Астрономы увидели повторную переработку галактического вещества

Схема наблюдений: луч от квазара (справа) проходит через край галактического гало (в центре) и попадает в спектрограф телескопа (слева). Так удаётся выявить состав гало, посчитать его массу и скорость перемещения его частей (иллюстрация NASA; ESA; A. Feild, STScI).

Наблюдения с орбиты позволили подтвердить существование титанического круговорота водорода и тяжёлых элементов, простирающегося на десятки и даже сотни тысяч световых лет за пределы видимого звёздного диска.

При помощи телескопа Hubble исследователи фиксировали лучи от далёких квазаров, прошедшие сквозь гало более 40 галактик. Учёные записывали спектры поглощения в ультрафиолетовой области, зависящие от содержания в газовых облаках ионизированных тяжёлых элементов (в частности азота, кислорода и неона).

Так удалось выяснить, что в гало содержится достаточно материала, чтобы растянуть эпоху формирования новых светил на 10 миллиардов лет.

Ключом к такому продлению молодости является повторная переработка вещества: взрывы новых и сверхновых звёзд выбрасывают в гало дополнительные порции нагретого материала, обогащённого тяжёлыми элементами. Он же, в конечном счёте, вновь падает в диск, вызывая очередной всплеск звездообразования.

Астрономы говорят, что подобный запас горючего (в основном горячего водорода) имеется и у Млечного Пути. Наблюдения показали, что простираются эти кладовые на 20 тысяч световых лет от галактического диска и содержат массу, достаточную для создания 100 миллионов солнц. Эти облака газа перемещаются со скоростями 90-170 км/с, и они очень важны для поддержания звездообразования.

Исследование также показало, что в некоторых галактиках с энергичным рождением звёзд такие запасы водорода и тяжёлых элементов простираются аж на 450 тысяч световых лет за пределы видимой части звёздного острова. Столь гигантское удаление некогда выброшенного материала тоже оказалось новостью.

Причём содержат эти структуры вещества на миллиард солнц. А это столько же, сколько газа имеется во всём межзвёздном пространстве в самой спиральной галактике, а может, и больше.

Настолько богатое как по массе, так и по химическому составу окружение стало сюрпризом. Хотя в целом учёные давно знали о выбросе газа из галактических дисков и противоположном процессе поглощения ими вещества из межгалактического пространства.

И ещё одна находка: в галактиках, которые прекратили создавать звёзды, газовое гало практически отсутствует.

Авторы предполагают, что перед наблюдаемым моментом в таких объектах, напротив, шло очень бурное звездообразование. Этому процессу сопутствовали нагрев плазмы до миллионов градусов и разгон облаков ионизированного газа до 550 километров в секунду.

Это очень большая скорость, поэтому галактика, слишком быстро тратящая своё топливо на строительство звёзд (по сто солнечных масс в год), ещё быстрее попросту выбрасывает остатки запасов газа в межгалактическую среду, превращаясь из молодой спиральной в старую эллиптическую.

Слева – галактика, в которой идёт очень интенсивное звездообразование. Она не только тратит свои запасы вещества в гало, но и активно выталкивает их прочь, из-за чего формирование звёзд быстро сходит на нет. Справа – галактика с умеренным звездообразованием. Её гало включается в процесс повторной переработки материи – выброшенные из центрального звёздного диска водород, кислород и азот со временем снова возвращаются в него (иллюстрация NASA; ESA; A. Feild, STScI).

(Исследованию потоков газа вокруг галактик посвящены три публикации в Science: 1, 2, 3.)



Астрономы объяснили скрытность галактических чёрных дыр

21 сентября 2011

Символ бесконечности в центре Галактики поразил астрономов

20 июля 2011

Учёные нашли след вращения Вселенной при рождении

8 июля 2011

Учёные открыли поразительную симметричность Галактики

24 мая 2011

Астрономы открыли десять свободных планет

19 мая 2011
  • Александр Макаров  21 ноября, 14:38
    Вот и ещё один претендент на недостающую массу Вселенной. И сколько их таких ещё предстоит открыть. Как бы потом лишней не набралось :)
    ОтветитьНравится
  • Антон Брандт  21 ноября, 14:40
    А как вообще при такой циркуляции вещества получается, что звездообразование сходит на нет?

    По логике вещей, галактика избавившаяся от излишков строительного материала должна получать новый из межгалактического пространства.

    И потом, от столкновения галактик по идее тоже должен начаться новый виток строительства.

    Разница между галактиками (в плане звездообразования), судя по всему, должна отличаться лиш интенсивностью звездообразования.
    Оно вообще не должно прекращаться.

