Астрофизики: Темная материя притормозила Млечный Путь
Совместная команда астрофизиков из Университетского колледжа Лонжона (UCL) и Оксфордского университета в рамках нового исследования пришла к выводу, что вращение галактической полосы Млечного Пути, состоящей из миллиардов сгруппированных звезд, замедлилось примерно на четверть с момента ее образования.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а краткий отчет приведен на сайте UCL. Авторы работы считают, что их открытие дает новое понимание природы темной материи. По их мнению, эта загадочная субстанция действует как противовес, замедляющий вращение галактической полосы Млечного Пути.
Такое замедление астрофизики впервые предсказали еще 30 лет назад. Но только в наши дни этот процесс удалось официально зарегистрировать. Астрофизики впервые измерили скорость упомянутого замедления. Для этого она проанализировали данные космического телескопа Gaia.
Этот телескоп наблюдал за большой группой звезд, так называемым потоком Геркулеса, которые находятся в резонансе с галактической полосой. Эти звезды гравитационно захвачены вращающимся галактическим стержнем. То же самое происходит с астероидами, которые вращаются вокруг точек Лагранжа Юпитера, то есть впереди и позади Юпитера. Если вращение бара замедлится, можно ожидать, что эти звезды будут двигаться дальше по галактике, сохраняя свой орбитальный период, совпадающий с периодом вращения бара.
Млечный Путь — это спиральная галактика с перемычкой, с широкой полосой звезд посередине и спиральными рукавами, проходящими через диск за пределами перемычки. Полоса вращается в том же направлении, что и галактика. Считается, что Млечный Путь, как и другие галактики, заключен в «ореол» темной материи, выходящий далеко за пределы его видимых границ.
В новом исследовании астрофизики обнаружили, что звезды в потоке Геркулеса обладают уникальным химическим отпечатком — они очень богаты тяжелыми элементами, то есть металлами. Это указывает на то, что данные объекты переместились из центра нашей Галактики, где звезды и звездообразующий материал примерно в 10 раз насыщеннее металлами, чем звезды внешней части галактики.
Опираясь на эти данные, исследовательская команда пришла к выводу: полоса, состоящая из миллиардов звезд в триллионы солнечных масс, замедлила свое вращение как минимум на 24 процента с момента своего образования.
«Астрофизики давно подозревали, что вращающаяся полоса в центре нашей галактики замедляется, но мы впервые нашли доказательства этого, — говорит соавтор работы доктор Ральф Шенрих. — Противовес, замедляющий это вращение, должен быть темной материей. До сих пор мы могли делать выводы о темной материи, только нанося на карту гравитационный потенциал галактик и вычитая вклад видимой материи. Но наше исследование создает новый тип измерения темной материи — не ее гравитационной энергии, а ее инертной массы, которая замедляет вращение стержня».
Как говорит другой соавтор работы Римпей Чиба из Оксфордского университета, данное открытие «предлагает захватывающую перспективу для ограничения природы темной материи, поскольку различные модели еще изменят инерционное притяжение галактической перемычки». Кроме того, оно представляет собой серьезную проблему для альтернативных теорий гравитации.
Источник
Млечный путь от Google. Русскоязычная версия!
Скриншот из приложения
Хотите Млечный путь смотреть онлайн? Новый сервис визуализации от компании Google под названием 100000 звезд, позволяет совершать экскурсии по нашим космическим окрестностям, как самостоятельно, так и при помощи интерактивного тура.
Млечный путь от google 100000 звезд
Также имеется подробная информация о самых ближайших к нам светилах. Знание английского необходимо, но даже если вы его не знаете, то можно послушать релаксирующую музыку и посмотреть красивую космическую анимацию.
Путешествие по галактике стало возможным
Но с недавнего времени благодаря интерактивной визуализации нашей Галактики возможность путешествия по просторам Млечного Пути появилась у каждого. Теперь достаточно открыть в браузере сервис «Наша Галактика 3D и 100 000 Звезд» и погрузиться в виртуальное путешествие в космосе. Разработанное специалистами Google, приложение включает в себя данные о местоположении почти 120 000 светил Млечного Пути, собранных из различных источников, в том числе космических миссий.
‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — Млечный путь от Google. Русскоязычная версия!» title=»Млечный путь от Google. Русскоязычная версия!»>
Навигация
Перемещение по интерактивной карте осуществляется путем панорамирования при помощи мыши или сенсорной панели.
Материалы по теме
Наш дом — Млечный путь
Нажатие на интересующей звезде позволит отобразить информацию о ней. При этом камера приближается непосредственно к выбранной звезде, а в окне рядом выводится вся необходимая информация. Это дает возможность детально изучить объекты нашей Галактики.
