Межпланетное облако пыли - Interplanetary dust cloud
Межпланетное облако пыли , или зодиакальная облако , состоит из космической пыли (мелких частиц , плавающих в космическом пространстве ) , который проникает в пространстве между планетом в пределах планетарных систем , такие как Солнечная система . Эта система частиц изучалась много лет, чтобы понять ее природу, происхождение и связь с более крупными телами.
В Солнечной системе частицы межпланетной пыли участвуют в рассеивании солнечного света и в испускании теплового излучения , которое является наиболее заметной особенностью излучения ночного неба с длинами волн 5–50 мкм . В размеры частиц зерна , характеризующих инфракрасное излучение вблизи орбиты Земли обычно находится в диапазоне 10-100 мкм.
Полная масса межпланетного пылевого облака примерно равна массе астероида радиусом 15 км (с плотностью около 2,5 г / см 3 ). Трансграничным зодиак вдоль эклиптики , это облако пыли видно , как зодиакальный свет в безлунной и естественно темное небо и лучше всего видно Sunward во время астрономических сумерек .
В Pioneer космических аппаратов наблюдения в 1970 - е годы связывали зодиакальный свет с межпланетного облака пыли в Солнечной системе. Кроме того, прибор VBSDC на зонде New Horizons был разработан для обнаружения ударов пыли от зодиакального облака в Солнечной системе.
Источник
Источники межпланетных пылевых частиц (IDP) включают, по крайней мере, столкновения астероидов, активность комет и столкновения во внутренней части Солнечной системы, столкновения пояса Койпера и зерна межзвездной среды (Backman, D., 1997). Действительно, один из самых давних споров, обсуждаемых в сообществе межпланетной пыли, вращается вокруг относительного вклада в межпланетное облако пыли от столкновений астероидов и кометной активности.
Жизненный цикл частицы
Основными физическими процессами, «влияющими» (механизмы разрушения или вытеснения) межпланетных пылевых частиц, являются: изгнание радиационным давлением , радиационное сопротивление внутрь Пойнтинга-Робертсона (ПР) , давление солнечного ветра (со значительными электромагнитными эффектами), сублимация , взаимные столкновения и динамические эффекты планет (Backman, D., 1997).
Время жизни этих пылевых частиц очень мало по сравнению со временем жизни Солнечной системы. Если кто-то находит зерна вокруг звезды, возраст которой превышает 10 000 000 лет, значит, они должны быть из недавно выпущенных фрагментов более крупных объектов, т.е. они не могут быть остатками от протопланетного диска (Бакман, частное сообщение). Следовательно, зерна будут пылью «более позднего поколения». Зодиакальная пыль в Солнечной системе на 99,9% состоит из пыли более поздних поколений и на 0,1% проникает в пыль межзвездной среды . Все первобытные зерна образования Солнечной системы были давно удалены.
Частицы, на которые в первую очередь влияет радиационное давление, известны как «бета-метеороиды». Обычно они меньше 1,4 × 10 -12 г и выталкиваются от Солнца в межзвездное пространство.
Облачные структуры
Межпланетное пылевое облако имеет сложную структуру (Reach, W., 1997). Помимо плотности фона, сюда входят:
- По крайней мере, 8 пылевых следов - их источником считаются короткопериодические кометы .
- Ряд пылевых полос, источниками которых считаются семейства астероидов в главном поясе астероидов . Три сильные полосы возникают из семейства Фемиды , в семье Koronis , и семьи Eos . К другим исходным семействам относятся семьи Мария , Эуномия и, возможно, семьи Веста и / или Гигиея (Reach et al. 1996).
- Известно по крайней мере 2 резонансных пылевых кольца (например, резонансное для Земли пылевое кольцо, хотя считается, что каждая планета в Солнечной системе имеет резонансное кольцо со следом) (Jackson and Zook, 1988, 1992) (Dermott , SF et al., 1994, 1997).
