În perioada 2003–2008 un grup de oameni de știință ruși și austrieci, cu participarea lui Heinz Kohlmann, un celebru paleontolog, curator al Parcului Național Eisenwurzen, a studiat catastrofa care a avut loc acum 65 de milioane de ani, când peste 75% din toate organismele au murit pe Pământ, inclusiv dinozauri. Majoritatea cercetătorilor cred că dispariția s-a datorat căderii unui asteroid, deși există și alte puncte de vedere.

Urmele acestei catastrofe în secțiuni geologice sunt reprezentate de un strat subțire de argilă neagră cu grosimea de la 1 la 5 cm.Una dintre aceste secțiuni este situată în Austria, în Alpii de Est, în parc național lângă orășelul Gams, situat la 200 km sud-vest de Viena. Ca rezultat al studierii mostrelor din această secțiune folosind o scanare microscop electronic S-au găsit particule de formă și compoziție neobișnuită, care nu se formează în condiții terestre și aparțin prafului cosmic.

Praf spațial pe pământ

Pentru prima dată, urme de materie cosmică de pe Pământ au fost descoperite în argile roșii de adâncime de către o expediție engleză care a explorat fundul Oceanului Mondial pe nava Challenger (1872–1876). Au fost descrise de Murray și Renard în 1891. La două stații din partea de sud Oceanul Pacificîn timpul dragării de la o adâncime de 4300 m au fost ridicate mostre de noduli de fermangan și microsfere magnetice cu un diametru de până la 100 de microni, care au primit ulterior denumirea de „bile cosmice”. Cu toate acestea, microsferele de fier recuperate de expediția Challenger au fost studiate în detaliu doar în anul trecut. S-a dovedit că bilele sunt compuse în proporție de 90%. fier metalic, 10% nichel, iar suprafața lor este acoperită cu o crustă subțire de oxid de fier.

Orez. 1. Monolit din secțiunea Gams 1, pregătit pentru prelevare. Straturile sunt marcate cu litere latine diferite vârste. Stratul de argilă de tranziție dintre perioadele Cretacic și Paleogen (veche de aproximativ 65 de milioane de ani), în care s-a găsit o acumulare de microsfere și plăci metalice, este marcat cu litera „J”. Fotografie de A.F. Grachev

Odată cu descoperirea bilelor misterioase în argile de adâncime, de fapt, începutul studiului materiei cosmice de pe Pământ este conectat. Cu toate acestea, o explozie a interesului cercetătorilor pentru această problemă a avut loc după primele lansări. nava spatiala, cu ajutorul căruia a devenit posibilă selectarea solului lunar și a mostrelor de particule de praf din diferite părți ale sistemului solar. Importanţă a avut și lucrări de K.P. Florensky (1963), care a studiat urmele catastrofei de la Tunguska, și E.L. Krinov (1971), care a studiat praful meteoric la locul căderii meteoritului Sikhote-Alin.

Interesul cercetătorilor pentru microsferele metalice a dus la descoperirea lor în roci sedimentare de diferite vârste și origini. Microsfere metalice au fost găsite în gheața din Antarctica și Groenlanda, în sedimentele oceanice de adâncime și noduli de mangan, în nisipurile deșerților și ale plajelor de coastă. Se găsesc adesea în cratere de meteoriți și lângă ele.

LA ultimul deceniu microsfere metalice origine extraterestră găsite în rocile sedimentare de diferite vârste: de la Cambrianul inferior (acum aproximativ 500 de milioane de ani) până la formațiuni moderne.

Datele despre microsfere și alte particule din depozitele antice fac posibilă evaluarea volumelor, precum și uniformitatea sau neuniformitatea furnizării de materie cosmică către Pământ, modificarea compoziției particulelor care au venit pe Pământ din spațiu și sursele primare ale acestei probleme. Acest lucru este important deoarece aceste procese afectează dezvoltarea vieții pe Pământ. Multe dintre aceste întrebări sunt încă departe de a fi rezolvate, dar acumularea de date și studiul lor cuprinzător va face, fără îndoială, posibilitatea de a le răspunde.

Acum se știe că greutate totală praful care circulă în interiorul orbitei pământului este de aproximativ 1015 tone. În fiecare an, de la 4 la 10 mii de tone de materie cosmică cad pe suprafața Pământului. 95% din materia care cade pe suprafața Pământului sunt particule cu o dimensiune de 50-400 de microni. Întrebarea cu privire la modul în care rata de sosire a materiei cosmice pe Pământ se modifică în timp rămâne controversată până acum, în ciuda numeroaselor studii efectuate în ultimii 10 ani.

