меню содержание news171 news172 news173
Удалось уточнить расстояние до спирального рукава Персея
|
Млечный путь состоит из 4-х основных рукавов, которые закручены вокруг его
центральной части
Наша Галактика состоит из нескольких спиральных рукавов. Считается, что наше Солнце расположено
в промежутке между относительно коротким спиральным рукавом Ориона, и более длинным внешним
рукавом Персея. Тем не менее точные размеры рукавов, а, следовательно, и размеры Галактики, до по-
следнего времени были неизвестны. Так как мы находимся внутри этой гигантской структуры, разгля-
деть взаимное расположение рукавов Галактики весьма проблематично.
Один из спиральных рукавов нашей Галактики расположен вдвое ближе к Солнечной системе, чем счи-
талось ранее. Работа, выполненная под руководством Е Сюя (Ye Xu) из Шанхайской астрономической
обсерватории в Китае, позволила измерить расстояние до спирального рукава самым надежным мето-
дом - посредством тригонометрического параллакса.
Метод тригонометрического параллакса основан на тщательном измерении координат объекта в разные
моменты времени по мере того, как Земля движется по орбите вокруг Солнца. За полгода Земля переме-
щается на 2 астрономические единицы, т. е. примерно на 300 млн км. В результате этого звезда, находя-
щаяся на расстоянии 2 парсек, сместится на фоне далеких галактик на одну угловую секунду. Если звез-
да будет в 100 раз дальше, то параллактическое смещение составит всего 0,01 секунды и окажется на
пределе точности оптических инструментов. Поэтому расстояния до более далеких объектов не удается
измерять методом параллакса - приходится применять иные, менее точные способы.
Например, можно использовать метод "стандартной свечи". Если найти в далеком звездном скоплении
объект известной светимости, то, измерив его видимый блеск, можно определить расстояние до скопле-
ния. В качестве таких объектов можно, например, использовать горячие голубые звезды спектрального
класса О, поскольку по виду их спектра можно довольно хорошо оценить их светимость. Именно таким
способом и определяли расстояние до спирального рукава Персея, который охватывает Солнечную сис-
тему с внешней стороны Галактики. В рукаве нашли область активного звездообразования, обозначае-
мую W3OH, выделили в ней голубые сверхгиганты, посчитали и получили что-то около 2200 парсек.
Но все же этот метод не слишком надежен. Спектры звезд довольно сильно зависят от небольших вари-
аций химического состава, и это может приводить к значительным ошибкам. Поэтому такие определе-
ния расстояний всегда желательно проверять каким-то другим методом. В данном случае использовали
подход, основаный на измерении скорости движения тех же звезд. Если они, подобно Солнцу, движут-
ся по круговой орбите вокруг центра Галактики, то можно рассчитать, как будет зависеть скорость вдоль
луча зрения от расстояния, ну а скорость определяется по эффекту Доплера. Увы, расстояние определен-
ное этим методом, не совпало с расстоянием, определенным по "стандартной свече", а оказалось в два
с лишним раза больше.
Разрешить это противоречие можно только измерив расстояние каким-то третьим способом, по возмож-
ности более надежным, чем первые два, в идеале - методом параллакса. Но на расстояниях 2-4 кпк па-
раллактическое смещение составит меньше тысячной доли секунды. В оптике такая точность измерений
пока недостижима, но вот в радиодиапазоне измерять углы можно гораздо точнее за счет применения
интерферометров.
Астрономы воспользовались тем, что область звездообразования W3OH, до которой измеряли расстоя-
ние, оказалась компактным радиоисточником. Горячие звезды возбуждают молекулы метанола, которые
в очень небольшом количестве содержатся в окружающем газовом облаке, а те в результате испускают
излучение на строго определенной радиоволне. Такие источники по принципу действия называют кос-
мическими мазерами.
Для наблюдений была задействована межконтинентальная сеть радиотелескопов, работающая в режи-
ме радиоинтерферометра со сверхдлинной базой (РСДБ). Всего в сеть входило десять 25-метровых па-
раболических антенн, которые вели наблюдения как единый инструмент. Как известно, разрешение ин-
струмента тем выше, чем больше его размер и короче длина волны. В итоге погрешность определения
координат источника удалось снизить всего до 10 миллионных долей угловой секунды.
