Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Лунный образец 15415, также известный как « Скала Бытия »

Внеземной материал относится к естественным объектам на Земле, которые возникли в космосе. К таким материалам относятся космическая пыль и метеориты , а также образцы, доставленные на Землю в ходе миссий по возврату образцов с Луны , астероидов и комет , а также частицы солнечного ветра .

Внеземные материалы представляют ценность для науки, поскольку они сохраняют примитивный состав газа и пыли, из которых сформировались Солнце и Солнечная система .

Категории [ править ]

Внеземной материал для изучения на Земле можно разделить на несколько широких категорий, а именно:

  1. Метеориты слишком большие, чтобы испаряться при входе в атмосферу, но достаточно маленькие, чтобы их фрагменты лежали на земле, среди которых есть вероятные образцы с астероидов и поясов Койпера, а также с Луны и Марса.
  2. Лунные камни, доставленные на Землю в ходе лунных миссий с участием роботов и экипажа
  3. Космическая пыль, собранная на Земле, в стратосфере Земли и на низкой околоземной орбите, вероятно, включает частицы современного межпланетного пылевого облака, а также комет.
  4. Образцы , собранные образцы обратных задач из комет , астероидов , солнечного ветра , которые включают в себя «Stardust частицы» из современной межзвездной среды.
  5. Пресолнечные зерна (извлеченные из метеоритов и частиц межпланетной пыли), которые предшествовали формированию Солнечной системы . Это самые первозданные и ценные образцы.

Собран на Земле [ править ]

Пылеуловитель с блоками аэрогеля, используемый в миссиях « Звездная пыль» и « Танпопо» .

Примеры внеземного материала, собранного на Земле, включают космическую пыль и метеориты . Некоторые из метеоритов, обнаруженных на Земле, произошли от другого объекта Солнечной системы, такого как Луна , [1] марсианские метеориты , [2] [3] и метеорит HED с Весты . [4] [5] Другим примером является японская миссия Tanpopo, которая собирала пыль с низкой околоземной орбиты. [6] В 2019 году исследователи обнаружили межзвездную пыль в Антарктиде, которую они связывают с Местным межзвездным облаком.. Обнаружение межзвездной пыли в Антарктиде было сделано путем измерения радионуклидов Fe-60 и Mn-53 с помощью высокочувствительной масс-спектрометрии с ускорителем , где Fe-60 является явным признаком происхождения недавней сверхновой. [7]

Миссии по возврату образцов [ править ]

Основная статья: Миссия по возврату проб

На сегодняшний день образцы лунной породы были собраны с помощью роботизированных миссий и миссий с экипажем. Комета Wild 2 ( миссия Genesis ) и астероид Итокава ( миссия Hayabusa ) были посещены космическими роботами, которые вернули образцы на Землю, а образцы солнечного ветра также были возвращены роботизированной миссией Genesis . [8] [9]

Текущие выборки возвратные миссии OSIRIS-REX с астероидом Бенну , [10] [11] и Хаябуса-2 с астероидом Ryugu . [12] Несколько миссий по возврату образцов запланировано для Луны, Марса и спутников Марса (см .: Миссия по возврату образцов # Список миссий ).

Материал, полученный в ходе миссий по возврату образцов, считается нетронутым и незагрязненным, и их обработка и изучение должны проводиться в специализированных учреждениях, где образцы защищены от загрязнения с Земли и от контакта с атмосферой. [13] [14] [15] [16] Эти объекты специально разработаны для сохранения целостности образцов и защиты Земли от потенциального биологического заражения. К телам с ограниченным доступом относятся планеты или луны, которые, как предполагается, имели прошлую или настоящую среду обитания для микроскопической жизни, и поэтому должны рассматриваться как чрезвычайно биологически опасные . [17] [18]

Направления обучения [ править ]

Образцы, проанализированные на Земле, можно сравнить с результатами дистанционного зондирования, чтобы лучше понять процессы, сформировавшие Солнечную систему .

