меню содержание news341 news342 news343
Кристаллы в кометах оказались следами выбросов молодого Солнца
|
Молодая звезда EX Волка ( модель )
видео см. здесь - gazeta.ru/science/2009/05/14a
Кристаллическая пыль, которая входит в состав комет, образуется при вспышках молодых звёзд. Такое
случалось и с Солнцем в его ранней молодости. А к месту образования комет пыль прилетает как ко-
рабль на воздушной подушке, только «поднимает» её давление не воздуха, а излучения самой пыли.
Кометы, большинство из которых прилетают к нам с далёких окраин Солнечной системы, в чём-то по-
хожи на жареное мороженое, только наоборот. Во льдах, которые никогда не подвергались нагреву вы-
ше, примерно, 100 градусов Кельвина ( –173 градуса по шкале Цельсия) в огромном количестве присут-
ствуют пылевые частицы, требующие для своего образования очень высоких температур, например,
кристаллические силикаты, в первую очередь оливины.
Чужой прокрался к Солнцу
Комета, которая сейчас оказывается рядом с Землёй каждые пять лет, могла появиться в другой системе,
у другой звезды. На это указывает уникальный химический состав кометы Мачхольца-1, говорит амери-
канский...
В межзвёздном веществе, из которого образовалось Солнце и вся Солнечная система включая кометы,
те же оливины присутствуют в некристаллической ( аморфной) форме, где порядок молекул нарушен и
они нагромождены в самых разных взаимных конфигурациях. Более того, считается, что мелкие крис-
таллики, даже образовавшись, не могут долго прожить в газо-пылевых облаках: кристаллическую струк-
туру быстро разрушают высокоэнергичные кванты света и беспорядочно снующие по Галактике заря-
женные частицы – космические лучи. В кометах-то их защищают слои твёрдого вещества, в которые
они сами, вместе с газом, смерзаются.
Отсюда кажется очевидным вывод, что кристаллические силикаты должны каким-то образом появлять-
ся уже в момент образования Солнечной системы и планетных систем вокруг других звёзд.
Образуются они благодаря своего рода прокаливанию, отжигу, аморфных частичек, при котором моле-
кулы разрушают беспорядочные связи друг с другом, а потом при образовании новых связей выстраива-
ются в «правильном» кристаллическом порядке.
Такое прокаливание могло бы происходить, к примеру, при вспышках на молодых звёздах, которые во-
обще подвержены вспышечной активности. Когда звезда только образуются, она до поры до времени
растёт медленной аккрецией – выпадением вещества из газопылевого диска, в который превращается
исходное облако, на звёздный зародыш. При этом высвобождается энергия, и, когда в результате какой-
-нибудь неустойчивости темп аккреции резко увеличивается, звезда вспыхивает, диск прогревается – и
может происходить отжиг оливинов. Потом каким-то образом кристаллики должны выноситься в далё-
кие, холодные области аккреционного диска, где впоследствии образуются кометы.
Однако до сих пор все эти рассуждения были лишь умозрительной моделью. Авторам письма, опубли-
кованного в номере Nature, удалось показать, что это происходит в действительности.
Учёные под руководством Атиллы Юхаса из Института астрономии общества имени Макса Планка в
немецком Гейдельберге изучили последствия вспышки, произошедшей на молодой звезде EX Волка
(EX Lupi) в январе 2008 года, когда блеск звезды поднялся более чем в 100 раз. Астрономы полагают,
что причиной такого события как раз стала какая-то неустойчивость в диске, вылившаяся в резкое уве-
личение темпов выпадения вещества на поверхность звезды.
Инфракрасный спектр звезды, полученный после вспышки, сильно отличался от такового, полученного
в ходе программы изучения молодых звёзд телескопом имени Спитцера тремя годами ранее.
Астрономы провели спектроскопический анализ излучения молодой звезды EX Lupi,
которая располагается на расстоянии более 460 световых лет от Земли. Им удалось
установить, что у спектра излучения во время выбросов и в периоды покоя существу-
ют различия в инфракрасном диапазоне. По мнению исследователей, это следы обра-
зования кристаллического минерала форстерита в результате теплового воздействия
на окружающую звезду пыль.
В частности, в спектре появились линии кристаллической формы форстерита – магниевой соли орто-
кремниевой кислоты, Mg2SiO4.
Точно такие же линии прежде находили в спектрах многих комет. И судя по спектру, до вспышки этот
минерал присутствовал здесь лишь в аморфной фазе.
