| luzina | Дата: Вторник, 12.02.2013, 19:59 | Сообщение # 1 |
|
Генерал-лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 622
Статус: Offline
| Межзвездное вещество
Пространство между звездами заполнено разреженным веществом, излучением и магнитным полем. В межзвездной среде открыты огромные холодные области (молекулярные облака) с температурой 5–50 К и очень горячий газ с температурой 106 К – корональный газ. По температуре и плотности межзвездные облака делят на четыре разных типа.
Диффузное Темное Молекулярное Глобула
Температура Т, К 102-103 10-102 5-50 10-30
Концентрация атомов (молекул), см-3 1-102 102-104 400-106 103-105
Среди молекулярных облаков выделяются гигантские молекулярные облака с массами 105–106 М. Температура таких облаков от 5 до 30 К. В галактическом диске примерно 6000 таких облаков, и в них содержится 90% всего молекулярного газа. Гигантские молекулярные облака связаны с очагами звездообразования.
В Галактике (особенно, в плоской составляющей) имеется также большое количество межзвездной пыли. Средний радиус пылинок составляет доли микрометра. В настоящее время считают, что пылинки состоят из смеси графитовых и силикатных частиц, покрытых оболочками из органических молекул и льда. Суммарная масса пыли всего 0,03 % полной массы Галактики, ее полная светимость составляет 30 % от светимости звезд и полностью определяет излучение Галактики в инфракрасном диапазоне. Температура пыли 15–25 К.
Основные источники пыли в Галактике:
Источники пыли в Галактике Интенсивность сброса пыли в Галактику в год
Красные гиганты 3•10-3Мo
Взрывы новых 2•10-3Мo
Взрывы сверхновых 3•10-3Мo
Протозвезды 0,2•10-3Мo
Планетарные туманности 0,4•10-3Мo
Звезды типа WR 0,01•10-3Мo
Межпланетная пыль
Столкновения мелких астероидов, разрушение комет вносит вклад в образование межпланетной пыли внутри Солнечной системы. Концентрация межпланетного вещества на некотором расстоянии от Земли (то есть исключая околоземную составляющую) около 10–22 г/см3, что в 100–1000 раз выше плотности газопылевых межзвездных облаков. Общее количество пылевого вещества внутри орбиты Земли оценивается в 1018 кг, то есть примерно равно массе одного астероида.
Зодиакальный свет – одно из доказательств наличия пыли в космическом пространстве около Земли. Зодиакальный свет – светлая область, вытянутая вдоль эклиптики и наблюдаемая в экваториальных широтах Земли после захода Солнца или перед самым восходом. Зодиакальный свет – это эффект рассеяния солнечного света на межпланетной пыли.
Размеры пылинок в межпланетной среде 0,1–10 мкм. Маленькие пылинки выметаются из Солнечной системы давлением солнечного ветра. Предполагается, что в облаке Оорта находится огромное количество пыли. А вот судьба более тяжелых пылинок другая. Существует природный «пылесос», который заставляет более крупные частицы падать на Солнце. Это так называемый эффект Пойнтинга – Робертсона. Солнечный свет, падающий на частицу межзвездной пыли, уменьшает ее момент, и частица начинает падать на Солнце. Частица размером 2 мкм упадет на Солнце всего за 2000 лет.
Солнечный ветер – это потоки разреженного газа и плазмы, истекающие из атмосферы Солнца во всех направлениях. Его причиной служит сильный разогрев нижних слоев солнечной короны потоками электромагнитной энергии, поступающими из плотных частей атмосферы Солнца. Солнечный ветер, в основном состоящий из протонов, альфа-частиц и электронов, удаляется от Солнца со скоростями 400–500 км/с (возле Земли). Взаимодействуя с магнитосферами и атмосферами планет, солнечный ветер искажает их форму, вызывает в них химические реакции, ионизацию газа и его свечение. Солнечный ветер выдувает вокруг Солнца каверну, свободную от межзвездной плазмы (гелиосферу), которая простирается за орбиту Плутона; ее граница пока точно не установлена.
Чем заполнена межзвездная среда?
Что находится между звездами? Этот простой вопрос как бы автоматически подразумевает простой ответ - между звездами находится пустота. Именно этот наивный ответ типичен, когда мы разглядываем Млечный путь и видим, что яркие области на ночном небе соседствуют с темными областями.
Долгое время астрономы считали, что эта простая и наивная интерпретация соответствует действительности, пока В.Я.Струве (1793-1864 гг.) не высказал предположение о том, что пустоты в Млечном пути есть не что иное, как гигантские облака пыли, поглощающие свет от звезд. Лишь спустя столетие гипотеза Струве была подтверждена экспериментально. Уже в наше время, изучая радиоизлучение Вселенной, американский спутник СОВЕ получил изображение Млечного Пути, на котором отчетливо виден характер распределения межзвездной пыли в нашей Галактике. Под действием излучения звезд крупинки пыли в космическом пространстве разогреваются, особенно вблизи очень горячих звезд, и переизлучают кванты света в инфракрасном диапазоне.
