Аэрозоли Вселенной

Вселенная — это почти пустое пространство, в котором звёзды занимают лишь ничтожную часть. «Почти» не означает «совсем». Если стаканом объемом около 200 см3 «зачерпнуть» вещества из межзвездного пространства, то в нем окажется в среднем 20 атомов водорода и 2 атома гелия. Атомы других элементов распределяются в большем объеме. В безграничном межзвездном разреженном газовом пространстве зарождаются и существуют твердые частицы, которые образуют космическую пыль. В среднем принято считать, что на долю космической пыли и других образований, из которых формируются аэрозоли Вселенной, приходится около 1% массы межзвездной среды. Молекулярный водород компонуется в облаках, занимающих около 2% объема галактики. Еще не ясен состав этих облаков. Можно предположить, что водород в гигантских молекулярных облаках в состоянии конденсироваться с образованием сгустков, которые можно рассматривать как своеобразные аэрозоли. Впоследствии эти сгустки могут уплотняться в диски и сгущаться до звезд. С помощью астрономического спутника обсерватории Соединенных Штатов «Коперник» на основе оптических наблюдений по рассеянию света различной длины волны удалось получить соотношение между количеством атомов водорода и образований из них. Газообразного водорода оказалось в три раза больше водорода, входящего в состав образований, из которых формируются водородные облака. Источником космических аэрозолей является межзвездный газ. sochi-hot.info Помимо водорода в результате звездных термоядерных реакций в межзвездном пространстве рассеяны девять наиболее распространенных элементов: Не, С, N, О, Ne, Mg, Si, S, Fe. Каждый из этих элементов может входить в состав космической пыли. Кроме того, в межзвездном пространстве могут образовываться аэрозольные частицы из диэлектриков (например, силикатов), электропроводящего материала (в частности, из железа и графита), аммиака, метана и других газов, а также замерзшей воды. В этом случае процесс образования космических аэрозолей аналогичен появлению кристаллов в облаках атмосферы Земли, когда с нагретым воздухом в верхние слои атмосферы поступают пары воды.


По степени нагрева межпланетные аэрозоли можно условно отнести к трем группам: холодные пылинки имеют температуру 15—25 К, их около 37%; теплые частицы, число которых достигает 50%, нагреты до температуры 30—40 К; горячие частицы имеют температуру 250—500 К, но их относительно немного — всего 13%. Атмосфера звезд, как и межзвездное пространство, определяет состав аэрозольных частиц, входящих в эту атмосферу. Так, если в атмосфере обнаружен углерод, то в аэрозольных частицах может находиться графит и аморфный углерод. Кислород атмосферы обусловливает наличие в аэрозольных частицах кислородсодержащих соединений. Мы еще далеки от полного понимания того, как происходит формирование космической пыли, но уже сейчас есть достаточно оснований, чтобы описать по имеющимся сведениям качественную, а в некоторых случаях и количественную картину ее зарождения. Будущее покажет правомерность нынешних воззрений. Одна из гипотез образования звездной пыли основана на различии температуры космических аэрозолей. Тугоплавкие зародыши пылевидных частиц, образующиеся в атмосфере относительно холодных звезд, поступают с газом из более нагретого пространства в холодную среду и за счет десублимации переходят в твердую фазу. Таким путем получаются частицы, содержащие некоторые силикатные соединения и металлы, в частности железо. Атмосферные аэрозоли даже при круговом движении вокруг Земли покрывают расстояние немногим более 40 тысяч километров. Аэрозоли космического происхождения распространяются в пространстве, исчисляемом тысячами световых лет. Не следует путать межзвездную космическую пыль с метеоритами. Метеориты — это осколки планетного материала, и их состав отличается от состава межзвездной пыли. Большинство метеоритов каменные, из скальных пород. Каменные метеориты называют хондритами, поскольку они содержат округленные включения-хондры. Эти включения отличаются по составу других частей метеоритов и содержат до 5% различных соединений углерода. Некоторая (меньшая) часть метеоритов содержит железо — каменные включения, богатые металлами. Отдельные метеориты могут состоять из железа, никеля и других металлов. Они бывают различного размера: от мельчайших пылинок до огромных глыб.