    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  21 ноября, 16:03
    массу облака газа и диска звезд в галактике сопоставили — примерно один к одному. А так же прямо сопоставить размеры этих двух объектов?
    ОтветитьНравится
  • Иван Петров  21 ноября, 16:28
    Ничего нового они не открыли, круговорот вещества во вселенной был известен человечеству уже очень давно.
    ОтветитьНравится
  • Антон Брандт  21 ноября, 16:58
    Гдето мне попалась забавная теория, автор предполагал, что черные и белые дыры, также как и темная материя это результаты взаимодействия микро и макромиров.
    По его словам имеет место быть перенос энергии и материи с уровня на уровень.
    Вот не могу вспомнить атора и где читал, может кто-нибудь из физиков высказать свое мнение. реально ли это?
    ОтветитьНравится
  • Андрей Касьянов  21 ноября, 18:43
    Всё реально, чего мы ещё не знаем.
    ОтветитьНравится
  • Виктор Сергеев  21 ноября, 21:07
    Галактики, звезды, планетезимадии, барионы — их численность во Вселенной величина постоянная. Они могут только объединяться. Барионы в атомы. Планезималии в планеты. Звезды в галактики. Зерна этих структур пришли к нам из квантовой эпохи Вселенной, до Большого Взрыва. Круговорот, как здесь представлен — не возможен. Звезда, как и галактика не может умереть, а затем возродиться.
    ОтветитьНравится
  • Алекс Москов  22 ноября, 00:48
    Виктор Сергеев 21 ноября, 21:07
    писал- Круговорот, как здесь представлен — не возможен. Звезда, как и галактика не может умереть, а затем возродиться.

    Но ведь вот он, круговорот — есть.
    Звезды сгорают, но на их месте возникают новые. Это просто немного более сложный периодический процесс по сравнению например с качанием маятника.
    Не совсем ясно только как быть с излучением, вот оно то точно улетает в космос вокруг галактики без возврата.

    ОтветитьНравится
  • Виктор Сергеев  22 ноября, 15:11
    Вечный двигатель еще никто еще не создал. Даже Господь Бог и тот не трогает эту заповедь. Природа не любит бесполезных повторений. Дурная последовательность, как писал Гегель… Об энтропии забыли. А интерпретировать результаты можно по- разному. Перечисляю наиболее глобальные по последствиям заблуждения, как результат не полных и не точных измерений. 1.Изотропность реликтового излучения. 2. Постоянство мировых констант. 3. Нет ничего быстрее скорости света.
    ОтветитьНравится
  • Богдан Никитин  22 ноября, 15:15
    Да уж... в этом есть смысл.
    Человек фигурирует имеющейся базой знаний. Ежели в базу закралась ошибка, коих найдено уже целую кучу, все последующие исследования тщетны.
    ОтветитьНравится
  • Иван Касьянов  22 ноября, 16:29
    Люди, скажите, вы с головой дружите или у нее отпуск? Где вы тут увидели вечный двигатель? Где вы тут нашли полную переработку? В тексте статьи черным по белому написанно — туда сюда гоняется газ при взрывах массивных звезд которых гораздо меньше чем легких, потом при взрыве звезда не полностью испаряется — остается огарок. Количество этого обновляемого материала постоянно уменьшается.
    И вообще что вы за горе теоретики если утверждаете что это ересь альтернативная — это прямое подтверждение и следствие классической теории — иначе откуда брались бы тяжелые элементы во вселенной?
    ОтветитьНравится
  • Алекс Москов  24 ноября, 00:52
    Вечный двигатель имеет кпд >1
    здесь речь лишь о периодических процессах при соблюдении ЗСЭ.
    то есть совсем о другом.
    Природа вся состоит из повторений именно поэтому она познаваема.
    Энтропия лишь свойство особого класса систем изучаемых классической термодинамикой, поищите в Инете работы Губина об энтропии. Станет понятнее что это такое — энтропия.
    Этому понятию отводят неподобающе значительное место, собственно как и ПЛ. За последние сто лет проявилась тенденция, стали плохо учить физику и много фантазировать.
    по п.1 — по имеющимся измерениям сильной изотропности не видно. Но и причины его до конца не определены. Конечно это не БВ.
    по п.2 — константы на то и константы, что бы быть константами.
    по п.3 — «С» конечно не предел и это уже признают экспериментаторы..
    ОтветитьНравится
  • Антон Брандт  22 ноября, 02:06
    Не факт, что без возврата.
    Если предположить, что часть излучения поглощается различными астрономическими телами и переходит в другой вид энергии, или если попадает на растения, помогает осуществлять фотосинтез, ведь в конце концов планеты упадут на свои солнца, последние взорвутся и вернут вещество и излучение в общий круговорот звездообразования.

    Также часть излучания будет поглощена черными дырами, чтобы потом быть извергнутыми из них и тоже вернется в общий цикл звездообразования.

    Круговорот энергии и материи во вселенной неостановим.

    ОтветитьНравится
  • Анатолий Алтухов  23 ноября, 01:11
    Согласен! Со временем наверно галактики и черные дыры схлопнутся в сингулярность, которая опять лопнет от скопившейся энергии — и снова Большой взрыв.
    ОтветитьНравится
  • Алекс Москов  24 ноября, 01:02
    н е б ы л о БВ н и к о г д а.
    именно это и демонстрирует данная статья. Процессы на уровне галактик оказались более стабильными и периодическими.
    ОтветитьНравится
  • Светлана Агапкина  24 ноября, 15:37
    Джеты черных дыр состоят из высокочастотных эм излучений, они не в состоянии вновь, будучи рассеяными, в отличие от газов собраться в объект обладающий массой.
    ОтветитьНравится
  • Александр Гранин  26 ноября, 06:11
    А если все перевернуть с ног на голову и предположить, что все известные элементарные частицы являются пустотами (энергия частиц меньше, чем энергия окружаещего пространства — ваккуума).
    ОтветитьНравится