen und sich schließlich in Staub verwandeln. Doch bereits 2 Milliarden Jahre nach dem Urknall, in den frühesten Galaxien, gab es Staub! Mit Teleskopen wurde es in Galaxien entdeckt, die 12 Milliarden Lichtjahre von unserer entfernt sind. Gleichzeitig sind 2 Milliarden Jahre ein zu kurzer Zeitraum für den gesamten Lebenszyklus eines Sterns: In dieser Zeit haben die meisten Sterne keine Zeit, zu altern. Woher der Staub in der jungen Galaxie kam, wenn es dort nichts außer Wasserstoff und Helium geben sollte, ist ein Rätsel.

Partikelreaktor

Interstellarer Staub fungiert nicht nur als eine Art universelles Kühlmittel, sondern vielleicht ist es dem Staub zu verdanken, dass komplexe Moleküle im Weltraum entstehen.

Tatsache ist, dass die Oberfläche eines Staubkorns sowohl als Reaktor, in dem Moleküle aus Atomen gebildet werden, als auch als Katalysator für die Reaktionen ihrer Synthese dienen kann. Denn die Wahrscheinlichkeit, dass viele Atome verschiedener Elemente an einem Punkt zusammenstoßen und bei einer Temperatur knapp über dem absoluten Nullpunkt sogar miteinander interagieren, ist unvorstellbar gering. Aber die Wahrscheinlichkeit, dass ein Staubkorn im Flug nacheinander mit verschiedenen Atomen oder Molekülen kollidiert, insbesondere innerhalb einer kalten, dichten Wolke, ist ziemlich hoch. Tatsächlich passiert Folgendes: Auf diese Weise entsteht aus den angetroffenen Atomen und Molekülen, die darauf eingefroren sind, eine Hülle aus interstellaren Staubkörnern.

Auf einer festen Oberfläche liegen die Atome dicht beieinander. Beim Wandern entlang der Oberfläche eines Staubkorns auf der Suche nach der energetisch günstigsten Position treffen Atome aufeinander und können, wenn sie sich in unmittelbarer Nähe befinden, miteinander reagieren. Natürlich sehr langsam entsprechend der Temperatur des Staubpartikels. Die Oberfläche von Partikeln, insbesondere solchen mit einem Metallkern, kann katalytische Eigenschaften aufweisen. Chemiker auf der Erde wissen genau, dass die wirksamsten Katalysatoren genau Partikel im Bruchteil eines Mikrometers sind, auf denen sich Moleküle, die unter normalen Bedingungen völlig „indifferent“ zueinander sind, ansammeln und dann reagieren. Anscheinend entsteht auf diese Weise molekularer Wasserstoff: Seine Atome „kleben“ an einem Staubkorn und fliegen dann davon weg, jedoch paarweise in Form von Molekülen.

Es kann durchaus sein, dass kleine interstellare Staubpartikel, die in ihren Hüllen einige organische Moleküle, darunter die einfachsten Aminosäuren, zurückgehalten hatten, vor etwa 4 Milliarden Jahren die ersten „Samen des Lebens“ auf die Erde brachten. Das ist natürlich nichts weiter als eine schöne Hypothese. Dafür spricht aber, dass die Aminosäure Glycin in kalten Gas- und Staubwolken gefunden wurde. Vielleicht gibt es noch andere, aber die Fähigkeiten von Teleskopen erlauben es nur noch nicht, sie zu entdecken.

Staubjagd

Die Eigenschaften von interstellarem Staub können natürlich aus der Ferne mithilfe von Teleskopen und anderen Instrumenten untersucht werden, die sich auf der Erde oder ihren Satelliten befinden. Aber es ist viel verlockender, interstellare Staubpartikel einzufangen und sie dann im Detail zu studieren, um nicht theoretisch, sondern praktisch herauszufinden, woraus sie bestehen und wie sie aufgebaut sind. Hier gibt es zwei Möglichkeiten. Man kann in die Tiefen des Weltalls vordringen, dort interstellaren Staub sammeln, ihn zur Erde bringen und auf alle möglichen Arten analysieren. Oder Sie können versuchen, außerhalb des Sonnensystems zu fliegen und unterwegs direkt an Bord der Raumsonde Staub zu analysieren und die resultierenden Daten an die Erde zu senden.

Der erste Versuch, Proben von interstellarem Staub und Substanzen des interstellaren Mediums im Allgemeinen zu bringen, wurde vor einigen Jahren von der NASA unternommen. Das Raumschiff war mit speziellen Fallen ausgestattet – Sammlern zum Sammeln von interstellarem Staub und kosmischen Windpartikeln. Um Staubpartikel aufzufangen, ohne ihre Hülle zu verlieren, wurden die Fallen mit einer speziellen Substanz, dem sogenannten Aerogel, gefüllt. Diese sehr leicht schaumige Substanz (deren Zusammensetzung ein Geschäftsgeheimnis ist) ähnelt Gelee. Im Inneren bleiben die Staubpartikel hängen, und dann wird, wie bei jeder Falle, der Deckel zugeschlagen, um auf der Erde geöffnet zu werden.