Pe baza dimensiunii particulelor de praf cosmic, în prezent se disting praful cosmic interplanetar cu o dimensiune mai mică de 30 de microni și micrometeoriții mai mari de 50 de microni. Chiar mai devreme, E.L. Krinov a sugerat ca cele mai mici fragmente ale unui meteoroid topit de la suprafata sa fie numite micrometeoriti.

Încă nu au fost elaborate criterii stricte de diferențiere între praful cosmic și particulele de meteorit și chiar folosind exemplul secțiunii Hams studiate de noi, s-a demonstrat că particulele de metal și microsferele sunt mai diverse ca formă și compoziție decât cele oferite de cele existente. clasificări. Forma sferică aproape perfectă, luciu metalic și proprietăți magnetice particulele au fost văzute ca o dovadă a lor origine cosmică. Potrivit geochimistului E.V. Sobotovich, „singurul criteriu morfologic evaluarea cosmogenității materialului studiat este prezența bilelor topite, inclusiv a celor magnetice. Cu toate acestea, pe lângă forma extrem de diversă, compoziția chimică a substanței este fundamental importantă. Cercetătorii au descoperit că, alături de microsferele de origine cosmică, există o cantitate mare bile de geneză diferită - asociate cu activitatea vulcanică, activitatea vitală a bacteriilor sau metamorfismul. Există dovezi că microsferele feruginoase de origine vulcanică sunt mult mai puțin probabil să aibă o formă sferică ideală și, în plus, să aibă un amestec crescut de titan (Ti) (mai mult de 10%).

Grup ruso-austriac de geologi și echipa de filmare a Televiziunii din Viena pe secțiunea Gams din Alpii de Est. În prim plan - A.F. Grachev

Originea prafului cosmic

Problema originii prafului cosmic este încă un subiect de dezbatere. Profesorul E.V. Sobotovich credea că praful cosmic ar putea fi rămășițele norului protoplanetar original, care a fost obiectat în 1973 de B.Yu. Levin și A.N. Simonenko, crezând că o substanță fin dispersată nu poate fi conservată mult timp (Pământ și Univers, 1980, nr. 6).

Există o altă explicație: formarea prafului cosmic este asociată cu distrugerea asteroizilor și a cometelor. După cum a remarcat E.V. Sobotovich, dacă cantitatea de praf cosmic care intră pe Pământ nu se schimbă în timp, atunci B.Yu. Levin și A.N. Simonenko.

In ciuda faptului ca număr mare cercetare, răspunsul la această întrebare fundamentală nu poate fi dat în prezent, deoarece evaluări cantitative foarte puține, iar acuratețea lor este discutabilă. LA timpuri recente date din studiile izotopice asupra Programul NASA Particulele de praf cosmic prelevate în stratosferă sugerează existența particulelor de origine pre-solară. În acest praf s-au găsit minerale precum diamantul, moisanitul (carbură de siliciu) și corindonul, care, folosind izotopi de carbon și azot, ne permit să atribuim formarea lor timpului anterior formării sistemului solar.

Importanța studierii prafului cosmic în secțiunea geologică este evidentă. Acest articol prezintă primele rezultate ale studiului materiei cosmice în stratul de argilă de tranziție la limita Cretacic-Paleogenă (acum 65 de milioane de ani) din secțiunea Gams, în Alpii de Est (Austria).

Caracteristici generale ale secțiunii Gams

Particulele de origine cosmică au fost obținute din mai multe secțiuni ale straturilor de tranziție dintre Cretacic și Paleogen (în literatura germanică - limita K/T), situate în apropierea satului alpin Gams, unde râul cu același nume dezvăluie în mai multe locuri această hotar.

În secțiunea Gams 1, din afloriment a fost tăiat un monolit, în care limita K/T este foarte bine exprimată. Înălțimea sa este de 46 cm, lățimea este de 30 cm în partea de jos și 22 cm în partea de sus, grosimea este de 4 cm. studiu general secțiune, monolitul a fost împărțit după 2 cm (de jos în sus) în straturi, indicate prin litere alfabet latin(A, B, C…W), iar în cadrul fiecărui strat, numerele (1, 2, 3 etc.) au fost de asemenea marcate la fiecare 2 cm. Stratul de tranziție J la limita K/T a fost studiat mai detaliat, unde au fost identificate șase substraturi cu o grosime de aproximativ 3 mm.

Rezultatele studiilor obținute în secțiunea Gams 1 sunt repetate în mare măsură în studiul unei alte secțiuni - Gams 2. Complexul de studii a inclus studiul secțiunilor subțiri și fracțiilor monominerale, analiza lor chimică, precum și fluorescența cu raze X, activare neutronică și analize structurale cu raze X, analiza heliului, carbonului și oxigenului, determinarea compoziției mineralelor pe o microsondă, analiză magnetomineralogică.

