Každý rok spadne na Zemi 5 200 tun mimozemského prachu

Tento jemný déšť kousků komet a asteroidů daleko převáží větší meteority, které zasahují planetu. Výzkum na toto téma byl publikován 15. dubna v časopise Earth & Planetary Science Letters. Větších kusů vesmírných hornin přistane na Zemi ročně jen asi 10 tun. Detekovat vesmírný prach nebo sledovat jeho roční akumulaci je těžké navzdory jeho množství. Je to kvůli atmosférickým srážkám (dešti a sněhu), které jej na většině míst odplavují a smísí s prachem pocházejícím ze Země. Ale existuje místo, kde to přece jen jde.

Adélina země, francouzské území v Antarktidě, má minimum suchozemského prachu a sněžení je zde velmi předvídatelné. Na místě poblíž francouzsko-italské výzkumné stanice Concordia proběhlo během 20 let šest expedic, na nichž francouzský fyzik Národního centra pro vědecký výzkum (CNRS) Jean Duprat a jeho kolegové shromažďovali vesmírné částice. Vrstvy vesmírného prachu jsou v regionu dostatečně zachovány, takže vědci mohou dobře odhadnout, kolik spadlo v jednotlivých letech. 

Jak výzkum probíhá 

Vědci kopají sondy do sněhu a odnášejí sněhové vrstvy ve dvacetikilogramových sudech do laboratoře ve výzkumné stanici, kde sníh pečlivě roztaví a extrahují shromážděné prachové částice. Poté částice roztřídí a odstraní kontaminanty - jako jsou např. vlákna ze sněhových rukavic výzkumníků. Ze souhrnné hmotnosti částic z nálezů ve střední Antarktidě lze extrapolací zjistit, že každý rok ulpí na povrchu Země přibližně 5 200 tun (4 700 metrických tun) těchto malých částic o průměru 30 až 200 mikrometrů. (Pro informaci: lidský vlas má průměr asi 70 mikrometrů.) To dělá z těchto malých částic nejhojnější zdroj mimozemského materiálu na Zemi. 

Skutečné množství prachu je třikrát větší 

Vzhledem k tomu, že velká část vesmírného materiálu, která se propadá zemskou atmosférou, hoří (nebo se rozžhavením vypaří a poté zkondenzuje na prach), vědci odhadují, že každý rok vstoupí do atmosféry asi 15 000 tun vesmírného prachu a jen asi třetina dosáhne Země. Asi 80 % prachu pravděpodobně pochází z komet známých jako komety vychytávané Jupiterem. Mají krátké oběžné dráhy modifikované gravitací Jupiteru. Dalších 20 % prachu pravděpodobně pochází z asteroidů. 

Pochopení toku mimozemského materiálu na Zemi je důležité pro mnoho oblastí astrofyziky a geofyziky, protože tyto vesmírné horniny mohly přinést na planetu mnoho prvků. Některé teorie dokonce spekulují, že prvky a molekuly pocházející z vesmírných hornin mohly být v minulosti klíčové pro raný vývoj života na Zemi. 

Sonda Stardust 

Americká vesmírná agentura NASA nečeká, až kosmický prach sedne na Zemi, a v roce 1999 mu vyslala vstříc sondu Stardust. Hlavním úkolem americké sondy bylo uskutečnit výzkum komety 81P/Wild-2 a provést sběr prachových částic v meziplanetárním prostoru a při průletu kómou komety a dopravit je k analýze na Zemi. Na sondě byly umístěny dva sběrače ADC (Aerogel Dust Collectors) prachových částic rozměrů od 1 µm do 100 µm, analyzátor prachových částic CIDA (Comet and Interstellar Dust Analyzer) tvořený hmotovým spektrometrem, detektor prachových částic DFM (Dust Flux Monitor) a navigační kamera. Křemičitý aerogel je řídká netečná mikroporézní látka, která umožnila zachytit relativně rychlé částice bez velkých změn jejich fyzikálních a chemických vlastností. Hustota tohoto materiálu je tisíckrát nižší než hustota skla, proto je někdy nazýván „tuhý kouř“. Dopravu bloků aerogelu na Zemi zajistilo neřízené návratové pouzdro. S kosmickým prachem přistálo 15. ledna 2006 v Utahu. Obsah aerogelu pak několik let zkoumali dobrovolníci po celém světě, jimž NASA dala k dispozici mikrofotografie a mikrofilmy stop částic. Závěr byl, že kometární materiál se musel formovat ve Sluneční soustavě při velmi vysoké teplotě. Ledový obsah komet se pak vytvářel při teplotách jen několik desítek stupňů nad absolutní nulou na hranicích sluneční soustavy. Materiál nasbíraný z ohonu komety Wild-2 obsahoval „před-solární“ prachová zrna, což bylo identifikováno na základě jejich neobvyklého izotopového složení. Další výsledky mise Stardust najdete např. zde: https://stardust.jpl.nasa.gov/news/news116.html. 

Zdroje:

5,200 tons of extraterrestrial dust fall on Earth each year | Live Science

Wikipedia

https://stardust.jpl.nasa.gov/news/news116.html