Астрофизики ДВФУ: крупные частицы кометной пыли могут обладать той же особенностью, что и мелкие

Астрофизики Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) вместе с российскими и зарубежными коллегами провели эксперименты с силикатом оливином, результаты которых не согласуются с теорией, общепринятой в моделировании частиц кометной пыли. Их результаты могут открыть новые перспективы в исследовании ближнего и дальнего космоса. Статья об этом опубликована в журнале Icarus.

Ученые исследовали 15 образцов силикатного минерала оливина диаметром полмиллиметра и обнаружили, что крупные и плотные частицы неправильной формы проявляют десятимикронную силикатную особенность, характерную для множества комет и протопланетных дисков. 

Силикатной особенностью измеряемого космического объекта астрофизики называют ряд пиков в определенной области инфракрасного спектра. Они характерны для силикатов — минералов, из которых на Земле состоит масса горных пород. Группа пиков располагается в спектре на длинах волн 9.2, 10.0, 10.5, 11.2 и 11.9 микрометров. Поскольку все они находятся рядом со значением длины волны 10 микрон, феномен назвали десятимикронной силикатной особенностью.

По применяемой сейчас при моделировании комет теории Ми, считается, что десятимикронная силикатная особенность может проявляться только у объектов с определенными свойствами: пылевая частица может быть сферической формы, но иметь размер менее 1 микрометра, либо быть большего размера, но иметь пористую структуру или состоять из отдельных мелких фрагментов.

«Такое строение частиц не соответствует тому, что обнаружили на высокоточных изображениях при исследовании кометы 67P/Чурюмова-Герасименко, и не согласуется с частью наземных исследований, что позволяет задавать к методу моделирования ряд вопросов, — рассказывает аспирант Школы естественных наук ДВФУ Екатерина Чорная. — Мы поставили эксперимент, чтобы выяснить, возможно ли воспроизвести силикатную особенность у достаточно крупных частиц оливина, которые можно представить аналогами космической пыли. Выбранные частицы имели размер намного более 1 микрона и плотную структуру, что уже не соответствует ограничениям, установленным теорией Ми. Частицы оливина не были пористыми и не состояли из отдельных мелких фрагментов, но мы доказали, что они также обладают силикатной особенностью».

Результаты эксперимента снимают ограничения по обязательной сферичности и размеру частиц, которые продуцируют десятимикронную силикатную особенность, и могут существенно повлиять на знания не только о кометах, но и о дальнем космосе.

Молодые астрофизики из ДВФУ Екатерина Чорная и Антон Кочергин уже несколько лет изучают микрофизические свойства кометной пыли: исследуют принципы движения космических пылевых частиц под действием солнечного излучения и проводят лабораторные эксперименты с их аналогами. Цель исследований — пролить свет на эволюционные процессы Солнечной системы. Это фундаментальное направление, которым занимаются многие научные группы по всему миру.

Практические измерения (поляриметрию и фотометрию комет) ученые ДВФУ осуществляют на базе Уссурийской астрофизической обсерватории Института прикладной астрономии РАН. Частицы оливина были исследованы с применением новейшего оборудования на базе научно-образовательного центра «Наноцентр» ДВФУ.

В работе приняли участие ученые Школы естественных наук ДВФУ, Гуманитарного колледжа в составе Университета Кёнг Хи (Южная Корея), Департамента Астрономии и космических наук Университета Кёнг Хи (Южная Корея), Института прикладной астрономии Российской академии наук, Института космических наук (США).

Астрофизики ДВФУ в составе международных групп участвуют в нескольких исследовательских проектах. Их результаты публикуются в авторитетных научных журналах Icarus, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Astronomy & Astrophysics и другие. В настоящее время партнерами по работе являются Университет Гранады, Институт астрофизики в Андалусии (Испания) и Астрономический институт Словацкой академии наук (Словакия).

Пресс-служба ДВФУ,
press@dvfu.ru