בדיקת נאס'א עלתה אולי באבק מהחלל הבין -כוכבי, ראשונה

דפוס עקיפה של אוריון המועמד הבין כוכבי

תמונת צבע שווא זו מראה דפוס עקיפה מהמועמד הראשון לאבק בין כוכבים אוריון, שנאסף על ידי חללית כוכב האבק של נאס'א בשנת 2004. (אשראי תמונה: זאק גיינספורת ')



לדבריהם, שבעה גרגירי סלע זעירים שנתפסו על ידי בדיקת כוכב אבק של כוכב הלכת של נאס'א בשנת 2004 יכולים להיות מבקרים מרחבי המרחב הבין-כוכבי.



סימני אבק בין כוכבים אלה של אבק כוכבים רכים ומגוונים מהצפוי, ממצאים שיכולים יום אחד לשפוך אור על מקורות מערכת השמש, הוסיפו מדענים.

כתמי אבק בין כוכבים הם פיסות סלע שחודרות לחללים העצומים בין הכוכבים. סופרנובות וכוכבים עתיקים מייצרים אבק בין כוכבי, המכיל יסודות כמו פחמן, חנקן וחמצן הנחוצים לחיים. [ בדיקת אבק הכוכבים של נאס'א חוזרת לכדור הארץ (וידאו) ]



'על ידי ניתוח אבק בין כוכבים, אנו יכולים להבין את מקורותינו שלנו', אמר סופר המחקר הראשי אנדרו ווסטפל, מדען פלנטרי מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי. 'כשאנשים נוסעים לאפריקה לחפש הומינידים מאובנים, למשל, בני 4.5 מיליון שנה, בניסיון להבין את מקורות האנושות, אנחנו רוצים להסתכל על דברים שעזרו ליצור את מערכת השמש לפני 4.5 מיליארד שנים.'

רודף שביט לוכד אבק בין כוכבים

נאס'א שיגרה את החללית Stardust בשנת 1999 במטרה לאסוף אבק בעקבות שביט Wild-2 (מבוטא 'Vilt-2'). אבק כוכבים נפגש עם השביט בשנת 2004 ובשנת 2006 החזיר את מיכל הדגימה שלו לכדור הארץ באמצעות מצנח. [כיצד עבדה משימת אבק כוכבים (אינפוגרפיקה)]

אך בעוד שאבק כוכבים תפס דוגמאות של שביט ווילד -2 בצד אחד של מגש האספנות של כלי השיט, הצד השני הופנה הרחק מהשביט כדי לתפוס פיסות אבק בין כוכביות בזרם הבוקע בערך בכיוון קבוצת הכוכבים אופיוכוס. המגש נחשף לחלל במשך 195 ימים כדי ללכוד חלקיקים באריחי סיליקה איירג'ל, חומר נקבובי הדומה לעשן קפוא, בעל מבנה דמוי ספוג שהוא 99.8 אחוז אוויר.



כעת, כמעט עשור לאחר שהדגימות של סטארדוסט הגיעו לכדור הארץ, ניתוח ראשוני של החומר מצביע על כך שמקורות שבע מאבני האבק שהחללית תפס מקורם מחוץ למערכת השמש. אם זה אושר, כתמי הסלע הזעירים האלה ייצגו את כתמי האבק הראשונים שהחללית אי פעם החזירה לכדור הארץ.

'אלה הדגימות העכשוויות ביותר של חומרים מוצקים מחוץ למערכת השמש שזיהינו', אמר ווסטפל ל- demokratija.eu. 'במקום להסתכל על אבק בין כוכבים עם טלסקופים, עכשיו נוכל להסתכל על דגימות שאספנו מהחלל בעזרת מיקרוסקופים.'

מכשיר הקליעה חותך אבן פיקוקיסט מתוך נאס



מכשיר הקיבוץ חותך אבן פיקוקיסטון מתוך אספן האבק הבין כוכבי של נאס'א במרכז החלל ג'ונסון ביוסטון.(אשראי תמונה: ESA / רוזטה / NAVCAM)

מדעני אבק כוכבים מתנדבים

המדענים נעזרו במתנדבים ברחבי העולם בפרויקט Stardust@home. מדענים אזרחיים אלה, שקראו לעצמם 'דאסטרס', סייעו לחקור יותר ממיליון תמונות דיגיטליות של ההשפעות המיקרוסקופיות שחלקיקים עשו על הארג'ל ועל פיסות רדיד אלומיניום על אבק כוכב הממוקם בין אריחי הארג'ל במגש האספן.

'הדאסטרס כקהילה ממש טובים במציאת מסלולים, הרבה יותר טובים מאיתנו', אמר ווסטפל.

