Equipe da Missão Stardust da NASA relata que eles encontraram sete grãos de poeira que provavelmente vieram de fora do nosso sistema solar, talvez criado em uma explosão de supernova milhões de anos atrás e alterados por eras de exposição aos extremos do espaço. Eles seriam as primeiras amostras confirmados de poeira interestelar contemporânea.
Desde 2006, quando Stardust da NASA apresentou as suas aerogel e folha de alumínio coletores de pó para a Terra, uma equipe de cientistas vasculharam os colecionadores em busca de partículas raras, microscópicas de poeira interestelar. "Fundamentalmente, o sistema solar e tudo o que era, em última instância derivada de uma nuvem de gás e poeira interestelar ", diz Andrew Westphal, físico da Universidade da Califórnia, laboratório de ciências espaço de Berkeley e principal autor do artigo publicado esta semana na revista Science. "Nós estamos olhando para o material que é muito semelhante ao que fez o nosso sistema solar."
Os pesquisadores usaram o raio-x de transmissão de varredura e transformada de Fourier microscópios infravermelhos no ALS. O microscópio de raios-x descartadas dezenas de candidatos de poeira interestelar porque continham alumínio, não encontrada no espaço ou outras substâncias e, possivelmente, derrubado a nave espacial e embutido no aerogel. A espectroscopia de infravermelho ajudou a identificar a contaminação da amostra que poderia finalmente ser subtraído depois.
"Quase tudo o que sabe sobre a poeira interestelar anteriormente vêm de observações astronômicas, ou telescópios baseados no espaço de terra ou", diz Westphal. Mas telescópios não informá-lo sobre a diversidade ou complexidade de poeira interestelar, diz ele. "A análise destas partículas capturadas pela Stardust é o nosso primeiro vislumbre da complexidade de poeira interestelar, e a surpresa é que cada uma das partículas são bastante diferentes umas das outras."
"Eles são partículas muito preciosos", disse Andrew Westphal, um físico da Universidade da Califórnia, laboratório de Ciências Espaciais de Berkeley. Westphal advertiu que testes adicionais ainda precisa ser feito antes que a equipe pode dizer definitivamente que estes são pedaços de detritos do espaço interestelar. Mas se forem, as partículas podem ajudar a explicar a origem e evolução de poeira interestelar que até agora só podia ser adivinhado a partir de observações astronômicas.
Especificamente, estas partículas são muito mais diversificada em termos de composição química e estrutura do que se pensava; os pequenos são muito diferentes dos grandes, e pode ter tido diferentes histórias; e muitos dos grandes têm uma estrutura macia, como um floco de neve, disse ele.
"O fato de que as duas maiores partículas macias têm material cristalino - um mineral-magnésio-silicato de ferro chamado olivina - pode implicar que estes são partículas que vieram a partir dos discos em torno de outras estrelas e foram modificados no meio interestelar", acrescentou. "Parece que estamos começando o nosso primeiro vislumbre da diversidade surpreendente de partículas de poeira interestelar, o que é impossível para explorar através de observações astronômicas sozinho."
O gráfico abaixo mostra a partícula de pó chamado Hylabrook continha o mineral olivina cristalina (rosa), um material amorfo contendo magnésio e ferro (verde). Crédito: Westphal et al. 2014, Ciência / AAAS
Duas partículas, cada um apenas cerca de dois mícrons (milésimos de milímetro) de diâmetro, foram isolados a partir da luz, detectores de aerogel macios após as suas faixas foram descobertos por voluntários que se autodenominam "espanadores" que digitalizados mais de um milhão de imagens através de Stardust @ home, um projeto de cidadão-ciência UC Berkeley que se mostrou fundamental para encontrar essas agulhas em um palheiro. A terceira faixa foi feita por uma partícula vindo na direção certa - o fluxo do vento interestelar - mas, aparentemente, estava indo tão rápido, mais de 15 quilômetros por segundo (10 quilômetros por segundo), que é vaporizada. Outros 29 faixas descobertos por voluntários estavam determinados a ter sido expulso da nave espacial para os colecionadores.
Um adicional de 100 faixas encontrados por espanadores ainda não foram analisados, e apenas 77 dos 132 painéis de aerogel foram digitalizados até o momento. Westphal espera encontrar mais de uma dúzia de partículas de poeira interestelar em tudo - um milionésimo da quantidade de material cometário pego por outros colecionadores que estavam a bordo Stardust.
Quatro das partículas reportados na Science foram encontrados em folhas de alumínio localizadas entre telhas de aerogel na bandeja do coletor. Embora as folhas não foram originalmente planejado como superfícies de coleta, uma equipe internacional liderada pelo físico e nanoastronomer Rhonda Stroud do Laboratório de Pesquisa Naval procurou as folhas para os menores grãos que podem ser capturados, também pequena a imagem no aerogel. A equipe identificou quatro poços revestidos com material parcialmente derretido composto por elementos que se encaixam no perfil de partículas de poeira interestelar.
