Затримана вода на зоряному пилі - новини з фізики
Генеалогічне дерево Чумацького Шляху
Повністю інтегрований контроль наноалмазів
Трохи ближче до сонця
Відстані від зірок
Що змушує зірки світити
Вулиця з одностороннім рухом для електронів
У новому підрахуванні знайдені сотні примірників "Ньюсона" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)
Наша Сонячна система сформувалася менш ніж за 200 000 років
Здоровий для Марса
Захоплена вода на зоряному пилі
Новини фізики від 22.09.2020 Астрофізика Фізика твердого тіла
Астрофізики з Єнського університету доводять, що частинки пилу в космосі змішуються з льодом.
Матерія між зірками в галактиці - так званому міжзоряному середовищі - складається з газу і, насамперед, багато пилу. У такому середовищі зірки та планети в якийсь момент почалися. Оскільки частинки пилу можуть злипатися і зростати разом, утворюючи небесні тіла. Крім того, на них відбуваються важливі хімічні процеси, з яких виникають складні органічні - можливо, навіть пребіотичні - молекули. Однак важливою передумовою цих процесів є існування води. Це відбувається в особливо холодному космічному оточенні у вигляді водного льоду. Але досі не було зрозуміло, як зв’язок льоду та пилу в цих регіонах простору. Дослідницька група з університету Фрідріха Шиллера в Єні та Інституту астрономії Макса Планка довели, що частинки пилу та лід змішуються між собою.
А. Потапов, Дж. Бууман, К. Єгер, Т. Хеннінг Змішування пилу/льоду в холодних регіонах і твердотільної води в дифузному міжзоряному середовищі Астрономія природи
Краще моделювання фізико-хімічних процесів у космосі
"До цього часу не було відомо, чи плавають лід і пил поруч один з одним, не пов'язані між собою, чи шар льоду огортає частинки пилу, чи обидва вони змішуються між собою", - пояснює д-р. Олексій Потапов з Єнського університету. «Ми порівняли спектри силікатів, виготовлених у лабораторії, водного льоду та їх сумішей з астрономічними спектрами протозіркових оболонок та протопланетних дисків. Ми виявили, що спектри майже збігаються, коли в цих середовищах змішують силікатний пил і водяний лід ".
Астрофізики черпають цінну інформацію з цієї інформації. "Ми повинні розуміти різні фізичні умови в різних астрономічних середовищах, щоб мати змогу краще моделювати фізико-хімічні процеси в космосі", - говорить Потапов. Крім того, вони могли б, наприклад, краще оцінити кількість матеріалу і зробити більш точні твердження про температури в різних районах міжзоряного та навколозоряного середовищ.
Затримана вода в пилу
Крім того, вчені з Єнського університету змогли використовувати експерименти та порівняння, щоб спостерігати, що відбувається з водою, коли температури зростають і лід зникає приблизно при 180 Кельвінах (-93 градусах Цельсія) або змінюється на газову фазу і тверду речовину, з яким вона асоціюється листя. "Деякі молекули води настільки міцно пов'язані з силікатом, що залишаються на поверхні або всередині частинок пилу", - говорить Олексій Потапов. “Ми підозрюємо, що така так звана“ захоплена вода ”- тобто захоплена вода - також існує в частинках пилу в космосі. Принаймні так припускає порівняння спектрів, отриманих в результаті лабораторних випробувань, та спектрів у так званому дифузному міжзоряному середовищі простору. Ми отримали чіткі вказівки на те, що там зафіксовані молекули води ".
Існування такої твердої води свідчить про те, що на частинках пилу в дифузному міжзоряному середовищі також можна знайти інші складні молекули. Якщо на такій частині присутня вода, то шлях до складних органічних молекул, наприклад, не дуже далекий. Це пояснюється тим, що частинки пилу, крім усього іншого, складаються з вуглецю, який у поєднанні з водою та під впливом ультрафіолетового випромінювання, такого, яке панує в навколишньому середовищі, сприяє утворенню метанолу. Органічна сполука вже спостерігалася в цих районах міжзоряного середовища - але дотепер ніхто не знав, звідки вона походить.
Наявність твердотільної води також може відповісти на запитання щодо іншого елемента: Хоча кількість кисню в міжзоряному середовищі відома, ми ще не мали жодної інформації про те, де саме її третина. Нові дослідження показують, що тверда вода в силікатах є прихованим резервуаром кисню.
Допомагає твердій воді з утворенням планет?
Крім того, “захоплена вода” може допомогти зрозуміти, як росте пил, оскільки вона може спонукати дрібні частинки злипатися і утворювати більші частинки. Цей ефект може навіть спрацювати при формуванні планет. "Якщо можна довести, що" захоплена вода "існувала - або могла існувати - в будівельних блоках землі, тоді можуть виникнути нові відповіді на питання про те, як вода потрапила на землю", - говорить Олексій Потапов. Але поки що це лише припущення, яких єнські дослідники хочуть виконувати в майбутньому.