Как вы думаете за счет каких процессов нагреваются и охлаждаются межзвездные газ и пыль кратко

Обновлено: 03.07.2024

2 Смотреть ответы Добавь ответ +10 баллов

Ответы 2

- поглощение и испускание электро-магнитного излучения (света)

- расширение/сжатие (включая прохождение ударных волны и самогравитацию)

- взаимодействие с пучками ионов (электронов, протонов, альфа-частицами)

(1) поглощение света (в широком смысле этого слова - любого э.-м. излучения) от близ расположенных горячих звезд разогревает окружающий газ и пыль

(2) излучение света (в том числе ИК) напротив приводит к остыванию, охлаждению, так как фотоны уносят часть энергии

(3) расширение газа (например, оболочек старых звезд в виде планетарных туманностей) приводит к его охлаждению по известным газовым законам

(4) сжатие газа (например, под действием гравитационного коллапса) по тем-же законам приводит к его разогреву

(5) прохождение через газо-пылевое облако ударной волны (к примеру от взрыва сверхновой) так-же разогревает его

(6) солнечный (звездный) ветер в виде потока ионов разогревает газ и пыль при столкновениях его атомов (молекул) с ионами

Письменность на Руси появилась задолго до принятия христианства. Сохранились упоминания о том, что древние славяне пользовались узелковой и узелково-иероглифической письменностью, но в силу своей сложности она была доступна лишь избранным.
Широкое распространение грамотности связывают с деятельностью во второй половине IX века братьев Константина (принявшим перед смертью монашество под именем Кирилла) и Мефодия, создавших первую славянскую азбуку для распространения христианских священных текстов. Первые сохранившиеся до нашего времени образцы применения этого письма относятся к началу X в. Договор 911 г. между Олегом и Византией был написан на двух языках - греческом и славянском. Принятие христианства способствовало дальнейшему развитию письменности и просвещения.
О распространении грамотности среди различных слоев древнерусского общества свидетельствуют новгородские берестяные грамоты XI века, содержащие бытовые записи характера, письма и т.д., а также многочисленные надписи на ремесленных изделиях и на стенах каменных зданий - граффити.
Первые школы появились в Новгороде и Киеве. Ярославом Мудрым была собрана богатейшая в стране библиотека, включавшая не только современные ему рукописи, но и ряд древнегреческих сочинений.

На протяжении своего жизненного цикла, а также в колоссальных взрывах, знаменующих его завершение, звезды производят химические элементы, составляющие основу всего живого. Жизнь рождается из звездной пыли.

Космической пылью называют находящиеся в космическом пространстве частицы твердого вещества размером от долей микрона до нескольких микрон. Пылевая материя — один из важных компонентов мироздания. Она содержится в межзвездном, межпланетном и околоземном пространстве, в верхних слоях земной атмосферы, и выпадает на поверхность Земли, представляя собой одну из форм материального (вещественного и энергетического) обмена с Космосом.

Космическая пыль бывает двух основных видов: межзвездная, заполняющая объем галактик, и межпланетная, концентрирующаяся в окрестностях звезд. Присутствует она и в межгалактическом пространстве, но об этой ее форме мало что известно, и ее влияние на земные процессы ничтожно. Межзвездная пыль играет заметную роль в астрономических процессах. Она вызывает ослабление звездного света и его поляризацию. На поверхности пылинок образуются молекулы (в том числе органических соединений), попадающие в межзвездную среду, в которой формируются протопланетные диски. Межпланетная пыль по своим характеристикам отличается от межзвездной пыли. Прежде всего, она имеет существенно более крупные размеры — порядка нескольких микрон и даже вплоть до 100 мкм (размер межзвездных пылинок — от тысячных до десятых долей микрона). Различие в характеристиках определяется разными механизмами образования. Межзвездные пылинки возникают в атмосферах холодных звезд (гигантов и сверхгигантов) при температуре порядка 1500 K путем конденсации из газовой среды, а также при вспышках сверхновых звезд. Межпланетная пыль образуется, главным образом, в процессе распада периодических комет и при дроблении астероидов.