Музыка
Путешествие по интерактивному пространству сопровождается музыкальными произведениями композитора Сэма Хьюлинка, который также известен по написанию музыки для компьютерных игр, таких как Mass Effect.
Наиболее эффективно сервис «Наша Галактика 3D и 100 000 Звезд» работает в браузере Google Chrome. Путешествие по интерактивной Галактике Млечный Путь позволит не только получить удовольствие, но и расширить свою кругозор.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник
Внутри Млечного Пути (National Geographic, русский)
Внутри Млечного Пути (National Geographic, русский) / Inside The Milky Way
Год выпуска: 2010
Страна: Великобритания, США
Жанр: Документальный, научно-познавательный, космос.
Продолжительность: 01:31:25
Перевод: Любительский (одноголосый закадровый)
Русские субтитры: нет
Режиссер: Duncan Copp
В ролях: N.Gards, leXXXus, K.Bulet
Описание: Потрясающий воображение динамичный фильм о космосе!
«Внутри Млечного Пути» уносит зрителей в поразительное путешествие через 100000 световых лет. Станьте свидетелем ключевых моментов в истории Млечного Пути.
Использование в фильме новейших достижений науки, NGC конструкций, 3-D современных CGI моделей нашей Галактики, позволит вглядеться в центр Млечного пути, выйти на охоту за супер-массивной черной дырой, наблюдать, как звезды рождаются и умирают, парить над плоскостью нашей галактики, чтобы понять её истинную форму и обыскивать её пыльные спиральные рукава для возможности найти там новые формы жизни.
Доп. информация: National Geographic, USA, 2010
Автор: Duncan Copp
Продюсер: Duncan Copp
Композитор: leXXXus
Качество: HDTVRip
Формат: MKV
Видео кодек: x264
Аудио кодек: ac3
Видео: MPEG4 Video (H264) 1280×720 29.97fps 3037 Kbps
Аудио 1: russian AC3 48000Hz stereo 192 Kbps
Аудио 2: english AC3 48000Hz stereo 384 Kbps
Источник
Галактический котел: что увидели астрономы в центре Млечного Пути
Рентгеновское зрение
Центр Галактики оказался удивительным местом. Здесь, на расстоянии около 26 000 световых лет от Земли, угнездилась сверхмассивная черная дыра массой в 4 млн солнц. Гравитация этого монстра заставляет окружающее вещество падать на него с огромным ускорением. Потоки газа, устремляющиеся навстречу бездне, сталкиваются друг с другом и разогреваются трением. В результате черная дыра перестает быть черной: окружающее ее облако раскаленной плазмы сияет как сотня солнц.
Энергия, запасенная в этом бурлящем котле, так велика, что он извергает потоки вещества в окружающее пространство, и это несмотря на притяжение своей сверхмассивной «хозяйки». Здесь происходят грандиозные вспышки и другие бурные процессы.
Деятельность черной дыры накладывает свой отпечаток на весь центр Галактики. Мощное излучение ее вспышек мешает образовываться звездам и, возможно, регулярно уничтожает окрестные планеты. Магнитные поля пронизывают горячий межзвездный газ, заставляя его плясать под свою дудку. А по соседству, в плотных и холодных облаках водорода, вещество бурлит, хаотично двигаясь со скоростью в десятки километров в секунду.
В общем, центр Млечного Пути дает астрономам шанс изучить процессы, непохожие ни на что другое в Галактике. К сожалению, сделать это непросто: сердце нашего звездного острова закрыто плотными облаками пыли и газа. Они непроницаемы даже для лучших оптических телескопов.
Однако там, где отступает свет, на помощь приходят другие излучения. Рентгеновские лучи с легкостью проходят сквозь космическую завесу. В исследовании, опубликованном Дэниэлом Ваном в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, представлена новая карта центра Млечного Пути. В ее основе данные рентгеновского телескопа Chandra, накопленные с 1999-го по 2019 год, 370 наблюдательных сеансов заняли почти 65 суток чистого времени. В результате получилась беспрецедентно подробная карта области размером 2000х1000 световых лет. Для сравнения: от Солнца до ближайшей звезды всего четыре световых года.
Инструмент запечатлел целую паутину нитей горячего газа. Эти структуры вытянуты на десятки световых лет, но их диаметр в сотни раз меньше длины. Откуда берется эта космическая ткань? Исследователи не знают точно, но теперь у них есть интересная версия.
Короткое замыкание
Ван сопоставил новую карту, полученную «Чандрой» в рентгеновских лучах, с данными радиотелескопа MeerKAT, принимающего космические радиоволны. Удивительно, но нить под названием G0.17-0.41, протянувшаяся на 20 световых лет почти перпендикулярно плоскости Галактики, оказалась на обоих изображениях.
