Praful interstelar

În astronomie , praful interstelar (în engleză  : praf interstelar ) este o componentă a mediului interstelar . Este o fracțiune importantă din praful cosmic ( praful cosmic ).

Reprezentând abia ~ 1% din masa mediului interstelar, praful interstelar este format din particule de doar câteva zeci până la câteva miliarde de atomi, ceea ce corespunde dimensiunilor tipice de la câțiva nanometri la ~ 0,1  micrometri . Dimensiunea unei particule poate fi în mod excepțional mult mai mare, cu un diametru de până la 25  µm . Densitatea prafului interstelar este similar cu cel al fumului de țigară, adică pentru bula locală aproximativ 10 -6 praf granule / m 3 , fiecare având o masă medie de aproximativ 10 -17  kg și .

Praful interstelar diferă în ceea ce privește:

Praful interstelar estompează lumina. Scade luminozitatea stelelor cu aproximativ jumătate la fiecare 1000 de ani lumină . Pe de altă parte, atenuează numai lumina vizibilă și nu afectează celelalte lungimi de undă .

Istorie

Praful din norul interstelar local a fost detectat pentru prima dată fără ambiguitate în 1992, de către sonda Ulysses .

Patru metode de observare sunt disponibile astăzi:

Origine

Praful interstelar este format în principal din stele care au intrat în faza gigant roșie a evoluției lor. Marea majoritate a particulelor interstelare provin din reziduuri de stele expulzate de acestea la sfârșitul vieții .

Compoziția prafului este determinată în principal de temperatura stelelor mamă. Unele molecule se formează numai la temperaturi foarte ridicate, în timp ce altele se formează la temperaturi mai scăzute .

Conform cunoștințelor actuale, praful se formează în plicurile stelelor care au suferit o evoluție târzie și care au semnături observabile specifice .
De exemplu, în infraroșu , emisiile de aproximativ 9,7 micrometri în lungime de undă , caracteristice silicaților, sunt observate în jurul stelelor „reci” (stele uriașe bogate în oxigen ). De asemenea, putem observa emisiile în jur de 11,5  µm , datorate carburii de siliciu , în jurul altor tipuri de stele reci ( stele uriașe bogate în carbon ).

În plus, boabele se formează în apropierea stelelor din apropiere în timp real; de exemplu: [stil de recenzie]

.

Sistem solar

O mare parte din praful găsit în sistemul solar a fost transformat și reciclat din obiecte și corpuri în mediile interstelare. Praful se ciocnește frecvent cu stele precum asteroizii și cometele . De fiecare dată, este transformat de noile componente care alcătuiesc aceste corpuri.

Caracteristici fizice

99% din masa mediului interstelar este sub formă de gaz, restul de% este sub formă de praf.

Formă

Particulele care alcătuiesc praful interstelar variază ca formă.

Compoziție chimică

Boabele de praf interstelar prezintă compoziții izotopice extrem de exotice (în comparație cu materialele obișnuite din sistemul solar), care sunt, în general, cunoscute ca fiind legate de procesele nucleosintetice care lucrează în stele la sfârșitul vieții lor .

Mărimea Bonanza, cel mai mare bob presolar identificat vreodată (25  µm în diametru), a făcut posibilă măsurarea compoziției izotopice a unui număr mult mai mare de izotopi decât în ​​celelalte boabe: Li, B, C, N, Mg, Al , Si, S, Ca, Ti, Fe și Ni. Anomaliile izotopice mari găsite pentru C, N, Mg, Si, Ca, Ti, Fe și Ni sunt tipice pentru materialul expulzat de supernove de tip II . Analiza TEM arată, de asemenea, că ordinea cristalografică variază la scara µm , iar analiza STEM - EDS conform căreia bobul este format din sub-boabe de dimensiuni între puțin mai puțin de 10  nm și puțin mai mult de 100  nm . Bonanza are, de asemenea, cel mai mare raport inițial de 26 Al / 27 Al înregistrat vreodată, ceea ce nu este surprinzător pentru un bob direct dintr-o supernovă.