В межзвездной среде газ и пыль перемешаны в соотношении 100:1, т.е. масса пыли составляет около 1% от массы газа. Средняя плотность последнего — один атом водорода на кубический сантиметр или порядка 10-24 г/cм³. Плотность пыли, соответственно, в сто раз меньше. Несмотря на столь малую величину, пылевая материя, как упоминалось выше, оказывает существенное влияние на процессы, происходящие в Космосе. Прежде всего, она поглощает свет — из-за этого удаленные объекты, расположенные вблизи главной плоскости Галактики (где концентрация пыли наибольшая), в оптическом диапазоне не видны. Например, центр нашего Млечного Пути наблюдается только в рентгене, в инфракрасной области спектра и радиотелескопами.

Позже астрономы научились вводить поправку в значения расстояний до удаленных объектов с учетом поглощения света в межзвездной среде. Определение величины этого поглощения является одной из важнейших задач наблюдательной астрономии. Но влияние пыли им не ограничивается: при взаимодействии с пылевой материей меняется также спектральный состав и поляризация света, отраженного и рассеянного пылинками, что позволяет судить об их свойствах и составе.

Состав пылевых частиц зависит от содержания химических элементов в атмосферах звезд, в которых они образуются. Их можно разделить на два типа — углеродные и кислородные. В первых содержание углерода превышает содержание кислорода, во вторых — наоборот. В углеродных звездах практически весь кислород связан в молекулы угарного газа СО и не способен образовывать оксиды других элементов, в том числе кислородосодержащие минералы. Но там имеется избыток углерода. В этих условиях формируются углеродные частицы и пылинки из карбида кремния SiC. В кислородных звездах, напротив, в молекулы CO связан весь углерод, а кислород присутствует в избытке.

Здесь образуются частицы, содержащие оксиды металлов (например, магнетит Fe3O4), а также силикаты — форстерит Mg2SiO4, энстатит MgSiO3 и др. Из этих веществ формируются сначала зародыши ядер, а затем и сами ядра пылинок. Световым давлением они выбрасываются в межзвездную среду, где они тормозятся и охлаждаются.

Под действием ультрафиолетового излучения на поверхности пылинок происходит распад молекул (фотолиз) и образование свободных радикалов. Последние, вступая в реакции, либо воссоздают исходную молекулу, либо объединяются в новую. Таким путем формируются все более и более сложные молекулы. Кроме того, в запыленной среде действует еще один механизм — коагуляция (слипание частичек между собой при столкновениях). Этот процесс играет важную роль в образовании планетных систем.

Распределение пыли в Галактике

Как уже отмечалось, газ и пыль сосредоточены главным образом в галактическом диске. Это же наблюдается и в других звездный системах.

В газово-пылевых облаках процесс образования молекул идет более интенсивно. Особенно выделяются в этом отношении плотные молекулярные облака, где плотность газа и пыли в миллионы раз превышает средние значения. К настоящему времени в межзвездной среде открыто около двухсот различных молекул, в том числе и молекулы органических соединений. Среди них — цианистоводородная (синильная) кислота HCN и производная от нее молекула формамида NH2COH. Обе они играют важную роль в процессе добиологического (без участия живых клеток) химического синтеза. Найдены и более сложные органические соединения — например, спирты и сахара.2 Большое значение имеет обнаружение полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), молекулы которых насчитывают десятки атомов. Кластеры из ПАУ представляют собой промежуточное звено между молекулами и наночастицами. По мнению ряда ученых, сложные органические молекулы, присутствующие в межзвездной пыли, близки к стадии, за которой уже начинается добиологическая эволюция.

В плотных молекулярных облаках не только образование молекул, но и коагуляция протекает более интенсивно. А ведь именно в этих облаках рождаются протозвезды и протопланетные диски — будущие планетные системы. Слипание частиц в таких дисках приводит к тому, что там они вырастают до более крупных размеров, чем в межзвездной среде, постепенно превращаясь в макроскопические объекты — ядра комет и планетезимали, из которых далее формируются планеты.

