Астрофизики поймали тяжёлые элементы из межзвёздного ветра

Взаимодействие набегающего межзвёздного потока и гелиосферы со стороны увидеть нельзя, но можно полюбоваться на аналогичные пузыри-астросферы у других звёзд. Верхние два снимка сделаны в видимом диапазоне, нижний – в ультрафиолете (фотографии NASA/ESA/JPL-Caltech/GSFC/SwRI).

В последние годы учёные сумели взять прямые пробы сразу нескольких разновидностей атомов из локального межзвёздного облака. Анализ, результаты которого поспели теперь, показал, что среда за пределами гелиосферы заметно отличается по пропорциям веществ от внутренностей Солнечной системы.

Для взятия проб не понадобилось запускать аппарат в невероятную даль. Искомые данные принёс спутник IBEX, измеряющий потоки энергичных нейтральных атомов (ENA). Такие течения не реагируют на магнитное поле Солнца, а потому, в отличие от ионов, способны свободно поступать в гелиосферу извне.

Этот галактический ветер, как показали последние измерения аппарата IBEX, проникает в Солнечную систему на скорости 23 км/с. Примерно за 30 лет частицы такого ветра добираются от внешних границ системы — зоны, где сталкиваются галактические потоки и солнечный ветер, до Солнца и Земли. Здесь атомы и ловит IBEX.

Галактический ветер идёт навстречу нашей родной звезде со стороны созвездия Скорпиона (примерно там, где находится нос Солнечной системы). Точная точка входа показана крестиком (иллюстрация NASA/Goddard Scientific Visualization Studio).

Ранее IBEX открыл колоссальную ленту, излучающую ENA и опоясывающую всю Солнечную систему, что породило интересные предположения о том, что расположено по ту сторону пузыря гелиосферы.

А теперь зонд пополнил копилку сведений замерами потоков ряда тяжёлых элементов. Так выяснилось, что на каждые 20 атомов неона в галактическом ветре приходится по 74 атома кислорода. В Солнечной системе, однако, на каждые 20 атомов неона имеется 111 атомов кислорода, сообщает NASA.

Межзвёздный ветер ENA, подходя к Солнцу, испытывает его гравитационное воздействие так, что изгибается (голубые и синие стрелки). Причём степень отклонения потока зависит от скорости частиц. Этим пользуется спутник IBEX. Он может оценивать скорость нейтральных атомов в тот период, когда Земля находится в правильной точке своей орбиты (в феврале). Серия новых работ, результаты которых опубликованы в Astrophysical Journal, основана на измерениях 2009 и 2010 годов (иллюстрация NASA/GSFC/UNH).

Получается, что в любой части нашей системы кислорода больше, чем в местном межзвёздном пространстве. Это может означать, что Солнце родилось в иной части Галактики, или что в местном межзвёздном облаке кислород отчасти заперт в пылевых или ледяных частицах и потому не может путешествовать свободно.

Распределение газа и пыли вокруг Солнца и направление движения различных газовых облаков (голубые стрелки). Ближайшие облака — Местное облако (Local Cloud) и облако G. Жёлтая стрелка – направление движения самого Солнца. Шкалы по вертикали и горизонтали – световые года. Белая стрелка внизу – направление на галактический центр (иллюстрация NASA/GSFC/Adler/ U. Chicago/Wesleyan).

Прежние измерения скорости и точки проникновения межзвёздных частиц в Солнечную систему (синий круг) при сравнении с параметрами двух самых близких к нам межзвёздных облаков намекали, что мы расположены где-то между ними. Новые данные по разным атомам (жёлтый и оранжевый эллипсы) говорят о том, что Солнце всё же находится в Местном облаке, хотя и на его границе. Шкала по горизонтали – эклиптическая долгота в градусах, по вертикали – скорость в км/с (иллюстрация NASA/GSFC/Adler/ U. Chicago/Wesleyan).

Учёные добавляют, что Солнечная система погрузилась в местное межзвёздное облако где-то в пределах 45 тысяч лет назад. А покинуть она его должна в течение нескольких сотен или тысяч лет. Тогда светило и его семья столкнутся с галактической средой, ещё более отличной от нашей собственной.

Гелиосфера и астросферы предоставляют планетам защитный экран от галактических космических лучей. На рисунке показано непосредственное окружение Солнца и отмечены известные звёзды с астросферами и (или) планетными семьями (иллюстрация NASA/GSFC/Adler/ U. Chicago/Wesleyan).

Все эти сведения помогают лучше понять не только процессы на границе Солнечной системы, но и эволюцию Вселенной. Ведь элементы тяжелее водорода и гелия рождались в недрах светил и при взрывах сверхновых. Подсчёт распространённости в космосе тех или иных атомов помогает уточнить модели развития галактик и их скоплений.