Проанализировав сведения, собранные обоими инструментами, астроном пришел к интересному выводу. Он заключил, что G0.17-0.41 — результат магнитного пересоединения. Так называется процесс, когда две противоположно направленные линии магнитного поля встречаются и частично уничтожают друг друга. При этом запасенная в них энергия высвобождается и нагревает окружающее вещество. Это можно сравнить со взрывом или коротким замыканием.
Магнитное пересоединение хорошо знакомо специалистам по Солнцу: оно отвечает за солнечные вспышки, выбросы вещества в космос и другие капризы нашего светила. Но впервые это явление, характерное для поверхности звезд, наблюдается вблизи черной дыры и вообще в межзвездном пространстве.
Само по себе магнитное поле в окрестности G0.17-0.41 невелико. По расчетам Вана, оно составляет порядка 1 мГс, что в миллион раз меньше поля на поверхности бытового дугообразного магнита. Однако протяженность в десятки световых лет позволяет даже такому слабому полю накопить энергию астрономического масштаба. Выделяясь при пересоединении, она нагревает вещество до десятков миллионов градусов, что превышает температуру в центре Солнца. Неудивительно, что рентгеновское излучение такой длинной и горячей нити заметно даже с орбиты Земли.
При этом Ван полагает, что G0.17-0.41 — это только верхушка айсберга. Облако плазмы, окружающее центральную черную дыру нашей Галактики, генерирует магнитное поле, пронизывающее весь близлежащий космос. Пересоединения магнитных линий могут происходить там постоянно, в совокупности выделяя огромную энергию. Эта энергетическая подпитка может отвечать не только за образование таинственных горячих нитей, но и за другие явления, ранее не имевшие объяснения.
Так, на новой карте «Чандры» с беспрецедентной детализацией запечатлены шлейфы горячего газа, простирающиеся на 700 световых лет вверх и вниз от плоскости Галактики. Ученые все еще спорят о том, какая сила нагревает газ в этих потоках, истекающих из центра Млечного Пути. Возможно, это беспрестанные магнитные пересоединения вкупе со взрывами сверхновых.
Не исключено, что это явление работает и как природный ускоритель, придавая энергию космическим лучам — энергичным частицам, приходящим с просторов Галактики. А на больших расстояниях от черной дыры оно может «взбаламучивать» межзвездный газ, давая начало образованию звезд. Похоже, что астрономы открыли один из важных механизмов, регулирующих жизнь Галактики.
Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора
Источник
На космических задворках: есть ли жизнь на краю Галактики
Выбор между центром и окраинами волнует не только жителей мегаполисов, но и астрономов, размышляющих о жизни во Вселенной. Многие считают, что на пустынных задворках Млечного Пути практически невозможно возникновение органических веществ, а значит, и жизни. Но неожиданное открытие органики в этом регионе космоса позволяет надеяться, что жизнь возможна чуть ли не во всей Галактике.
Взгляд со стороны
Обитатель другой галактики, разглядывающий Млечный Путь в телескоп, увидел бы огромный диск, состоящий из нескольких спиральных рукавов. Здесь сосредоточено 80% звезд, включая Солнце, и почти весь межзвездный газ, из которого рождаются новые светила. Этот космический блин окружен разреженной сферой, состоящей из прохладных и очень древних звезд, немногим младше самой Галактики. Наконец, все это погружено в шарообразное облако невидимой темной материи.
Теснее всего светила расположены в центре диска Млечного Пути. При движении от центра спирали к окраинам звезды встречаются все реже и реже. Диск не имеет четкой внешней границы, поэтому ему трудно приписать точный радиус. Чаще всего эксперты называют цифру в 50 000 световых лет. Но, согласно исследованиям последних лет, отдельные звезды встречаются и вдвое дальше от центра диска Галактики. Так же, как звезды, распределен и межзвездный газ, из которого светила возникают и в который частично превращаются после смерти.
Разные поколения
Где в огромном Млечном Пути можно встретить обитаемую планету? Очевидно, лишь там, где есть химические элементы, из которых состоят землеподобные миры и живые организмы.
Основа всех биологических молекул — это водород, углерод, азот, кислород, фосфор и сера. А 98% массы Земли приходится на кислород, кремний, алюминий, магний, кальций и железо. Из всех названных элементов повсеместно во Вселенной распространен только водород. Дело в том, что сразу после Большого взрыва образовались только простейшие и самые легкие химические элементы: водород и гелий, да еще ничтожное количество лития, бериллия и бора. Все остальные ячейки таблицы Менделеева были заполнены благодаря звездам. В их термоядерных топках легкие атомные ядра сливаются, образуя более сложные и тяжелые. Так образуются все элементы вплоть до железа. Еще более тяжелые ядра формируются во взрывах сверхновых и некоторых других процессах, связанных со звездами.