Гипотеза Хойла и Викрамасинге

Итак, межзвездная пыль содержит сложные органические молекулы, а возможно — и микроорганизмы. В процессе эволюции молекулярных облаков она оказывается в составе протопланетных дисков и может послужить исходным материалом для возникновения жизни на планетах.

Пылевая материя, присутствующая в межпланетной среде, вызывает оптические явления — такие, как зодиакальный свет, фраунгоферова корона, противосияние, зодиакальная составляющая свечения ночного неба. Их исследование предоставляет сведения о природе и свойствах пылевых частиц.

На основе изучения зодиакального света установлено, что концентрация пыли вблизи орбиты Земли составляет 10 в 15 степени частиц в кубическом сантиметре, или же несколько частиц на кубический километр. Интенсивность рассеянного ими света практически не зависит от длины волны, а значит, по сравнению с ней размер частиц должен быть достаточно велик (порядка нескольких микрон). Средняя плотность пылевой материи составляет 10 в 23 степени г/см3. Общая ее масса в межпланетном пространстве оценивается в 10 в 17 степени кг — примерно в миллион раз меньше массы Луны. В плоскости эклиптики плотность пыли убывает пропорционально расстоянию от Солнца, а в перпендикулярном эклиптике направлении — экспоненциально по мере увеличения расстояния от нее.

Вследствие радиационного торможения частица начинает падать на центральную звезду, постепенно приближаясь к ней по спиральной траектории. Расчеты показывают, что вся пыль, заключенная внутри сферы радиусом в одну астрономическую единицу (равной большой полуоси земной орбиты), выпадает на Солнце за время порядка 100 тыс. лет. Отсюда следует, что пылевая материя в Солнечной системе должна непрерывно обновляться, а значит, должен существовать постоянный источник ее пополнения.

Межпланетная пыль влияет не только на процессы, происходящие в Солнечной системе. Оказалось, что ее влияние необходимо учитывать и при построении космологических моделей. Исходными данными для них являются флуктуации яркости (или температуры) реликтового микроволнового излучения. Однако наблюдаемый фон неба определяется не только реликтовым излучением, но и рассеянным светом межзвездной, а особенно — межпланетной среды. Следовательно, астрономам необходимо иметь полную картину зодиакальной составляющей свечения неба.

Космическая пыль на Земле

На протяжении всей истории нашей планеты космическая пыль из межпланетного пространства непрерывно выпадает на ее поверхность. Она обнаруживается в глубоководных морских и океанических отложениях, в ледниках и снегах Арктики и Антарктики, в снежном покрове горных вершин, в толще земных пород. По разным оценкам, на поверхность Земли выпадает от 103 до 109 тонн космической пыли в год (последняя цифра, по-видимому, все же завышена).

Пылевые частицы, выпадающие на Землю, имеют различное происхождение. Часть из них образуется в процессе дезинтеграции метеорных тел и метеоритов при прохождении через атмосферу. Обычно их называют микрометеоритами. Другая часть — это собственно межпланетная пыль, частицы которой из-за своей малой массы при атмосферном торможении почти не нагреваются (в отличие от более крупных тел) и в практически неизменном виде достигают поверхности. Размер их не превышает нескольких десятков микрон. В международной транскрипции их обозначают IDP (Interplanetary Dust Particle).

Космическая пыль оказывает заметное влияние на климат нашей планеты, на формирование земной коры и другие геофизические процессы. Есть данные, что она влияет на плодородие почв, на растительные организмы и даже на здоровье людей. Последнее можно объяснить, учитывая обнаруженные в последнее время биологические эффекты наночастиц. Уместно поставить вопрос: попадают ли частицы IDP в организм человека? Наиболее подходящим местом для сбора космической пыли является Антарктида. По данным Сергея Булата (Петербургский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова) с соавторами, в 1 кг снега там содержится около 30 микрограмм пыли.