Д-р Марк Рейд (Mark Reid) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра вместе с коллегами
применил прямой метод измерения – метод триангуляции, базой которого является орбита Земли. В те-
чение года ученые вели наблюдения за областью активного звездообразования W3OH, расположенной
в рукаве Персея, с помощью системы радиотелескопов Very Large Baseline Array. Хотя VLBA имеет очень
высокое разрешение, наблюдаемые объекты должны быть яркими и компактными, поэтому и была вы-
брана область W3OH. Расстояние, определенное по параллаксу, составило 1950 ± 40 парсек или 6360
световых лет ( что в ~ 2 раза меньше предыдущих оценок..).
"Новая величина точнее предыдущих оценок, поскольку не основывается на предположениях относи-
тельно яркости звезд или скорости вращения Галактики", - говорит радиоастроном Филип Даймонд
( Philip Diamond) из Манчестерского университета Великобритании.
Эта величина хорошо согласуется с оценкой расстояния по голубым сверхгигантам, а вот оценка по ди-
намике вращения Галактики дала ошибку. Как удалось определить из этих же наблюдений, неверным
оказалось предположение, будто область W3OH движется по круговой орбите вокруг центра Галактики.
Сравнение с положениями внегалактических источников (квазаров) показало, что так называемая пе-
кулярная, то есть случайная, скорость этого образования составляет 22 км/с, и направлена эта скорость
в сторону центра Галактики и немного против ее вращения. Кстати, такой результат качественно согла-
суется с представлением о том, что спиральные рукава - это волны плотности межзвездной среды, рас-
пространяющиеся по галактическом диску.
Ученые обнаружили, что по сравнению с большинством звезд W3OH вращается вокруг Галактики мед-
леннее – возможно, потому, что действует притяжение вещества рукава Персея. Это может говорить о
том, что ветви Галактики плотнее, чем окружающая среда, как и предсказывается так называемой мо-
делью волн плотности (Spiral Density Wave theory). Также выяснилось, что W3OH вокруг центра Галакти-
ки движется не по идеально круговой орбите, а по эллипсу, вытянутому в сторону спирального рукава
Персея. Это, видимо, также является следствием высокой плотность спиральных рукавов.
"Точность измерений вселяет надежду в то, что достоверная модель спиральной структуры Млечного
Пути скоро будет создана", - комментирует астрофизик д-р Бенуа Фамей ( Benoit Famaey) из Свободного
университета Брюсселя (Universite Libre de Bruxelles).
Эти результаты опубликованы в журнале Science и будут представлены на конференции Американского
астрономического общества в начале января. Как сообщает New Scientist, авторы работы планируют в
ближайшем будущем измерить параллаксы еще десятка областей звездообразования, разбросанных по
разным рукавам Галактики, что позволит создать более точную карту Млечного Пути, а также уточнить
размеры нашей галактики.
Четыре рукава нашей Галактики и область звездообразования W3OH, до которой
измерено расстояние ( рис. Y. Xu et al / Science )
Ссылки:
elementy.ru/news/165036?p_print
grani.ru/Society/Science/p.99520.html
cnews.ru/news/top/index.shtml?2005/12/12/193026
rol.ru/news/misc/spacenews/05/12/12_001.htm
По теме:
Открыто около 100 новых рассеянных звездных скоплений
Новый взгляд телескопа Спитцер на структуру Млечного Пути
На Луне бушуют пылевые бури?
|
Прибор LEAM ( изображение НАСА) - myspacemuseum.com/alsepm1.htm
Американские ученые заявляют о том, что ранним утром на Луне бушуют пылевые бури. Об этом сви-
детельствуют как оптические наблюдения терминатора (границы, разделяющей освещенную и ночную
стороны Луны) с Земли, так и странные результаты экспериментов, осуществленных с помощью разме-
щенных в рамках "лунной" программы НАСА Apollo приборов.
Согласно полученным результатам, пылевые бури на Луне отмечаются вдоль всего терминатора и пе-
ремещаются вместе с ним. Об этом свидетельствуют результаты обработки данных, полученных с по-
мощью прибора LEAM (Lunar Ejecta and Meteorites). По данным НАСА, прибор был доставлен на Луну
в 1972 году в рамках полета "Аполлон 17" и предназначался для мониторинга пыли, выбрасываемой
при падении легких метеорных частиц на лунную поверхность. Информация о частоте падения метео-
ритов и выбрасываемой ими пыли была чрезвычайно важна для планирования будущих экспедиций к
Луне и анализа перспектив создания на ней обитаемых научных станций. Прибор LEAM был оснащен
тремя сенсорами и позволял регистрировать скорость, энергию и направление полета пылевых микро-
частиц.