Элементы тяжелее гелия составляли менее 2% облака, из которого примерно 5 млрд лет назад образовалось Солнце и его планеты, включая Землю. Но и такое количество было достигнуто не сразу. Считается, что Солнце — звезда третьего поколения. То есть вещество, из которого образовалось наше светило, к тому моменту уже дважды побывало в составе звезд, обогащавших его «биологическими» и «геологическими» элементами таблицы Менделеева. Эти звезды умерли, частично превратившись в межзвездный газ. Последний стал материалом, из которого образовались новые светила.
Линия жизни
Понятно, что этот круговорот быстрее совершается там, где больше звезд и межзвездного газа. Именно поэтому едва ли стоит искать обитаемые миры в сферической составляющей Млечного Пути, где газа практически нет и новые звезды просто не рождаются. Эта сфера населена старыми звездами второго поколения, в составе которых элементы тяжелее гелия составляют лишь десятые доли процента. А значит, и их планеты, скорее всего, представляют собой одни только безжизненные водородно-гелиевые гиганты вроде Юпитера.
Скалистые миры, похожие на Землю, должны рождаться в рукавах звездной спирали — в диске Млечного Пути, где находимся и мы сами. Но и там не везде подходящие условия, многие эксперты уверены, что окраины диска совершенно необитаемы. Ведь там межзвездного газа совсем мало и звезды, вырабатывающие «элементы жизни», образуются редко.
С другой стороны, центральные области Галактики — тоже не самое уютное место. Там газа так много, что из него часто образуются массивные светила, в конце жизни взрывающиеся как сверхновые. Подобный катаклизм может уничтожить жизнь на планетах не только самой взорвавшейся звезды, но и ее ближайших соседей. А в самом центре Млечного Пути хозяйничает сверхмассивная черная дыра, чья бурная деятельность не обещает спокойной жизни ни в прямом, ни в переносном смысле.
Получается, что пригодная для зарождения живого область Галактики образует широкое кольцо вокруг центра. В его пределах губительные сверхновые встречаются уже довольно редко, а нужных химических элементов все еще достаточно много. Эта космическая средняя полоса известна как галактическая зона обитаемости.
Общепринятых границ этой Ойкумены не существует. По некоторым оценкам, внутренний радиус «кольца жизни» составляет 6–7 000 световых лет, а внешний — 25–30 000. Даже при консервативной оценке радиуса диска Млечного Пути в 50 000 световых лет получается, что не менее половины Галактики не пригодно для обитания. К слову, Земля находится почти на границе «жилых районов».
«Ученые давно интересуются распространенностью органической химии в нашей галактике, и всегда считалось, что не так уж далеко за Солнцем (если смотреть из центра Галактики — Forbes) нам [уже] не встретится много органических молекул, — комментирует соавтор нового исследования Лилия Келемей из Университета Аризоны. — Широко распространено предположение, что на окраинах нашей галактики просто нет химических веществ, необходимых для образования органики».
Жизнь на задворках
Однако Келемей и еe коллеги опровергли эту пессимистическую гипотезу с помощью наблюдений. Используя радиотелескоп, они обследовали 20 облаков межзвeздного газа, расположенных в самом внешнем спиральном рукаве Галактики — рукаве Лебедя. Эти сгустки материи расположены на расстоянии от 42 до 77 000 световых лет от центра Млечного Пути, то есть на его окраинах. Тем не менее во всех 20 облаках был обнаружен метиловый спирт. Это органическое вещество излучает радиоволны на строго определенной частоте, и его сигнал невозможно ни с чем спутать. Ученые сообщили об этом открытии на 238-й конференции Американского астрономического общества.
Само по себе обнаружение метанола в космосе — далеко не новость. Но еще никогда он не фиксировался так далеко от центра Млечного Пути, в зоне, где само существование органических веществ считалось невозможным из-за нехватки нужного «сырья».
Конечно, органика — еще далеко не жизнь. Но даже простейшие органические соединения состоят из «биологических» химических элементов. Так, молекула вышеупомянутого метанола (CH3OH) построена из атомов водорода, углерода и кислорода. Там, где есть кислород, скорее всего найдется и более легкий элемент азот. Вместе они составят уже две трети «большой биохимической шестерки». Присутствуют ли на окраинах Галактики фосфор и сера, только предстоит выяснить.
Впрочем, для развития биосферы необходима еще и похожая на Землю планета, а такие миры состоят из «геологических» элементов от кремния до железа. Их наличие в нужном количестве на задворках Млечного Пути, среди старых и бедных тяжелыми элементами звезд, по-прежнему вызывает сомнения. Впрочем, недавнее открытие землеподобной планеты у одной из самых древних звезд Галактики внушает осторожный оптимизм. Возможно, жизнь — куда более распространенное явление, чем мы себе представляем.
Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора
Источник