Varietate de microparticule

Microsfere de fier și nichel din stratul de tranziție dintre Cretacic și Paleogen în secțiunea Gams: 1 – Microsferă de Fe cu o suprafață rugoasă reticulat-hummocky ( top parte stratul de tranziție J); 2 – Microsferă de Fe cu o suprafață aspră paralelă longitudinal ( Partea de jos stratul de tranziție J); 3 – Microsferă de Fe cu elemente de fațetare cristalografică și textura grosieră a suprafeței rețelei celulare (stratul M); 4 – Microsferă de Fe cu o suprafață de rețea subțire (partea superioară a stratului de tranziție J); 5 – Microsferă Ni cu cristalite la suprafață (partea superioară a stratului de tranziție J); 6 – agregat de microsfere de Ni sinterizate cu cristalite la suprafață (partea superioară a stratului de tranziție J); 7 – agregat de microsfere Ni cu microdiamante (C; partea superioară a stratului de tranziție J); 8, 9 - forme caracteristice particule de metal din stratul de tranziție dintre Cretacic și Paleogen în secțiunea Gams din Alpii de Est.

În stratul de tranziție de lut între doi limite geologice– Cretacic și Paleogen, precum și la două niveluri în depozitele supraiacente ale Paleocenului în secțiunea Gams, au fost găsite o mulțime de particule metalice și microsfere de origine cosmică. Ele sunt mult mai diverse ca formă, textura suprafeței și compoziție chimică decât toate cele cunoscute până acum în straturile de argilă de tranziție ale acestei epoci în alte regiuni ale lumii.

În secțiunea Gams, materia cosmică este reprezentată de particule fine diverse forme, dintre care cele mai comune sunt microsferele magnetice cu dimensiuni cuprinse între 0,7 și 100 de microni, constând în 98% fier pur. Astfel de particule sub formă de sferule sau microsferule se găsesc în cantități mari nu numai în stratul J, ci și mai sus, în argilele din Paleocen (straturile K și M).

Microsferele sunt compuse din fier pur sau magnetit, unele dintre ele au impurități de crom (Cr), un aliaj de fier și nichel (avaruit) și nichel pur (Ni). Unele particule de Fe-Ni conțin un amestec de molibden (Mo). În stratul de argilă de tranziție dintre Cretacic și Paleogen, toate au fost descoperite pentru prima dată.

Niciodată până acum nu am întâlnit particule cu continut ridicat nichel și un amestec semnificativ de molibden, microsfere cu prezența cromului și bucăți de fier spiralat. În plus față de microsfere și particule metalice, în stratul de argilă de tranziție din Gams s-au găsit Ni-spinel, microdiamante cu microsfere de Ni pur și plăci rupte de Au și Cu, care nu se găsesc în depozitele subiacente și de deasupra.

Caracterizarea microparticulelor

Microsferele metalice din secțiunea Gams sunt prezente la trei niveluri stratigrafice: particulele feruginoase de diferite forme sunt concentrate în stratul de argilă de tranziție, în gresiile cu granulație fină supraiacente ale stratului K, iar al treilea nivel este format din siltstone din stratul M.

Unele sfere au o suprafață netedă, altele au o suprafață reticulat-delurosă, iar altele sunt acoperite cu o rețea de fisuri poligonale mici sau un sistem de fisuri paralele care se extinde dintr-o fisură principală. Sunt goale, asemănătoare cochiliei, umplute cu un mineral argilos și pot avea, de asemenea, o structură concentrică internă. Particulele de metal și microsferele de Fe se găsesc în întregul strat de argilă de tranziție, dar sunt concentrate în principal în orizonturile inferioare și medii.

Micrometeoriții sunt particule topite de fier pur sau aliaj fier-nichel Fe-Ni (awaruite); dimensiunile lor sunt de la 5 la 20 de microni. Numeroase particule de awaruit sunt limitate la nivelul superior al stratului de tranziție J, în timp ce particulele pur feruginoase sunt prezente în părțile inferioare și superioare ale stratului de tranziție.

Particulele sub formă de plăci cu o suprafață denivelată transversal constau numai din fier, lățimea lor este de 10-20 µm și lungimea lor este de până la 150 µm. Ele sunt ușor curbate și apar la baza stratului de tranziție J. În partea inferioară, există și plăci Fe-Ni cu un amestec de Mo.

