Водородные облака во Вселенной
Наиболее распространенным веществом в межзвездном пространстве, да и вообще во Вселенной, является водород. Радиоастрономы слышат шум, производимый этим газом во всех частях нашей Галактики. Атом водорода имеет только один электрон. Иногда электрон срывается со своей орбиты, и тогда в пространство посылается радиосигнал.
Каждый отдельный сигнал весьма слаб, по в космическом пространстве так много водорода, что астрономам удается получить общий, суммарный эффект от этого водорода в виде излучения с длиной волны 21 см.
Водородные карты Млечного Пути обнаруживают красивую спиральную форму нашей Галактики с большим количеством водорода, находящегося в ее спиральных рукавах.
Водородные облака вращаются в Галактике точно так же, как планеты обращаются вокруг Солнца. Скорость перемещения водородного облака зависит от того, как далеко находится оно от центра нашей Галактики. Исходя из скоростей водородных облаков мы можем вычислить общий объем и форму Галактики.
Облака молекулярного водорода — древнейшего строительный материал во Вселенной
В рамках исследования ученые использовали данные, полученные спектрометром HIRES, установленном на телескопе обсерватории Кека.
При помощи данного инструмента ученые проанализировали свет, идущий от двух удаленных квазаров на расстоянии 12 миллиардов световых лет от Земли.
В результате астрономам удалось обнаружить, что по дороге к Земле этот свет прошел через два облака водорода, расположенных на расстоянии 11,8 и 11,6 миллиарда световых лет от нашей планеты. По словам ученых, в обнаруженных облаках почти отсутствуют следы элементов тяжелее водорода. Это означает, что облака сформировались на заре развития Вселенной, когда сверхновые еще не успели «засеять» пространство более тяжелыми элементами.
Новые данные позволят пересмотреть современные представления об эволюции Вселенной.
В начале сентября 2011 года в The Astrophysical Journal появилась статья о том, что источником тяжелых элементов в космосе могут служить не только сверхновые. Известно, что данные элементы образуются в результате процесса, который протекает при взрывах звезд.
Оказалось, однако, что этот процесс может происходить и во время столкновения пары нейтронных звезд в двойных системах. По словам ученых, новые результаты позволяют разрешить известное противоречие — согласно существующим компьютерным моделям, одних сверхновых недостаточно, чтобы создать тяжелых элементов столько, сколько наблюдается во Вселенной сейчас.
Астрономические наблюдения водородных облаков
Водородное облако окружило галактику Вертушку
Американские астрономы обнаружили вокруг галактики М51 гигантское облако ионизированного водорода. Из-за своего спирального внешнего вида она носит название «Вертушка». В свое время, именно Вертушка дала ученым ключевые представления о спиралевидных галактиках и их роли в космическом пространстве.
Команда из Университета Кейс Вестерн резерв, впервые провели наблюдение за огромным водородным облаком, которое было вытеснено за пределы галактики, а позже разогрето посредством излучения от центральной сверхмассивной черной дыры.
Осуществить данное исследование стало возможным благодаря 75-летнему телескопу, находящемуся в Аризонских горах.
Специалистам известно о том, что в глубоком космосе происходят подобные процессы, но на столь близком расстоянии от Земли их наблюдать еще не удавалось. Поэтому астрономы используют этот уникальный шанс для изучения функционирования черной дыры, процесса извержения водородного газа из ее недр, а также оценки влияния данного процесса на прилегающие области космоса.
Гигантское водородное облако
Внушительно большое облако нейтрального водорода обнаружено во Вселенной совершенно случайно при решении других астрономических задач в Аресибо американскими астрономами из Корнеллского университета. В поперечнике это облако раз в 10 больше нашей Галактики, а водородная масса в облаке почти в миллиард раз больше массы нашего светила.
Облако располагается по направлению к созвездию Льва на расстоянии 65 млн световых лет от Земли и вращается вокруг центра масс со скоростью 80 км/с.
Как предполагают ученые, из этого гигантского водородного облака возможно рождение новой галактики. Тем самым под сомнение подпадает столь распространенная теория большого взрыва об одновременном рождении всех галактик после колоссального взрыва во Вселенной.
Рой водородных облаков, летящих от центра нашей галактики
Группа астрономов обнаружила то, что кажется великим исходом из более чем 100 водородных облаков, вытекающих из центра Млечного Пути и направляющихся в межгалактическое пространство.
Это наблюдение, сделанное с помощью Зеленого банковского телескопа Национального научного фонда (GBT), может дать астрономам более четкое представление о так называемых Ферми-пузырях, гигантских воздушных шарах перегретого газа, вздымающихся выше и ниже диска нашей галактики.
«Центр Млечного Пути — особое место», — отмечает Джей Локман, астроном в Обсерватории «Зеленый берег» в Западной Вирджинии. «В основе его лежит черная дыра, в несколько миллионов раз более массивная, чем Солнце, и есть районы интенсивного рождения звезд и разрушения взрывной звезды».