Примерно 3% ее можно отнести к IDP — получаем около микрограмма на килограмм. Масса этих частиц — от 10-8 до 10-12 г. Следовательно, в килограмме снега содержится от 100 до 106 частиц. Примерно такое же их количество (во всяком случае, по порядку величины) выпадает на единицу поверхности в любом месте Земли. Значит, в каждом водоеме в литре воды должно быть от ста до миллиона частиц космической пыли. Чем мельче пылинки — тем их больше.

Космическая пыль и происхождение жизни

Существует два различных подхода к проблеме происхождения жизни. Первый гласит, что жизнь возникла в процессе химической добиологической эволюции на первобытной Земле. Согласно второму, она была занесена на Землю из Космоса (гипотеза панспермии). В обоих процессах космическая пыль играет существенную роль.

Для добиологической эволюции необходимы вода и органические соединения. Вода на Земле появилась около 4 млрд лет назад. Считается, что одним из ее источников были кометы. Но недавно появились данные, что таким источником могла быть и космическая пыль. В 2014 г. группа ученых под руководством Джона Брэдли (John P. Bradley, Lawrence Livermore National Laboratory, Institute of Geophysics and Planetary Physics, USА) обнаружила пузырьки воды в частицах межпланетной пыли, образовавшиеся при участии солнечного ветра.

Основная его компонента — протоны (ядра атомов водорода H+). Силикаты, входящие в состав пылинок, содержат связанный кислород, который высвобождается и вступает в реакцию с протонами, образуя молекулы воды. Брэдли справедливо отмечает, что частицы пыли могут быть источником не только воды, но и органических соединений. Таким образом, в них присутствуют все необходимые компоненты для добиологического синтеза. Причем речь идет не только о нашей Солнечной системе: аналогичными свойствами обладает пыль в планетных системах других звезд. Это подтверждается, в частности, тем фактом, что воду удалось обнаружить даже в составе лунной пыли, добытой не в затененных кратерах на полюсах Луны, а на освещаемой Солнцем поверхности, испытывающей периодический нагрев до +130°C.

Микрофоссилии в метеоритах были обнаружены учеными из Палеонтологического института РАН под руководством академика Алексея Розанова; те же результаты получены сотрудником NASA Ричардом Гувером (Richard Hoover). Такие структуры присутствуют только в углистых ходритах. Их возраст составляет 4,5-4,56 млрд. лет, а возраст фоссилизированных остатков — еще больше. Отсюда следует, что окаменевшие организмы существовали еще до образования Земли. По мнению академика Розанова, это указывает на внеземное происхождение жизни. Она могла возникнуть на какой-то планете земного типа, где была вода, атмосфера и подходящие температурные условия.

Процесс добиологической эволюции исследовался в совместных экспериментах российских и итальянских ученых из Объединенного института ядерных исследований в Дубне и ряда университетов Италии. В ходе этих экспериментов молекулы формамида, которые, как показывают спектральные данные, содержатся в межзвездной среде, подвергались воздействию ионизирующих излучений, имитирующих воздействие галактических космических лучей. Были получены разнообразные соединения, необходимые для дальнейшего развития жизни. При этом удалось установить, что вещество метеоритов является активным катализатором этих процессов. Если это действительно так, то подобным катализатором может быть и космическая пыль.

Хотя в попытках смоделировать добиологическую эволюцию достигнуты определенные успехи, проблема далека от решения. Практически доказано, что основные блоки биохимии — так называемые мономеры — могут быть легко получены на Земле или попасть на нее из космоса. Наметился прогресс в понимании процессов полимеризации и возникновения каталитических функций. Однако появление наследственности, зарождение мембран и живой клетки со всем сложным механизмом ее функционирования пока остается тайной.