Plăcile realizate dintr-un aliaj de fier și nichel au o formă alungită, ușor curbată, cu șanțuri longitudinale la suprafață, dimensiunile variază în lungime de la 70 la 150 microni cu o lățime de aproximativ 20 microni. Sunt mai frecvente în părțile inferioare și mijlocii ale stratului de tranziție.

Plăcile de fier cu caneluri longitudinale sunt identice ca formă și dimensiune cu plăcile din aliaj Ni-Fe. Ele sunt limitate la părțile inferioare și mijlocii ale stratului de tranziție.

De interes deosebit sunt particulele de fier pur, având forma unei spirale regulate și îndoite sub formă de cârlig. Ele constau în principal din Fe pur, rareori este un aliaj Fe-Ni-Mo. Particulele spiralate de fier apar în partea superioară a stratului J și în stratul de gresie de deasupra (stratul K). O particulă spirală Fe-Ni-Mo a fost găsită la baza stratului de tranziție J.

În partea superioară a stratului de tranziție J, existau mai multe granule de microdiamante sinterizate cu microsfere Ni. Studiile cu microsonde ale bilelor de nichel efectuate pe două instrumente (cu spectrometre de dispersie de unde și energie) au arătat că aceste bile constau din nichel aproape pur sub o peliculă subțire de oxid de nichel. Suprafața tuturor bilelor de nichel este punctată cu cristalite distincte, cu gemeni pronunțați de 1–2 µm. Un astfel de nichel pur sub formă de bile cu o suprafață bine cristalizată nu se găsește în roci magmatice, nici în meteoriți, unde nichelul conține în mod necesar o cantitate semnificativă de impurități.

La studierea unui monolit din secțiunea Gams 1 s-au găsit bile de Ni pur doar în partea superioară a stratului de tranziție J (în partea superioară a acestuia, un strat sedimentar foarte subțire J 6, a cărui grosime nu depășește 200 μm), și conform la datele analizei magnetice termice, nichelul metalic este prezent în stratul de tranziție, pornind de la substratul J4. Aici, alături de bile de Ni, s-au găsit și diamante. Într-un strat prelevat dintr-un cub cu o suprafață de 1 cm2, numărul de boabe de diamant găsite este în zeci (de la fracții de microni la zeci de microni ca dimensiune) și sute de bile de nichel de aceeași dimensiune.

Probele din partea superioară a stratului de tranziție luate direct din afloriment au conținut diamante cu particule mici nichel pe suprafața cerealelor. Este semnificativ faptul că prezența mineralului moissanit a fost dezvăluită și în timpul studiului probelor din această parte a stratului J. Anterior, microdiamantele au fost găsite în stratul de tranziție de la limita Cretacic-Paleogene din Mexic.

Gaseste in alte zone

Microsfere de jambon cu concentrice structura interna similare cu cele care au fost extrase de expediția Challenger în argilele de adâncime ale Oceanului Pacific.

particule de fier formă neregulată cu margini topite, precum și sub formă de spirale și cârlige și plăci curbate, sunt foarte asemănătoare cu produsele de distrugere a meteoriților care cad pe Pământ, pot fi considerate ca fier meteoric. Avaruita și particulele de nichel pur pot fi atribuite aceleiași categorii.

Particulele curbate de fier sunt aproape de diferitele forme de lacrimi ale lui Pele - picături de lavă (lapilli) care sunt aruncate în stare lichida vulcanii din aerisire în timpul erupțiilor.

Astfel, stratul de argilă de tranziție din Gams are o structură eterogenă și este împărțit distinct în două părți. Particulele de fier și microsferele predomină în părțile inferioare și medii, în timp ce partea superioară a stratului este îmbogățită în nichel: particule de awaruit și microsfere de nichel cu diamante. Acest lucru este confirmat nu numai de distribuția particulelor de fier și nichel în argilă, ci și de datele analizelor chimice și termomagnetice.

Comparația datelor analizei termomagnetice și analizei cu microsonde indică o neomogenitate extremă în distribuția nichelului, fierului și aliajului acestora în stratul J; totuși, conform rezultatelor analizei termomagnetice, nichelul pur este înregistrat numai din stratul J4. De asemenea, este de remarcat faptul că fierul elicoidal apare în principal în partea superioară a stratului J și continuă să apară în stratul de deasupra K, unde, totuși, există puține particule de Fe, Fe-Ni de formă izometrică sau lamelară.