Инженеры продлили жизнь станции Voyager до 2025 года

19 января 2012

«Вояджер» вступил в новый регион на краю системы

6 декабря 2011

«Вояджеры» впервые бросили взгляд на Млечный Путь извне

5 декабря 2011

Астрономы увидели повторную переработку галактического вещества

21 ноября 2011

Символ бесконечности в центре Галактики поразил астрономов

20 июля 2011
  • Антон Брандт  1 февраля, 20:57
    было бы странно, если бы в межзвездном пространстве было больше вещества, чем в СС
    вполне логично, чем дальше от звезд тем «супчик» жиже
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  1 февраля, 21:07
    Там не просто меньше вещества (об этом в материале ни слова), там иные пропорции элементов. Разницу чувствуете?
    ОтветитьНравится
  • Роберто   1 февраля, 22:11
    А почему вообще идет эволюция вещества?Что заставляет вещество усложняться из некого хаоса ..почему вообще органика то появилась(я знаю КАК,но почему атомам вместе лучше ,чем по отдельности??)..может это следствие расширения Вселенной?Ведь у вещества появляется время на усложнение...Но опять же-почему это нужно ему?
    ОтветитьНравится
  • Даниил Чаровски  1 февраля, 23:26
    Объективная реальность данная нам в физических законах его заставляет. И в рамках этих законов вопрос «а нужно ли самому веществу его усложнение» — некорректен. Это уже будет не физика, а философия и иные умопостроения, что, как мне кажется, выходит за рамки обсуждаемого на данном сайте.
    ОтветитьНравится
  • Антон Брандт  2 февраля, 01:10
    Несомненно, осознаю.
    Но, тем не менее, его там меньше.
    ОтветитьНравится
  • Канат Абильдинов  2 февраля, 13:44
    цитирую не Вас, а автора статьи, но отвечаю и на Ваши вопросы.

    «Ведь элементы тяжелее водорода и гелия рождались в недрах светил и при взрывах сверхновых.»

    Я бы не согласился с этим утверждением. Элементы тяжелее водорода, вплоть до самых тяжелых, рождаются и на планетах — в результате облучении более легких элементов космическими лучами. Это круговорот элементов во Вселенной: энергия инерциально-гравитационного ускорения, накапливаемая космическими лучами (излученными звездами в одних галактиках) в течение многих миллионов и миллиардов лет их странствия в межгалактическом пространстве, переносится в другие галактики, где в результате термоядерных реакций порождает тяжелые элементы (и элементы с дефектом масс).

    «Получается, что в любой части нашей системы кислорода больше, чем в местном межзвёздном пространстве. Это может означать, что Солнце родилось в иной части Галактики...»

    Неверно! Это лишний раз подтверждает, что тяжелые элементы рождаются в местах скопления масс, где космические лучи могут отдать накопленную энергию. Солнечную систему окружает облако частиц от микровзрывов, порождаемых космическими лучами при столкновениях с телами Солнечной системы.

    ОтветитьНравится
  • Роберто   2 февраля, 13:45
    Но это же данность.Эти факты вот ,на ладони,вокруг.Почему физика не хочет это изучать?
    ОтветитьНравится
  • Сергей Новиков  2 февраля, 15:07
    Роберт Садрисламов 1 февраля, 22:11 : «А почему вообще идет эволюция вещества?Что заставляет вещество усложняться из некого хаоса»

    ошибка в Ваших рассуждениях — полагать начальное состояние Хаосом.

    никакого Хаоса в начале Вселенной в действительности не было (!) наоборот, было необычайно упорядоченное состояние с МИНИМАЛЬНОЙ энтропией Вселенной. дальнейшая ее эволюция при действии известных фундаментальных физических законов (почему-то с очень удачно подобранными для Жизни константами), когда система стремится придти в состояние с наименьшей свободной энергией (известный принцип наименьшего действия), сопровождающийся ростом энтропии всей системы приводит к возможности возникновения во вселенной в некотором небольшом временном интервале и в ограниченном выделенном объеме пространства таких живых систем, как биосфера нашей Земли со всеми составляющими ее организмами..

