Команда исследователей из Испании и Франции создала лабораторную установку, называемую ими Stardust machine – устройство, которое моделирует активность в окрестностях красных гигантов, где формируется реальная звездная пыль. В своей новой научной работе группа, возглавляемая Лидией Мартинес (Lidia Martínez), описывает созданную ею машину и результаты исследования с ее помощью естественных процессов формирования звездной пыли.
Красные гиганты представляют собой очень крупные звезды, которые, как считается, находятся на последней стадии своего развития, на которой они теряют водород, и у них не остается «топлива» для реакций термоядерного синтеза. Ученые интересуются этими звездами, поскольку считается, что они обеспечивают Вселенную «строительным материалом» для планет и других космических объектов. Астрономы также полагают, что красные гиганты являются источником звездной пыли, которая наполняет собой межзвездную среду. Считается, что звездная пыль рождается в оболочке, окружающей красный гигант, и имеет сложный состав – ученые идентифицировали в составе вещества частиц звездной пыли свыше 200 уникальных молекул. Однако ввиду того, что эта пыль формируется в условиях высоких температур и мощного радиационного фона, реальные наблюдения этого процесса затруднены, и ученые до сих пор имеют лишь весьма примерное представление о механизмах формирования звездной пыли.
Большинство экспериментов по моделированию этого процесса включали сжигание химических веществ или разложение плазмы, однако эти опыты не дали ученым ответа на основные вопросы, касающиеся сути процесса. В этом новом исследовании астрофизики воспользовались иным подходом – они построили машину, имитирующую условия в оболочке, окружающей красный гигант. Исследователи назвали ее просто – Stardust («Звездная пыль»). При помощи этого устройства, в котором поддерживается глубокий вакуум, исследователи произвели эксперименты по формированию звездной пыли – однако в обратном направлении. Такие эксперименты включают объединение атомарного газа в агрегаты и определение химического состава in situ, то есть непосредственно в реакционном сосуде.
Эти эксперименты выявили, что частицы углеродной пыли, аналогичные частицам, образующимся в окрестностях красных гигантов, могут формировать различные углеродистые материалы. Исследователи нашли, что в этих условиях почти не образуются ароматические соединения и фуллерены, что идет в разрез с современными теориями формирования звездной пыли. Мартинес и ее коллеги считают, что их находки могут произвести переворот в теориях околозвездных оболочек.