A poeira cósmica, também chamada de poeira extraterrestre ou poeira espacial, é uma poeira que existe no espaço sideral ou caiu na Terra. A maioria das partículas de poeira cósmica mede entre algumas moléculas e 0.1 mm (100 micrômetros). Partículas maiores são chamadas de meteoroides. A poeira cósmica pode ser ainda mais distinguida por sua localização astronômica: poeira intergaláctica, poeira interestelar, poeira interplanetária (como na nuvem zodiacal) e poeira circunplanetária (como em um anel planetário).
No Sistema Solar, a poeira interplanetária causa a luz zodiacal. A poeira do Sistema Solar inclui poeira de cometa, poeira asteroidal, poeira do cinturão de Kuiper e poeira interestelar que passa pelo Sistema Solar. Estima-se que milhares de toneladas de poeira cósmica alcancem a superfície da Terra a cada ano,Spacecraft Measurements of the Cosmic Dust Flux", Herbert A. Zook. com a maioria dos grãos tendo uma massa entre 10−16 kg (0.1 pg) a 10−4 kg (100 mg). A densidade da nuvem de poeira através da qual a Terra está viajando é de aproximadamente 10−6 grãos de poeira/m3."Applications of the Electrodynamic Tether to Interstellar Travel" Gregory L. Matloff, Less Johnson, February, 2005
A poeira cósmica contém alguns compostos orgânicos complexos (sólidos orgânicos amorfos com uma estrutura mista de aromático-alifática) que podem ser criados naturalmente e rapidamente pelas estrelas. Uma fração menor de poeira no espaço é a "poeira estelar", que consiste em minerais refratários maiores que se condensaram como matéria deixada por estrelas.
Partículas de poeira interestelar foram coletadas pela sonda espacial Stardust e as amostras foram devolvidas à Terra em 2006.
Estudo e importância thumb|Impressão artística da formação de poeira ao redor da explosão de uma supernova A poeira cósmica já foi apenas um aborrecimento para os astrônomos, pois obscurece objetos que eles desejavam observar. Quando a astronomia infravermelha começou, as partículas de poeira foram consideradas componentes importantes e vitais dos processos astrofísicos. Sua análise pode revelar informações sobre fenômenos como a formação do Sistema Solar. Por exemplo, a poeira cósmica pode causar a perda de massa quando uma estrela está chegando ao fim de sua vida, desempenhar um papel nos estágios iniciais da formação estelar e formar planetas. No Sistema Solar, a poeira desempenha um papel importante na luz zodiacal, nos raios do Anel B de Saturno, nos anéis planetários difusos externos em Júpiter, Saturno, Urano e Netuno e nos cometas.
thumb|esquerda|upright|Luz zodiacal causada pela poeira cósmica
O estudo interdisciplinar da poeira reúne diferentes campos científicos: física (estado sólido, teoria eletromagnética, física de superfície, física estatística, física térmica), matemática fractal, química de superfície em grãos de poeira, meteorítica, bem como todos os ramos da astronomia e astrofísica. Essas áreas díspares de pesquisa podem ser vinculadas pelo seguinte tema: as partículas de poeira cósmica evoluem ciclicamente; quimicamente, fisicamente e dinamicamente. A evolução da poeira traça caminhos pelos quais o Universo recicla material, em processos análogos às etapas de reciclagem diárias com as quais muitas pessoas estão familiarizadas: produção, armazenamento, processamento, coleta, consumo e descarte.
As observações e medições da poeira cósmica em diferentes regiões fornecem uma visão importante sobre os processos de reciclagem do Universo; nas nuvens do meio interestelar difuso, nas nuvens moleculares, na poeira circunstelar de objetos estelares jovens e em sistemas planetários como o Sistema Solar, onde os astrônomos consideram a poeira em seu estado mais reciclado. Os astrônomos acumulam "instantâneos" observacionais de poeira em diferentes estágios de sua vida e, ao longo do tempo, formam um filme mais completo das complicadas etapas de reciclagem do Universo.