Distrugere

Boabele de praf interstelar pot fi fragmentate de lumina ultravioletă , prin evaporare , prin pulverizare și prin coliziuni între ele sau cu alte stele.

Praful poate fi, de asemenea, transformat prin explozii din supernove sau novas . De asemenea, într-un nor dens există procesul fazelor gazoase în care fotonii ultraviolete evacuează electronii energetici din cereale din norul .

Studiu și importanță

Din primele observații astronomice, praful interstelar este un obstacol pentru astronomi, deoarece ascunde obiectele pe care doresc să le observe. Astfel, la începutul XX - lea  secol , astronomul Edward Emerson Barnard identifică nori negri în Calea Lactee.

Când oamenii de știință încep să practice astronomie în infraroșu, descoperă că praful interstelar este o componentă cheie a proceselor astrofizice. Este responsabil în special pentru pierderea de masă a unei stele aflate în pragul morții. De asemenea, joacă un rol în primele etape ale formării stelelor și ale planetelor.

Evoluția prafului interstelar oferă informații despre ciclul de reînnoire a materiei stelare. Observațiile și măsurătorile acestui praf, în diferite regiuni, oferă o perspectivă importantă asupra procesului de reciclare în medii interstelare , nori moleculari , precum și sisteme planetare, cum ar fi sistemul solar, unde astronomii consideră că praful se află în stadiul său cel mai reciclat.

Metode de detectare

Praful interstelar poate fi detectat prin metode indirecte care utilizează proprietățile radiante ale acestui material. De asemenea, poate fi detectat direct folosind o varietate de metode de colectare în multe locații. Pe Pământ, în general, cade în medie 40 de tone pe zi de materie extraterestră. Particulele de praf sunt colectate din atmosferă folosind colectoare plate situate sub aripile avioanelor NASA care pot zbura în stratosferă. Se găsesc și la suprafața unor mase mari de gheață ( Antarctica , Groenlanda și Arctica ) și în sedimente situate în adâncurile oceanului. De asemenea, la sfârșitul anilor 1970, Don Brownlee, de la Universitatea din Washington din Seattle , a identificat natura acestor particule extraterestre. Meteoriții sunt, de asemenea, o altă sursă, deoarece conțin praf de stele.

Mulți detectoare folosesc lumină infraroșie pentru a detecta praful interstelar. Într-adevăr, acest tip de undă luminoasă poate pătrunde în nori de praf interstelar, permițându-ne să observăm regiunile în care se formează stelele și centrele galaxiilor. De asemenea, datorită telescopului spațial Spitzer al NASA (cel mai mare telescop cu infraroșu trimis în spațiu) sunt posibile multe observații.

praf de stele

18 martie 2014In timpul 45 - lea lunar și planetar Conferința de Știință  (în) , The Jet Propulsion Laboratory (JPL), un joint - venture NASA si Institutul de Tehnologie din California (Caltech), anunță că aerogelului a colectorului de sonda spatiala Stardust ar fi capturat , în 2000 și 2002, în timpul tranzitului sondei către cometa 81P / Wild , șapte boabe de praf interstelar, readuse pe Pământ în ianuarie 2006.

JPL confirmă anunțul pe 14 august 2014.

Confirmarea este urmată de publicarea unui articol publicat a doua zi (15 august) în revista științifică americană Science .

Cele șapte probe sunt I1043.1.30.0.0 („Orion”), I1047.1.34.0.0 („Hylabrook”), I1003.1.40.0.0 („Sorok”), I1044N.3, I1061N3, I1061N.4 și I1061N.5 .

Nume de utilizator Masa Compoziţie Masa volumică
I1043.1.30.0.0 3,1  ± 0,4  pg Mg 2 SiO 4 scăzut ( 0,7  g · cm -3 )
I1047.1.34.0.0 4,0  ± 0,7  pg Mg 2 SiO 4 scăzut (< 0,4  g · cm -3 )
I1003.1.40.0.0 ~ 3  pag - -

Rosetta

Sonda Rosetta, lansată în 2004, a analizat în 2014 praful interstelar emis de cometa 67P / Tchourioumov-Guérassimenko . În special, a detectat mulți compuși organici (inclusiv glicină , un aminoacid ), precum și fosfor .

