Губчатая пыль Вселенной может быть колыбелью жизни: астрономы
Космическая пыль — не просто красивый фон астрофотографий вроде знаменитых «Столпов Творения». Эти мельчайшие частицы — строительный материал для планет, астероидов и комет. Но ее настоящая природа долго оставалась загадкой. Одним из спорных вопросов было то, насколько эта пыль «пористая», то есть насколько она похожа на губку, пронизанную микроскопическими пустотами.
В новой работе под руководством Алексея Потапова из Йенского университета имени Фридриха Шиллера, опубликованной в журнале Astronomy and Astrophysics Review, исследователи утверждают, что космическая пыль может быть гораздо более рыхлой, чем предполагалось ранее.
Почему важна пористость
Пористость — ключевой фактор, определяющий, как протекают химические реакции в межзвездных облаках. Чем больше поверхность пылинки, тем активнее она участвует в реакциях, например в образовании молекулярного водорода (H₂). Если частица имеет сложную губчатую структуру, ее площадь значительно больше, чем у компактной — и это делает ее своего рода микроскопическим «катализатором» жизни.
Такая структура позволяет частицам удерживать летучие вещества, вроде воды или углекислоты, защищая их от разрушения под действием космического излучения. Именно таким образом пыль может переносить эти вещества на молодые планеты, включая раннюю Землю, создавая условия для зарождения жизни.
Ученые различают два вида пористости: внутреннюю, когда пустоты находятся внутри самих частиц, и внешнюю — возникающую при скоплении множества пылинок, между которыми остаются зазоры. Обе играют роль в формировании химической среды будущих планетных систем.
Как астрономы ищут ответ
Исследователи опирались на четыре источника данных: образцы, собранные космическими миссиями, наблюдения телескопов, лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование.
Первый тип данных — это пыль, доставленная на Землю зондами Stardust и Rosetta. Первая миссия прошла через шлейф кометы Wild 2 и вернула образцы в 2006 году. Вторая — исследовала комету 67P/Чурюмова — Герасименко. Оба аппарата обнаружили не только плотные, но и крайне рыхлые частицы — некоторые с пористостью до 99%.
Наблюдения с телескопа ALMA показали, что в молодой звездной системе HL Tau пыль имеет пористость около 90%. Ученые предполагают, что со временем частицы могут уплотняться из-за столкновений. В другой системе, IM Lup, данные рассеяния света указывают на существование фрактальных структур — пылинок, напоминающих клубки из множества связанных между собой зерен.
От лабораторий до компьютерных моделей
Создать «звездную пыль» на Земле непросто, но возможно. Исследователи используют лазеры, чтобы испарять образцы пород, а затем наблюдают, как конденсируются микрочастицы. Полученные материалы неизменно оказываются чрезвычайно пористыми, что совпадает с результатами миссий Rosetta и Stardust.
Моделирование процессов столкновения частиц также подтверждает: при медленном «сцеплении» они образуют рыхлые структуры, хорошо сохраняющие пустоты. На атомном уровне такие микропоры способны удерживать молекулы воды и замедлять их испарение в космосе.
Следующий шаг к пониманию
Несмотря на множество косвенных подтверждений, окончательных доказательств того, что большая часть космической пыли действительно «губчатая», пока нет. Ученые осторожны в выводах: для уверенности нужны дополнительные наблюдения и миссии.
Однако если гипотеза подтвердится, она может изменить представления о ранних этапах эволюции планетных систем и даже о механизмах появления жизни. Возможно, пыль, кажущаяся лишь фоном звездного неба, — это и есть колыбель, из которой рождаются миры.
И, как шутят авторы, если космическая пыль действительно похожа на губку, то, возможно, в будущем искусственный интеллект обновит знаменитый снимок «Столпов Творения» — добавив в него несколько видимых пустот.
