NRL-forsker begiver sig til Antarktis på jagt efter kosmisk støv

Efter ankomsten til McMurdo Station på det nådesløse kontinent Antarktis, det tog stadig Dr. Rhonda Stroud to dages sikkerhedstræning og en fire-timers flyvning, før hun endelig var, hvor hun skulle være:bunden af ​​verden.

I to år, Stroud, en fysiker fra Naval Research Laboratory, havde arbejdet på et eksperiment for at indsamle atmosfærisk støv, også kendt som kosmisk støv, på Sydpolen. Nu var eksperimentet ved at afslutte, og hun havde indledt et tre ugers ophold for at indsamle prøverne, og afmonter opsamlingsapparatet. Ifølge Stroud, Sydpolen er et ideelt sted til kosmisk støvopsamling, fordi den har noget af den reneste luft på vores planet.

Oplysningerne fra hendes forskning vil give forskerne ledetråde til oprindelsen af ​​vores solsystem:dannelsen af ​​planeter, sammensætningen af ​​kometer og asteroider, og udviklingen af ​​den oprindelige gas og støv til Jorden og livet, som vi kender det i dag.

"Kosmisk støv kommer ind i vores atmosfære omkring 40, 000 tons ind om året, og det kommer fra asteroider og kometer, " sagde Stroud. "Så dette kosmiske støv er de bevarede fragmenter af byggesten fra begyndelsen af ​​solsystemet."

På Sydpolen, Stroud indsamlede sine prøver ved hjælp af en maskine, der passende kaldes en "komisk støvsuger." Hun beskrev enheden meget som en støvsuger eller luftrenser - men i modsætning til det affald, der indsamles af disse husholdningsenheder, støvet, som denne enhed samler, er uvurderligt – ikke kun for Stroud, men for forskere over hele verden.

"Støvsugeren" har til huse i en lille hytte, med et rør, der lignede et komfurudluftningsrør, der pegede ud fra hytten ind i sektoren for ren luft, " forklarede hun. "Vi brugte en stor ventilator og blæser til at suge luft gennem røret. Støvet blev aflejret på filtre svarende til dem, du måske finder i en luftrenser til hjemmet."

Under sit ophold på Sydpolen, Stroud trodsede vindkulde temperaturer så lave som 40 under nul for at indsamle hendes forskningsprøver, og til sidst, dekonstruere den kosmiske støvsuger. Hendes omhyggeligt indsamlede prøver blev derefter pakket ind, opbevaret, og transporteret til projektpartnere ved Army Corps of Engineers' Cold Regions Research and Engineering Laboratory (CRREL).

Da prøverne og Stroud var tilbage i staten, Strouds job var langt fra slut. Hun og hendes projektpartnere skulle stadig foretage en mikroskopisk analyse af prøverne for at finde det kosmiske støv gemt indeni. Ud over at samle kosmisk støv, filtrene kan opfange partikler af aluminium fra selve opsamlingsrøret, blandt andet.

"De kosmiske støvpartikler er selv små, måske 10 mikron, omkring en tiendedel af et menneskehår, " sagde hun. "Du kan ikke se dem med dit øje. Vi bruger ofte et elektronmikroskop, fordi det lader os se tingene meget detaljeret og måle deres sammensætning."
Blandt de mere overraskende fund, de stødte på under deres analyse, var partikler af talkum, et mineral sammensat af hydreret magnesiumsilikat, som Stroud sagde, at forskere ikke forventer at stamme fra en komet eller asteroide.

"Vi kunne ikke udelukke, at det var en mærkelig og ny komponent af en komet...indtil jeg så en vejrballon, som de udløste på Sydpolen, " sagde Stroud. "De laver klimaovervågning der og slipper balloner to gange om dagen. Disse latexballoner er dækket af talkum, så når de er pakket, klæber de ikke sammen."

Selvom opdagelsen af ​​talkum ikke var blevet til noget, utallige muligheder venter stadig på at blive opdaget i støvet, ifølge Stroud, og tusindvis af mennesker i det planetariske videnskabssamfund er nysgerrige efter at kende resultaterne.

"Nogle [forskere] vil gerne lave isotopmålinger, der ville fortælle dem, hvor i solsystemet, eller hvornår partiklerne blev dannet, " sagde hun. "De kunne måske lave ædelgasmålinger, mål mængden af ​​helium eller argon for at fortælle, hvor længe [partiklerne] var eksponeret i rummet."

"Andre vil gerne vide, hvilke mineraler der blev dannet der, " tilføjede hun. "Så de ville se på den elementære konkurrence og krystalstrukturen."

I løbet af de næste måneder, andre projektsamarbejdspartnere vil inspicere de to års værdifulde indsamling af kosmisk støv. Projektets hovedefterforsker er Susan Tailor ved CRELL laboratoriet, og projektet er finansieret af NASAs planetariske videnskabsafdeling. Partnere omfatter akademiske institutioner og forskningsinstitutioner.

"Vi vil fortsætte med at lave noget indledende arbejde for at finde ud af, hvor mange partikler vi har, og så vil de blive tilgængelige for enhver, der ønsker at studere dem, " sagde Stroud.

Hun bemærker, at Ken Farley hos Cal Tech allerede har målt noget af heliumindholdet fra partiklerne, sikre, at forskere havde samlet masser af kosmisk støv fra filtrene. NRL geolog, Dr. Kate Burgess, udfører det meste af elektronmikroskopi på prøverne.

Mens bevillingen til indsamling af kosmisk støv ophører, Stroud er fortsat begejstret for de nye muligheder, som denne forskning vil afsløre.

"Nu har vi mulighed for med disse samlinger at lave ny videnskab, " hun sagde.