Het meten van enorme hoeveelheden kosmisch stof in de interstellaire ruimte kan de sleutel zijn tot het ontsluiten van kosmische geheimen, inclusief het proces van stervorming en het bestaan van nieuwe galactische soorten.
Kosmische stofkorrels geboren in sterren fungeren als bouwstenen voor andere sterren en planeten van het rotsachtige type (zoals de aarde). Maar ons begrip van het stoffige universum en zijn processen blijft beperkt. Wetenschappers zijn nog steeds niet volledig bekend met de oorsprong van kosmisch stof en de evolutie ervan.
De aanwezigheid van een stofpoort suggereert ook dat belangrijke astronomische processen verborgen blijven voor observaties in traditionele telescopen. Routine observatie vangt zichtbaar licht van sterren en sterrenstelsels. Maar de helft van de wereld sinds de oerknal blijft verborgen.
De bottom line is dat kosmisch stof te koud is om te worden gedetecteerd door optische telescopen. Maar de afgelopen decennia hebben andere belangrijke missies, zoals Planck en Herschel, die in 2009 zijn gelanceerd, bijgedragen aan het onderzoek naar stof. Ze omvatten telescopen die sterrenstelsels kunnen vangen in het verre infrarode spectrale bereik. Beide missies eindigden in 2013, waardoor er een enorme hoeveelheid onbewerkte gegevens overblijft.
Database
Het DustPedia-project van de Universiteit van Cardiff besloot de gegevens van Herschel en Planck te combineren met grondgebouwde ruimtetelescopen in zichtbaar en UV-licht om een grootschalig archief te creëren voor het bestuderen van stof en de interactie ervan in de sterrenstelsels van het universum dat zich het dichtst bij ons bevindt. Nu zijn we erin geslaagd om foto's te maken voor bijna 900 sterrenstelsels. Wetenschappers moeten begrijpen hoe sterrenstelsels evolueren en veranderen in de loop van de tijd. De meeste chemische elementen die door sterren worden gesynthetiseerd, bevinden zich bijvoorbeeld in kosmisch stof. Inzicht in hoeveel van hen aanwezig is, zal helpen te onthullen hoe de Melkweg zich chemisch heeft ontwikkeld. Het zal ook helpen om te vergelijken hoe verschillende galactische typen evolueren.
Het CosmicDust-project is van plan om een catalogus met stoffige sterrenstelsels te maken om een "volkstelling" weer te geven. Er bestaat ook een vermoeden dat op deze manier mysterieuze nieuwe galactische soorten met een enorme hoeveelheid stof kunnen worden ontdekt. Het project heeft al de eerste statistische telling van stof in 15.000 sterrenstelsels voltooid, waarbij werd vastgesteld dat sommigen veel meer of minder stof bevatten dan was voorspeld.
Het team slaagde er ook in om drie nieuwe exploderende stellaire resten met veel stof te spotten. Interessant is dat ze allemaal snel roterende neutronensterren bevatten, wat erop duidt dat ze als belangrijke stofverzamelsystemen kunnen fungeren. Het is ook belangrijk dat de Herschel-gegevens worden gebruikt, die ons 12 miljard jaar geleden hebben teruggegeven. Het blijkt dat het vroege universum een stoffigere plaats kan zijn dan nu. Zijn tekort kan worden verklaard door de snelle galactische winden of de destructieve schokgolven van heet gas.
Onderzoekers proberen ook de oorsprong van kosmisch stof te begrijpen. Wordt het gevormd door zonnesterren in een bescheiden doodsstrijd, of is het proces gewelddadiger en bevat het massieve sterren?
Stoffilter
Daarnaast is er een initiatief NANOCOSMOS - modellering van kosmisch stof in het laboratorium om het proces van vorming en gedrag beter te begrijpen. Om dit te doen, hebben we verschillende experimentele installaties gemaakt, zoals een sterrenstofkamer die de vorming van stofdeeltjes simuleert. Wetenschappers gebruiken deze vacuümkamer om de reactie van individuele elementen in stof te bestuderen, aanvankelijk onderzoekend naar koolstofophopingen en hun contact met waterstof.
Het verkrijgen van de structuur van de eerste nanodeeltjes gemaakt van verschillende elementen wordt beschouwd als een verplichte stap om de fysica en chemie van de emissie van rode reuzen en supernovae correct te modelleren. Modellen die de vorming en groei van stof aantonen, kunnen de innovatie in terrestrische nanotechnologie verbeteren. En in kosmische limieten, dit zal ons in staat stellen een completer beeld te vormen van het Universum om ons heen.
