人类首次收集到太阳系外物质：7颗尘埃微粒(图)

太阳系外的物质

根据伯克利和美国国家海军实验室的研究人员，这七个尘埃粒子可能是我们从太阳系外收集的第一批物质。研究人员希望通过这些微小的粒子来了解星际尘埃的起源。

行星科学家安娜·巴特沃斯说:“这些被捕获的粒子是他们同时代的星系的样本，因为他们经历了形成、死亡和物质以尘埃和恒星的形式一起重新分布。”。

这个发现是美国宇航局研究人员和30，000名“民间科学家”8年共同努力的结果

2002年，美国宇航局专门研究彗星的“星尘”任务从一堆星际尘埃中获得了这些尘埃粒子。巴特沃斯将这一束星际尘埃比作穿越星系的沙尘暴。在银河系的可见物质中，星际尘埃约占1%。我们目前对这些尘埃粒子的理解主要来自它们从远距离吸收和发射的光量。然而，“星尘”任务收集的七个粒子可能是科学家第一次近距离观察漂浮在恒星之间的物质。

这些微粒非常小，最大的只有2微米宽，大约是头发直径的2%。这些较大的颗粒实际上是由晶体结构类似于雪花的较小颗粒凝结而成的。然而，经过数百万年与其他粒子和辐射的碰撞，这些粒子的形状已经变得认不出来了。

“我们认为它们是在恒星中形成的，因为我们在其中发现了橄榄石和尖晶石。这两种矿物质都是在炎热的环境中形成的，”巴特沃斯说。

美国海军研究实验室的朗达·斯特劳德和她的团队分析了收集板之间的金属箔，发现了一些小孔，可能是部分熔化的残留物。

四个陨石坑中残留的尘埃颗粒太小，无法出现在航天器收集尘埃颗粒所用的气凝胶中。研究人员现在认为这些可能是星际尘埃的样本。然而，一些天文学家指出，七个粒子中有三个含有硫化合物，科学家普遍认为星际尘埃不含硫化合物。

氧同位素测试将证明七个尘埃粒子的起源。如果这些尘埃粒子中氧同位素的比例不同于太阳系中常见物质的比例，就可以确定它们来自太阳系之外。

物理学家安德鲁·威斯特伐尔说:“气凝胶的一个惊人之处在于，它可以记录这些粒子被捕获时的轨迹。”。当灰尘颗粒粘在收集板上时，它们会在气凝胶中留下微小的痕迹。科学家可以根据这一痕迹找到落入气凝胶的颗粒。

他们所要做的就是找到这些微小的痕迹，但这需要大量的工作。美国国家航空航天局扫描了收集板，制作了数字图像，仔细搜寻星际尘埃留下的线索。然而，约翰逊航天中心的工作人员只制作了气凝胶收集板的一半图像，而且已经有近一百万张图像。

美国宇航局需要帮助。起初，这似乎是一项繁重的数据输入任务，天文学家和物理学家可以借助计算机来完成。但是星尘研究人员很快改变了主意。“因为我们处于星际研究的前沿，我们不知道我们在寻找什么，”巴特沃斯说。

最后，美国宇航局决定向公众寻求帮助。美国国家航空航天局的工作人员将这些图像转换成一系列的小电影，让观众可以看到气凝胶层的不同阴影，就像在数字显微镜下一样。然后，他们将这些图像上传到互联网，这成为最早的民间科学项目之一，名为“星尘@家园”。在接下来的几年里，大约有30，000名志愿者作为“灰尘搜索者”参与了这个项目，在图像中寻找新的有趣的东西。

巴特沃斯说:“我们的尘埃搜索者不仅在搜索，他们还是重要研究项目的积极合作伙伴。”。事实上，新研究的作者名单中增加了714个尘埃搜寻者的名字。

当志愿者在图像中发现可能的灰尘痕迹时，他们给它们贴上标签，威斯特伐尔的团队将进行进一步观察。有31条痕迹非常有趣。伯克利实验室的研究人员用x光显微镜研究了这些粒子的化学成分。分析发现，29个粒子不仅来自太阳系，还来自地球。

巴特沃斯说:“我们收集的大部分尘埃粒子来自宇宙飞船，它们是被太阳系中的小物体撞击的碎片。”。是铝让我们知道这些粒子不是来自太空，因为太空中没有天然的铝。一些粒子还含有来自“星尘”任务太阳能电池板的气体。

但是斯特劳德说，对于剩余的痕迹，研究人员使用轨道模型排除了它们来自太阳系其他来源的可能性。巴特沃斯说，“从这些粒子的轨道判断，它们来自星际尘埃束的方向。”

还有100名“星尘”家庭志愿者发现的灰尘痕迹，等待研究人员进行分析。美国宇航局工作人员已经扫描了77张收集板的图像，还有55张需要扫描。今后仍有许多工作要做。

(原文转载自popularmechanics.com，原标题“我们可能第一次从太阳系以外收集了材料”，原作者科奥娜·史密斯-斯特里克兰，蝌蚪君编译。请注明转载来源。)