    так что самое сложное — это объяснить начальное состояние нашей Вселенной, а дальше все гораздо проще. ;)

    ОтветитьНравится
  • Роберто   6 февраля, 01:58
    Все не могу ответить
    .. А константы то для жизни как раз и не совсем удачные !Точнее для разумной жизни.Неразумная то может быть на каждой второй стабильной звезде .А вот разумная...иначе парадокса Ферми не было бы??конечно
    а по поводу начальной минимальной энтропии...зачем же все таки понадобился этот взрыв на сумасшедшие расстояния с последующей концентрацией ,развитием ,усложнением вещества,появления разума в конце концов...не было ведь вообще ничего..лишь какой то сгусток энергии
    и разум имеет намного больше общего с большим взрывом, чем сперва кажется ..
    это же некая концентрация всех сил,управляющих веществом в некоем целом.Мы есть совокупность всех этапов эволюции этого вещества.Вы только вдумайтесь!
    ОтветитьНравится
  • Даниил Чаровски  11 марта, 15:18
    Потому что это компетенция философов и теологов, а не физиков. Сейчас уже и так и биология, и химия, и физика почти сплелись в какой-то конгломерат наук (условно скажем — «физико-химическая биология»). Когда это всё сплетётся с философией и метафизикой — тогда и будут ЭТО изучать.
    ОтветитьНравится
  • Александр Лалетин  2 февраля, 00:24
    Цикличность бытия, материя собирается в сгустки, потом при столкновениях значительных сгустков, вновь распыляется. И так бесконечно, и без этого ничего просто не было бы.
    ОтветитьНравится
  • Антон Брандт  2 февраля, 01:09
    АЛ, сдаётся мне, что так мучающие вас сгустки манной каши на самом деле у вас в голове.
    Буквально.
    ОтветитьНравится
  • Максим Подболячный  2 февраля, 12:09
    Конан Дойль прям. Отравленный пояс. :)
    А за пределами «атмосферы СС» дышится хуже, да, кислорода поменьше. :)
    ОтветитьНравится
  • Максим Крутько  2 февраля, 15:06
    И всё таки наше светило не из плоскости Млечного Пути.. Когда миллионы лет назад по Земле ходили наши древние предки приматы, Солнце было вне плоскости локальной группы, когда ходили динозавры оно было еще дальше.. соответственно карта звездного неба была совсем другой, и не только от прецессии. Еще через миллионы лет мы будем далеко совсем далеко.
    ОтветитьНравится
  • Светлана Агапкина  2 февраля, 16:52
    Осталось не понятным , 1). а зачем мучится «улавливать, подсчитывать» некие атомы, если по спектральному анализу любые количества и соответственно пропорции между ними уже давно можно определить практически на любых расстояниях? Или это какие то иные атомы, которые спектр не видит?
    2). И еще странно, что слышится некое как бы удивление что ли, что пропорции веществ вне гелиосферы отличаются от оных внутри...!?
    А шо? Они разве ожидались идентичными что ли?
    3) Кислород под действием ультрафиолета превращается в озон в  условиях атмосферы Земли. То есть в свободный радикал очень активный А в Космосе не так?
    ОтветитьНравится
  • Илья Цыгвинцев  2 февраля, 18:00
    1) Чтобы определить по спектру надо, чтобы вещество излучало или поглощало. Вещество излучает и поглощает тем интенсивнее, чем выше его температура и плотность. Поэтому узнать химический состав звезды относительно просто. Туманности — сложнее. А холодного и крайне разреженного межзвёздного ветра — вообще малореально.
    2) Пропорции ожидаются близкими в одном межзвёздном облаке. То, что химсостав нашего звездного облака отличается от химсостава Солнечной системы — интересный и не самоочевидный факт.
    3) Очень малые плотности вещества. Химические реакции идут крайне неохотно.
    ОтветитьНравится
  • Светлана Агапкина  3 февраля, 21:27
    спасибо.
    ОтветитьНравится
  • Светлана Агапкина  3 февраля, 21:27
    Спасибо.
    ОтветитьНравится
  • Антон Брандт  4 апреля, 03:22
    как сказал бы эрохер «пойман серийный пидарас в вакууме»

    Доказательства бурного прошлого гигантской эллиптической галактики NGC 1316, одного из самых ярких источников радио-излучения в небе, представлены на изображениях, сделанных сотрудниками Европейской Южной Обсерватории ESO и опубликованных 2 апреля. Галактика, согласно данным ESO, расположена на расстоянии 60 миллионов световых лет от Земли. В описаниях к снимках ее называют «серийным космическим убийцей».

    Астрономы создали комбинированное изображение из снимков, сделанных обсерваторией ESO La Silla Observatory — для того, чтобы больше узнать о свойствах галактики. Выделяются необычные пыльные дорожки в центре галактики, так же, как популяция из необычно маленьких шаровых звездных скоплений. Сопоставив факты, ученые пришли к выводу, что около 3 миллиардов лет назад NGC 1316 поглотила богатую пылью спиральную галактику.

    источник www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=5695

    ОтветитьНравится