如果在宇宙飞船中,开车穿过太空,将白手套的手伸出窗外,它会变脏。银河系恒星之间的空间充满了气体和尘埃——大量的尘埃。
今年夏天,欧洲航天局的普朗克卫星绘制了一张高分辨率的尘埃地图。该项目的最终目标是绘制宇宙微波背景图,这是宇宙暴力起源的电磁遗迹。
由于温暖的尘埃颗粒会发出微波,普朗克绘制这张地图只是为了观察尘埃后面的情况。宇宙学家通常认为尘埃发出的微波是“噪声”,会掩盖他们的数据,只能通过分析来消除其在测量宇宙微波背景时的影响。但对于其他天文学家来说,星际尘埃本身就很有用。其中一些人计划利用星际尘埃数据来研究银河系的磁场,其起源和行为尚不清楚。另一些人,如普林斯顿大学的布鲁斯·德雷恩,将研究尘埃颗粒的大小分布和组成。“宇宙是美丽的,”德雷恩说,“使它美丽的东西之一就是尘埃。”
尘埃颗粒的生命
1. 恒星内部
天文学家不知道所有星际尘埃的制造者,但他们确实知道红巨星——质量高达八倍太阳的恒星,在其生命的最后阶段——会产生相当多的尘埃。尘埃成分,如碳和氧,在氦原子融合时在恒星核心深处形成。
2. 恒星表面
红巨星内部的对流将新形成的尘埃原子从核心带到表面。恒星大气的条件和存在的元素将决定尘埃的化学成分。然后,恒星的脉动和风将这些原子吹入太空。
3. 在星际空间
随着原子在太空中继续漂移,它们冷却并凝结成尘埃颗粒。然后,新的尘埃颗粒将飘入宇宙,在那里它们可能聚集形成非常小的岩石,然后是小行星,最后是行星。七月,行星科学家宣布发现了星尘号航天器上的两颗候选尘埃颗粒。星尘号在太空收集了七年尘埃样本后于2006年返回地球。这将使人类目前拥有的尘埃颗粒总数达到三颗。找到一颗都需要在显微镜下仔细搜寻星尘号的粒子陷阱。第一颗尘埃颗粒也是由星尘号实验捕获的,于三月份公布。这三颗颗粒中,有两颗富含镁,而第三颗是碳基的。
常见问题解答
是的!在远离城市灯光的晴朗夜晚,观星者可以看到天鹅座附近银河系平滑带中的黑色斑块。那些斑块是尘埃带,它们阻挡了后面的星星。
尘埃颗粒是行星的构成要素。它们还保护气体云免受星光照射,并通过保持气体云冷却,使其能够凝结并形成新的恒星。“这就像一个生态系统,”普林斯顿大学的天文学家吉莉安·纳普说,“重要的是微小的东西,以及它们如何共同演变。”
必备术语
星际介质:天文学家称恒星之间所有这些物质为星际介质。尘埃颗粒仅占其质量的约1%,氢占80%,氦占其余大部分。
星际尘埃:尘埃颗粒是原子的聚集体,包括碳、硅、氧、镁和铝。富硅颗粒约占尘埃总量的70%,富碳颗粒构成其余部分。