Parâmetros como o movimento inicial da partícula, propriedades do material, plasma interveniente e campo magnético determinaram a chegada da partícula de poeira ao detector de poeira. Mudar ligeiramente qualquer um desses parâmetros pode gerar um comportamento dinâmico de poeira significativamente diferente. Portanto, pode-se aprender sobre de onde esse objeto veio, e o que é (no) meio intermediário.
Métodos de detecção thumb|upright=1.1|Poeira cósmica da Galáxia de Andrômeda, conforme revelada na luz infravermelha pelo Telescópio Espacial Spitzer A poeira cósmica pode ser detectada por métodos indiretos que utilizam as propriedades radiativas das partículas de poeira cósmica.
A poeira cósmica também pode ser detectada diretamente ('in-situ') usando uma variedade de métodos de coleta e de uma variedade de locais de coleta. As estimativas do influxo diário de material extraterrestre que entram na atmosfera da Terra variam entre 5 e 300 toneladas.
A NASA coleta amostras de partículas de poeira estelar na atmosfera da Terra usando coletores de placas sob as asas de aviões que voam na estratosfera. Amostras de poeira também são coletadas de depósitos superficiais nas grandes massas de gelo da Terra (Antártica e Groenlândia/Ártico) e em sedimentos do fundo do mar.
Donald Brownlee, da Universidade de Washington em Seattle, identificou com segurança a natureza extraterrestre das partículas de poeira coletadas no final da década de 1970. Outra fonte são os meteoritos, que contêm poeira estelar extraída deles. Os grãos de poeira estelar são peças sólidas refratárias de estrelas presolares individuais. Eles são reconhecidos por suas composições isotópicas extremas, que só podem ser composições isotópicas dentro de estrelas evoluídas, antes de qualquer mistura com o meio interestelar. Esses grãos se condensaram da matéria estelar à medida que ela esfriava ao deixar a estrela.
thumb|esquerda|Poeira cósmica da Nebulosa Cabeça de Cavalo revelada pelo Telescópio Espacial Hubble
No espaço interplanetário, detectores de poeira em espaçonaves planetárias foram construídas e lançadas, alguns estão atualmente voando e outros estão sendo construídos para voar. As grandes velocidades orbitais das partículas de poeira no espaço interplanetário (normalmente 10 a 40 km/s) tornam a captura de partículas intactas problemática. Em vez disso, os detectores de poeira in-situ são geralmente concebidos para medir parâmetros associados ao impacto de alta velocidade das partículas de poeira no instrumento e, em seguida, derivar as propriedades físicas das partículas (geralmente massa e velocidade) por meio de calibração de laboratório (ou seja, impactar partículas aceleradas com propriedades conhecidas em uma réplica de laboratório do detector de poeira). Ao longo dos anos, os detectores de poeira mediram, entre outros, o flash de luz de impacto, o sinal acústico e a ionização de impacto. Recentemente, o instrumento de poeira na sonda espacial Stardust capturou partículas intactas no aerogel de baixa densidade.
No passado, detectores de poeira nas missões espaciais HEOS-2, Helios, Pioneer 10, Pioneer 11, Giotto, Galileo e Cassini, nos satélites LDEF, EURECA e Gorid em órbita terrestre, e alguns cientistas utilizaram a Voyager 1 e 2 como sondas Langmuir gigantes para amostrar diretamente a poeira cósmica. Atualmente, detectores de poeira estão nas sondas espaciais Ulysses, PROBA, Rosetta, Stardust e New Horizons. A poeira coletada na Terra ou coletada no espaço e devolvida por missões espaciais de retorno de amostra é então analisada por cientistas de poeira em seus respectivos laboratórios em todo o mundo. Uma grande instalação de armazenamento de poeira cósmica fica no Centro Espacial Lyndon B. Johnson.
