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标题: 宇宙尘埃的身世之谜 [打印本页]

作者: 青岛烽火 时间: 2009-8-6 08:03
标题: 宇宙尘埃的身世之谜
寻找宇宙尘埃，证明我们自己
100多年前，乔治•桑写过一个童话:从前有一个讨厌的老太婆，大家把她从门口赶出去，可是她又从窗口溜进来；把她用扫帚赶走，但也只能使她移动一下身体，不久她又会在另外一个地方出现。她老是穿一件灰色的、肮脏的、拖在地上的长袍，戴着一个灰白色的面罩，只要微风吹过，这面罩就围着她蓬松的淡黄色的头发团团飞舞。这个人见人厌的尘埃仙女却说，整个世界都是她的作品，包括生命和珍宝、行星和星云。这不仅仅是个童话，从某种意义上说，我们都是尘埃，寻找尘埃就是寻找自己。

最大地面望远镜VLT拍摄到的宇宙为什么宇宙尘埃如此重要？
宇宙尘埃可以分为两种，一种是彗星尘埃，另外一种是星际尘埃。

星际尘埃——它们造就我们周围的世界
对于天文学家来说，星际尘埃通常是一个麻烦，但是对研究宇宙起源和演化的科学家来说它们是非常有用的。实际上，这些飘浮在真空中的微小颗粒造就了我们所见的周围世界。根据当前的理论，发生在130亿年前的大爆炸仅产生了最简单、最轻的元素——多数是氢，一些是氦，微量的锂和铍。

那些构成我们这个世界的较重元素随后在燃烧的恒星核心上以及核心内形成。但是这些元素是如何散布于整个宇宙，最终在我们这个小小的岩石星球上演化出生命的奇迹呢？令人吃惊的答案是：通过星际尘埃。

在这些闪光点的周围存在着肉眼无法观测到的星际尘埃
这些看上去无关紧要的微粒漂浮在星际空间，自身携带着产生恒星和行星的不可或缺的物质成分。

它们在等待合适的温度和环境以变化为缔造未来世界的使者。终于，超新星爆发为他们提供了这样一个机会。

恒星内形成的重元素变为微粒并被抛入星际空间。这些微粒飘进广袤的太空，可能与其他星际尘埃、气体混合，形成一个旋转的盘状体——这正是所有构成行星的原始材料。
这些看上去不起眼的星际尘埃，就是构成宇宙生命的细胞。

彗星尘埃——揭开太阳系起源之谜
据目前广为接受的太阳系起源“星云说”，太阳系内所有天体都来源于一个源头，那就是原始太阳星云。大约在50亿年前，这个星云在万有引力作用下收缩，形成一个星云盘，并从中诞生了太阳、行星、星云等天体。50亿年过去了，太阳系内许多天体的物质构成都发生了巨大变化，只有彗星是个例外。

1997年拍摄到的哈雷彗星，它们带给我们一个又一个秘密
彗星是沿着一些很扁的椭圆形轨道绕太阳运行，大部分时间都远离太阳，温度极低，物质的原始形态得以长久地冷冻而保存下来，成为研究太阳系原始物质形态的天然实验室。来自彗星的第一手样本将有助于科学家揭开太阳系的起源之谜。
寻找宇宙尘埃的功臣“稀密封”
星尘号飞船是科学家用来收集宇宙尘埃的太空探测器。宇宙空间中的彗星和星际尘埃颗粒会以10倍于星尘号的速度飞行，也就是以大约20千米/秒的相对速度撞上星尘号，而这一速度会令弱小的尘埃粉身碎骨。
为了捕捉宇宙尘埃，科学家请出了一个拥有奇特功能的悍将——稀密封。稀密封也就是气凝胶，它曾经被冠以各种形容词，“奇特的”、“神奇的”、“烟雾状的”等等。它的确是一种特殊的物质，它是固体，然而密度只有空气的几倍，放在手上几乎感觉不到重量，就像淡蓝色的固态烟。它还会投下橙色的影子。这和天空是蓝色而落日是红色属于一个道理。

稀密封这种新型气凝胶已经作为世界上最轻的固体，被载入吉尼斯世界纪录。它的研制者，美国宇航局喷气推进实验室公布新闻公告说，此种气凝胶主要由二氧化硅组成。在制作过程中，液态硅化合物首先与能快速蒸发的液态溶剂混合，形成凝胶，然后将凝胶放在一种类似加压蒸煮器的仪器中烘干，并经过加热和降压，形成多孔海绵状结构，最终获得空气比重占99.8%的气凝胶。
稀密封能够让直径1微米的颗粒减速并最终在几十位米内的距离上停下来，比其他任何已知物体更好的保护他们。星辰号飞船配有一个由稀密封做的网球拍状微粒收集器，一面用来收集彗星尘埃，一面用来收集星际尘埃。

“星尘号”上用来收集尘埃的稀密封“稀密封”不只是逮捕星际尘土，还可以绝缘、隔热，用处非常大。“机遇号”、“勇气号”火星车都是用“稀密封”绝缘，预计6个星期的寿命现在已快两年了，两个火星车都还在工作。

稀密封的绝热功能也决不能小觑，假如用稀密封将一栋在北极的房子绝热，那么，仅隔根蜡烛就可以保持房间的温暖。如果有一天，我们把它放在两块玻璃之间，那么房屋的保暖性能将大大提高。

这幅图展示了稀密封高效的绝热性能。将蜡笔放在被火焰炙烤的稀密封上，对温度敏感的蜡笔一点不会融化。

作者: 老戴、daiming 时间: 2009-8-6 10:54
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