Сбор пыли на Земле
В 1951 году Фред Уиппл предсказал, что микрометеориты диаметром менее 100 микрометров могут замедляться при столкновении с верхними слоями атмосферы Земли без плавления. Современная эра лабораторных исследований этих частиц началась с полетов по сбору стратосферы, осуществленных Д. Е. Браунли и его сотрудниками в 1970-х годах с использованием воздушных шаров, а затем самолетов U-2 .
Хотя некоторые из обнаруженных частиц были похожи на материал в современных коллекциях метеоритов, нанопористая природа и неравновесный средний космический состав других частиц предполагали, что они начинались как мелкозернистые агрегаты нелетучих строительных блоков и кометного льда. Позже межпланетная природа этих частиц была подтверждена наблюдениями за благородными газами и следами солнечных вспышек .
В этом контексте в Космическом центре Джонсона в Техасе была разработана программа сбора и обработки этих частиц в атмосфере . Эта коллекция стратосферных микрометеоритов, наряду с досолнечными зернами из метеоритов, являются уникальными источниками внеземного материала (не говоря уже о том, что они сами по себе являются небольшими астрономическими объектами), доступными для изучения в лабораториях сегодня.
Эксперименты
Космические аппараты с детекторами пыли включают Pioneer 10 , Pioneer 11 , Ulysses (гелиоцентрическая орбита на расстояние до Юпитера), Galileo (орбитальный аппарат Юпитера), Cassini (орбитальный аппарат Сатурна) и New Horizons (см. Счетчик пыли студента Venetia Burney ).
Смотрите также
- Вход в атмосферу
- Брайан Мэй
- Околопланетный диск
- Космическая пыль
- Межгалактическая пыль
- Межгалактическая среда
- Межгалактическое пространство
- Межпланетная пыль
- Межпланетная среда
- Межпланетное пространство
- Межзвездная пыль
- Межзвездная среда
- Межзвездное пространство
- Микрометеороид
- Звезда Табби
- Зодиакальная пыль
использованная литература
дальнейшее чтение
- Джексон А.А.; Зук, HA (1988). "Пылевое кольцо Солнечной системы с Землей как ее пастырь" . Природа . 337 (6208): 629–631. Bibcode : 1989Natur.337..629J . DOI : 10.1038 / 337629a0 . S2CID 4351090 .
- Джексон А.А.; Зук, HA (1992). «Орбитальная эволюция пылевых частиц комет и астероидов» . Икар . 97 (1): 70–84. Bibcode : 1992Icar ... 97 ... 70J . DOI : 10.1016 / 0019-1035 (92) 90057-E .
- Мэй, Брайан Гарольд (2008). Исследование радиальных скоростей в облаке зодиакальной пыли (кандидатская диссертация) . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-0-387-77705-4.
- Бакман, Дана (1997). "Семинар Exozody, НАСА-Эймс, 23-25 октября 1997 г.". Внесолнечное зодиакальное излучение - Отчет исследовательской группы НАСА .
- Отчет группы НАСА по внесолнечной зодиакальной эмиссии
- Дермотт, Сан-Франциско; Jayaraman, S .; Сюй, YL; Густафсон, AAS; Лиу, JC (30 июня 1994 г.). «Околосолнечное кольцо астероидной пыли в резонансном замке с Землей». Природа . 369 (6483): 719–23. Bibcode : 1994Natur.369..719D . DOI : 10.1038 / 369719a0 . S2CID 4345910 .
- Дермотт, С.Ф. (1997). «Сигнатуры планет в зодиакальном свете». Внесолнечное зодиакальное излучение - Отчет исследовательской группы НАСА .
- Левассер-Регур, AC (1996). «Оптические и тепловые свойства зодиакальной пыли». Физика, химия и динамика межпланетной пыли, Серия конференций ASP, Том 104 . С. 301–.
- Рич, W. (1997). «Общая структура зодиакального пылевого облака». Внесолнечное зодиакальное излучение - Отчет исследовательской группы НАСА .
- Радиус действия, WT; Franz, BA; Вейланд, JL (1997). "Трехмерная структура полос зодиакальной пыли". Икар . 127 (2): 461–484. Bibcode : 1997Icar..127..461R . DOI : 10.1006 / icar.1997.5704 .