Перенос жизни из Космоса. Панспермия

Вскоре после возникновения теории панспермии она подверглась серьезной критике: считалось, что споры и микроорганизмы должны погибать в межзвездной среде под действием таких факторов, как ультрафиолетовое излучение, жесткая (рентгеновская) радиация и космические лучи. Однако более детальное исследование показало, что некоторые микробы способны сохраняться на поверхности пылинок, не говоря уже о внутренних частях метеорных тел и комет. Еще более устойчивыми являются вирусы и вироиды. Эти открытия привели в последней четверти ХХ века к возрождению теории панспермии.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Межзвёздная среда: газ и пыль"

Сейчас мы точно знаем, что всё межзвёздное пространство внутри Галактики заполнено межзвёздной средой. Её большая часть массы приходится на разреженный газ и пыль.

Основным компонентом межзвёздной среды является межзвёздный газ. Он на 70 % состоит из водорода и 28 % — из гелия. В зависимости от температурных условий и плотности межзвёздный газ может находиться в трёх различных состояниях: ионизированном, атомарном и молекулярном.

Почти все знания о межзвёздном газе были получены во второй половине ХХ века после того, как было обнаружено радиоизлучение нейтрального атомарного водорода. Оказалось, что основной уровень энергии этого атома разделён на два подуровня. И в среднем один раз за 11 миллионов лет (!) возможен переход электрона с одного из них на другой.

При этом испускается квант с частотой, соответствующей длине волны 21 см. Но так как водород составляет основную массу вещества Галактики, то радиоизлучение на этой волне оказывается очень интенсивным. Именно благодаря этому было установлено, что атомарный водород, имеющий температуру около 100 К, образует в диске Галактики тонкий слой толщиной порядка 200—300 пк. А по мере удаления от центра Галактики (примерно на расстоянии 15—20 кпк) его толщина увеличивается до нескольких килопарсек.

Помимо газа, в межзвёздном пространстве рассеяно бесчисленное количество микроскопических твёрдых частиц. Их типичный размер колеблется от 0,01 до 0,2 мкм. Считается, что эти частицы образовываются и поставляются в межзвёздную среду за счёт расширения оболочек новых и сверхновых звёзд, холодных красных гигантов и сверхгигантов.

Межзвёздная пыль всегда сопутствует газу. На её долю приходится около 1 % от массы межзвёздного газа. И хотя газ и пыль в Галактике очень сильно разрежены, в некоторых её областях они могут концентрироваться. В этих местах мы наблюдаем так называемые газопылевые туманности. Все они делятся на два вида: тёмные и светлые (или диффузные).

В свою очередь выделяют три типа диффузных туманностей: отражательная, эмиссионная и планетарная.

Отражательными туманностями называются туманности, которые сами не излучают свет, а подсвечиваются ближайшими звёздами. Как правило такие туманности содержат большое количество межзвёздной пыли, которая рассеивает свет ближайшей звезды. Причём рассеяние голубого цвета более эффективно, чем красного. Поэтому отражательные туманности, как правило, имеют синеватый оттенок. Примером такой светлой туманности является туманность в скоплении Плеяды в созвездии Тельца. А также туманность Голова Ведьмы, которая связана с яркой звездой Ригель.

Области ионизированного водорода с температурой 8000—10 000 К проявляют себя в оптическом диапазоне как светлые эмиссионные туманности. Их свечение возбуждается ультрафиолетовым излучением близкорасположенных горячих звёзд (спектральных классов В и О, а также звёзд типа Вольфа — Райе). Цвет таких туманностей красноватый, так как именно этому цвету соответствует излучение водорода.

Как правило, эмиссионные туманности имеют неправильную, клочковатую форму размером до десяти парсек. Плотность вещества в них небольшая — всего около 10 –17 —10 –20 кг/м 3 . Эмиссионные туманности являются указателями мест протекающего в настоящее время звёздообразования.

Самым известным представителем светящихся эмиссионных туманностей является Большая туманность Ориона. Она самая яркая на ночном небе.

Особым типом светлых туманностей являются планетарные туманности. Они выглядят как слабо светящиеся диски или кольца, напоминающие диски планет.

Планетарные туманности представляют собой светящуюся расширяющуюся оболочку ионизированного газа, сброшенного красным гигантом на конечной стадии своей эволюции. В центре такой туманности находится остаток от погибшей звезды — белый карлик или нейтронная звезда.