"Eles estavam splatted um pouco, mas a maioria das partículas ainda estavam lá no fundo da cratera", disse Stroud. "A diversidade foi uma surpresa, mas também estas partículas macias, como uma espécie de salada mista, eram complexas, uma aglomeração de outras partículas, em vez de uma partícula densa sugerida pelos modelos mais simples de partículas interestelares."
Três dessas partículas, a poucos décimos de micron de diâmetro, também continha compostos de enxofre que alguns astrônomos argumentaram não ocorrem em partículas de poeira interestelar. Stroud e outros membros da equipe plano exame preliminar para continuar a análise dos 95 por cento restantes das chapas, na esperança de encontrar partículas suficientes para entender a variedade e as origens da poeira interestelar.
As duas partículas incorporado-aerogel - apelidado de Orion e Hylabrook por seus descobridores Duster e co-autores de papel - são destinados a outros testes para determinar suas abundâncias de isótopos de oxigênio, o que pode fornecer evidências ainda mais fortes de uma origem extra-solar. Supernovas, gigantes vermelhas, e outras estrelas evoluídas produzir poeira interestelar e gerar elementos pesados, como carbono, nitrogênio e oxigênio, que são necessárias para a vida.
Stardust foi lançada em 1999 para voar através do coma do cometa Wild-2 e capturar pó do cometa com telhas de aerogel e folhas de alumínio, montado na parte frontal de um colector de dois lados. Coletores montado na parte traseira foram projetadas para capturar partículas da "tempestade de neve de poeira interestelar que flui através da galáxia", disse UC Berkeley físico de pesquisa Anna Butterworth.
"Este pó é relativamente novo, uma vez que o tempo de vida de poeira interestelar é apenas 50 a 100 milhões anos, por isso estamos provando nossa galáxia contemporânea", disse Butterworth.
Os coletores de pó de cometas e interestelares separadas, cada uma raquete de ténis mosaico tamanho de 132 telhas de aerogel, foram lançadas de pára-quedas como Stardust voou pela Terra em 2006, e um consórcio de cientistas liderados por Westphal começou a analisar os colecionadores interestelares. Cientistas do Centro Espacial Johnson, em Houston ter digitalizado metade dos painéis em várias profundidades através do aerogel transparente e transformou esses exames em filmes. Westphal e sua equipe adaptado ao cinema por seu microscópio virtual, permitindo espanadores, 714 são co-autores do artigo da Science - para ir em linha e procurar faixas como se focando um microscópio em diferentes profundidades.
"Esperávamos encontrar grãos inferiores a um mícron toda que deixaria um rasto de alguns mícrons de largura. Isso é cerca de um quinto da largura de um cabelo humano. Podemos não ver as partículas em um microscópio óptico, para que os espanadores são olhando para as faixas de impacto que eles fizeram ", disse Butterworth.
Uma vez que vários espanadores com etiquetas de uma faixa provável, a equipe de Westphal vetados eles. Nos milhão de quadros digitalizados, cada um quadrado de meio milímetro, flanelas encontrados 69 faixas, enquanto Westphal encontrou dois.
Trinta e um deles foram extraídos juntamente com áreas aerogel por cientistas do Centro Espacial Johnson e enviados para a UC Berkeley para ser analisado por um microscópio de transmissão de varredura de raios-x, ou STXM, ligado a uma linha de luz síncrotron na Fonte Advanced Light em Lawrence Berkeley National Laboratory. STXM utilizados raios-X suaves para sondar a composição química, e descartou 29 grãos por conterem metal de alumínio, o que não ocorre no espaço, ou outras substâncias, provavelmente, eliminado da sonda e incorporado no aerogel.
Stardust @ home vai continuar a analisar os restantes telhas detector de aerogel, uma vez Fase 7 começa em agosto 15. análise Foil também serão incorporadas ao projeto em breve.
"Como um dos primeiros projetos cidadão-ciência, Stardust @ home foi um sucesso incrível", disse Butterworth, que é o primeiro autor de um dos 12 trabalhos MAPS sobre o projeto. "Se tivéssemos uma pessoa que procura o aerogel 40 horas por semana, que teria levado três anos para cobrir uma vez que a mesma área procurou várias vezes pelos espanadores."
A imagem no topo da página é um raio-X multiwavelength, infravermelho e imagem compilação óptica do remanescente de supernova de Kepler, SN 1604.
The Daily Galaxy via NASA, DOE / Lawrence Berkeley National Laboratory
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