2019-04-13 07:30:02
NRL研究人员冒险到北极寻找宇宙尘埃

在抵达南极洲无情的大陆上的麦克默多站后,仍然需要Rhonda Stroud博士进行为期两天的安全培训和四小时的飞行,然后才能成为她最需要的地方:世界的最低点。

两年来,海军研究实验室的物理学家斯特劳德一直致力于在南极收集大气尘埃(也称为宇宙尘埃)的实验。现在实验正在结束,她已经开始进行为期三周的停留以收集样品,并拆除收集装置。根据斯特劳德的说法,南极是宇宙尘埃收集的理想之地,因为它拥有我们这个星球上最纯净的空气。

从她的研究中获得的信息将为研究人员提供有关太阳系起源的线索:行星的形成,彗星和小行星的组成,以及原始气体和尘埃进入地球和生命的演变,正如我们今天所知道的那样。

斯特劳德说:“宇宙尘埃进入我们的大气层,每年大约进入40,000吨,它来自小行星和彗星。” “因此,宇宙尘埃是太阳系起始时保留的积木碎片。”

在南极,斯特劳德使用一台名为“漫画尘埃吸盘”的机器收集了她的样品。她描述的设备很像真空吸尘器或空气净化器 - 但与这些家用设备收集的垃圾不同,这种设备收集的灰尘非常宝贵 - 不仅对斯特劳德而且对世界各地的研究人员而言。

“尘土吸盘”位于一间小屋内,管道看起来像是从小屋指向清洁空气区域的炉子通风管,“她解释道。 “我们用一个大风扇和鼓风机从管道中吸入空气。灰尘沉积在过滤器上,类似于家用空气净化器中的那些。”

在她留在南极期间,斯特劳德冒着低至40以下的风寒温度来收集她的研究样本,并最终解构了宇宙尘埃吸盘。然后将她精心收集的样品包裹,储存并运送到陆军工程兵团冷区研究和工程实验室(CRREL)的项目合作伙伴处。

一旦样本和斯特劳德回到美国,斯特劳德的工作远未结束。她和她的项目合作伙伴仍然不得不对样品进行微观分析,以发现隐藏在其中的宇宙尘埃。除了收集宇宙尘埃外,过滤器还可以从收集管本身中拾取铝颗粒等。

“宇宙尘埃粒子本身很小,可能是10微米,大约是人类头发的十分之一,”她说。 “你无法用眼睛看到它们。我们经常使用电子显微镜,因为这样可以让我们看到非常详细的东西并测量它们的成分。”

他们在分析过程中遇到的更令人惊讶的发现包括滑石颗粒,这是一种由水合硅酸镁组成的矿物,斯特劳德说研究人员不希望从彗星或小行星中获得。

斯特劳德说:“我们不能把它排除在彗星的奇怪和新的组成部分之前......直到我看到它们在南极释放的气象气球。” “他们在那里进行气候监测,每天两次释放气球。这些乳胶气球用滑石覆盖,因此当它们被包装时,它们不会粘在一起。”

虽然滑石粉的发现并不等于任何东西,但斯特劳德表示,无数的可能性仍在等待在尘埃中被发现,行星科学界的成千上万的人都很想知道结果。

“一些[研究人员]希望进行同位素测量,以告诉他们太阳系中的位置或颗粒何时形成,”她说。 “他们可以进行稀有气体测量,测量氦气或氩气的量,以判断[粒子]在太空中暴露多久。”

“其他人想知道那里形成了什么矿物质,”她补充说。 “所以他们会看看元素竞争和晶体结构。”

在接下来的几个月里,其他项目合作者将检查这两年值得收集的宇宙尘埃。该项目的主要研究人员是CRELL实验室的Susan Tailor,该项目由NASA行星科学部门资助。合作伙伴包括学术和研究机构。

斯特劳德说:“我们将继续做一些初步工作,以确定我们拥有多少颗粒,然后这些颗粒将可用于任何想要研究它们的人。”

她指出,Cal Tech的Ken Farley已经测量了颗粒中的一些氦含量,确保研究人员从过滤器中收集了大量的宇宙尘埃。 NRL地质学家Kate Burgess博士正在对样品进行大部分电子显微镜检查。

虽然收集宇宙尘埃的资金正在结束,但斯特劳德仍然对这项研究将揭示的新可能性感到兴奋。

“现在,我们有机会与这些藏品一起开展新的科学研究,”她说。

猜您喜欢的其它内容