תמונה זו מציגה מבט מלמעלה של השפעת חלקיקי אבק על נאס

תמונה זו מציגה מבט מלמעלה כלפי מעלה של השפעת חלקיקי אבק על אספן החלליות אל נייר הכוכבים של נאס'א.(אשראי תמונה: Stardust ISPE/ NRL)

החוקרים ומדעני האזרחים ניתחו 71 מסלולים שחלקיקים יצרו כשהתנגשו באריחי הארג'ל. הניתוח לא הצליח לזהות שניים מהמסלולים, אך גילה כי 66 נגרמו כתוצאה מהפסולת של חלליות והשאירו שלושה גרגרי פוטנציאל של אבק בין כוכבים. מגליהם קראו לחלקיקים אלה אוריון, הילברוק וסורוק.

ברוס הדסון, נגר בדימוס באונטריו, קנדה, בחר בשם אוריון בשל זיקתו לחלל; נעמי וורדסוורת ', בבקינגהאמשייר באנגליה, לקחה את הילברוק משירו של רוברט פרוסט; ווסטפל ועמיתיו בשם סורוק.

'סורוק היה מסלול 40, ו'סורוק' פירושו 40 ברוסית ', אמר ווסטפל.

המדענים הסתכלו גם על 25 מכתשים שנעשו על רדיד האלומיניום של Stardust, שלא תוכנן במקור כמשטח לאיסוף אבק בין כוכבים. ארבעה מהבורות האלה היו מרופדים בשאריות שהותכו חלקית שהיו שונות מבחינה כימית מכל מה שעל החללית, ורמזו שהן הגיעו מאבק בין כוכבים.

'הם התפוצצו מעט, אבל רוב החלקיקים עדיין היו שם בתחתית המכתש', אמרה מחברת המחקר רונדה סטראוד, פיסיקאית וננו-אסטרונומית במעבדת המחקר הימי בוושינגטון הבירה.

נאס

בדיקת אבק כוכבים של נאס'א ביקרה בשני שביטים במהלך משימתה. ראה כיצד עבדה משימת אבק כוכבים של נאס'א באינפוגרפיקה זו של demokratija.eu.(אשראי תמונה: קארל טייט/demokratija.eu)

גרגירי אבק מהחלל הבין כוכבי

סימני האבק הבין -כוכביים שאספה אבק כוכבים זעירים במיוחד.

'שלושה מהחלקיקים הגדולים שוקלים בערך 3 פיקוגרם, או טריליוניות גרם - טריליון מהם יתאים לכפית', אמר ווסטפל ל- demokratija.eu. 'החלקיקים האחרים דומים יותר למראה פמטוגרם, שהוא קטן פי אלף מפיקוגרם. בסך הכל כמות האבק הבין כוכבי שאבק אבק כוכבים הייתה פחות ממיליון מכמות החומר השביטני שאספה״.

החוקרים ניתחו את גרגירי האבק הללו באמצעות מיקרוסקופים רבי עוצמה. 'מיקרוסקופ רנטגן אחד שהשתמשנו בו הוא מקור האור המתקדם במעבדת לורנס ברקלי, שהוא סינכרוטרון בגודל של קניון קטן', אמר ווסטפל. 'אחרים שהשתמשנו בהם הם מקור הפוטון המתקדם ליד שיקגו ומתקן הקרינה הסינכרוטרון האירופי בגרנובל, צרפת, שהם בגודל של מרכזי קניות גדולים. אלה מכשירים שלעולם לא יכולנו לקוות לעוף בחלל - זה יתרון אחד מרכזי במשימות החזרה לדוגמא '.

שבעת הדגנים הללו הוכיחו מגוון מפתיע בגודלם, בהרכבם ובמבנהם. הקטנים שונים מאוד מהגדולים, וייתכן שהם חוו היסטוריות שונות.

'התמונה הפשוטה יחסית של גרגירי אבק בין כוכבים בעלי פחות או יותר אותם מבנים אינה נכונה', אמר ווסטפל. 'לכל חלקיק חייבת להיות היסטוריה מורכבת משלה.'

שלושה מהחלקיקים הכילו גם תרכובות גופרית. זה משמעותי, שכן כמה אסטרונומים טענו בעבר כי גופרית אינה מופיעה בחלקיקי אבק בין כוכבים, אמרו החוקרים.

בנוסף, חלקיקים גדולים יותר היו רכים באופן בלתי צפוי, המורכבים מצטבר של חלקיקים אחרים. לעומת זאת, המודלים הפשוטים ביותר של חלקיקים בין -כוכביים מציעים שהזוגות צריכים לכלול חלקיק צפוף.

'העובדה שלשני החלקיקים הפלאסיים הגדולים ביותר יש חומר גבישי-מינרל מגנזיום-ברזל-סיליקט הנקרא אוליבין-עשויה לרמוז שמדובר בחלקיקים שהגיעו מהדיסקים סביב כוכבים אחרים והשתנו במדיום הבין-כוכבי', אמר ווסטפל. הַצהָרָה. 'נראה כי אנו מקבלים הצצה ראשונה למגוון המפתיע של חלקיקי אבק בין כוכבים, שאי אפשר לחקור באמצעות תצפיות אסטרונומיות בלבד.'

