عينة هوائية من ستاردست. حقوق الصورة: ناسا اضغط للتكبير
يعد العلماء في جامعة شيكاغو من بين أول العلماء الذين قاموا على الإطلاق بتحليل غبار مخلوق تم تسليمه إلى الأرض عبر المركبات الفضائية.
يقوم العلماء بشكل روتيني بفحص المواد خارج الأرض التي سقطت على الأرض على شكل نيازك ، ولكن لم يكن لديهم قبل الوصول إلى مهمة Stardust من وكالة ناسا الوصول إلى عينات مثبتة من المذنب. الحطام المتبقي من تكوين النظام الشمسي قبل 4.5 مليار سنة ، تتكون معظم المذنبات من الجليد والغبار والصخور.
"نعتقد أن المذنبات تشكل كمية كبيرة من الأشياء في النظام الشمسي. قال لورانس غروسمان ، أستاذ العلوم الجيوفيزيائية: "نود أن نعرف التركيب المعدني لهذا المكون الكبير من النظام الشمسي الذي لم نره من قبل على الإطلاق". "تم قياس جسيمات مختلفة استُنتج أنها من مذنبات ، ولكن لا أحد متأكد. وهذا سيوفر أخيرًا بعض الحقيقة الأساسية ".
جروسمان وستيفن سيمون ، باحث مشارك أول في العلوم الجيوفيزيائية ، عضوان في فريق الفحص التمهيدي Stardust (PET). وكذلك أندرو ديفيس ، كبير العلماء في معهد إنريكو فيرمي ، وزملائه مايكل بيلين ومايكل سافينا من مختبر أرغون الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية. يتمثل دور PET في وصف العينات بطريقة عامة حتى يتمكن العلماء من اقتراح دراسات أكثر تفصيلاً بناءً على تلك المعلومات.
كما أن ديفيس عضو في لجنة توزيع عينات ستاردست ، التي ستقرر كيفية توزيع العينات على أبحاث إضافية بمجرد انتهاء فترة الفحص الأولي في منتصف يوليو.
انطلقت مهمة ستاردست في فبراير 1999 ، وحملت مجموعة من الأدوات التي تضمنت أداة مقدمة من جامعة شيكاغو لمراقبة تأثير الغبار المصاحب. في 2 يناير 2004 ، جاءت المركبة الفضائية على بعد 150 ميلًا من المذنب وجمعت آلاف جزيئات الغبار الصغيرة المتدفقة من نواتها. كانت علبة ستاردست لعينة العينة مظللة بالمظلات على مسطحات الملح الصحراوية في يوتا في 15 يناير بعد رحلة استمرت ما يقرب من ثلاثة ملايين ميل.
خلال اللقاء المذنب عام 2004 ، نجحت أداة مراقبة تدفق الغبار بجامعة شيكاغو في تحديد تدفق وكتلة الجسيمات المتدفقة من نواة المذنب. استنادًا إلى البيانات التي تم جمعها بواسطة الجهاز ، قدّر أنتوني توزولينو وجامعة شيكاغو ، ثاناسيس إيكونومو ، أن المركبة الفضائية جمعت ما لا يقل عن 2300 جسيمًا بقياس 15 ميكرومتر (ثلث حجم شعر الإنسان) أو أكبر أثناء الطيران.
قال إيكونومو ، الذي كان في مركز جونسون للفضاء في هيوستون: "سيستغرق الخبراء عدة أشهر قبل أن يحددوا العدد الدقيق ، لكنني متأكد من أن عددهم سيكون في النهاية قريبًا مما توقعنا". عندما تم تسليم العينات من ولاية يوتا. كانت Stardust ناجحة للغاية بما يتجاوز كل التوقعات في جميع مراحلها.
غبار المذنب متاح الآن للمقارنة مع الجسيمات الدقيقة التي تمطر باستمرار على الأرض التي يشك العلماء في أنها تأتي من المذنبات. وقال سايمون إن وكالة ناسا تقوم بشكل روتيني بجمع جزيئات الغبار الستراتوسفيري بطائرات عالية الارتفاع وتحتفظ بمجموعة منها. وقال غروسمان ، إن أنواعًا معينة من النيازك قد تنشأ أيضًا من مذنبات ، ولكن من دون امتلاك مادة كوميتية للمقارنة ، "نحن لا نعرف قبل أن نعرف.
تلقى غروسمان وسيمون عدة عينات في 7 فبراير. تتكون العينات جزئيًا من عدة شرائح رقيقة من حبة غبار واحدة مركبة في الإيبوكسي ومثبتة على شبكة نحاسية مستديرة مغطاة بغشاء رقيق. كما حصلوا على قابس إيبوكسي على شكل رصاصة يحمل ما تبقى من الحبوب.
قال سيمون: "يمكنهم صنع مئات الشرائح من كل حبة على حدة". يدرس هو وجروسمان شرائحهما باستخدام ميكروب إلكترون وميكروسكوب مسح إلكتروني (SEM). يمكن للميكروبولبي أن يكشف عن التركيب الكيميائي للبقع الصغيرة المجهرية من المواد ، بينما يوفر SEM صورًا مكبرة للغاية.
تنضم مواد Stardust المصرفية الآن إلى مجموعة من الجزيئات المشحونة من الشمس التي جمعتها مهمة Genesis التابعة لوكالة ناسا وعادت إلى الأرض في عام 2004. يعمل ديفيس كرئيس للجنة الإشراف على Genesis ، التي توجه تنظيم وتحليل المواد خارج الأرض الخاصة بهذه المهمة.
قال ديفيز ، مشيراً إلى بحث حول أصل العناصر الكيميائية وكيمياء المواد خارج الأرض: "إن علم الكونيات هو مجال مثير للغاية هذه الأيام". "إنه وقت مثير للاهتمام لإشراك الشباب في هذا المجال." في عام 2004 ، جنبا إلى جنب مع الزملاء في أرجون والمتحف الميداني ، نظم ديفيس مركز شيكاغو للكيمياء الكونية لتعزيز التعليم والبحث في الكيمياء الكونية.
وفي الوقت نفسه ، قد ترى المركبة الفضائية ستاردست يومًا ما المزيد من الإجراءات المالية. قال إيكونومو: "ستاردست لا تزال في صحة جيدة للغاية وبقي الوقود فيها". "بعد إسقاط علبة العودة الفضائية ، تم تحويل المركبة الفضائية من دخول الغلاف الجوي للأرض ووضعها في مدار حول الشمس يمكن أن ينقلها إلى مذنب آخر في فبراير 2011."
تتم إدارة مهمة Stardust من قبل مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، باسادينا ، كاليفورنيا. Lockheed Martin Space Systems ، دنفر ، قامت بتطوير وتشغيل المركبة الفضائية. لمزيد من المعلومات ، راجع http://stardust.jpl.nasa.gov/home/index.html و http://cosmochemistry.uchicago.edu/.
المصدر الأصلي: جامعة شيكاغو