Над и под диском Млечного Пути появляются водородные облака. Нейтральный водородный газ, основной компонент этих облаков, ярко светит на радиоволне 21 см. Эти водородные облака были впервые обнаружены командой Австралийского национального университета. Свойства этих облаков позволяют ученым узнать о форме ветхого региона и огромных энергиях, которые задействованы.
Путем моделирования распределения и скоростей облаков астрономы обнаружили, что они заполнят конус, простирающийся выше и ниже Млечного Пути на расстояние не менее 5000 световых лет от центра. Облака имеют среднюю скорость около 330 километров в секунду.
«Дело в том, что мы так и не нашли края этого роя водородных облаков. Где-то над галактическим центром они должны рассеиваться или становиться ионизированными. Но пока неизвестно, где находится эта граница, поэтому нам еще предстоит проделать большую работу», – заключил Эрико ДиТедоро, соавтор исследования из Австралийского национального университета.
Интересный факт
Огромное водородное облако возвращается в нашу Галактику!
По данным на декабрь 2019 года космический телескоп Hubble получил новые данные об огромном водородном облаке, которое несется по направлению к нашей галактике со скоростью более 300 км/ с.
Траектория облака хорошо известна астрономам. Объект получил название Облако Смит. Оно было открыто студенткой Гейл Смит в начале 1960-х гг.
Новые наблюдения, проведенные Hubble, свидетельствуют о том, что облако образовалось во внешних районах галактического диска около 70 млн. лет назад. Сейчас оно бумерангом возвращается в Млечный Путь.
Чем опасно гигантское водородное облако Смит?
Встреча облака с нашей галактикой запустит активный процесс звездообразования. Согласно расчетам астрономов, в облаке достаточно газа для того, чтобы произвести 2 млн. звезд. В настоящий момент облако имеет форму кометы. В длину оно простирается на 11 тыс. световых лет, а его ширина составляет 2,5 тыс. световых лет.
Если бы облако было видимым в небе, оно бы занимало область, размер которой был бы в 30 раз больше диаметра Луны во время полнолуния.
Исследование показало, что в Облаке Смит много серы. В нем ее столько же, сколько во внешнем диске Млечного Пути – регионе, расположенном на расстоянии около 40 тыс. световых лет от центра галактики (на 15 тыс. световых лет дальше, чем наша Солнечная система).
Таким образом, было выявлено, что Облако Смит содержит в большом количестве материал, произведенный звездами. Это указывает на то, что облако было выброшено из Млечного Пути и сейчас оно возвращается бумерангом обратно.
Полученные Hubble данные вызывают новые вопросы:
- что выбросило облако из Млечного Пути;
- каким образом облаку удалось остаться при этом невредимым;
- есть ли связь с прохождения сквозь диск темной материи, вырвавшей газ из Млечного Пути.
Возможно, ответы на эти вопросы удастся получить во время будущих исследований.
Видео
Источник
ВОДОРОДНОЕ ОБЛАКО ВО ВСЕЛЕННОЙ
Астрономы Корнеллского университета (США), работавшие на крупном радиотелескопе в Аресибо (Пуэрто-Рико), обнаружили в космосе гигантское облако нейтрального водорода. Оно находится примерно в 30 миллионах световых лет от Земли в направлении на созвездие Льва, имеет размеры с приличную галактику (300 000 световых лет), и масса водорода в нем в миллиард раз больше массы нашего Солнца. Окраины облака вращаются со скоростью 80 километров в секунду, и неясно, почему газ не разлетается в стороны при такой скорости. Предполагают, что в центре облака находится какое-то невидимое тело, которое в сто раз больше массы водорода. Его притяжение и сдерживает газ. Возможно, это черная дыра, собравшая вокруг себя межзвездный газ из окружающего пространства.
Облако было найдено случайно: радиоастрономы .искали в нескольких галактиках водород по его характерному излучению на волне 21 сантиметр и в перерыве между наблюдениями переориентировали телескоп на «пустой» участок неба. Был отмечен сильный сигнал, который сначала приняли за помеху. На приведенном здесь снимке области созвездия Льва компьютер нанес контуры открытого облака. Сейчас астрономы задаются вопросом, уникален ли этот случай, или во Вселенной много таких облаков. Если верно последнее, то, видимо, в них заключена значительная часть так называемой скрытой массы Вселенной (см. «Наука и жизнь» № 2, 1975 г.).
События
Electronic Arts заявляет, что планирует приобрести Respawn Entertainment, студию c франшизой Titanfall. В пресс-релизе EA анонсировала покупку, а также новую игру Titanfall.
Согласно официальному заявлению, EA выплатит 151 млн. Долл. США наличными и до 164 млн. Долл. США в виде долгосрочного капитала в форме ограниченных акций для Respawn.
EA выложили новый трейлер для Star Wars Battlefront II, полный новой информации о персонажах и локациях, которые мы увидим в однопользовательской кампании. До сих пор EA не много рассказывала об одиночной игре, но этот новый трейлер проливает свет на всю историю. Вы, возможно, помните, что в первом Battlefront, вообще не оказалось режима кампании. В новом режиме одиночного игрока Battlefront II игрок принимает контроль над Иден Версио, лидером одного из самых элитных подразделений спецназа Империи — Inferno Squad. История продолжилась вскоре после возвращения джедаев, после того, как вторая Звезда Смерти разрушена, и Император Палпатин, так и Дарт Вейдер мертвы.
