巨大的尘埃云可以携带来自垂死恒星的气体使新恒星受精

传统的天文学家-看着星系和恒星的人-他们讨厌尘埃，”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家纳斯说。“这就是阻碍他们前进的东西。”

就像尘埃堆积在床下一样，宇宙尘埃很难避免。Nuth说：“从这里到任何地方，大约占全部东西的2%。”但这并不会一无所有地占用所有空间。

灰尘凝结成小行星和行星。巨大的尘埃云可以携带来自垂死恒星的气体使新恒星受精。围绕年轻行星的尘埃可以使它们保持温暖，从而为水的收集和有机分子的形成提供了表面。但是，是否会产生这些影响，仅取决于如何以最小的规模构造这些微小的尘埃颗粒。

这就是为什么Nuth发射“确定未知但有意义的特征”(或DUST探测火箭)的原因。该火箭将由美国宇航局和日本宇航局共同合作，进行短暂的太空飞行，将实验室设备运送到零重力环境中。Nuth和他的团队将在那里建立自己的尘埃颗粒，希望阐明这些微小斑点在我们宇宙中扮演的巨大角色。DUST首次从新墨西哥州的白沙导弹靶场发射的机会始于2019年10月7日。

扬尘

尽管很普遍，但不容易形成宇宙尘埃。当单个原子碰撞并彼此粘附时，会产生尘粒。但是在太空中，直接碰撞很少发生(形成尘埃的空间密度比海平面的空气低27亿倍)。即使原子碰撞，它们也可能不会粘住。在先前的实验中，Nuth发现，锌原子之间每发生100,000次碰撞，只有三个会粘附在正在生长的尘埃晶体上。

一旦几个原子挤在一起，就会出现摇摆不定的类似叠叠乐的塔。纳斯说：“您正在上升不稳定的阶梯。”“小集群真的想分崩离析。”但是，如果您可以在所有侧面上包围足够多的原子，那么系统将开始稳定。您的尘粒越来越大。

尘粒自身碰撞时，事情才变得有趣起来。如果它们像雪一样堆积成雪球，它们对光或热的反应就不会太大。但是，如果将它们链接成花边状，类似雪花的结构，它们会做得更多。这种结晶的尘埃聚集物像帆一样捕捉星光，将气体从一颗恒星旋转到另一颗恒星。它们还散发热量，有可能改变其所覆盖行星的命运。Nuth说：“如果您的成长中的星球被尘土覆盖的毯子包围着，那与没有热土的环境是不同的。”“灰尘影响行星的生长方式。”

但是，这些尘埃颗粒如何形成和聚集在一起的方式仍不为人所知。弄清楚这一点可能会为整个空间物理学带来重大回报。

收集灰尘

到目前为止，Nuth已经在实验室完成了大部分工作，但是地球的重力施加了严重的限制。他的实验需要将材料加热到超过华氏1000度。但是，如此高的温度会产生对流，即烤箱中发生的空气搅动，这在深空不会发生。Nuth说：“要测量尘粒的生长，我们需要一个恒定的环境。”为此，您需要去微重力。

Nuth与他以前的日本北海道大学博士后木村由纪(Yuki Kimura)合作，将实验室设备发射到太空。由木村设计的有效载荷重约330磅。木村说：“它的大小大约相当于一辆小型摩托车。”

在内部，涂有硅酸镁(可能是灰尘颗粒)的一组金属线正在等待发射。火箭进入太空并经历微重力后，金属丝就会发热，原子和分子会扩散出去。有些会碰撞，粘住并开始形成尘粒;反之，其他人不会。利用光谱学和其他方法，DUST实验将测量谷物何时开始生长并连接在一起形成聚集体，并指出它们在什么温度和密度下表现最佳。然后，有效载荷将落回地球以进行进一步分析。