Результаты анализа данных, передававшихся прибором, вот уже на протяжении трех десятилетий по-
вергают научное сообщество в изумление. В настоящее время, сообщает Space.com, они пересматрива-
ются несколькими независимыми от НАСА группами.
«Ко всеобщему удивлению, - говорит профессор геофизики колорадской горной школы из г. Голден
Гэри Олхефт (Gary Olhoeft), - прибор показывал, что каждым утром огромное количество частиц пере-
мещается, причем в основном с запада на восток либо с востока на запад, а не сверху вниз или снизу
вверх. Кроме того, их скорость значительно ниже, чем должна была бы быть у частиц, выброшенных
вследствие падения микрометеоритов».
Объяснение экстраординарного явления требует оригинальной гипотезы. По мнению Тимоти Стаб-
бса ( Timothy Stubbs) из центра космических полетов НАСА им. Годдарда, ветер может вызываться
электростатическими свойствами лунной поверхности. Дневная часть Луны заряжена положительно,
ночная - отрицательно. На терминаторе пыль может подниматься под действием обычных электри-
ческих сил. Но лунный "утренний бриз" - не единственная загадка. Прибор LEAM вел себя крайне
странно даже в полдень. Спустя несколько часов после него он вдруг разогревался до такой степени,
что, по заверениям НАСА, его приходилось отключать. Возможно, это связано с тем, что попадающая
на прибор пыль не столько рассеивает, сколько поглощает солнечное излучение.
Разгадка странных тайн, преподнесенных программой "Аполлон", усугубляется тем, что сам прибор
LEAM работал очень недолго - в совокупности он проработал 620 часов ночью и 130 часов днем,
после чего НАСА выключило его навсегда в связи с завершением программы "Аполлон".
Видны утренние лунные бури и с Земли - о странных феноменах, наблюдаемых у терминатора и по-
лучивших название "лунных граничных феноменов" (lunar transient fenomena, ltp) речь идет уже столетия.
Иногда они наблюдаются в виде кратких вспышек - в этом случае, считается сегодня, речь идет о па-
дающих на Луну метеоритах. Однако иногда наблюдается слабое свечение размытых, колеблющихся
очертаний - вероятно, речь идет о рассеянии света поднятой лунным рассветом пылью. Существуют
и иные объяснения - например, возможная вулканическая деятельность.
Загадка прибора LEAM - не единственная, так или иначе связанная с программой "Аполлон". Ранее,
в частности, в доставленных на Землю образцах лунного грунта были обнаружены свидетельства того,
что они сформировались в присутствии земной атмосферы.
Проведенный в 1970-х годах химический анализ лунного грунта показал, что в нем содержатся следы
летучих компонентов, таких как азот и аргон. Считалось, что источником этих компонентов является
солнечный ветер (частицы солнечной атмосферы). Однако, проведя независимый химический анализ
лунной пыли, Минору Озима обнаружил, что соотношение изотопов азота-15 и азота-14, кардинально
отличается от их соотношения в солнечном ветре, а также от одной гранулы грунта к другой.
Вероятным источником избыточного содержания изотопа азота-15 является ранняя атмосфера Земли
той эпохи, когда у планеты еще не было ее магнитного экрана. Только при отсутствии магнитного по-
ля высокоэнергетичные космические частицы могли проникнуть вглубь атмосферы и, посредством
взаимодействия с заряженными атомами азота азота-15, которых в земной атмосфере больше, чем сол-
нечном ветре, "выбить" их в космическое пространство, после чего они в результате дрейфа оказались
на естественном спутнике Земли.
«Нам еще очень многое предстоит узнать о Луне», - резюмирует состояние дел с исследованием естес-
твенного спутника Земли д-р Стаббс.
Ссылки:
cnews.ru/news/line/subtypes/tecnology
science.nasa.gov/headlines/y2005/07dec_moonstorms.htm
Лунный грунт оказался "запачкан" земной атмосферой
По теме:
Янки на Луне: инспекция принесла неожиданные результаты
Кратковременные лунные явления (КЛЯ)
На Луне сфотографировали загадочные вспышки света
Карта Луны
Кратер Платон и его окрестности.
Галерея снимков лунной поверхности -
lupas.pwp.blueyonder.co.uk/rwnewastro/lunar.htm