Subliniem că o astfel de diferențiere clară în ceea ce privește fierul, nichelul și iridiu, manifestată în stratul de argilă de tranziție din Gamsa, există și în alte regiuni. Astfel, în statul american New Jersey, în stratul de sferule de tranziție (6 cm), anomalia iridiului s-a manifestat brusc la baza sa, în timp ce mineralele de impact sunt concentrate doar în partea superioară (1 cm) a acestui strat. În Haiti, la limita Cretacic-Paleogen și în partea superioară a stratului de sferule, există o îmbogățire accentuată în Ni și cuarț de impact.

Fenomen de fundal pentru Pământ

Multe caracteristici ale sferulelor Fe și Fe-Ni găsite sunt similare cu bilele descoperite de expediția Challenger în argilele de adâncime ale Oceanului Pacific, în zona catastrofei Tunguska și locurile de impact ale Sikhote-Alin. meteorit și meteoritul Nio din Japonia, precum și în sedimentare stânci de vârste diferite din multe părţi ale lumii. Cu excepția zonelor catastrofei Tunguska și a căderii meteoritului Sikhote-Alin, în toate celelalte cazuri se formează nu numai sferule, ci și particule de diferite morfologii, constând din fier pur (uneori care conține crom) și aliaj nichel-fier. , nu are nicio legătură cu evenimentul de impact. Considerăm apariția unor astfel de particule ca urmare a căderii prafului interplanetar cosmic pe suprafața Pământului - un proces care a fost continuu de la formarea Pământului și este un fel de fenomen de fundal.

Multe particule studiate în secțiunea Gams sunt apropiate ca compoziție de compoziția chimică în vrac a substanței meteoritice la locul căderii meteoritului Sikhote-Alin (conform lui E.L. Krinov, acestea sunt 93,29% fier, 5,94% nichel, 0,38% cobalt).

Prezența molibdenului în unele dintre particule nu este neașteptată, deoarece multe tipuri de meteoriți îl includ. Conținutul de molibden din meteoriți (fier, piatră și condrite carbonice) variază între 6 și 7 g/t. Cea mai importantă a fost descoperirea molibdenitei în meteoritul Allende ca includere într-un aliaj metalic cu următoarea compoziție (% în greutate): Fe—31,1, Ni—64,5, Co—2,0, Cr—0,3, V—0,5, P— 0,1. Trebuie remarcat faptul că molibdenul și molibdenitul nativ au fost găsite și în praful lunar prelevat. statii automate„Luna-16”, „Luna-20” și „Luna-24”.

Bilele de nichel pur cu suprafata bine cristalizata gasite pentru prima data nu sunt cunoscute nici in rocile magmatice, nici in meteoriti, unde nichelul contine neaparat o cantitate semnificativa de impuritati. O astfel de structură de suprafață a bilelor de nichel ar fi putut apărea în cazul căderii unui asteroid (meteorit), ceea ce a dus la eliberarea de energie, ceea ce a făcut posibilă nu numai topirea materialului. corp căzut dar și evaporați-l. Vaporii de metal ar putea fi ridicați de explozie la inaltime mare(probabil zeci de kilometri), unde a avut loc cristalizarea.

Particulele formate din avaruită (Ni3Fe) se găsesc împreună cu bile metalice de nichel. Ele aparțin prafului meteoric, iar particulele de fier topit (micrometeoriți) ar trebui considerate „praf de meteorit” (conform terminologiei lui E.L. Krinov). Cristalele de diamant întâlnite împreună cu bile de nichel au rezultat probabil din ablația (topirea și evaporarea) unui meteorit din același nor de vapori în timpul răcirii sale ulterioare. Se știe că diamantele sintetice sunt obținute prin cristalizare spontană dintr-o soluție de carbon într-o topitură de metale (Ni, Fe) deasupra liniei de echilibru a fazei grafit-diamond sub formă de cristale simple, intercreșterile lor, gemeni, agregate policristaline, cristale cadru. , cristale în formă de ac și boabe neregulate. Aproape toate caracteristicile tipomorfe enumerate ale cristalelor de diamant au fost găsite în eșantionul studiat.

Acest lucru ne permite să concluzionăm că procesele de cristalizare a diamantului într-un nor de vapori de nichel-carbon în timpul răcirii sale și cristalizarea spontană dintr-o soluție de carbon într-o topitură de nichel în experimente sunt similare. Cu toate acestea, concluzia finală despre natura diamantului poate fi făcută în urma unor studii izotopice detaliate, pentru care este necesar să se obțină o cantitate suficient de mare de substanță.

Astfel, studiul materiei cosmice în stratul de argilă de tranziție de la limita Cretacic-Paleogen a arătat prezența acesteia în toate părțile (de la stratul J1 la stratul J6), dar semnele unui eveniment de impact sunt înregistrate doar din stratul J4, care este de 65 de milioane. varsta. Acest strat de praf cosmic poate fi comparat cu momentul morții dinozaurilor.