Также планетарные туманности образовываются в результате взрыва сверхновых звёзд. После взрыва оболочка сверхновой разлетается в разные стороны, образуя ударную волну, которая самым причудливым образом может взаимодействовать с межзвёздным газом и пылью.

Самой известной такой туманностью является Крабовидная Туманность в созвездии Стрельца. Напомним, что появилась она в результате вспышки сверхновой в 1054 году. В её центре располагается пульсар.

Концентрация вещества в них достаточно большая, но при этом они обладают очень низкой температурой, которая колеблется в пределах от 8 К до 30 К. Именно в таких условиях гравитационные силы могут преодолеть газовое давление и вызвать коллапс облака. Возникающая при этом неоднородность отдельных частей облака приводит к тому, что оно распадается на отдельные фрагменты (сгустки), каждый из которых продолжает сжиматься. Такой процесс может повторяться до тех пор, пока не образуются фрагменты высокой плотности и вещество не сможет уносить выделяющееся тепло. Эти зародыши будущих звёзд принято называть протозвёздами. Продолжительность процесса образования протозвёзд невелика — всего около нескольких миллионов лет.

По мере роста массы протозвезды растёт и температура в её недрах. Когда она достигнет нескольких миллионов кельвинов, сжатие протозвезды прекратится, а в ядре включаться термоядерные источники энергии — реакции протон-протонного цикла. Момент начала термоядерных реакций есть момент рождения звезды.

Скорее всего, из вещества одного из таких дисков, который образовался вместе с будущим Солнцем, около 5 млрд лет назад сформировалась наша Земля и все другие тела Солнечной системы.

Тёмные газопылевые туманности, как и глобулы, представляют собой практически непрозрачные молекулярные облака, которые выглядят на небе как тёмные области, почти лишённые звёзд. Самая большая и близко расположенная к нам тёмная туманность протянулась от созвездия Орла до созвездия Скорпиона. Она вызывает хорошо заметное раздвоение Млечного Пути.

Тёмные туманности отличаются от глобул тем, что они связаны с гигантскими молекулярными облаками, а также чаще всего являются скоплениями тёмных туманностей. Глобулами же называются отдельные изолированные тёмные туманности. Примерами тёмных туманностей являются туманности Конская Голова, Угольный Мешок и Туманность Змея в созвездии Змееносца.

Кроме разреженного газа и пыли, в межзвёздном пространстве со скоростями, близкими к скорости света, движется огромное количество элементарных частиц и ядер различных атомов. Их потоки называют космическими лучами. А основными источниками частиц являются остатки сверхновых звёзд и пульсары. Изучение космических лучей позволило итальянскому учёному Энрико Ферми получить свидетельства существования межзвёздного магнитного поля.

Распределение ионизованного водорода в галактической межзвездной среде, которая видна из северного полушария Земли.

На межзвездный газ, при кажущейся пустоте незаполненного пространства Вселенной, приходится почти 99% от совокупной массы всех космических объектов.

Общие сведения

Ближайшие окрестности Солнца

Вселенские просторы, в которых светила занимают ничтожно малую часть, далеко не так пустынны, как считалось долгое время. Хотя и в небольших количествах, но везде присутствует межзвездный газ, наполняя собой все уголки мирозданья. В эллиптических галактиках его концентрация снижена, в иррегулярных, наоборот, повышена. Он смешан с межзвездной пылью и активно участвует в процессах образования новых звезд, которые в конце своего жизненного цикла возвращают Вселенной этот строительный материал. Таким образом происходит своеобразный обмен веществом между светилами и межзвездным газом. Цикличность этих процессов постепенно приводит к уменьшению его количества в космосе, при увеличении объемов содержания тяжелых элементов в его структуре. Но для существенных изменений в этой области требуются миллиарды лет. По приблизительным оценкам, ежегодное количество газа, задействованное в Галактике при формировании звезд, равняется 5 солнечным массам.

