Polvo cósmico

Imagen de la galaxia NGC 4414, en la que se puede observar polvo interestelar (véase la descripción de la imagen).

El polvo cósmico es polvo del espacio, compuesto por partículas menores de 100 µm. El límite de los 100 micrómetros se da como consecuencia de las definiciones propuestas de meteoroide, considerándose meteoroide aquel cuerpo que supere dicho tamaño y de hasta 50 m. No obstante, los límites no son estrictos. Este polvo llena todo el cosmos incluido el sistema solar, aunque su densidad es muy tenue (entendiendo aquí densidad como el número de partículas por m³), siendo más denso si es polvo cometario o de disco circumplanetario y menos denso si es polvo interestelar o intergaláctico.

Partícula de polvo interplanetario de condrita porosa.

El polvo cósmico, también llamado polvo extraterrestre o polvo espacial, es polvo que existe en el espacio exterior, así como en todo el planeta Tierra.​​ La mayoría de las partículas de polvo cósmico tienen entre unas pocas moléculas hasta 0,1 μm de tamaño. Una fracción más pequeña de todo el polvo en el espacio consiste en minerales refractarios más grandes que se condensaron cuando la materia dejó las estrellas. Se llama «polvo de estrellas» y se incluye en una sección separada a continuación. La densidad del polvo que cae a la Tierra es de aproximadamente 10⁻⁶/m³ y cada grano tiene una masa entre 10⁻¹⁶kg (0.1 pg) y 10⁻⁴ kg (100 mg).​​

El polvo cósmico se puede distinguir aún más por su ubicación astronómica: polvo intergaláctico, polvo interestelar, polvo interplanetario (como en la nube zodiacal) y polvo circumplanetario (como en un anillo planetario). En el Sistema Solar, el polvo interplanetario causa la luz zodiacal. Las fuentes de polvo del Sistema Solar incluyen polvo cometario, polvo asteroidal, polvo del cinturón de Kuiper y polvo interestelar que pasa a través del Sistema Solar. La terminología no tiene una aplicación específica para describir los materiales que se encuentran en el planeta Tierra a excepción del polvo que ha caído de manera demostrable en la Tierra. Según una estimación, tanto como 40.000 toneladas de polvo cósmico alcanzan la superficie de la Tierra cada año.​ En octubre de 2011, los científicos informaron de que el polvo cósmico contiene materia orgánica compleja (sólidos orgánicos amorfos con una estructura mixta aromático-alifática) que podría crearse de forma natural y rápida por estrellas.​​​

En agosto de 2014, los científicos anunciaron la recolección de posibles partículas de polvo interestelar de la nave espacial Stardust desde su regreso a la Tierra en 2006.​​​​ En marzo de 2017, los científicos informaron de que se han identificado partículas de polvo extraterrestres en todo el planeta Tierra.​ Según uno de los investigadores, «una vez que supe qué buscar, los encontré en todas partes».​

Propiedades radiativas

HH 151 es un chorro brillante de material incandescente arrastrado por una intrincada columna de gas y polvo de color naranja.​

Una partícula de polvo interactúa con la radiación electromagnética de una manera que depende de su sección transversal, la longitud de onda de la radiación electromagnética y de la naturaleza del grano: su índice de refracción, tamaño, etc. El proceso de radiación para un grano individual se llama su emisividad, dependiente del factor de eficiencia del grano. Además, tenemos que especificar si el proceso de emisividad es extinción, dispersión, absorción o polarización. En las curvas de emisión de radiación, varias firmas importantes identifican la composición de las partículas de polvo que emiten o absorben.

Las partículas de polvo pueden dispersar la luz de manera no uniforme. La luz dispersada hacia adelante significa que la luz se redirige ligeramente por difracción fuera de su trayectoria desde la estrella / luz solar, y la luz dispersada hacia atrás es luz reflejada.

La dispersión y la extinción («atenuación») de la radiación proporciona información útil sobre los tamaños de grano de polvo. Por ejemplo, si el objeto(s) en sus datos es muchas veces más brillante en luz visible dispersada hacia adelante que en luz visible dispersada hacia atrás, entonces sabemos que una fracción significativa de las partículas tiene un diámetro de aproximadamente de un micrómetro.

La dispersión de la luz de los granos de polvo en fotografías visibles de larga exposición es bastante notable en las nebulosas de reflexión, y da pistas sobre las propiedades de dispersión de la luz de la partícula individual. En las longitudes de onda de los rayos X, muchos científicos están investigando la dispersión de los rayos X por el polvo interestelar, y algunos han sugerido que las fuentes astronómicas de rayos X tendrían halos difusos, debido al polvo.​

Clasificación

El polvo cósmico puede clasificarse por su localización astronómica y su origen, diferenciándose así en:

• Polvo intergaláctico, polvo cósmico situado entre las galaxias, que puede formar parte de nubes de polvo intergaláctico.
• Polvo interestelar, que se sitúa entre las estrellas, como el polvo de las nebulosas o el de los cúmulos abiertos como el de las Pléyades.
• Polvo interplanetario, situado orbitando al Sol entre los planetas. Su origen es similar al de los meteoroides, eyectado por colisiones entre cuerpos del Sistema Solar o restos de su formación. También está constituido por el polvo cometario.
• Polvo de disco circunestelar, propio de estrellas jóvenes en las que aún no se han formado los exoplanetas.
• Polvo de disco circumplanetario, como el de los anillos planetarios de Saturno o Urano.
• Polvo cometario, liberado del cometa por el viento solar pudiendo producir meteoros si entra en la atmósfera de la Tierra e incluso lluvia de meteoros si se da en grandes cantidades.