Содержание элементов и изотопов [ править ]

Современное содержание элементов накладывается на (развивающийся) средний галактический набор содержаний элементов, который был унаследован Солнечной системой вместе с некоторыми атомами из местных источников нуклеосинтеза во время образования Солнца. [19] [20] [21] Знание этих средних планетарной системы элементных содержаний служит в качестве инструмента для отслеживания химических и физических процессов , участвующих в формировании планет и эволюции их поверхностей. [20]

Изотопное содержание дает важные ключи к разгадке происхождения, трансформации и геологического возраста анализируемого материала. [22]

Внеземные материалы также несут информацию о широком спектре ядерных процессов. К ним относятся, например: (i) распад ныне потухших радионуклидов из побочных продуктов сверхновых, введенных в материалы Солнечной системы незадолго до коллапса нашей солнечной туманности , [23] и (ii) продукты звездного и взрывного нуклеосинтеза, обнаруженные в почти неразбавленных образуются в досолнечных зернах . [24] Последние предоставляют астрономам информацию об экзотических средах ранней галактики Млечный Путь .

Благородные газы особенно полезны, потому что они избегают химических реакций, во-вторых, потому, что многие из них содержат более одного изотопа, на котором присутствуют признаки ядерных процессов, и потому, что их относительно легко извлечь из твердых материалов простым нагреванием. В результате они играют ключевую роль в изучении внеземных материалов. [25]

Эффекты ядерного скалывания [ править ]

Частицы, подвергающиеся бомбардировке достаточно энергичными частицами, такими как частицы космических лучей , также претерпевают трансмутацию атомов одного вида в другой. Эти эффекты расщепления могут изменить изотопный состав микроэлементов в образцах таким образом, чтобы исследователи могли определить природу их воздействия в космосе. [ необходима цитата ]

Эти методы использовались, например, для поиска (и определения даты) событий в предземной истории родительского тела метеорита (например, крупного столкновения), которые резко изменили экспозицию материала в этом метеорите из космоса. Например, метеорит Мерчисон приземлился в Австралии в 1967 году, но его родительское тело, очевидно, претерпело столкновение около 800 000 лет назад [26], которое разбило его на части размером в метр.

Астробиология [ править ]

Астробиология - это междисциплинарная научная область, изучающая происхождение , раннюю эволюцию , распространение и будущее жизни во Вселенной . Он включает исследования присутствия органических соединений на кометах, астероидах, Марсе или лунах газовых гигантов . В настоящее время разрабатывается несколько миссий по возврату образцов к астероидам и кометам, основной интерес которых имеет астробиология. Дополнительные образцы астероидов, комет и лун могут помочь определить, образовалась ли жизнь в других астрономических телах и могла ли она быть перенесена на Землю метеоритами или кометами - процесс, называемый панспермией . [27] [28][29]

Считается, что многочисленные органические соединения в примитивных метеоритах и частицах межпланетной пыли происходят в основном из межзвездной среды . Однако этот материал мог быть модифицирован в протопланетном диске и в той или иной степени модифицирован в родительских телах астероидов. [30]

Космическая пыль содержит сложные органические соединения (аморфные органические твердые вещества со смешанным Aromatic - алифатический структура) , которые могут быть созданы естественным путем звезд и радиацией. [31] [32] [33] Считается, что эти соединения в присутствии воды и других пригодных для жизни факторов произвели и спонтанно собрали строительные блоки жизни. [34] [35]

Происхождение воды на Земле [ править ]

Основная статья: Происхождение воды на Земле

Происхождение воды на Земле является предметом значительного количества исследований в области планетологии , астрономии и астробиологии . Изотопные отношения представляют собой уникальный «химический отпечаток пальца», который используется для сравнения воды Земли с резервуарами в других частях Солнечной системы. Одно из таких изотопных соотношений, отношение дейтерия к водороду (D / H), особенно полезно при поиске происхождения воды на Земле. Однако, когда и как эта вода была доставлена ​​на Землю, является предметом постоянных исследований. [36] [37]

См. Также [ править ]

  • Космохимия
  • Куратор внеземных образцов
  • Глоссарий метеоритики
  • Межпланетное облако пыли
  • Список марсианских метеоритов
  • Миссия по возврату образцов на Марс

Ссылки [ править ]