A.F. GRACHEV Doctor în Științe Geologice și Mineralogice, V.A. TSELMOVICH Candidat în Științe Fizice și Matematice, Institutul de Fizică a Pământului RAS (IFZ RAS), O.A. KORCHAGIN Candidat în Științe Geologice și Mineralogice, Institutul Geologic al Academiei Ruse de Științe (GIN RAS) ).

Revista „Pământ și Univers” № 5 2008.

PRAF SPATIAL, particule solide cu dimensiuni caracteristice de la aproximativ 0,001 µm la aproximativ 1 µm (și posibil până la 100 µm sau mai mult în mediul interplanetar și discurile protoplanetare), găsite în aproape toate obiecte astronomice: de la sistemul solar la foarte galaxii îndepărtateși quasari. Caracteristicile prafului (concentrația particulelor, compoziția chimică, dimensiunea particulelor etc.) variază semnificativ de la un obiect la altul, chiar și pentru obiecte de același tip. Praful cosmic împrăștie și absoarbe radiațiile incidente. Radiația împrăștiată cu aceeași lungime de undă ca și radiația incidentă se propagă în toate direcțiile. Radiația absorbită de boabele de praf este transformată în energie termică, iar particula radiază de obicei în regiunea cu lungime de undă mai mare a spectrului în comparație cu radiația incidentă. Ambele procese contribuie la dispariție - atenuarea radiației corpurilor cerești prin praful situat pe linia de vedere dintre obiect și observator.

Obiectele de praf sunt explorate în aproape toată gama undele electromagnetice- de la raze X la milimetru. Radiația dipolului electric de la particulele ultrafine care se rotesc rapid pare să contribuie la radiația cu microunde la frecvențe de 10-60 GHz. Rol important Joaca experimente de laborator, care măsoară indicii de refracție, precum și spectrele de absorbție și matricele de împrăștiere ale particulelor - analogi ai granulelor de praf cosmic, simulează procesele de formare și creștere a granulelor de praf refractar în atmosferele stelelor și discurilor protoplanetare, studiază formarea moleculelor și evoluția componentelor volatile de praf în condiții similare celor existente în norii interstelari întunecați.

Praf spațial găsit în diverse conditii fizice, studiat direct în compoziția meteoriților căzuți la suprafața Pământului, în straturile superioare atmosfera pământului(praf și rămășițe interplanetare comete mici), în timpul zborurilor navelor spațiale către planete, asteroizi și comete (lângă praful planetar și cometar) și dincolo de heliosferă (praf interstelar). Observațiile terestre și spațiale ale prafului cosmic acoperă sistemul solar (praf interplanetar, circumplanetar și cometar, praf lângă Soare), mediul interstelar al galaxiei noastre (praf interstelar, circumstelar și nebular) și alte galaxii (praf extragalactic). ca foarte obiecte la distanță(praf cosmologic).

Particulele de praf cosmic constau în principal din substanțe carbonice (carbon amorf, grafit) și silicați de magneziu-fier (olivine, piroxeni). Ele se condensează și cresc în atmosferele stelelor din clasele spectrale târzii și în nebuloasele protoplanetare, iar apoi sunt ejectate în mediul interstelar prin presiunea radiației. În norii interstelari, în special cei denși, particulele refractare continuă să crească ca urmare a acumularii atomilor de gaz, precum și atunci când particulele se ciocnesc și se lipesc între ele (coagulare). Aceasta duce la apariția învelișurilor de substanțe volatile (în principal gheață) și la formarea de particule poroase de agregat. Distrugerea particulelor de praf are loc ca urmare a pulverizării în unde de soc, care apar după exploziile de supernove sau evaporarea în procesul de formare a stelelor care a început în nor. Praful rămas continuă să evolueze în apropierea stelei formate și mai târziu se manifestă sub forma unui nor de praf interplanetar sau a nucleelor ​​cometare. În mod paradoxal, praful din jurul stelelor (vechi) evoluate este „proaspăt” (format recent în atmosfera lor), iar în jurul stelelor tinere este vechi (a evoluat în compoziția mediu interstelar). Se presupune că praful cosmologic, posibil existent în galaxii îndepărtate, s-a condensat în ejecta materiei după exploziile supernovelor masive.

Lit. vezi la st. Praf interstelar.

