太空探索：宇宙“尘埃”可以揭示新类型的星系！
宇宙尘埃太冷而无法通过光学望远镜捕获，因此星系的视觉图像无法提供完整的条件故事。图片来源：哈勃遗产团队，图片属于公共领域。
测量星际空间中的大量宇宙尘埃可能是解开宇宙各种奥秘的关键，包括粒子是如何形成的，以及粒子云是否会掩盖新型星系。
出生在恒星中的宇宙尘埃粒子是其他恒星和岩石行星（如地球）的基石 - 也可能是生命本身。然而，我们对尘埃宇宙及其形成过程的理解仍然有限。
英国卡迪夫大学的天体物理学家Haley Gomez教授说，我们缺乏关于宇宙尘埃起源及其演化的重要知识，因此也是近期宇宙史上星系形成恒星的燃料。
宇宙的阴霾也意味着关键的天文过程会躲避传统望远镜的探测。“我们对宇宙的看法一直存在偏见，”Gomez教授说，他正在开展一项名为CosmicDust的项目。“我们一直在关注恒星和星系的可见光。但是自从宇宙大爆炸以来，所有光线中有一半是由恒星照射的。
问题是，宇宙尘埃太冷而无法通过光学望远镜探测到。然而，在过去十年中，尘埃探测得到了主要太空任务的帮助，例如2009年发射的普朗克和赫歇尔任务。这些任务涉及望远镜，可以捕获光谱中远红外线部分的星系 -尘埃粒子变得可见。
这两项任务于2013年完成，留下了大量原始数据进行深入研究。DustPedia正在利用这一点，DustPedia是卡迪夫大学的两个项目之一，旨在更好地了解太空尘埃的特性。
数据银行
DustPedia将赫歇尔和普朗克的数据与地基和太空望远镜的数据以及光谱的其他部分（如可见光和紫外线）相结合，创造了一个巨大的档案，用于研究尘埃及其在星系中的相互作用。离我们最近的宇宙的一部分。它目前提供近900个星系的图像。
DustPedia首席研究员乔纳森戴维斯教授说，这样做的主要动机之一就是了解星系是如何随时间演变和变化的。他解释说，例如，由恒星合成的大部分化学元素都存在于宇宙尘埃中。了解每种物质中存在多少有助于揭示星系的化学进化过程，以及最终它沿着生命路径前进的程度。
这也可以帮助我们比较不同类型的星系是如何演变的 - 例如，巨大的椭圆星系和较小的扁平星系之间的差异。戴维斯教授将宇宙尘埃描述为在灯泡前吹过的香烟烟雾，遮住了大部分来自恒星的光线。 “你可能会误以为如果一个星系没有产生太多的光，那里就不会有很多恒星。他说，如果能测量粉尘量，就可以开始进行修正。
Gomez教授的CosmicDust项目正在寻求建立一个广泛的尘埃星系目录，以便在Herschel的见解的帮助下创建一个“尘埃普查”。她希望这将有助于发现在可见光照片中看起来灰尘稀少的神秘新类星系，但实际上含有大量的尘埃。
该项目已经完成了对15,000个星系的首次统计尘埃普查，发现其中一些含有更多的尘埃，有些远远低于预测 - 并且发布了覆盖近50万个星系的目录和地图。
除此之外，该团队还发现了三个新的爆炸性恒星残骸，其中含有大量灰尘。有趣的是，戈麦斯教授说，这些都包含由大量恒星爆炸引起的快速旋转的中子星，暗示这些可能是重要的产尘系统。
此外，通过使用赫歇尔数据将120亿年后的数据反馈给早期宇宙，她的团队发现了初步迹象表明宇宙过去可能比现在更加灰尘，因此其特征是更快的恒星形成。
戈麦斯教授说，对今天失踪的尘埃的可能解释包括银河系大风从星系中吹出或被热气体冲击波破坏。“这些正是我们应该能够在分析大型调查并完成目录和测量后才能测试的东西，”她说。
戈麦斯教授说，研究人员的目的也是为了解决长期存在的关于宇宙尘埃起源的争议 - “它是否是由太阳般的恒星在其安静的死亡阵痛中制造的，或者它是否更加暴力，而不是起源于来自大规模的星星，在他们生命的尽头将自己撕裂。她补充说，科学研究目前倾向于后一种解释。
实验室灰尘
另一项倡议NANOCOSMOS正在对实验室中的宇宙尘埃进行建模，以便更好地了解其形成和行为。已经建立了几个实验装置，例如星尘室，它模拟了尘粒的形成。
西班牙马德里基础物理研究所（IFF）的研究人员目前正在使用这个真空室来研究尘埃中发现的各种元素的反应，最初研究碳簇及其与氢的相互作用。他们稍后将研究涉及硅，铁和其他金属的相互作用和粉尘特性，以及它们与气体的相互作用，以模拟更真实的天体物理环境。
“研究尘埃粒子如何形成以及它们如何与气体相互作用对于理解它们的性质至关重要，”IFF分子天体物理学领域的物理学家JoséCernicharo教授和NANOCOSMOS项目的相应首席研究员说。“推导出由不同元素形成的第一个纳米粒子的结构是正确模拟红巨星和超新星喷射物理和化学的必要步骤。”
更多地了解纳米粒子的形成不仅有助于揭示太空中发生的事情并追踪宇宙的历史。展示尘埃形成和生长方式的模型也有助于在纳米技术等领域创新我们自己的星球 - 这在绿色能源和生物技术等领域非常重要。
至于宇宙，调查尘埃最终将帮助我们形成更全面的宇宙周围画面。
“尘埃在天文物体的物理和化学演化中起着关键作用，但由于我们对其性质和性质的了解有限，因此在模型中无法正确考虑，”Cernicharo教授说。“因此，这个问题的任何进展都会对天体物理学和天体化学产生重大影响。
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