Точно както прахът се събира в ъглите и по лавиците в домовете ни, и в космоса се натрупва прах. Но прахът в Слънчевата система често се натрупва в пръстени. Няколко пръстена обикалят Слънцето, следвайки.орбитите на планетите, чиято гравитация прихваща праха, докато той се движи по пътя си към центъра на Слънчевата система.
Прахът се състои от натрошени останки от образуването на Слънчевата система, преди около 4,6 милиарда години - парчета от сблъсъци на астероиди или трохи от изгорели комети. Прахът е разпръснат по цялата слънчева система, но се събира в зърнести пръстени на орбитите на Земята и Венера, които могат да се наблюдават с телескопи от Земята. Изучаването на този прах - от какво е направен, откъде идва и как се движи през космоса, помага на учените да разберат раждането на планетите и състава на всичко, което наблюдаваме в Слънчевата система.
Нови открития за пръстените от прах във вътрешната слънчева система идват с две проучвания на НАСА. Едното проучване използва данни на НАСА и открива доказателства за пръстен от прах около Слънцето на орбитата на Меркурий. Второто проучване от НАСА идентифицира вероятния източник на пръстена от прах на орбитата на Венера - група от астероиди на съпътстваща орбита с планетата, които не са откривани досега.
"Не всеки ден откриваш нещо ново във вътрешната слънчева система", казва Марк Кучнер, автор на изследването на Венера и астрофизик в НАСА в Грийнбелт, Мериленд. "Това е точно в нашия квартал"
Друг пръстен около Слънцето
Гилермо Стенборг и Ръсел Хауърд, и двамата слънчеви учени от Лабораторията за военни изследвания във Вашингтон, не търсели пръстен от прах. Намират го случайно. Те откриват фина мъгла от космическия прах над орбитата на Меркурий, образуваща пръстен с ширина 9,3 милиона мили. Меркурий преминава през тази огромна следа от прах, докато обикаля Слънцето.
По ирония на съдбата, двамата учени се натъкнали на пръстена на прах, докато търсели доказателства за район без прах близо до Слънцето. Според предсказание отпреди десетилетия, на известно разстояние от Слънцето мощната топлина на звездата трябва да изпари праха, като почисти цялото пространство. Ако знаят къде е тази граница, учените биха научили за състава на самия прах и нещо за това как планетите са се образували в младата Слънчева система.
Досега не са открити никакви доказателства за такова свободно от прах пространство, но това би могло да е отчасти защото е трудно да се открие от Земята. Но може би пространството близо до Слънцето е всъшност по-прашно, отколкото смятат учените.
Стенборг и Хауърд смятали, че биха могли да заобиколят този проблем, като построят модел, базиран на снимки на междупланетното пространство от сателита на НАСА STEREO.
В крайна сметка двамата искали да тестват новия си модел с изображения от соларната сонда Паркърна НАСА, която в момента е в силно елиптична орбита около Слънцето и ще се доближава до звездата през следващите седем години. Учените искали да видят как се държи прахът край Слънцето.
Учените никога досега не са работили с данни, събрани в тази неизследвана територия, толкова близо до Слънцето.
Два вида светлина се появяват в изображенията от STEREO - светлина от пламтящата външна атмосфера на Слънцето, наречена корона. и светлина, отразявана от целия прах, носещ се в пространството. Отразената слънчева светлина от този прах, който бавно обикаля около Слънцето, е около 100 пъти по-ярка от коронарната!
Двамата учени построили своя модел като инструмент да се отърват от досадния прах (и отразяваната от него светлина) в изображенията на STEREO и в крайна сметка на Parker Solar Probe, но предсказанието на свободно от прах пространство останала да ги гложди. Пръстенът от прах на Меркурий бил късмет, странично откритие, което Стенборг и Хауърд направили, докато работели по модела си.
Учените никога не са смятали, че по орбитата на Меркурий може да съществува пръстен, което може би е причината да не е забелязана досега. „Хората смятат, че Меркурий, за разлика от Земята или Венера, е твърде малък и твърде близо до Слънцето, за да улови пръстен от прах“, казва Хауърд. "Очакваха, че слънчевият вятър и магнитните сили на Слънцето ще издухат излишния прах на орбитата на Меркурий".
Астероиди, срити в орбитата на Венера
Още преди двадесет и пет години учените откриват, че Земята обикаля около Слънцето в гигантски пръстен от прах. Други откриват подобен пръстен близо до орбитата на Венера, първо използвайки архивни данни от германско-американските космически сонди Хелиос през 2007 г., а след това потвърждавайки го през 2013 г., с данни от STEREO.
Учените определят, че пръстенът за прах в земната орбита идва главно от астероидния пояс, обширната област с форма на поничка между Марс и Юпитер, където обикалят повечето от астероидите в слънчевата система. Тези скалисти астероиди непрекъснато се сблъскват един с друг, образувайки прах, който се носи навътре в гравитацията на Слънцето, освен ако гравитацията на Земята не прихване праха в орбитата на нашата планета.
На пръв поглед изглеждало, че пръстенът на Венера е от прах, произведен другаде в Слънчевата система. Но когато астрофизикът в Годард Петър Покорни моделира прах, който се върти към Слънцето от астероидния пояс, симулациите му създават пръстен, който съответства на пръстена на Земята, но не и на Венера.
Това го накарало да се замисли ако не е от астероидния пояс, откъде другаде идва прахът в орбитата на Венера? След поредица от симулации, Покорни и неговият изследовател Марк Кучнер предположили, че той идва от група неоткрити астероиди, които обикалят около Слънцето заедно с Венера. Те публикуват работата си в Astrophysical Journal Letters на 12 март 2019 г.
Ако Покорни и Кучнер успеят да ги наблюдават, това семейство астероиди може да хвърли светлина върху ранната история на Земята и Венера. Разгледани с подходящите инструменти, астероидите могат също да разкрият улики за химическото разнообразие на Слънчевата система.
Тъй като е разпръснат по по-голяма орбита, пръстенът на Венера е много по-голям от новооткрития пръстен на Меркурий. Широк 6 милиона мили, пръстенът е пълен с прах, чиито най-големи зърна са приблизително с размерите на тези в грубата шкурка. Той е около 10% по-плътен от околния космос.
Хипотезата на двамата учени е, че астероидите са били на орбитата на Венера от самото начало на Слънчевата система. Те построили друг модел, този път започвайки с 10 000 съседи на Венера. Симулацията преминава през 4.5 милиарда години от историята на слънчевата система, като включва всички гравитационни ефекти от всяка от планетите. Когато моделът достига нашето време, около 800 от техните тестови астероиди били оцелели.
Покорни смята, че това е оптимистичен процент на оцеляване. Това показва, че астероидите биха могли да се образуват в близост до орбитата на Венера в хаоса на ранната Слънчева система, а някои може да са останали там до днес, като подхранват пръстена от прах наблизо.
Следващата стъпка всъщност е намиране и наблюдение на неуловимите астероиди. "Ако има нещо там, трябва да го намерим", казва Покорни. Тяхното съществуване може да бъде потвърдено с космически телескопи като Хъбъл или може би междупланетни космически апарати, подобни на STEREO. След това учените ще имат още въпроси - колко астероиди има там и колко са големи? Те непрекъснато ли изпускат прах или е имало само едно събитие на разпадане?
Нашето Слънце е само една от милиардите звезди и вероятно прахови пръстени има около други звезди. Но преди да се захванат с информацията, което биха дали тези прахови пристени за далечните звездни системи, учените планират да изучат повече праха в нашата Слънчева система.