A luz infravermelha pode penetrar nas nuvens de poeira cósmica, permitindo-nos observar as regiões de formação de estrelas e os centros das galáxias. O Telescópio Espacial Spitzer da NASA é o maior telescópio infravermelho já lançado ao espaço. Foi transportado por um foguete Delta II de Cabo Canaveral, Flórida, em 25 de agosto de 2003. Durante sua missão, o Spitzer obteve imagens e espectros detectando a radiação térmica emitida por objetos no espaço entre comprimentos de onda de 3 e 180 micrômetros. A maior parte dessa radiação infravermelha é bloqueada pela atmosfera da Terra e não pode ser observada do solo. As descobertas do Spitzer revitalizaram os estudos da poeira cósmica. Um relatório mostrou algumas evidências de que a poeira cósmica é formada perto de um buraco negro supermassivo.
Outro mecanismo de detecção é a polarimetria. Os grãos de poeira não são esféricos e tendem a se alinhar a campos magnéticos interestelares, polarizando preferencialmente a luz das estrelas que passa pelas nuvens de poeira. No espaço interestelar próximo, onde o avermelhamento interestelar não é intenso o suficiente para ser detectado, a polarimetria óptica de alta precisão foi usada para recolher a estrutura de poeira dentro da Bolha Local. arXiv
Em 2019, os pesquisadores encontraram poeira interestelar na Antártica, que se relacionam com a Nuvem Interestelar Local. A detecção de poeira interestelar na Antártica foi feita pela medição dos radionuclídeos Fe-60 e Mn-53 por espectrometria de massa com acelerador de alta sensibilidade.
Propriedades radioativas thumb|HH 151 é um jato brilhante de material brilhante seguido por uma pluma intrincada de gás e poeira em tons de laranja Uma partícula de poeira interage com a radiação eletromagnética de uma forma que depende de sua seção transversal, do comprimento de onda da radiação eletromagnética e da natureza do grão: seu índice de refração, tamanho, etc. O processo de radiação para um grão individual é chamado de emissividade, dependendo do fator de eficiência do grão. Outras especificações relacionadas ao processo de emissividade incluem extinção, dispersão, absorção ou polarização. Nas curvas de emissão de radiação, várias assinaturas importantes identificam a composição das partículas de poeira emissoras ou absorventes.
Partículas de poeira podem espalhar a luz de maneira não uniforme. A luz dispersa para frente é a luz que é redirecionada ligeiramente para fora de seu caminho por difração, e a luz retroespalhada é a luz refletida.
A dispersão e extinção ("escurecimento") da radiação fornecem informações úteis sobre os tamanhos dos grãos de poeira. Por exemplo, se o(s) objeto(s) nos dados de alguém são muitas vezes mais brilhantes na luz visível dispersa para frente do que na luz visível dispersa para trás, então entende-se que uma fração significativa das partículas tem cerca de um micrômetro de diâmetro.
A dispersão da luz dos grãos de poeira em fotografias visíveis de longa exposição é bastante perceptível em nebulosas de reflexão e dá pistas sobre as propriedades de dispersão de luz da partícula individual. Em comprimentos de onda de raios-X, muitos cientistas estão investigando o espalhamento de raios-X pela poeira interestelar, e alguns sugeriram que as fontes astronômicas de raios-X possuiriam halos difusos, devido à poeira.
Poeira estelar
Os grãos de poeira estelar (também chamados de grãos presolares pelos meteoríticas) estão contidos em meteoritos, dos quais são extraídos em laboratórios terrestres. A poeira estelar era um componente da poeira no meio interestelar antes de sua incorporação aos meteoritos. Os meteoritos armazenam esses grãos de poeira estelar desde que os meteoritos se reuniram pela primeira vez no disco de acreção planetário, há mais de 4 bilhões de anos. Os chamados condritos carbonáceos são reservatórios especialmente férteis de poeira estelar. Cada grão de poeira estelar existia antes de a Terra ser formada. Poeira estelar é um termo científico que se refere a grãos de poeira refratária que se condensaram do resfriamento de gases ejetados de estrelas presolares individuais e incorporados à nuvem a partir da qual o Sistema Solar se condensou.