Note și referințe

  1. (fr + en) Intrare „  praf interstelar  ” [html] , pe TERMIUM Plus , baza de date lingvistică și terminologică a Guvernului Canadei (accesat la 13 noiembrie 2014)
  2. (fr + en) Intrare „praf interstelar → interstelar”, în Magdeleine Moureau și Gerald Brace ( pref.  Jean Dercourt ), Dicționar de științe ale Pământului (engleză-franceză, franceză-engleză): Dicționar cuprinzător de științe ale Pământului (engleză-franceză , Franceză-engleză) , Paris, Technip , col.  „Publicații ale Institutului Francez al Petrolului  ”,2000, XXIX-XXIV-1096  p. ( ISBN  2-7108-0749-1 , OCLC  43653725 , notificare BnF n o  b37182180d ), p.  255 citit online [html] (accesat la 13 noiembrie 2014)]
  3. (fr + en) Intrare „cosmic → praf cosmic”, în Magdeleine Moureau și Gerald Brace, op. cit. , p.  113 citit online [html] (accesat la 13 noiembrie 2014)]
  4. (în) Frank Gyngard, Manavi Jadhav, Larry R. Nittler, Rhonda Stroud și domnul Ernst Zinner, "  Bonanza: Un praf de cereale extrem de larg dintr-o supernovă  " , Geochimica și Cosmochimica Acta , vol.  221,15 ianuarie 2018, p.  60-86 ( DOI  10.1016 / j.gca.2017.09.002 ).
  5. Séguin și Villeneuve 2002 , p.  262-263
  6. „Aplicațiile legăturii electrodinamice la călătoriile interstelare” Gregory L. Matloff, Less Johnson, februarie 2005
  7. (în) E. Grün H. Zook, Mr. Baguhl, A. Balogh, Bame S. și colab. , „  Descoperirea cursurilor de praf Jovian și a boabelor interstelare de către nava spațială Ulysses  ” , Nature , vol.  362,1 st aprilie 1993, p.  428-430 ( DOI  10.1038 / 362428a0 ).
  8. Sterken și colab. (2019) .
  9. (în) Roberta M. Humphreys , Donald W. Strecker și EP Ney , "  Observații spectroscopice și fotometrice ale M supergigantelor din Carina  " , Astrophysical Journal , vol.  172,1972, p.  75- ( DOI  10.1086 / 151329 , rezumat , citit online ).
  10. Evans 1994 , p.  164-167.
  11. Evans 1994 , p.  147-148.
  12. Boulanger, F .; Cox, P. și Jones, AP (2000). „Cursul 7: Praful în mediul interstelar” Astronomia spațiului în infraroșu, azi și mâine : 251, pagină prezentă în ce volum? p. F. Casoli, J. Lequeux și F. David. 
  13. (în) E. Casuso și JE Beckman, „  Explaining the Galactic Interstellar Dust Grain Size Distribution Function  ” (accesat la 2 decembrie 2010 )
  14. (în) Charlene Lefevre Laurent Pagani, Bilal Ladjelate Michiel Min, Hiroyuki Hirashita Robert Zylka, „  Evoluția prafului în nucleele pre-stelare  ” , APAR în lucrările Conferinței Internaționale  Entitled mm Universe , nr .14 noiembrie 2019, p.  2 ( citiți online , consultat la 12 februarie 2020 )
  15. (en) Departamentul de astronomie al OSU, „  Praf interstelar  ” (accesat la 30 noiembrie 2010 )
  16. (în) LB D'Hendecourt , LJ Allamandola și JM Greenberg , „  Îmbogățirea volatilă a elementelor particulelor de praf interplanetare condritice  ” , Astronomy and Astrophysics , vol.  152,1985, p.  130-150