Источник
Облака молекулярного водорода в космосе
При помощи данного инструмента ученые проанализировали свет, идущий от удаленных квазаров J113418.96+574204.6 и Q0956+122 на расстоянии 12 миллиардов световых лет от Земли.
В результате астрономам удалось обнаружить, что по дороге к Земле этот свет прошел через два облака водорода, расположенных на расстоянии 11,8 и 11,6 миллиарда световых лет от нашей планеты. По словам ученых, в обнаруженных облаках почти отсутствуют следы элементов тяжелее водорода. Это означает, что облака сформировались на заре развития Вселенной, когда сверхновые еще не успели «засеять» пространство более тяжелыми элементами.
Новые данные позволят пересмотреть современные представления об эволюции Вселенной. В частности, они отмечают, что наличие подобных облаков почти через два миллиарда лет после образования Вселенной говорит о том, что сверхновые «засеивали» космос тяжелыми элементами хуже, чем считалось до сих пор.
В начале сентября 2011 года в The Astrophysical Journal появилась статья о том, что источником тяжелых элементов в космосе могут служить не только сверхновые. Известно, что данные элементы образуются в результате так называемого R-процесса (процесс захвата нейтронов более легкими ядрами), который протекает при взрывах звезд.
Оказалось, однако, что этот процесс может происходить и во время столкновения пары нейтронных звезд в двойных системах. По словам ученых, новые результаты позволяют разрешить известное противоречие — согласно существующим компьютерным моделям, одних сверхновых недостаточно, чтобы создать тяжелых элементов столько, сколько наблюдается во Вселенной сейчас.
Источник
В центре Галактики нашли холодный ионизованный водород
International Centre for Radio Astronomy Research
Астрономы впервые наблюдали облако холодного и частично ионизованного водорода в области галактического центра. Существование среды с такими свойствами предполагалось ранее, но никогда не было зафиксировано. Из полученных данных следует, что вещество в этих облаках не находится в термодинамическом равновесии и получает энергию не в виде электромагнитных волн, что может объяснять невысокий темп звездообразования, пишут авторы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Ионизация — это процесс отрыва электрона от нейтрального атома, после чего он становится ионом. Иногда ионизацией также называют переход электронов на высоковозбужденные уровни энергии, близкие к отрыву от атома. Энергия ионизации зависит от силы взаимодействия в системе, поэтому меняется от элемента к элементу. Для ионизации атома наиболее распространенного элемента во Вселенной, водорода, необходимо передать энергию в 13,6 электронвольт. Эта энергия может быть получена при соударении с другими частицами — подходящей средней скоростью обладают частицы с температурой порядка 150 тысяч градусов.
Однако столь высокая температура требуется лишь для полной ионизации и только в условиях локального термодинамического равновесия, когда отдельные небольшие области среды можно рассматривать как однородные, а их состояния квазистационарными. В реальных астрофизических процессах термодинамическое равновесие может никогда не достигаться для сколь угодно малых масштабов, подходящих для статистического усреднения.
В работе под руководством Рэймонда Оонка (Raymond Oonk) из Лейденской обсерватории в Нидерландах описываются наблюдения области галактического центра в длинноволновой части радиодиапазона на частотах от 30 до 325 мегагерц при помощи установки EDA (Engineering Development Array) — прототипа сооружаемого массива радиотелескопов SKA (Square Kilometre Array), который станет крупнейшей подобной установкой на Земле.
Ученые смогли зафиксировать низкочастотные рекомбинационные линии, соответствующие переходам электронов между высоковозбужденными уровнями энергии, относительно близкими к полноценной ионизации. Такие линии позволяют определить многие параметры среды, такие как температуру и относительные концентрации веществ. Авторам удалось выделить множество линий водорода и углерода, которые появились при переходе между уровнями с главным квантовым числом в диапазоне около 300—600 на соседний или следующий после него. Были измерены как линии излучения, так и линии поглощения.
«Это открытие показывает, что необходимая для ионизации атома водорода энергия может проникать глубоко внутрь холодных облаков, — поясняет Оонк. — Такие холодные облака считаются местом рождения новых светил. Однако в нашей Галактике темп звездообразования очень низок, гораздо меньше, чем можно было бы наивно ожидать. Возможно, обнаруженная в нашей работе энергия играет роль стабилизатора холодных облаков, предотвращающего их коллапс и появление новых звезд».
Изученное облако должно находиться при температуре порядка 40 кельвин. Авторы пока не могут сказать, какой источник энергии ионизует водород в этой области, но это могут быть массивные частицы космических лучей, порожденные ударными волнами при взрывах сверхновых или черными дырами.
Ранее астрономы обнаружили в центре Галактики необычные объекты, похожие одновременно на облака газа и на звезды, «дымоходы» между центром Млечного Пути и пузырями Ферми, а также 12 черных дыр в окрестностях центра.
Источник