人类首次收集到太阳系外的物质

来自太阳系之外的物质

　　根据伯克利和美国国家海军实验室的研究者的说法，这7颗尘埃微粒可能是我们首次收集到的来自太阳系之外的物质。研究者希望，能够通过这些微小的粒子了解星际尘埃的起源。

　　“这些被捕获的粒子是与它们同时代的星系的样本，因为它们作为尘埃与恒星共同经历了形成、死亡和物质的重新分布，”行星科学家Anna Butterworth说。

　　这项发现是NASA的研究人员与30000名“民间科学家”经过8年共同努力的成果。

　　2002年，NASA专门研究彗星的“星尘”任务从一束星际尘埃中获取了这些尘埃粒子。Butterworth将这束星际尘埃比喻成穿越星系的尘埃暴。在银河系的可见物质中，星际尘埃占据了1%左右的比例。我们现在对于这些尘埃的了解，主要来自于它们从遥远的距离吸收和发射了多少光。但是“星尘”任务收集到的这7个粒子，可能是科学家首次近距离地观察漂浮在恒星之间的物质。

　　这些粒子非常微小，其中最大的只有2微米宽，大约是一根头发直径的2%。这些较大的粒子实际上是更小的、晶体结构类似于雪花的粒子凝结而成的。但是，经过几百万年与其他粒子的碰撞，以及放射线的照射，这些粒子的形状已经面目全非了。

　　“我们认为，它们形成于某颗恒星，因为我们在其中发现了橄榄石和尖晶石，这两种矿物质都是在炽热的环境中才能形成的，”Butterworth说。

　　美国海军研究实验室的Rhonda Stroud和她的团队分析了收集板之间的金属箔，发现了一些微小的坑洞，可能是部分熔化的残余物。

　　有四个坑洞中的尘埃粒子残留物太小，无法在航天器用来收集尘埃粒子的气凝胶中显现出来；研究人员现在相信，这些可能就是星际尘埃的样本。但是，还有些天文学家指出，在这7个粒子中，有三个里面含有硫化合物，而科学家通常认为星际尘埃中是不会含有硫化合物的。

　　氧同位素检测将证明这7个尘埃微粒的来源。如果这些尘埃粒子中的氧同位素比例与我们在太阳系中常见的物质不同，那就可以确定它们来自太阳系以外。

　　“关于气凝胶，一件令人惊讶的事情是，它能够记录这些粒子被捕获时的轨迹，”物理学家Andrew Westphal说。当尘埃微粒粘到收集板上时，会在气凝胶中留下一段微小的痕迹，科学家可以根据这段痕迹找到落入气凝胶中的微粒。

　　他们要做的，就是发现这些细小的痕迹，但是这需要大量的工作。NASA扫描了收集板，建立了数字图像，以便仔细搜寻星际尘埃留下的蛛丝马迹。但是，约翰逊空间中心的工作人员才制作了一半气凝胶收集板的图像，就已经有将近一百万幅图了。

　　NASA需要帮助。一开始，这似乎是一项繁重的数据录入工作，天文学家和物理学家可以借助计算机完成。但是“星尘”任务的研究人员很快就改变了主意。“因为我们处于星际研究的前沿，我们不知道自己到底在寻找什么，”Butterworth说。

　　最后，NASA决定请公众帮忙。NASA的工作人员将图像转化成一系列小影片，观看者可以观看气凝胶层中深浅不同的部分，就像在数字显微镜下观察一样。然后，他们把这些图像上传到网上，这成为最早的民间科学项目之一，叫做Stardust@home。在接下来的几年里，有30000名左右的志愿者作为“尘埃寻找者”参与了这个项目，在图像中寻找新的和有趣的东西。

　　“我们的尘埃寻找者不仅仅进行寻找，他们还是一个重要的研究项目的积极合作者，”Butterworth说。实际上，在这些尘埃寻找者中，有714个人的名字被列入了这项新研究的作者名单。

　　当志愿者在图像中发现了可能的尘埃痕迹时，就做上标签，Westphal的团队会进行进一步的观察。有31个痕迹非常有趣，伯克利实验室的研究者用X射线显微镜研究了这些粒子的化学成分。分析发现其中29个粒子不仅来自太阳系，而且就来自于地球。

　　“我们收集到的大部分尘埃微粒都来自于航天器，是它们被太阳系中的小型物体碰撞掉下的残渣，”Butterworth说。是铝元素让我们知道这些微粒并非来自太空，因为太空中是不存在天然的铝元素的；还有些微粒中含有来自“星尘”任务的太阳能面板的气体。

　　但是Stroud说，对于其余的痕迹，研究者利用轨道模型排除了它们来自太阳系以内其他来源的可能。Buttterworth说，“从这些微粒的轨道判断，它们来自星际尘埃束所在的方向。”

　　还有100个Stardust@home项目的志愿者发现的尘埃轨迹等着研究人员分析。NASA的工作人员已经扫描了77块收集板的图像，还有55块需要扫描。未来的工作还有很多。