  17. (ro) JM Greenberg , „  Formare radicală, prelucrare chimică și explozie de cereale interstelare  ” , Astrofizică și știința spațiului (Simpozionul asupra astrofizicii în stare solidă, University College, Cardiff, Țara Galilor, 9-12 iulie 1974) , vol.  139,1976, p.  9–18 ( rezumat , citit online )
  18. James Lequeux , Mediul interstelar: praful interstelar , Les Ulis / Paris, EDP ​​Sciences ,2002, 467  p. ( ISBN  2-86883-533-3 , citit online ) , p.  168
  19. (în) Eberhard Grün , Praful interplanetar , Berlin, Springer,2001, 804  p. ( ISBN  3-540-42067-3 , citit online )
  20. Hubert Reeves , „  Originea Universului  ”, Philosophical Horizons , vol.  2,1992, p.  21
  21. (în) C. Leinert și E. Gruen (1990) "Interplanetary Dust" Physics and Chemistry in Space (R. Schwenn și E. Marsch eds.) . Pp 204-275, Springer-Verlag. 
  22. (în) California Institute of Technology, "  Prezentare generală a misiunii telescopului spațial Spitzer  " (accesat la 24 noiembrie 2010 )
  23. (în) "  45th Lunar and Planetary Science Conference (2014): Stardust Mission and Cosmic Dust (Marți, 18 martie 2014)  " [PDF] (accesat la 13 noiembrie 2014 )
  24. (ro) Andrew J. Westphal și colab. , „  Raport final al ISPE Stardust: șapte particule probabile de praf interstelar  ” [PDF] (accesat la 13 noiembrie 2014 )
  25. (în) David C. Agle , Dwayne C. Brown și William P. Jeffs , „  Stardust Interstellar Space Particles Descovers Potential  ” [html] pe jpl.nasa.gov
  26. (ro) Andrew J. Westphal și colab. , „  Dovezi pentru originea interstelară a șapte particule de praf colectate de nava spațială Stardust  ” , Știință , vol.  345, nr .  6198,15 august 2014, p.  786-791 ( DOI  10.1126 / science.1252496 , rezumat , citit online [PDF] , accesat la 13 noiembrie 2014 ) Coautorii articolului sunt, pe lângă Andrew J. Westphal: Rhonda M. Stroud, Hans A. Bechtel, Frank E. Brenker, Anna L. Butterworth, George J. Flynn, David R. Frank, Zack Gainsforth, Jon K. Hillier, Frank Postberg, Alexandre S. Simionovici, Veerle J. Sterken, Larry R. Nittler, Carlton Allen, David Anderson, Asna Ansari, Saša Bajt, Ron K. Bastien, Nabil Bassim, John Bridges, Donald E. Brownlee , Mark Burchell, Manfred Burghammer, Hitesh Changela, Peter Cloetens, Andrew M. Davis, Ryan Doll, Christine Floss, Eberhard Grün, Philipp R. Heck, Peter Hoppe, Bruce Hudson, Joachim Huth, Anton Kearsley, Ashley J. King, Barry Lai, Jan Leitner, Laurence Lemelle, Ariel Leonard, Hugues Leroux, Robert Lettieri, William Marchant, Ryan Ogliore, Wei Jia Ong, Mark C. Price, Scott A. Sandford, Juan-Angel Sans Tresseras, Sylvia Schmitz, Tom Schoonjans, Kate Schreiber, Geert Silversmit, Vicente A. Solé, Ralf Srama, Frank Stadermann, Thomas Stephan, Julien Stodolna, Stephen Sutton, Mario Trieloff, Peter Tsou, Tolek Tyliszczak, Bart Vekemans, Laszlo Vincze, Joshua Von Korff, Naomi Wordsworth, Daniel Zevin și Michael E. Zolensky, precum și 30.714 utilizatori de internet din proiectul Stardust @ home .

Anexe

Bibliografie

Document utilizat pentru scrierea articolului : document utilizat ca sursă pentru acest articol.

Articole similare

linkuri externe