很难想象一个没有灰尘的世界。她无处不在,甚至在太空中。它只在太阳附近不存在,因为它不能存在于高温区域。灰尘是环境中最重要的组成部分之一,它显着影响其动态和特性。在行星学中,微米和纳米成分是天体结构的主要元素。至少类地行星是由它形成的。直到最近,太阳系中才出现了更多的尘埃和更小的天体。是什么原因?
例如,在月球上,过去 40 亿年里只积累了 10 米厚的风化层。只是它不是由灰尘组成,而是主要由碎片材料组成。另一件有趣的事情是:当谈到宇宙尘埃时,时间范围仅限于四十亿年(太阳系的年龄是45亿年)。
只是在很多年前,小行星撞击的强度就变得恒定了。科学家通过不同年龄岩石中宇宙尘埃的含量、地球上小行星陨石坑的年龄和月球陨石坑的密度来确定这一点。在太阳系诞生之初,这样的轰击更加猛烈。
但由于小行星被消耗且供应得不到补充,太阳系前五百年内撞击事件的频率有所下降。为什么沉积率在40亿年前就停止减少了?可能是因为系统中的这种损失开始被新陨石和尘埃的出现所补充。有几个过程对此做出了贡献。首先,空间侵蚀。当微陨石以宇宙速度与无大气层的物体表面碰撞时,它会蒸发,留下一个微陨石坑。石头的分子在辐射的影响下开始蒸发。由铁和硅组成的蒸汽冷却并聚集成灰尘,就像雪花中的水蒸气一样。在一个大的天体上(直径超过400-500公里),它沉积在地表。如果身体很小,那么产生的灰尘就会增加。从一粒宇宙尘埃中,可以形成多达一千个新的尘埃。
太阳系中尘埃和碎片的主要补充来源是主小行星带的第五环。不可能识别落在地球上的尘埃。但从分析来看,落在我们星球上的陨石都不是火星碎片或月球碎片。氧同位素O16和O17的比率表明它们来自第五环。但如果宇宙侵蚀是一个自我加速的过程,石头和尘埃颗粒以 1 比 100 的比例倍增,那么从逻辑上讲,这条带应该会爆炸。但这并没有发生,因为那里的尘埃与地球周围的尘埃一样多,飞过地球的太空探测器已经证明了这一点。侵蚀率不会增加,灰尘不会积聚。
在真空中移动的尘埃粒子主要与太阳辐射量子相互作用。在这种情况下,重力对其的影响是次要的。在星云中,情况恰恰相反。在那里,粒子在重力的影响下不断地相互作用,交换脉冲。结果,后者被平均并且轨道被排序。附近移动的灰尘颗粒的相对速度大约为零。如果在这样的运动过程中发生碰撞,它不会是破坏性的,而是会发生粒子或星子的合并。
当由此产生的小行星合并并开始相互加速时,破坏性阶段就开始了。飞行碎片移动的轨道不再是有序的。新的碰撞以更高的速度发生,但原行星已经收集了一切。因此,在尘埃和气体密度增加的条件下,大的天体从小的天体聚集在一起,形成恒星系统。只有在太阳系中,星子才出现得更早,甚至是在气尘星云崩溃的最后阶段。
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