Міжзоряний простір сторінка 2 - все про космос

Сторінка 2 з 2

Сонце по відношенню до найближчих зірок рухається зі швидкістю 16,5 км / с. Його політ (а разом з ним і всієї Сонячної системи) спрямований до точки, що лежить на кордоні сузір'їв Геркулеса і Ліри, приблизно під кутом 25 ° до площини Галактики. Щоб пройти з такою швидкістю 50 світлових років простору, необхідний мільйон років. Звернення нашого світила навколо центру Галактики носить коливальний характер: кожні 33 мільйони років воно перетинає галактичний екватор, потім піднімається над його площиною на висоту 230 світлових років і знову опускається вниз, до екватора. На здійснення повного обороту Сонця потрібно 250 мільйонів років. Але слід розрізняти рух Сонця відносно центру Галактики і рух щодо близьких зірок. Адже кажучи про швидкість, наприклад, літака, ми ж не враховуємо швидкість обертання Землі навколо Сонця. Так і астрономи не враховують галактичну орбітальну швидкість при розгляді швидкості руху нашого світила по відношенню до найближчих зірок.

Сонячну систему оточує місцеве міжзоряний хмара, тепле і щільне, яке, як і всі хмари, складається з газу і пилу. Причому маса пилу становить лише 1% від маси всього міжзоряного хмари. А газ в ньому складається з 90% водню і 9,99% гелію. Більш важкі елементи в сумі складають близько 0,01% маси. Сонце розташоване усередині цієї хмари в районі, який іноді називають місцевим "бульбашкою", що представляє собою велику і щодо порожній простір. Між іншим, в космосі настільки порожньо, що це навіть уявити складно! Найкращий, самий "порожній" сучасний лабораторний вакуум в 10000 разів щільніше звичайних міжзоряних хмар (цілком видимих ​​на фотографіях, зроблених за допомогою телескопів), які в тисячі разів щільніше місцевого "бульбашки"! Щільність цього "бульбашки" всього лише 1 атом в кубічному дециметр! Зате температура його дійсно астрономічна: близько 1млн. ° До! У порівнянні з ним, що оточує "міхур" місцеве міжзоряний хмара "злегка тепле", його температура 7000 ° К.

Місцевий "міхур" оперезаний великим кільцем з молодих зірок і зон, в яких зореутворення триває, який отримав назву пояс Гульда. Його можна побачити вночі як смугу яскравих зірок, що простягнулася від Оріона до Скорпіона і нахилену під кутом в 20 ° до галактичної площини. Північний полюс пояса Гульда проектується на небесну сферу близько до так званого отвору Локман, зоні, що містить найменшу кількість міжзоряного газу між Сонцем і позагалактичних космосом.

Активне зореутворення на кордонах місцевого "бульбашки" регулює розподіл міжзоряної речовини. Найближчий район формування нових сонць знаходиться на відстані приблизно 400 світлових років від Сонця (на околицях місцевого "бульбашки") в асоціації Скорпіона-Центавра. Молекулярні хмари в цьому районі значно холодніше (менше 100 ° К) і в багато разів щільніше (більше 1000 атомів в кубічному сантиметрі), ніж місцеве міжзоряний хмара. Певна вченими траєкторія руху Сонця в Галактиці показує, що воно переміщається через пояс Гульда, перебуваючи в області дуже низької щільності міжзоряного речовини вже протягом декількох мільйонів років. Імовірність зіткнення з великим і щільним міжзоряним хмарою в цій області дуже мала. І оскільки в даний момент ми повільно рухаємося до виходу з місцевого "бульбашки", швидше за все, протягом найближчого мільйона років зіткнень з іншими газово-пиловими хмарами не буде.

Але варто задуматися над тим, як може відбитися на кліматі Землі зіткнення з міжзоряним хмарою в нехай далекому, але все ж реальному майбутньому. До речі, цікаво, чи є простим збігом те, що люди з'явилися на Землі, поки Сонце подорожувало через щодо порожню область космосу?

Хмара навколо Сонячної системи є частиною матеріалу, викинутого з асоціації Скорпіона-Центавра, і переміщається перпендикулярно напрямку руху Сонця (щодо найближчих зірок). Це підтверджується спостереженнями, які показують, як потік міжзоряних частинок влітає в Сонячну систему зі швидкістю 26 км / с з області, що лежить уздовж екліптики на відстані 15 ° від напрямку на центр Галактики.

Питання про походження місцевого "бульбашки" і місцевого міжзоряного хмари все ще залишається відкритим. Деякі астрономи вважають, що вони утворилися в просторі між спіральними рукавами нашої Галактики після його очищення від щільної міжзоряної матерії могутніми ударними хвилями, що виникали в процесі зореутворення в сузір'ях Скорпіона, Центавра і Оріона. Інші вчені впевнені, що причиною утворення цього щодо вільного простору став спалах наднових в околицях Сонця. Походження самого терміна "міхур" пов'язане з ідеєю, що Сонячна система знаходиться всередині залишку наднових.

Місцевий міжзоряний вітер, що дме через нашу планетну систему, взаємодіє з сонячним вітром, який являє собою гарячу плазму, що складається з заряджених частинок (в основному це протони, ядра гелію і електрони) і несучи від Сонця з високою швидкістю. Джерелом цього вітру є сонячна корона, розпечена до мільйонів градусів. Її якраз дуже добре видно під час повного сонячного затемнення у вигляді чудового вінця, що оточує диск. Сонячний вітер також містить магнітне поле, спірально закручене внаслідок обертання Сонця. Він видувається з корони з надзвуковою швидкістю і досягає орбіти Плутона перш, ніж зустрічає на своєму шляху міжзоряний вітер. У міру наближення сонячного вітру до кордонів Сонячної системи його щільність і швидкість зменшуються. На відстані 80-100 астрономічних одиниць формується ударна зона, утворення якої пов'язане з переходом швидкості сонячного вітру від надзвуковий до дозвуковій. Остаточна зупинка сонячного вітру відбувається в зоні гальмування, розташованої в 130-150 астрономічних одиницях від Сонця. Сучасна модель геліосфери передбачає, що вона за формою дуже схожа на крапельку води. Така красива форма обумовлена ​​в основному обтіканням міжзоряним вітром плазми сонячного вітру.