Однако, межзвездное пространство заполненно не только пылью. Астрономам хорошо известно, что самым распространенным в космосе веществом является. Атом водорода - это, пожалуй, один из самых простых по своему устройству атомов, содержащий всего один электрон. Иногда, под воздействием внешнего излучения, этот электрон может переходить на очень высокие орбиты. Возврат электрона сопровождается излучением в космическое пространство радиоволн с длиной 21 см. Фиксируя это радиоизлучение, можно судить о характере распределения водорода как в Млечном Пути, так и в других галактиках.
Водородные облака могут находиться вблизи ярких звезд. Поглощая свет от звезды, они высвечивают избыток энергии и тогда мы видим феерическое зрелище типа "Тройной туманности". Если же облако окажется слишком холодным, оно будет преимущественно поглощать свет от звезд, как это видно на примере туманности Конская голова. Но самые большие объекты Млечного Пути - это гиганские облака молекулярного водорода, превосходящие по массе наше Солнце в сотни тысяч и даже миллионы раз. Одним из представителей этого класса объектов является Туманность Ориона, в глубинах которой обнаружены молекулы воды, аммиака, спирта, муравьиной и синильной кислот. Многие из этих молекул содержат углерод - основу всего живого на Земле. Не в недрах ли космоса следует искать ответы на вопрос - откуда мы и как зародилась жизнь во Вселенной?
Межзвездная пыль в Плеядах
Космический телескоп Hubble получил детальные изображения облака межзвездной пыли, находящееся возле одной из звезд скопления Плеяды. Впервые это облако было сфотографировано больше ста лет назад с помощью 1-метрового наземного телескопа. Снимки показывают странное явление, когда свет звезды как бы выделяет малые частицы пыли среди частиц более крупных размеров.
Облако было открыто Е.Е. Барнардом, и поэтому называется туманностью Барнарда. Располагается оно около звезды Merope (Меропа, 23 Тельца). Облако не излучает собственного света, а только отражает свет близлежащей звезды. На изображении, полученном телескопом Hubble, видны параллельные полоски в туманности, тянущиеся из нижнего левого угла к верхнему правому. Радиальные полосы света, идущие от звезды, вызваны оптическими эффектами.
Полосы в туманности обусловлены тем, что частицы звездного света - фотоны - сталкиваются и взаимодействуют с пылевыми частицами туманности. Это явление называется давлением излучения.
Туманность, состоящая из частиц пыли различных размеров, дрейфует мимо звезды со скоростью около 11 км. в секунду. Фотоны несут импульс, который они передают частицам пыли при столкновении. Фотоны оказывают больший эффект на меньшие частицы пыли, так как эти частицы имеют меньшую массу и меньшую скорость по сравнению с крупными частицами.
Туманность Барнарда является яркой туманностью, так как ее расстояние до Меропы составляет всего около 0.06 световых лет - это в 3500 раз больше расстояния от Земли до Солнца. (Один световой год равен расстоянию 9460 миллиардов километров). Туманность будет двигаться вблизи Меропы еще в течение нескольких тысяч лет, если, конечно, не разрушится за это время.
Туманность Барнарда и звезда Меропа находятся в Плеядах - рассеянном звездном скоплении, которое хорошо видно невооруженным глазом. Располагается оно в созвездии Тельца на расстоянии около 380 световых лет от Земли. В ясную ночь невооруженным глазом в скоплении можно увидеть семь ярких звезд, а в малый телескоп - несколько сотен более слабых звезд
Межпланетная среда
Межпланетное пространство далеко не пустое. Оно содержит электромагнитное излучение (фотоны), горячую плазму (электроны, протоны и другие ионы) - солнечный ветер, космические лучи, микроскопические частицы пыли и магнитные поля (прежде всего Солнца).
В то время как излучение Солнца очевидно, другие компоненты межпланетной среды не были обнаружены до недавнего времени.
Температура межпланетной среды составляет приблизительно 100 000 K, ее плотность - примерно 5 частиц на кубический см в пределах Земли и уменьшается обратно пропорцианально квадрату расстояния от Солнца. Необходимо отметить, что плотность межпланетной среды - переменная величина, она может доходить и до 100 частиц на кубический см.
За исключением пространств в непосредственной близости к некоторым из планет, межпланетный космос заполнен магнитным полем Солнца. Взаимодействия с солнечным ветром очень сложны.
Некоторые планеты (например, Земля, Юпитер) имеют свои собственные магнитные поля. Они создают меньшие магнитосферы, которые доминируют над влиянием Солнца в пределах границ этих планет. Магнитосфера Юпитера очень большая, она простирается более чем на миллион км во всех направлениях от него. Магнитосфера Земли намного меньше и простирается только на несколько тысяч км, но она защищает нас от очень опасных воздействий солнечного ветра.
Cолнечный ветер оказывает непосредственное воздействие на поверхность немагнитных тел, таких, как Луна. Cамые высоко-энергетические частичы межпланетной среды называются космическими лучами. Некоторые из них имеют солнечное происхождение, но наиболее энергетические приходят из внешнего космоса.
Взаимодействие солнечного ветра, магнитного поля Земли и верхних слоев атмосферы Земли вызывает полярные сияния. Другие планеты со значительными магнитными полями (например, Юпитер) также имеют подобные эффекты
|
| |
| |
