Co to jest pył kosmiczny?
Pył kosmiczny (cosmic dust, interstellar dust) to bardzo drobne ziarna stałej materii rozsiane w przestrzeni kosmicznej – w ośrodku międzygwiazdowym (ISM), dyskach protoplanetarnych, atmosferach planet, wokół komet i w środowisku wewnątrzgalaktycznym. Typowa wielkość ziaren: 0,01-0,3 mikrometra (od 10 nm do 300 nm). Skład: ziarna krzemianowe (Mg-Si-O, forsteryt, enstatyt), ziarna węglowe (grafit, diamenty nanometryczne, amorficzny węgiel), węgiel organiczny i PAH (policykliczne węglowodory aromatyczne, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons), lód wodny (H2O) i inne lotne związki w zimnych obszarach.
Pył kosmiczny pochłania i rozprasza światło gwiazd – zjawisko zwane ekstynkcją i zaczerwienieniem (interstellar reddening). Niebieskie światło rozprasza sie silniej niż czerwone (podobnie jak w atmosferze Ziemi) – dlatego odległe gwiazdy wyglądają czerwieniej niż wynikałoby z ich klasy widmowej. Wielkość ekstynkcji mierzy sie w magnitudach na kiloparsek (A_V ok. 1-2 mag/kpc w płaszczyźnie galaktycznej). Mapa pyłu galaktycznego (Schlegel-Finkbeiner-Davis, SFD) i nowsza Schlafly-Finkbeiner oparte na emisji pyłu w podczerwieni (IRAS, Planck) stosowane są do korekcji jasności obiektów. Pył pełni kluczową rolę w formowaniu gwiazd: chłodzi obłoki molekularne poprzez emisję w podczerwieni (ciepła pochłoniętego od gwiazd lub CMB), umożliwiając zapadanie sie grawitacyjne przy temperaturach 10-30 K. Bez pyłu obłoki byłyby za gorące, by stworzyć nowe gwiazdy. Pył jest też podłożem do syntezy złożonych cząsteczek organicznych (H2, CO, H2O, metanol) na ziarnach pokrytych lodem – te cząsteczki mogą trafić do dysków protoplanetarnych i komety, a stamtąd na wczesne planety. Manta lodowa na ziarnach pyłu (ice mantle) jest miejscem reakcji fotochemicznych przy napromieniowaniu UV.
Pył kosmiczny pochodzi z atmosfer gwiazd chłodzących sie po fazie AGB (czerwone olbrzymy tracące masę – główne źródło ziaren węglowych i krzemianowych), z wybuchów supernowych (pył bogaty w cięższe pierwiastki – Fe, Si, Mg), ze stolizacji (agglomeracja) w obszarach formowania gwiazd. JWST obserwuje pył w podczerwieni z bezprecedensową czułością – widzi przez zasłony pyłu otaczające protogwiazdy i mierzy emisję PAH w odległych galaktykach. Pył w Układzie Słonecznym: pyłowe ślady komet (roje meteorów), Zodiacal Light (Światło Zodiakalne) – refleks słoneczny od cząstek pyłu w płaszczyźnie ekliptyki widoczny wieczorami po zachodzie i porannymi przed wschodem Słońca. Zodiacal Light jest najjaśniejszy przy ekliptyce i jest widoczny z ciemnych miejsc jako słupowata jasna poświata.