דגימות גלקסיה נעולות באבק חלל

מדענים בדקו בעבר גרגירי אבק בין כוכבים בתוך מטאוריטים פרימיטיביים, וגם השתמשו במטוסים כדי לאסוף סימני אבק בין כוכבים בסטרטוספירה של כדור הארץ שהגיעו כנראה משביטים.

עם זאת, אלה אינם גרגירי אבק בין כוכבים עכשוויים כמו אלה שהחזיר אבק כוכבים. 'אנו חושבים שהם ישנים בהרבה ממערכת השמש, ניצולי התהליך האלים הכרוך בהפיכת ערפילית השמש למערכת השמש', אמר ווסטפל. 'הם אינם מייצגים באופן מלא את האבק הבין כוכבי, מכיוון שהם היו צריכים להיות קשים כדי לשרוד, בעוד דברים אחרים שבירים יותר לא שרדו טוב בכלל.'

לשם השוואה, האבק מאבק כוכבים חדש יחסית, שכן אורך החיים של אבק בין כוכבים הוא רק 50 עד 100 מיליון שנה ', אמרה מחברת המחקר אנה בוטרוורת ', פיסיקאית מחקר מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי. 'אנו מדגמים את הגלקסיה העכשווית שלנו.'

כמות חלקיקי האבק הבין כוכבי שנאסף אבק כוכבים קטנה במפתיע בהתבסס על תצפיות על אבק בין כוכבים שבוצע על ידי גלילאו מוקדם יותר ו יוליסס בדיקות שטח , אמר ווסטפל.

'מספר החלקיקים שאוליסס וגלילאו ראו היה גדול בהרבה מכפי שתצפיות אסטרונומיות של אבק בין כוכבים', אמר ווסטפל. 'התצפיות שלנו תואמות יותר את התצפיות האסטרונומיות.'

הסבר אפשרי אחד לפער זה נובע מהאטימות של חלקיקים. 'הלחץ מאור השמש משמעותי על חלקיקים כאלה, ואם החלקיקים רכים מספיק, במקום להאיץ לכיוון מערכת השמש בגלל כוח הכבידה של השמש, הוא עלול לא להיכנס למערכת השמש.' במילים אחרות, כאשר אבק בין כוכבים מנסה להתקרב לשמש, אור השמש עלול לדחוף רבים מהחלקיקים החוצה בכוח רב יותר מכוח הכבידה שמושך אותם פנימה. לכן אוליסס וגלילאו ראו יותר חלקיקי אבק בין כוכבים מאשר אבק כוכבים מכיוון שהם היו באזורים רחוקים יותר של מערכת השמש.

טעם של מרחב בין כוכבים?

ווסטפל הזהיר כי החוקרים עדיין צריכים לבצע בדיקות נוספות לפני שהם יכולים לומר באופן סופי שמדובר בפיסות פסולת מהחלל הבין כוכבי. המדענים ינתחו איזוטופים של חמצן בדגימות; לאטומי חמצן יציבים יש בין שמונה ל -10 נויטרונים בגרעיניהם, ולחומר במערכת השמש יש פרופורציות של איזוטופים שונים של חמצן השונים מחומרים המצויים במקומות אחרים בגלקסיה.

קשה לנתח את החומר הבין -כוכבי הפוטנציאלי מכיוון שיש בו מעט כל כך. עם זאת, 'קיימים מכשירים לביצוע מדידות אלה, מכשירים שלא היו קיימים בעת שיגור החללית', אמר ווסטפל. ״זה היתרון העצום שיש במשימות מדגם החזרה. אתה יכול להשתמש בטכנולוגיה חדישה שלעולם לא תוכל לעוף בחלל, וזה לא היה קיים כשהמשימות עפו״.

המדענים ציינו כי ניתן לגלות אבק בין כוכבי נוסף ממגשי האספנים של Stardust. 100 מסלולים נוספים שמצאה דאסטרס טרם נותחו, ורק 77 מתוך 132 אריחי הארג'ל נסרקו עד כה. ווסטפל אמר כי הוא מצפה למצוא לא יותר מעשרה חלקיקים של אבק בין כוכבים בסך הכל.

'אני מזמין אנשים להשתתף בפרויקט המתמשך של Stardust@home, ורק כיף לחפש אבק בין כוכבים', אמר ווסטפל. 'מדעני אזרחים תורמים שם תרומות אמיתיות.'

ווסטפל ציין, 'זו רק ההצצה הראשונה שיש לנו על השונות והמורכבות של חלקיקים בין כוכבים. עדיין מוקדם מדי לקחת את מה שלמדנו על המדיום הבין כוכבי כאן כדי ללמוד עוד על היווצרות מערכת השמש, מכיוון שיש לנו כל כך מעט חלקיקים באוסף שלנו. מה שאנחנו רוצים עכשיו הוא משימה חדשה שמטרתה לאסוף מאות או אלפי חלקיקים, לא רק קומץ קטן״.

המדענים פירטו את ממצאיהם ב גיליון 15 באוגוסט של כתב העת Science .

עקוב אחרינו @Spacedotcom , פייסבוק ו Google+ . מאמר מקורי בנושא demokratija.eu .