Praf din sistemul solarAtunci când vă curăţaţi casa cu ajutorul unui aspirator, foarte probabil aspiraţi şi praf din spaţiul cosmic. Nu glumesc. Este vorba despre acelaşi praf care cândva a făcut parte din comete şi asteroizi. Puteţi vedea acest praf în lumina slabă de dinainte de răsărit şi de după apusul Soarelui. Se estimează că mai mult de 40.000 de tone de praf din spaţiu ajung pe Pământ în fiecare an.

 

 

Deşi acest fapt nu poate fi pus la îndoială, există totuşi o dezbatere continuă cu privire la provenienţa acestui praf. Cea mai mare parte din el soseşte pe Pământ pe o traiectorie în formă de spirală din norul de praf interplanetar care se prezintă sub forma unui disc aflat în jurul Soarelui. Dar de unde provine acest disc de praf?

Praf de comete
Imaginea surprinde căderea unui meteorit. Credit: Kevin Clifford/AP.

Studii recente sugerează că mai puţin de 10% din acest praf provine de la asteroizi, o cantitate mult mai mare provenind de la familia de comete a planetei Jupiter. Aceste comete, care sunt formate toate din gheaţă şi praf, orbitează în jurul Soarelui în apropiere de Jupiter. Ele intră cel mai probabil în interiorul sistemul solar din cauza ciocnirilor cu alte comete aflate în centura Kuiper, o centură de materie care înconjoară sistemul solar şi care se extinde de la orbita planetei Neptun până mult în afara sistemului solar.

Când praful din spaţiul cosmic cade pe Pământ, în funcţie de dimensiunea şi abundenţa sa, se poate produce o ploaie de meteoriţi (numiţi uneori şi stele căzătoare). De fapt, curenţii de meteoriţi Perseidele şi Leonidele se produc anual ca urmare a trecerii Pământului prin resturile de praf care au fost lăsate de cometele Swift-Tuttle şi Tempel-Tuttle. Praful ce provine de la aceste comete călătoreşte cu o viteză mare, uneori cu mai mult de 150.000 km/h. Acesta este încetinit de atmosfera Pământului şi se aprinde sub forma unui fulger de lumină la contactul cu aceasta. Particulele mai mici sunt cele mai norocoase. Ele rezistă la contactul cu atmosfera Pământului şi ajung să cadă pe suprafaţa planetei.

NASA utilizează în mod regulat aeronave ER2 speciale, o versiune de cercetare a avionului de spionaj U2, care zboară în stratosferă (la o altitudine de aproximativ 20 km, dublă faţă de cea a unui avion comercial) pentru a aduna praf din spaţiu. Modalitatea prin care este capturat acest praf este simplă. Atunci când aeronava ajunge la o altitudine de croazieră din stratosferă, pilotul deschide câteva capsule aflate sub aripi ce conţin „tampoane lipicioase" prin care se colectează praful din spaţiu. Pe Pământ NASA utilizează un laborator extrem de curat pentru a alege praful din cadrul acelor capsule de colectare a prafului pentru ca cercetătorii, printre care mă număr şi eu, să le poată studia cu atenţie.



Cercetarea mea se bazează pe aceste particule de praf pentru că ele ne oferă cea mai bună oportunitate de a putea obţine mostre din comete. ER2 este o modalitate mult mai ieftină de a obţine aceste mostre. O altă metodă presupune lansarea unei nave spaţiale care să ajunge la o cometă, să se asigure că se mai poate întoarce înapoi după ce trece prin coada îngheţată şi prăfuită a cometei sau chiar după ce a aterizat pe suprafaţa sa. Până în prezent a existat o singură misiune de acest tip, misiunea Stardust a NASA.

Astfel de misiuni, în ciuda cheltuielilor mari pe care le necesită, furnizează cel mai valoroase mostre din cadrul sistemului solar pe care le vom obţine vreodată. Nava spaţială acţionează ca o capsulă care protejează mostrele atât în timpul călătoriei lor prin spaţiu, cât şi în momentele de intrare în atmosfera Pământului, atunci când încălzirea excesivă a acestora poate provoca schimbări ireversibile ale structurii lor.

Cometele conţin praful iniţial din care s-a format sistemul nostru solar şi, pentru că acestea se află departe de Soare în cea mai mare parte a vieţii lor, ele au acţionat ca un congelator ce a conservat praful care are o vârstă de miliarde de ani. Studiind acest praf se poate călători, într-un mod eficient, înapoi în timp către perioada de început a sistemului solar pentru a înţelege structura a tot ceea ce ştim, inclusiv materia organică precoce şi a apei.

Materia organică, compuşi chimici care conţin legături de hidrogen şi carbon, este de fapt omniprezentă în Univers. Una dintre marile întrebări ale oamenilor de ştiinţă este dacă compuşii organici care pot ajunge la suprafaţa planetelor pot constitui baza apariţiei vieţii. Noi încă nu ştim sigur cum a început viaţa pe Pământ. Dacă viaţa a apărut în acest mod atunci cometele şi asteroizii au putut reprezenta vehiculul prin care materia organică a călătorit prin spaţiu.

Aceeaşi poveste se aplică şi în cazul apei. În mod evident există o mare cantitate de apă pe Pământ, dar pentru a înţelege dacă aceasta a provenit în urma ciocnirilor Pământului cu asteroizi sau comete sau dacă ea a fost prezentă pe Pământ încă de la începutul formării acestuia, este necesar să studiem mostrele de praf aduse de comete.

Într-un studiu recent am măsurat diferiţi compuşi ai hidrogenului, carbonului, azotului şi oxigenului din mostrele de praf obţinute de NASA. Relaţiile dintre aceste elemente chimice diferite ne dezvăluie informaţii cu privire la locul în care s-a format cometa în raport cu Soarele. Tot ele ne spun, de asemenea, ce fel de viaţă a avut cometa. De exemplu, dacă a fost supusă vreodată unor temperaturi ridicate atunci noi ştim că a călătorit în apropierea Soarelui.

Aceste mostre de praf adaugă alte informaţii cu privire la istoria complicată a sistemului nostru solar şi ne ajută să înţelegem unde şi când s-au format planetele şi cum a apărut apa şi materia organică. Nu vom rezolva enigma sistemului solar în timpul vieţii mele, dar prin continuarea analizelor dedicate mostrelor de praf cosmic, care provin din cele mai îndepărtate locuri ale sistemului solar, vom putea înţelege de unde provin ele.



Traducere de Cristian-George Podariu după house-full-space-reveals-solar, cu acordul Phys.org, care a republicat articolul original oferit de The Conversation sub licenţă Creative Commons-Attribution/No derivatives.