Состав, структура и протекающие процессы

Объект Хербига-Аро 110 выбрасывает газ в межзвездное пространство

Плотные и холодные формы межзвездного газа, содержащие водород, гелий и минимальные объемы тяжелых элементов (железо, алюминий, никель, титан, кальций), находятся в молекулярном состоянии, соединяясь в обширные облачные поля. Если же в составе вещества доминируют ионизированные или нейтральные атомы водорода, оно участвует в образовании светящихся эмиссионных туманностей, окружающих горячие звезды. Температурные характеристики межзвездного молекулярного газа лежат в диапазоне от -269 до -167°С, а его излучение охватывает довольно широкий спектр, включающий и жесткие гамма-лучи, и длинные радиоволны. Средняя плотность имеет ничтожный показатель – на 1 см куб. приходится менее одного атома вещества. Но есть и исключения, в тысячи раз превосходящие эти параметры. Обычно в составе межзвездного газа элементы распределены следующим образом: водород – 89%, гелий – 9%, углерод, кислород, азот – ок. 0,2-0,3%.

Газопылевое облако IRAS 20324+4057 из межзвездного газа и пыли длиной в 1 световой год, похожее на головастика, в котором скрывается растущая звезда.

В обширных областях разряженного и горячего газа температура среды достигает 1,5 млн. градусов Цельсия, сопровождаясь рентгеновским излучением. Такие газовые объекты участвуют в формировании звезд-гигантов, провоцируют взрывы сверхновых, радикально влияют на межзвездную среду, заставляя ее расширяться. Планетарные или эмиссионные туманности из межзвездного газа светятся благодаря находящемуся в их центре или рядом с ним ядру стареющей звезды или горячим молодым светилам.

В результате исследований ученые обнаружили факт хаотичности скоростей в движении подобных образований. Облака межзвездного газа могут не только упорядоченно вращаться вокруг галактических центров, но и обладать нестабильным ускорением. В течение нескольких десятков миллионов лет они догоняют друг друга и сталкиваются, образуя комплексы из пыли и газа. Такие объекты имеют достаточную плотность, чтобы защитить свои глубины от проникающего космического излучения. Этим объясняются более низкие температуры внутри газопылевых комплексов по сравнению с межзвездными облаками. Гравитационная неустойчивость объектов постоянно влияет на процесс молекулярных преобразований в их составе и со временем приводит к формированию протозвезд.

Расположение в нашей Галактике

Распределение нейтрального водорода в Галактике

Максимальная концентрация межзвездного газа в нашей Галактике наблюдается в районах, удаленных от ее центральной части на 5 кпк. Его процентное содержание в общем объеме ее массы равняется 2. Толщина слоя максимальна на периферии, уменьшаясь к центру. Около половины массы межзвездного газа приходится на огромные молекулярные облака, находящиеся на расстоянии 4-8 кпк от галактической оси. Самые плотные образования составляют туманности, которые наиболее заметны и доступны для исследований. Размеры облаков из межзвездного газа могут достигать значений около 2 тыс. световых лет.

Наблюдение и его методы

Вояджер-1 — первый искусственный объект достигший межзвездной среды

Межзвездный газ, обладая высокой разреженностью и широким температурным диапазоном, изучается с помощью нескольких способов. Особый интерес в этом плане представляют светлые газовые и газопылевые туманности, так как их визуальные характеристики значительно упрощают процесс оптических наблюдений. В число методов, позволяющих получить разнообразную информацию о состоянии и структуре межзвездного газа, входят исследования:

непрерывного радиоизлучения;
межзвездных оптических и УФ линий;
пространственного распределения молекул;
рентгеновского, ИК и гамма излучений;
параметров межзвездного ветра; пульсаров.

Материалы по теме

Комплексный подход к изучению межзвездного газа позволил определить многие его свойства и параметры. К объектам, дающим оптимальную возможность наблюдать МГ на нашем небосводе, относится созвездие Ориона, где находится эмиссионная туманность М42.

Читайте также: