KOSMISCH STOF: KENMERKEN, SOORTEN EN THEORIE - ARTE - 2025

Het kosmische stof bestaat uit kleine deeltjes die de ruimte tussen planeten en sterren vullen, en hoopt zich soms op tot wolken en ringen. Het zijn materiedeeltjes met een afmeting van minder dan 100 micrometer, waarbij een micrometer een miljoenste van een meter is. Grotere deeltjes worden omgedoopt tot "meteoroïden".

Lange tijd werd aangenomen dat de uitgestrekte interstellaire ruimtes verstoken waren van materie, maar wat er gebeurt, is dat niet alles wat bestaat is gecondenseerd in de vorm van planeten of sterren.

Figuur 1. Interstellaire kosmische stof- en gaswolken in de Carinanevel op 7500 lichtjaar in het sterrenbeeld Carina. Bron: NASA via Wikimedia Commons.

Er is een grote hoeveelheid materie met een zeer lage dichtheid en verschillende oorsprong, die met de tijd en de juiste omstandigheden verandert in sterren en planeten.

Maar het is niet nodig om zo ver te gaan om kosmisch stof te vinden, aangezien de aarde elke dag ongeveer 100 ton stof en fragmenten ontvangt die met hoge snelheid uit de ruimte komen. Het meeste gaat naar de oceanen en onderscheidt zich van huisstof, waaruit vulkaanuitbarstingen en zandstormen in grote woestijnen voortkomen.

Kosmische stofdeeltjes kunnen in wisselwerking staan ​​met straling van de zon en ook ioniseren, dat wil zeggen elektronen opvangen of opgeven. De effecten op aarde zijn divers: van het verstrooien van zonlicht tot het wijzigen van de temperatuur, het blokkeren van infraroodstraling afkomstig van de aarde zelf (verwarming) of de zon (koeling).

Soorten kosmisch stof

Dit zijn de belangrijkste soorten kosmisch stof:

Komeetstof

Bij het naderen van de zon en wordt blootgesteld aan zijn intense straling, valt een deel van de komeet uiteen, de gassen worden uitgestoten en vormen het haar en de staarten die zijn samengesteld uit gas en stof. De rechte staart van de komeet is gemaakt van gas en de gebogen staart is van stof.

Figuur 1. De meest populaire komeet van allemaal: Halley. Bron: Wikimedia Commons. NASA / W. Liller

Ringen

Verschillende planeten in ons zonnestelsel hebben ringen van kosmisch stof, afkomstig van botsingen tussen asteroïden.

De overblijfselen van botsingen reizen door het zonnestelsel en hebben vaak een impact op het oppervlak van de manen, waarbij ze uiteenvallen in kleine deeltjes. Het oppervlak van onze maan is door deze inslagen bedekt met fijn stof.

Een deel van het stof blijft rond de satelliet achter en vormt een zwakke halo, zoals dat van de grote Jupiter-satellieten Ganymedes en Callisto. En het verspreidt zich ook langs de satellietbanen en vormt ringen, daarom wordt het ook omtrekstof genoemd.

Dit is de oorsprong van de zwakke ringen van Jupiter, voor het eerst ontdekt door de Voyager-sonde. Asteroïde inslagen zijn het gevolg van de kleine Joviaanse manen Metis, Adrastea, Amalthea en Thebe (figuur 3).

Figuur 3. Structuur van de ringen van Jupiter. Bron: NASA via Wikimedia Commons.

Het Jupiter-systeem stuurt ook grote hoeveelheden stof de ruimte in dankzij vulkaanuitbarstingen op de maan Io. Maar de gasreus is niet de enige die kosmische stofringen heeft, zoals Uranus en Neptunus die ook hebben.

Wat betreft de beroemde ringen van Saturnus, hun oorsprong is enigszins anders: ze worden verondersteld de overblijfselen te zijn van een ijzige maan die in botsing kwam met de nieuw gevormde gigantische planeet.

Interstellair stof

Sterren stoten grote hoeveelheden massa uit aan het einde van hun leven en vervolgens wanneer ze exploderen als supernovae en een nevel achterlaten. Een klein deel van dit materiaal condenseert tot poeder.

En hoewel er amper 1 waterstofatoom is voor elke kubieke centimeter ruimte, is het stof groot genoeg om het sterlicht te laten wegspoelen en doven.

Intergalactisch stof

De ruimte tussen sterrenstelsels bevat ook kosmisch stof, en wat de sterrenstelsels zelf betreft, spiralen zijn rijker aan kosmisch gas en stof dan elliptische stelsels. In het eerste geval concentreert het stof zich eerder naar de schijf en de spiraalarmen.

Interplanetair stof

Het wordt overal in het zonnestelsel aangetroffen en is gedeeltelijk afkomstig van de oorspronkelijke wolk die het veroorzaakte, naast kometenstof en dat geproduceerd door asteroïdebotsingen en inslagen op manen.

Kosmische stoftheorie

Kosmisch stof uit het Andromeda-sterrenstelsel, onthuld door infrarood licht van de Spitzer Space Telescope. Bron: NASA / JPL-Caltech / K. Gordon (Universiteit van Arizona) Kosmische stofdeeltjes zijn zo klein dat de zwaartekracht slechts een van de vele interacties is die ze ervaren.

Op deeltjes met een diameter van slechts enkele micron is de druk van zonlicht aanzienlijk, waardoor stof uit het zonnestelsel wordt geduwd. Het is verantwoordelijk voor de staarten van kometen wanneer ze dicht genoeg bij de zon komen.

Kosmische stofdeeltjes zijn ook onderhevig aan het zogenaamde Poynting-Robertson-effect, dat de druk van zonnestraling tegengaat en een langzame spiraalbeweging naar de zon veroorzaakt. Het is een merkbaar effect op zeer kleine deeltjes, maar verwaarloosbaar wanneer de grootte groter is dan meter.

Magnetische velden beïnvloeden ook de beweging van kosmische stofdeeltjes en buigen ze af wanneer ze geïoniseerd zijn, wat gemakkelijk gebeurt, aangezien stofdeeltjes gemakkelijk worden geëlektrificeerd door elektronen op te vangen of op te geven.

Het is niet verwonderlijk dat deze krachten stofstromen genereren die met 70 km per seconde of meer door de ruimte bewegen.

Samenstelling en relatie met de oorsprong van het leven

Kosmisch stof dat van sterren komt, is rijk aan grafiet en silicium dat door hoge temperaturen is gekristalliseerd. Aan de andere kant is die van asteroïden rijk aan metalen zoals ijzer en nikkel.

Wat verrassend is, is dat moleculen van biologisch belang zich ook kunnen nestelen in korrels kosmisch stof. Aan het oppervlak ontmoeten waterstof- en zuurstofatomen elkaar om water te vormen, dat ondanks de lage temperaturen in de verre ruimte nog steeds kan worden gemobiliseerd.

Andere eenvoudige organische verbindingen zijn ook aanwezig, zoals methaan, ammoniak en koolmonoxide en -dioxide. Wetenschappers sluiten niet uit dat sommige levende wezens, zoals tardigrades en sommige planten en bacteriën, in staat zijn de planeet te verlaten terwijl ze zichzelf in het stof transporteren. Evenmin sluiten ze het idee uit dat het leven via hetzelfde pad van een afgelegen plek naar onze planeet is gekomen.

Het zodiakaallicht

Het observeren van het bewijs voor kosmisch stof is eenvoudig. Er is een strook van diffuus licht in de vorm van een kegel of driehoek, het zodiakale licht genaamd, dat aan de hemel verschijnt precies waar de ecliptica tevoorschijn komt. Het wordt soms de "valse dageraad" genoemd en werd in de 17e eeuw bestudeerd door Domenico Cassini.

Figuur 4. Zodiakaallicht (rechts) gezien vanaf het Paranal observatorium in Chili. Bron: Wikimedia Commons. ESO / Y. Beletsky Het is vooral zichtbaar in de schemering in de lente (eind januari tot begin april) of in de herfst op het noordelijk halfrond. Waarnemers op het zuidelijk halfrond van hun kant moeten ernaar zoeken in de schemering in de late zomer en vroege herfst of vóór zonsopgang in de lente.

Eindelijk voor degenen die zich op equatoriale breedtegraden bevinden, het zodiakale licht is het hele jaar door zichtbaar.

De naam is te danken aan het feit dat de helderheid boven de sterrenbeelden van de dierenriem lijkt te zijn en de beste tijd om het te zien is tijdens heldere, maanloze nachten, weg van lichtvervuiling, bij voorkeur in de twee weken na de volle maan.

Het dierenriemlicht wordt veroorzaakt doordat het kosmische stof dat zich ophoopt in het equatoriale vlak van de zon, het licht van de ster verstrooit.

Referenties

1. Astronomy Hobbyists Association. Het dierenriemlicht observeren. Hersteld van: aaa.org.uy.
2. Díaz, JV Het dierenriemlicht. Hersteld van: josevicentediaz.com.
3. Vlaanderen, A. Kosmisch stof. Hersteld van: revistaciencia.amc.edu.mx.
4. Oster, L. 1984. Modern Astronomy. Redactioneel Reverté.
5. Requena, A. Kosmisch stof: de geboorte van sterren. Hersteld van: astrosafor.net.
6. RT. Kosmisch stof zou de sleutel kunnen zijn tot leven op aarde en andere planeten. Hersteld van: actuality.rt.com
7. Wikipedia. Poynting-Robertson-effect. Hersteld van: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Kosmisch stof. Hersteld van: es.wikipedia.org.