Лабораторные эксперименты показывают, что для такой трансформации требуется совсем немного вре-
мени, от нескольких секунд до часов, при условиях, характерных для внутренних слоёв аккреционного
диска. Поскольку диск постоянно перемешивается, его вещество постепенно обогащается оливинами в
кристаллической форме. Считается, что это вещество способствует, в том числе, образованию твёрдых
планет, которые появляются как раз там, где происходит кристаллизация.
Однако кометы конденсируются в ещё более удалённых областях аккреционного диска. Как кристалли-
ки добираются туда?
На этот счёт существует несколько теорий, но все они на поверку сталкиваются с определёнными труд-
ностями: реализуются ли условия, при которых эти механизмы становятся эффективными, не ясно.
Дежан Винкович из хорватского Университета Сплита, автор второй публикации в том же номере
Nature, показал, что учёные до сих пор не замечали один простой и эффективный механизм, который
должен работать в любом случае.
Чем-то механизм Винковича напоминает катер на воздушной подушке. Только вместо давления воздуха
работает давление света.
«Разгонный двигатель», который перемещает частицы во внешние области аккреционного диска – свет
самой формирующейся звезды. А над аккреционным диском, который экранирует свет звезды и не даёт
ему ускорять пылинки, их поднимает инфракрасное излучение диска. В итоге частичка постоянно разго-
няется вдоль верхней ( или нижней ) границы диска.
Силы давления звёздного света и инфракрасного излучения самой пыли создают равно-
действующую, которая приподнимает пылинки над диском и разгоняет их по направлению
к внешним частям аккреционного диска / D.Vinkovic
Перенос заканчивается тогда, когда кристаллики забираются в достаточно холодные области диска, ко-
торые большую часть энергии излучают в электромагнитных волнах с длиной большей, чем размер час-
тицы. При этом кристаллик теряет способность эффективно перехватывать их энергию и импульс ( вол-
ны будто «огибают» его, не замечая препятствия ) и падает обратно в диск.
Правда, как показывают расчёты, теория Винковича может объяснить лишь перенос достаточно круп-
ных кристалликов, размером не менее 1 микрона. Кроме того, из логики следует, что должна наблю-
даться некоторая радиальная сегрегация частиц: мелкие кристаллики будут выпадать из процесса пере-
носа ближе к звезде, чем крупные, которые в итоге доберутся дальше. Проверить эти предсказания смо-
гут лишь дополнительные наблюдения.
( Артем Тунцов )
ссылки:
gazeta.ru/science/2009/05/14 a2986359.shtm
lenta.ru/news/2009/05/14/comets - Кристаллы в кометах - следы выбросов молодого Солнца
astronomynow.com/090514CometCrystalsFeeltheHeat.html
spitzer.caltech.edu/Media/releases/ssc2009-11/ssc2009-11v1.
по теме:
lenta.ru/news/2009/06/25/tunguska - Выхлопы шаттлов пролили свет на тайну тунгусского метеорита
newsru.com/russia/26jun2009/cometa.htm - Новая "разгадка" тайны Тунгусского метеорита..
lenta.ru/news/2009/02/25/dust - Остатки древней звезды оказались источником необычной пыли
Ударные волны сверхновых оказались ускорителями протонов
|
Останки сверхновой. Фото ESO
Астрономы установили, что ударные волны, возникающие в межзвездной среде после взрыва сверхно-
вых, могут играть роль гигантских ускорителей элементарных частиц. Об этом сообщает ScienceNOW,
а статья ученых появилась в журнале Science.
В рамках работы ученые использовали телескоп VLT Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили
и орбитальный телескоп Chandra для наблюдения останков взрыва сверхновой RCW 86, который прои-
зошел более 1800 лет назад. Этот объект располагается на расстоянии 8200 световых лет от Земли в
созвездии Циркуль.
Используя снимки оставшейся после сверхновой ударной волны, сделанные за три года, ученые смогли
определить скорость движения газа: она составила примерно 1-3 процента от скорости света. При этом
температура газа составила 30 миллионов градусов по Цельсию, что значительно ниже, чем предсказы-
вает теория. Расчеты показывают, что как минимум 50 процентов энергии ударной волны было потра-
чено на некие процессы: ученые полагают, что эта энергия пошла на разгон заряженных элементарных
частиц.
Астрономы предлагают следующую схему разгона протонов. В результате взрыва сверхновой в меж-
звездной среде возникает ударная волна. Протоны оказываются "заперты" в собственном магнитном
поле ударной волны. По расчетам астрономов, это поле отбрасывает протоны в сторону останков звез-
ды. Поле останков, в свою очередь, толкает протоны вперед. В результате подобных колебаний прото-
ны набирают огромную энергию, и возникают высокоэнергетические космические лучи.
