Очень специфическая смесь минералов

Космический аппарат «Кассини» находится на орбите Сатурна с 2004 года, изучая гигантскую планету, её кольца и спутники. За десять с лишним лет через научный инструмент Cosmic Dust Analyzer прошли миллионы частиц пыли, преимущественно, из вулканов геологически активного спутника Энцелад.

Но среди миллионов частиц оказалось несколько особенных — 36 штук, которые выделяются среди общей толпы. Эти пылинки прилетели к нам из межзвёздного пространства. Хотя можно сказать, что это мы прилетели к ним.

Появление межзвёздной пыли в Солнечной системе не стало неожиданностью. В 90-е годы аппарат ESA/NASA Ulysses впервые наблюдал это вещество, что позже подтвердил аппарат Galileo. Пыль происходит из местного межзвёздного облака, через которое сейчас пролетает Солнечная система с неизменным направлением и скоростью.

Поскольку скорость и направление полёта межзвёздной пыли известны, то появилась идея поймать её в ловушку на аппарате «Кассини». «Мы знали, что если развернёмся в нужном направлении, то должны найти их», — говорит Николас Альтобелли (Nicolas Altobelli), исследователь проекта «Кассини» в Европейском космическом агентстве и ведущий автор научной работы, которая сегодня опубликована в журнале Science.

Поставить такую задачу перед «Кассини» решили по той причине, что станция должна много лет находиться практически в одной точке. Это предоставляет уникальную возможность для долговременного эксперимента.

В отличие от Ulysses и Galileo, спектрограф «Кассини» произвёл химический анализ межзвёздной пыли и показал, что там не лёд, а очень специфическая смесь минералов. Пыль состоит из основных породообразующих элементов, таких как магний, кремний, железо и кальций в нормальных для космоса пропорциях. А вот более реактивные сера и углерод найдены в количестве, меньше среднего по космосу.

Химический состав межзвёздной пыли показан на диаграммах. Нужно заметить, что межзвёздная пыль врезается в аппарат (или аппарат врезается в пыль, что не принципиально) со скоростью более 20 км/с, поэтому полностью испаряется от соударения. Этим и объясняется, что спектрограф регистрирует ионы элементов, а не молекулы. Родий и значительная часть углерода — это материал ловушки, которая тоже частично испаряется от соударения. Кстати, именно высокая скорость позволяет избежать гравитационной ловушки Солнечной системы, которую пыль пролетает.



«Мы восхищены, что "Кассини" сумел сделать такое открытие, учитывая что наши инструменты спроектированы для оценки пыли конкретно в системе Сатурна, как и все остальные системы аппарата», — сказал Марсия Бертон (Marcia Burton), специалист по анализу частиц из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, соавтор научной работы.

Все 36 частиц оказались на удивление почти идентичными по химическому составу. «Космическая пыль остаётся после смерти звёзд, но с учётом большого разнообразия звёзд во Вселенной, мы естественно ожидали гигантского разнообразия типов пыли за долгое время нашего исследования», — прокомментировал результаты Фрэнк Постберг (Frank Postberg) из Гейдельбергского университета, соавтор научной статьи.

Например, межзвёздная пыль с метеоритов была очень разнообразной по составу. «Кассини» же собрал исключительно отфильтрованную подборку. Учёные выдвигают версии, как могла быть произведена такая фильтрация в межзвёздном пространстве. Возможно, облако пыли подвергалось многократному воздействию проходящих ударных волн от звёздных взрывов.

Научная работа опубликована 15 апреля 2016 года в журнале Science (doi: 10.1126/science.aac6397).