  1. ^ «База данных метеоритных бюллетеней - результаты поиска лунных метеоритов» . База данных метеоритных бюллетеней . Метеоритное общество. 15 августа 2017 . Проверено 17 августа 2017 года .
  2. ^ База данных метеоритных бюллетеней
  3. ^ Treiman, AH; и другие. (Октябрь 2000 г.). «Метеориты SNC с Марса». Планетарная и космическая наука . 48 (12–14): 1213–1230. Bibcode : 2000P & SS ... 48.1213T . DOI : 10.1016 / S0032-0633 (00) 00105-7 .
  4. ^ McSween, HY; Р.П. Бинзель; MC De Sanctis; Э. Амманнито; TH Prettyman; А. В. Бек; В. Редди; Л. Ле Корр; MJ Gaffey; и другие. (27 ноября 2013 г.). «Рассвет; связь Весты и HED; и геологический контекст для эвкрита, диогенитов и говардитов» . Метеоритика и планетология . 48 (11): 2090–21–4. Bibcode : 2013M & PS ... 48.2090M . DOI : 10.1111 / maps.12108 .
  5. ^ Келли, MS; и другие. (2003). «Количественные минералогические свидетельства общего происхождения Коллаа 1929 года с 4 метеоритами Веста и HED» . Икар . 165 (1): 215–218. Bibcode : 2003Icar..165..215K . DOI : 10.1016 / S0019-1035 (03) 00149-0 .
  6. ^ Эксперимент Танпопо по астробиологическому облучению и захвату микрометеороидов на борту открытого объекта ISS-JEM . (PDF) Х. Яно, А. Ямагиши, Х. Хашимото1, С. Йокобори, К. Кобаяси, Х. Ябута, Х. Мита, М. Табата Х., Кавай, М. Хигашиде, К. Окудайра, С. Сасаки , Э. Имаи, Ю. Кавагути, Ю. Учибори11, С. Кодайра и команда проекта Танпопо. 45-я Конференция по изучению Луны и планет (2014 г.).
  7. ^ Koll, D .; и другие. (2019). «Интерстеллар 60Fe в Антарктиде». Письма с физическим обзором . 123 (7): 072701. Bibcode : 2019PhRvL.123g2701K . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.072701 . PMID 31491090 . 
  8. ^ Условия и состав солнечного ветра во время миссии Genesis, измеренные космическими аппаратами на месте . Дэниел Б. Райзенфельд, Роджер К. Винс, Брюс Л. Барраклаф, Джон Т. Стейнберг, Марсия Нойгебауэр, Джим Рейнс, Томас Х. Зурбухен. Обзоры космической науки, июнь 2013 г., том 175, выпуск 1, стр. 125–164.
  9. ^ "Genesis Science Team" . НАСА.
  10. Рианна Чанг, Кеннет (3 декабря 2018 г.). «Осирис-Рекс НАСА прибывает на астероид Бенну после двухлетнего путешествия» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 3 декабря 2018 года .
  11. ↑ Мортен, Эрик (31 декабря 2018 г.). «Космический корабль НАСА OSIRIS-REx выходит на близкую орбиту вокруг Бенну, побив все рекорды» . НАСА . Проверено 1 января 2019 .
  12. ^ Кларк, Стивен (28 июня 2018 г.). «Японский космический корабль достигает астероида после трех с половиной лет путешествия» . Космический полет сейчас . Проверено 2 июля 2018 .
  13. ^ Устройство для приема возвращаемых образцов Марса - Проект протокола испытаний для обнаружения возможных биологических опасностей в марсианских образцах, возвращенных на Землю (PDF) (Отчет). 2002. Средство для возврата проб потребует объединения технологий, используемых для строительства лабораторий с максимальной защитой (например, лабораторий с уровнем биобезопасности 4) с технологиями чистых помещений, которые потребуются для защиты образцов с Марса от загрязнения Земли.
  14. ↑ Проект протокола испытаний для обнаружения возможных биологических опасностей в марсианских образцах, возвращенных на Землю, заархивирован 22 февраля 2006 г. на Wayback Machine
  15. ^ Робототехника для чистых помещений - соответствующая технология для установки для приема проб . 2005 г.
  16. ^ Десятилетний обзор орбитального аппарата Mars Sample Return Orbiter 2010
  17. ↑ Полный текст Договора о космическом пространстве Договор о принципах, регулирующих деятельность государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела, заархивирован 08.07.2013 в Wayback Machine - см. Статью IX
  18. ^ Национальный центр космических исследований (CNES) (2008). «Договоры и рекомендации по защите планет» . Проверено 11 сентября 2012 .
  19. ^ Suess, HE; Юри, ХК (1956). «Изобилие стихий». Rev Mod Phys . 28 (1): 53–74. Bibcode : 1956RvMP ... 28 ... 53S . DOI : 10.1103 / RevModPhys.28.53 .
  20. ^ a b Кэмерон, AGW (1973). «Изобилие элементов в солнечной системе». Space Sci Rev . 15 (1): 121–146. Bibcode : 1973SSRv ... 15..121C . DOI : 10.1007 / BF00172440 . S2CID 120201972 . 
  21. ^ Андерс, E .; Эбихара, М. (1982). «Изобилие элементов в солнечной системе». Геохим. Космохим. Acta . 46 (11): 2363–2380. Bibcode : 1982GeCoA..46.2363A . DOI : 10.1016 / 0016-7037 (82) 90208-3 .
  22. ^ Клейтон, Роберт Н. (1978). «Изотопные аномалии в ранней солнечной системе» . Ежегодный обзор ядерной науки и физики элементарных частиц . 28 : 501–522. Bibcode : 1978ARNPS..28..501C . DOI : 10.1146 / annurev.ns.28.120178.002441 .
  23. ^ Зиннер, Эрнст (2003). «Изотопный взгляд на раннюю солнечную систему». Наука . 300 (5617): 265–267. DOI : 10.1126 / science.1080300 . PMID 12690180 . S2CID 118638578 .  
  24. ^ Зиннер, Эрнст (1998). «Звездный нуклеосинтез и изотопный состав пресолнечных зерен из примитивных метеоритов». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 26 : 147–188. Bibcode : 1998AREPS..26..147Z . DOI : 10.1146 / annurev.earth.26.1.147 .
  25. Перейти ↑ Hohenberg, C (2006). «Масс-спектрометрия благородных газов в 21 веке». Geochimica et Cosmochimica Acta . 70 (18): A258. Bibcode : 2006GeCAS..70Q.258H . DOI : 10.1016 / j.gca.2006.06.518 .
  26. ^ MW Caffee, JN Goswami, CM Hohenberg, K. Marti и RC Reedy (1988) в Метеоритах и ​​ранней солнечной системе (под ред. Дж. Ф. Керриджа и М. С. Мэтьюза, U Ariz. Press, Tucson AZ) 205-245.
  27. ^ Rampelotto, PH (2010). «Панспермия: многообещающая область исследований» (PDF) . Научная конференция по астробиологии . Проверено 3 декабря 2014 .
  28. ↑ Шостак, Сет (26 октября 2018 г.). «Кометы и астероиды могут распространять жизнь по галактике. Являются ли микробы из космоса источником жизни на Земле?» . NBC News . Проверено 31 октября 2018 года .
  29. ^ Гинзбург, Идан; Лингам, Манасви; Лоеб, Авраам (11 октября 2018 г.). «Галактическая панспермия». Астрофизический журнал . 868 (1): L12. arXiv : 1810.04307 . Bibcode : 2018ApJ ... 868L..12G . DOI : 10.3847 / 2041-8213 / aaef2d . S2CID 119084109 . 
  30. ^ [Проект 2. Внеземные материалы: происхождение и эволюция органических веществ и воды в Солнечной системе.] Институт астробиологии НАСА , Годовой отчет за 2007 год.
  31. ↑ Чоу, Дениз (26 октября 2011 г.). «Открытие: космическая пыль содержит органическое вещество звезд» . Space.com . Проверено 26 октября 2011 .
  32. ^ ScienceDaily Staff (26 октября 2011 г.). «Астрономы открывают сложную органическую материю, существующую повсюду во Вселенной» . ScienceDaily . Проверено 27 октября 2011 .
  33. ^ Квок, Солнце; Чжан, Юн (26 октября 2011 г.). «Смешанные ароматические и алифатические органические наночастицы как носители неидентифицированных характеристик инфракрасного излучения». Природа . 479 (7371): 80–3. Bibcode : 2011Natur.479 ... 80K . DOI : 10,1038 / природа10542 . PMID 22031328 . S2CID 4419859 .  
  34. ^ "О астробиологии" . Институт астробиологии НАСА . НАСА. 21 января 2008. Архивировано из оригинала 11 октября 2008 года . Проверено 20 октября 2008 года .
  35. ^ Кауфман, Марк. «История астробиологии» . НАСА . Проверено 14 февраля 2019 .
  36. Перейти ↑ Cowen, Ron (9 мая 2013 г.). «Общий источник воды Земли и Луны» . Природа . DOI : 10.1038 / nature.2013.12963 . S2CID 131174435 . 
  37. ^ Генда, Хиденори (2016). «Происхождение океанов Земли: оценка общего количества, истории и запасов воды». Геохимический журнал . 50 (1): 27–42. Bibcode : 2016GeocJ..50 ... 27G . DOI : 10,2343 / geochemj.2.0398 . ISSN 0016-7002 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Planetary Science Research Discoveries Образовательный журнал со статьями о внеземных материалах.