В настоящее время космические лучи высоких энергий являются одной из главных загадок космологии.
Энергия протонов настолько высока, что во время путешествия к Луне астронавты жаловались на то,
что видят световые вспышки с закрытыми глазами. Ученые пришли к выводу, что эти вспышки - ре-
зультат взаимодействия сетчатки с высокоэнергетическими протонами.
Недавно появлялись сообщения о том, что ученым удалось доказать, что пульсары могут работать как
гигантские ускорители элементарных частиц. Объектом изучения был пульсар, расположенный в Кра-
бовидной туманности на расстоянии 6500 световых лет от Земли.
lenta.ru/news/2009/06/26/protons
по теме:
В окрестности Ориона обнаружены загадочные источники космических лучей
В космосе обнаружен таинственный источник высокоэнергетических электронов
В Крабовидной туманности нашли космический ускоритель элементарных частиц
Рост галактик оказался под контролем черных дыр
|
Облако Лайман-альфа ( комбинированный снимок нескольких телескопов )
Астрономы обнаружили очередные доказательства того, что черные дыры препятствуют чрезмерному
росту галактик. Открытие было сделано после изучения гигантских светящихся облаков водорода, из-
вестных как облака Лайман-альфа. Статья исследователей появится в журнале The Astrophysical Journal,
а ее краткое изложение приводит ScienceNOW.
В рамках работы изучались 29 облаков Лайман-альфа в регионе неба SSA 22. Размеры облаков состав-
ляют несколько сотен тысяч световых лет, а расположены они на расстоянии более 11 миллиардов
световых лет от Земли. Исследователи из Даремского университета опирались на данные, полученные
с помощью рентгеновской обсерватории НАСА Chandra, Spitzer и других наземных и орбитальных
телескопов. Наблюдения проводились при помощи орбитальных телескопов и в различных диапазонах
в течение пяти дней.
Анализ излучения позволил выявить спектральные особенности, характерные для излучения сверхмас-
сивных черных дыр. По словам исследователей, наличие этих объектов позволяет объяснить причины
свечения облаков: газ светится, нагретый излучением окрестности черной дыры, в которой происходят
интенсивные процессы поглощения. Астрономы отмечают, что открытие стало для них полной неожи-
данностью: раньше считалось, что свечение является результатом высвобождения гравитационной
энергии облаков.
Повсюду во Вселенной можно найти "заросли" из водородного газа, которые поглощают свет
от удаленных объектов. Из-за этих облаков газа в спектрах удаленных квазаров возникают
многочисленные линии поглощения, которые называют иногда: "лес из линий Лайман-альфа".
Исследователи отмечают, что новое открытие противоречит существующим теориям галактической
эволюции. До настоящего времени астрофизики не знали, что по ходу развития звездные скопления
проходят этап облаков Лайман-альфа. Кроме того исследователи отмечают, что излучение дыры может
препятствовать формированию звезд (этот процесс должен происходить в достаточно холодных обла-
ках газа ). В свою очередь, последнее не позволяет чрезмерно разрастаться галактикам.
Королевский астроном Англии барон Мартин Рис назвал выводы ученых, опубликованные в издании
Astrophysical Journal, впечатляющими: «Они демонстрируют важную роль черных дыр в формировании
галактик».
Рост черных дыр внутри галактик ассоциируется учеными с ростом самих галактик, однако маловеро-
ятно, что Млечный Путь возник миллиарды лет назад по той же схеме. Наша Галактика слишком мала.
Черные дыры в обсуждаемых здесь галактиках в 300 раз массивнее, чем черная дыра в центре Млечного
Пути.
Новая работа была хорошо воспринята научным сообществом. Многие исследователи отмечают, что
новая теория предоставляет убедительные объяснения причин, которые помешали в прошлом галакти-
кам вырасти до гигантских размеров, заметно превосходящих размеры Млечного Пути.
Облака Лайман-альфа - объекты, которые характеризуются излучением в резонансной спектральной ли-
нии, соответствующей переходу электрона со второго энергетического уровня на первый. Из-за красно-
го смещения излучение от удаленных объектов доходит до наблюдателя на Земле сдвинутым в инфра-
красный регион спектра.
ссылки:
lenta.ru/news/2009/06/25/bulubs
science.compulenta.ru/436643
news.yahoo.com/s/ap/20090625/ap_on_sc/us_sci_space_blobs
astronet.ru/db/msg/1186183
по теме:
В космосе нашли древнее рентгеновское "привидение"