Aspiratul spațial a fost mult timp un concept foarte convențional. Spațiul dintre planete și chiar dintre stele este departe de a fi gol - este umplut cu materie sub formă de diferite radiații, câmpuri, fluxuri particule elementareși ... substanțe. Majoritatea acestei substanțe - 99% - este gaz (în principal hidrogen, în grad mai mic heliu), dar există și particule solide. Aceste particule mai sunt numite și praf cosmic.

Este cu adevărat omniprezentă: există praf interstelar și interplanetar - totuși, nu este întotdeauna ușor să distingem între ele, deoarece praful interstelar poate cădea și în spațiu interplanetar... dar dacă treci dincolo de sistemul solar, de preferință mai departe, poți găsi praf interstelar „înăuntru formă pură„, fără un amestec de interplanetare... Da, ce sistem solar- praful cosmic se depune constant pe Pamant, iar numarul merge la zeci de kilotone pe an, exista chiar si presupunerea ca 24% din praful care se depune in doua saptamani intr-un apartament incuiat este tocmai praf cosmic!

Ce este praful cosmic? După cum sa menționat deja, acestea sunt particule solide împrăștiate în spațiul cosmic. Dimensiunea lor este mică: cele mai mari particule ajung la 0,1 micrometru (o miime din lungimea unui milimetru), iar cele mai mici - în general, mai multe molecule. Compoziție chimică praful interplanetar practic nu diferă de compoziția meteoriților care cad pe Pământ din când în când, dar praful interstelar de pe această planetă este mai interesant. Particulele sale au - pe lângă un miez solid - și o coajă care diferă de otravă în compoziție. Miezul este carbon, metale de siliciu, este înconjurat de nuclee de atomi de elemente gazoase, care, în condițiile spațiului interstelar, se cristalizează rapid („îngheață” pe miez) - aceasta este învelișul. Cu toate acestea, procesele de cristalizare pot afecta și miezurile particulelor de praf, în special cele care constau din carbon. În acest caz, se pot forma cristale de ... diamant (așa este reamintit piratul spațial din opera lui Kir Bulychev, care a turnat praf de diamant în lubrifiantul roboților de pe planeta Shelezyak!).

Dar acesta nu este cel mai mare miracol care poate avea loc în timpul cristalizării carbonului - în timp ce atomii de carbon se pot alinia în bile goale (așa-numitele fulerene), în interiorul cărora sunt închise particule din atmosfera stelelor antice... studiul unei astfel de substanțe ar putea face lumină asupra multor lucruri!

Deși particulele de praf cosmic sunt atât de mici, este dificil să nu le observi dacă se adună în norii de praf. Grosimea stratului de gaz și praf al galaxiei noastre este măsurată în sute de ani lumină, cea mai mare parte a materiei fiind concentrată în brațele spiralate.

Într-un număr de cazuri, norii de praf „obturează” de fapt stelele pentru noi și chiar din grup, absorbindu-le lumina - în acest caz, norii de praf arată ca niște găuri negre. Praful cosmic absoarbe cel mai bine razele albastre și cel mai puțin razele roșii, așa că lumina unei stele care trece prin mediul interstelar plin cu praf cosmic „devine roșie”.

De unde toată această splendoare? Să începem cu faptul că inițial în Univers au existat doar nori moleculari de hidrogen ... toate celelalte elemente s-au născut (și continuă să se nască) în nucleele stelelor - aceste grandioase " reactoare de fuziune". Atmosferele stelelor tinere - pitice roșii - expiră încet în spaţiu, vechi stele masive, explodând la sfârșitul lui " ciclu de viață, aruncă o cantitate imensă de materie în spațiu. În spațiul interstelar, aceste substanțe (la început localizate în stare gazoasă) se condensează pentru a forma grupări stabile de atomi sau chiar molecule. Alți atomi sau molecule se alătură unor astfel de grupuri, intrând în reactie chimica cu cele existente (acest proces se numește chemisorbție), iar dacă concentrația unor astfel de particule este suficient de mare, ele pot chiar să se lipească împreună fără a se descompune.

Așa se naște praful cosmic... și pe bună dreptate putem spune că are un viitor mare: la urma urmei, din norii de gaz și praf se nasc stele noi cu sisteme planetare!

Mulți oameni admiră cu încântare spectacolul frumos al cerului înstelat, una dintre cele mai mari creații ale naturii. Pe cerul senin de toamnă, se vede clar cum se numește o bandă ușor luminoasă calea lactee, care are contururi neregulate cu lățimi și luminozitate diferite. Dacă luăm în considerare Calea Lactee, care formează galaxia noastră, printr-un telescop, se dovedește că această bandă strălucitoare se descompune în multe stele strălucitoare, care cu ochiul liber se îmbină într-o strălucire solidă. S-a stabilit acum că Calea Lactee este formată nu numai din stele și clustere de stele, dar și din norii de gaz și praf.

