Ученые выяснили, как межзвездная пыль быстро растет на углеродных зернах
Международная группа астрофизиков провела молекулярно-динамическое моделирование роста межзвездных пылинок и пришла к неожиданному выводу: углеродные зерна могут наращивать массу гораздо эффективнее, чем считалось ранее. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
Космическая пыль составляет лишь около 1% массы межзвездной среды, но играет ключевую роль в формировании звезд и планет. До сих пор оставалось загадкой, какой из двух основных источников пыли доминирует: выбросы из звезд или осаждение газа на уже существующие зерна.
Ученые смоделировали столкновения атомов углерода, водорода, кислорода и других распространенных элементов с поверхностью аморфного углерода при типичных для космоса температурах (от 10 до 1000 К). Оказалось, что для всех неинертных газов коэффициент прилипания превышает 0,2, а для некоторых достигает 1.
Это означает, что каждое пятое столкновение атома с пылинкой заканчивается его закреплением. При такой эффективности даже мелкие наночастицы за миллионы лет вырастают до микрометровых размеров — что сопоставимо с временем жизни гигантских молекулярных облаков.
«Мы были удивлены столь высокими значениями, — отмечают авторы. — Раньше считалось, что большинство атомов отскакивает от холодной поверхности, но наши расчеты показывают обратное». Результаты подтверждены лабораторными экспериментами на аналогах космической пыли.
Открытие снимает давнее противоречие в астрофизике: если рост пыли так эффективен, то значительная часть межзвездной пыли образуется именно путем аккреции газа, а не только из звездных выбросов. Это уточняет модели эволюции галактик и круговорота вещества во Вселенной.