Dieses Projekt hieß Stardust Stardust. Sein Programm ist grandios. Nach dem Start im Februar 1999 wird die Ausrüstung an Bord schließlich Proben von interstellarem Staub und getrennt vom Staub in der unmittelbaren Nähe des Kometen Wild-2 sammeln, der im vergangenen Februar in der Nähe der Erde flog. Mit Containern gefüllt mit dieser wertvollen Fracht fliegt das Schiff nach Hause, um am 15. Januar 2006 in Utah, in der Nähe von Salt Lake City (USA), zu landen. Dann werden Astronomen endlich mit eigenen Augen (natürlich mit Hilfe eines Mikroskops) genau jene Staubkörner sehen, deren Zusammensetzung und Strukturmodelle sie bereits vorhergesagt haben.

Und im August 2001 flog Genesis, um Materieproben aus dem Weltraum zu sammeln. Dieses NASA-Projekt zielte in erster Linie darauf ab, Partikel aus dem Sonnenwind einzufangen. Nachdem das Schiff 1.127 Tage im Weltraum verbracht und dabei etwa 32 Millionen Kilometer zurückgelegt hatte, kehrte es zurück und warf eine Kapsel mit den resultierenden Proben – Fallen mit Ionen und Sonnenwindpartikeln – zur Erde ab. Leider passierte ein Unglück – der Fallschirm öffnete sich nicht und die Kapsel schlug mit aller Wucht auf dem Boden auf. Und abgestürzt. Natürlich wurden die Trümmer gesammelt und sorgfältig untersucht. Im März 2005 sagte Programmteilnehmer Don Barnetti jedoch auf einer Konferenz in Houston, dass vier Kollektoren mit Sonnenwindpartikeln nicht beschädigt seien und ihr Inhalt, 0,4 mg eingefangener Sonnenwind, von Wissenschaftlern in Houston aktiv untersucht werde.

Allerdings bereitet die NASA derzeit ein drittes, noch ehrgeizigeres Projekt vor. Dies wird die Weltraummission Interstellar Probe sein. Diesmal wird sich die Raumsonde auf eine Entfernung von 200 AE entfernen. h. von der Erde (d. h. Entfernung von der Erde zur Sonne). Dieses Schiff wird nie zurückkehren, aber es wird mit einer Vielzahl von Geräten „vollgestopft“ sein, unter anderem zur Analyse von interstellaren Staubproben. Wenn alles klappt, werden interstellare Staubkörner aus dem Weltraum endlich direkt an Bord der Raumsonde automatisch erfasst, fotografiert und analysiert.

Entstehung junger Sterne

1. Eine riesige galaktische Molekülwolke mit einer Größe von 100 Parsec, einer Masse von 100.000 Sonnen, einer Temperatur von 50 K und einer Dichte von 10 2 Teilchen/cm 3 . Innerhalb dieser Wolke gibt es großräumige Kondensationen – diffuse Gas- und Staubnebel (1 x 10 Stück, 10.000 Sonnen, 20 K, 10 3 Teilchen/cm 3) und kleine Kondensationen – Gas- und Staubnebel (bis zu 1 Stück, 100 x). 1.000 Sonnen, 20 K, 10 4 Teilchen/cm 3). In letzterem befinden sich genau Klumpen von Kügelchen mit einer Größe von 0,1 pc, einer Masse von 1 x 10 Sonnen und einer Dichte von 10 x 10 6 Teilchen/cm 3, in denen neue Sterne entstehen

2. Die Geburt eines Sterns in einer Wolke aus Gas und Staub

3. Der neue Stern verteilt mit seiner Strahlung und seinem Sternwind das umgebende Gas von sich selbst

4. Ein junger Stern taucht in den Weltraum auf, der sauber und frei von Gas und Staub ist, und verdrängt den Nebel, der ihn hervorgebracht hat

Stadien der „embryonalen“ Entwicklung eines Sterns mit der Masse der Sonne

5. Der Ursprung einer gravitativ instabilen Wolke mit einer Größe von 2.000.000 Sonnen, einer Temperatur von etwa 15 K und einer Anfangsdichte von 10 -19 g/cm 3

6. Nach mehreren hunderttausend Jahren wird diese Wolke einen Kern mit einer Temperatur von etwa 200 K und der Größe von 100 Sonnen bilden, dessen Masse immer noch nur 0,05 der Sonnenmasse beträgt

7. In diesem Stadium zieht sich der Kern mit einer Temperatur von bis zu 2.000 K aufgrund der Ionisierung von Wasserstoff stark zusammen und erwärmt sich gleichzeitig auf bis zu 20.000 K. Die Geschwindigkeit der Materie, die auf den wachsenden Stern fällt, erreicht 100 km/s

8. Ein Protostern von der Größe zweier Sonnen mit einer Temperatur im Zentrum von 2x10 5 K und an der Oberfläche 3x10 3 K

9. Die letzte Phase der Vorentwicklung eines Sterns ist die langsame Kompression, bei der Lithium- und Berylliumisotope ausbrennen. Erst wenn die Temperatur auf 6x10 6 K ansteigt, beginnen im Inneren des Sterns thermonukleare Reaktionen der Heliumsynthese aus Wasserstoff. Die Gesamtdauer des Geburtszyklus eines Sterns wie unserer Sonne beträgt 50 Millionen Jahre, danach kann ein solcher Stern Milliarden von Jahren ruhig brennen

Olga Maksimenko, Kandidatin der chemischen Wissenschaften