Praful spațial apare în multe obiecte spațiale, unde are loc o scurgere rapidă a materiei, însoțită de răcire. Se manifestă în Radiatii infrarosii stele fierbinți Wolf-Rayet cu un vânt stelar foarte puternic, nebuloase planetare, scoici de supernove și stele noi. Un numar mare de praf există în nucleele multor galaxii (de exemplu, M82, NGC253), din care există un flux intens de gaz. Efectul prafului cosmic este cel mai pronunțat în timpul radiațiilor stea noua. La câteva săptămâni după luminozitatea maximă a noii, în spectrul acesteia apare un puternic exces de radiație în domeniul infraroșu, cauzat de apariția prafului cu o temperatură de aproximativ K. În continuare

Praful interstelar este un produs al proceselor de diferite intensități care au loc în toate colțurile Universului, iar particulele sale invizibile ajung chiar la suprafața Pământului, zburând în atmosfera din jurul nostru.

Un fapt confirmat în mod repetat - naturii nu-i place golul. Spațiul exterior interstelar, care ni se pare a fi vid, este de fapt umplut cu gaz și particule microscopice de praf, cu dimensiunea de 0,01-0,2 microni. Combinația acestor elemente invizibile dă naștere unor obiecte de dimensiuni enorme, un fel de nori ai Universului, capabili să absoarbă anumite tipuri de radiatii spectrale stele, uneori ascunzându-le complet de cercetătorii terestre.

Din ce este făcut praful interstelar?

Aceste particule microscopice au un nucleu, care se formează în plic de gaz stele și depinde în întregime de compoziția sa. De exemplu, praful de grafit se formează din granule de corpuri de iluminat din carbon, iar praful de silicat se formează din cei cu oxigen. Aceasta este proces interesant, care durează decenii întregi: la răcire, stelele își pierd moleculele care, zburând în spațiu, se combină în grupuri și devin baza miezului unui bob de praf. În plus, se formează un înveliș de atomi de hidrogen și molecule mai complexe. In conditii temperaturi scăzute praful interstelar este sub formă de cristale de gheață. Rătăcind în jurul galaxiei, micii călători pierd o parte din gaz atunci când sunt încălziți, dar moleculele noi iau locul moleculelor plecate.

Locație și proprietăți

Cea mai mare parte a prafului care cade pe Galaxia noastră este concentrată în regiune Calea lactee. Se evidențiază pe fundalul stelelor sub formă de dungi și pete negre. În ciuda faptului că greutatea prafului este neglijabilă în comparație cu greutatea gazului și este de numai 1%, acesta se poate ascunde de noi corpuri cerești. Deși particulele sunt separate între ele de zeci de metri, dar chiar și într-o asemenea cantitate, cele mai dense regiuni absorb până la 95% din lumina emisă de stele. Dimensiunile norilor de gaz și praf din sistemul nostru sunt cu adevărat uriașe, sunt măsurate în sute de ani lumină.

Impactul asupra observațiilor

Globulele Thackeray ascund regiunea cerului din spatele lor

Praful interstelar absoarbe cel mai radiația stelelor, în special în spectrul albastru, le distorsionează lumina și polaritatea. Undele scurte din surse îndepărtate primesc cea mai mare distorsiune. Microparticulele amestecate cu gaz sunt vizibile ca pete întunecate pe Calea Lactee.

În legătură cu acest factor, nucleul galaxiei noastre este complet ascuns și este disponibil pentru observare doar în raze infrarosii. Norii cu o concentrație mare de praf devin aproape opaci, astfel încât particulele din interior nu își pierd coaja de gheață. Cercetători moderni iar oamenii de știință cred că ei sunt cei care, rămânând împreună, formează nucleele noilor comete.

Știința a dovedit influența granulelor de praf asupra proceselor de formare a stelelor. Aceste particule conțin diverse substante, inclusiv metale care acționează ca catalizatori pentru numeroase procese chimice.

Planeta noastră își crește în fiecare an masa datorită căderii inter praf de stele. Desigur, aceste particule microscopice sunt invizibile și, pentru a le găsi și studia, explorează fundul oceanului și meteoriții. Colectarea și livrarea prafului interstelar a devenit una dintre funcțiile navelor spațiale și misiunilor.

Când intră în atmosfera Pământului, particulele mari își pierd învelișul, iar cele mici se întorc invizibil în jurul nostru timp de ani de zile. Praful cosmic este omniprezent și similar în toate galaxiile, astronomii observă în mod regulat linii întunecate pe fața lumilor îndepărtate.