Всередину геліосфери проникають здебільшого нейтральні міжзоряні атоми водню і гелію. Причому 98% газу всередині геліосфери (виключаючи газ, пов'язаний з кометами і планетарними тілами) становить міжзоряний газ. Це відбувається тому, що щільності сонячного і міжзоряного вітрів в районі орбіти Юпітера стають рівними.

Вперше міжзоряний газ в Сонячній системі було відкрито за допомогою супутника, який досліджував нейтральний водень в верхніх шарах атмосфери Землі. У міжзоряному космічному просторі водень має низьку температуру, тому його електрон займає положення, що відповідає рівню мінімальної енергії. Але коли нейтральний міжзоряний атом водню наближається до Сонця, він отримує енергію від інтенсивного сонячного випромінювання, і його електрон переходить на орбіту, відповідну більш високому енергетичному рівню. При поверненні в стан з низькою енергією електрон в ультрафіолетовому діапазоні випромінює фотон, який і фіксується за допомогою апаратури супутника.

Іонізовані атоми гелію підхоплюються потоком сонячного вітру і несуться до кордону геліосфери. Оскільки такі "підхоплені" іони є продуктами взаємодії сонячного вітру з міжзоряним речовиною, вимір їх кількості та характеристик є ключем до розгадки властивостей самого міжзоряної речовини. Відкриття "підхоплені" іонів відбулося в середині 1980-х років.

Після досягнення іонами гелію ударної зони на кордоні геліосфери, вони прискорюються і утворюють компонент, відомий як "аномальна складова космічних променів". "Аномально" вони є тому, що їх енергії недостатньо для проникнення в Сонячну систему зовні, вони повинні були сформуватися всередині неї. Іншими словами, ми спостерігаємо, як ці частки буквально носяться всередині геліосфери: вони влітають в Сонячну систему як нейтральні атоми, рухаються до кордону геліосфери як "підхоплені іони" і знову повертаються всередину Сонячної системи вже в вигляді "аномальних космічних променів".

Наше галактичне оточення змінюється, і ми не знаємо, які ще об'єкти можуть нам зустрітися в майбутньому. Спостереження сусідніх міжзоряних хмар показують, що в них існують невеликі за розмірами ущільнення (розміром від 100 до 10 000 а.о.), які можуть містити до 1000 частинок в кубічному сантиметрі! При проходженні Сонцем подібної ущільненої туманності розміри геліосфери змінилися б просто катастрофічно. Комп'ютерне моделювання такої зустрічі показує, що якби щільність місцевого міжзоряного вітру зросла до 10 частинок в кубічному сантиметрі, геліосфера стиснулася б до 15 а. е. а геліопаузой втратила б стабільність. Щільність міжзоряного водню на відстані 1 а. е. зросла б до 2 атомів в кубічному сантиметрі, що значно змінило б склад середовища, що оточує Землю. При щільності місцевого міжзоряного вітру 1000 частинок в кубічному сантиметрі, такі планети як Сатурн, Уран, Нептун і Плутон повністю занурилися б в міжзоряний газ. Але в межах земної орбіти сонячний вітер і раніше переважав би над міжзоряним. Тому можна сказати, що сонячний вітер захищає внутрішні планети від змін в галактичному оточенні Сонця.

Існують свідоцтва, що подібні зміни могли неодноразово відбуватися в минулому. Дослідження концентрації берил-лия-10 (період напіврозпаду 1,5 мільйона років) в Антарктиці виявили два сплеску, що відбулися 60 000 і 33 000 років тому. Такі сплески пояснюються сильною зміною рівня космічних променів, яке могло бути наслідком або спалаху недалекій Сверхновой, або зустрічі з щільною частиною місцевого міжзоряного хмари. На користь можливого спалаху наднових говорить виявлення рівня підвищеної концентрації заліза-60 у відкладеннях морського дна. Залізо-60 - радіоактивний ізотоп заліза, що утворюється при спалахах наднових. Це відкриття, можливо, свідчить про спалах наднових близько 5 млн. Років тому на відстані до 90 світлових років від Сонця.

Для дослідників у цій галузі відкриваються найширші можливості! Адже розуміння взаємодії міжзоряного і сонячного вітрів в минулому і сьогоденні дало б можливість прогнозувати поведінку геліосфери в майбутньому. Значну допомогу тут могло б надати складання максимально докладної галактичної карти.

Найкращим вирішенням питання став би запуск міжзоряного зонда для безпосередніх вимірювань параметрів середовища. Це дало б можливість детально вивчити властивості місцевих газово-пилових хмар: щільність, іонізацію, молекулярний склад, інтенсивність магнітних полів, динамічні характеристики їх взаємодії з сонячним вітром. Якби програма по запуску такого зонда отримала фінансування, то результати можна було б очікувати вже в найближчому майбутньому. Адже використання сучасних двигунів і пертурбаційний маневрів в гравітаційних полях планет Сонячної системи дозволяє розігнати космічний апарат до швидкостей 4000 км / с. Кордонів Сонячної системи він досяг би через 15 років після запуску. Ця подія стане початком нової ери остаточного виходу в міжзоряний простір!