Процессы и явления в межзвёздной среде

Найденo 12 статей

Галактические объекты

Космическая пыль

Косми́ческая пыль, твёрдые частицы с характерными размерами примерно от 0,001 до 1 мкм (и, возможно, до 100 мкм и более в межпланетной среде и протопланетных дисках), обнаруженные почти во всех астрономических объектах: от Солнечной системы до очень далёких галактик и квазаров. Характеристики пыли (концентрация частиц, химический состав, размер частиц и т. д.) значительно меняются от одного объекта к другому, даже для объектов одного типа. Частицы космической пыли в основном состоят из углеродистых веществ (аморфный углерод, графит) и магниево-железистых силикатов (оливины, пироксены). Наземные и космические дистанционные наблюдения космической пыли охватывают Солнечную систему (межпланетная, околопланетная и кометная пыль, пыль около Солнца), межзвёздную среду нашей Галактики (межзвёздная, околозвёздная и небулярная пыль) и других галактик (внегалактическая пыль), а также очень удалённые объекты (космологическая пыль).

Галактические объекты

Зоны ионизованного водорода

Зо́ны ионизо́ванного водоро́да (зоны H II), участки межзвёздной среды с практически полной (обычно более 99,9 %) ионизацией основного химического элемента – водорода; широко распространённый тип межзвёздных туманностей. Наиболее яркие участки межзвёздной среды. Типичные, т. н. диффузные, зоны ионизованного водорода возникают в результате ионизации межзвёздного газа излучением молодой массивной звезды спектрального класса О или В. Размеры таких зон составляют 1–10 пк; концентрация газа в них 10–104 см–3; температура (7–12) ·103 К. Продолжительность жизни типичной зоны H II не превышает 106 лет. Звёзды ОВ-ассоциаций нередко создают вокруг себя т. н. гигантские зоны H II (размером 100–300 пк). Звёзды, расположенные вне межзвёздных облаков, создают протяжённые зоны H II низкой плотности Также в областях звездообразования возникают компактные и ультракомпактные зоны H II. Зоны ионизованного водорода излучают в основном в спектральных линиях водорода и запрещённых линиях других элементов в ультрафиолетовом (УФ), оптическом и инфракрасном диапазонах. Имеется и слабый непрерывный спектр, тянущийся от УФ- до радиодиапазона.

Галактические объекты

Остатки вспышек сверхновых

Оста́тки вспы́шек сверхно́вых, туманности, возникающие после взрывов сверхновых звёзд. Они состоят из выброшенного взрывом вещества звезды и поглощённого («сгребённого») ударной волной межзвёздного вещества. Их эволюция определяется взаимодействием выброшенного при взрыве сверхновой вещества с окружающей межзвёздной средой. Наиболее известные и хорошо изученные их представители в нашей Галактике – Крабовидная туманность, Кассиопея A, остатки вспышек сверхновых Тихо Браге и Кеплера. Остатки вспышек сверхновых играют важную роль в эволюции межзвёздной среды: они нагревают её, перемешивают и обогащают тяжёлыми химическими элементами. На фронте ударной волны происходит ускорение заряженных частиц – возникают космические лучи сверхвысоких энергий. Столкновение расширяющихся остатков вспышек сверхновых с плотными газово-пылевыми облаками может инициировать процесс звездообразования.

Остаток вспышки сверхновой SNR 0509–67.5

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Межзвёздное поглощение света

Межзвёздное поглоще́ние све́та, ослабление света в результате его рассеяния и поглощения межзвёздными пылью и газом. Измеряется в звёздных величинах. Пыль сильнее ослабляет коротковолновое излучение, что ведёт к изменению распределения энергии в спектрах астрономических объектов – т. н. межзвёздному покраснению. Величина межзвёздного поглощения света изменяется в широких пределах в зависимости от направления. Средняя величина поглощения в видимой области спектра в плоскости Галактики составляет звёздной величины. В некоторых областях она может достигать десятков звёздных величин. Межзвёздное поглощение света уменьшается с удалением от плоскости Галактики; в полюсах Галактики звёздной величины. Наблюдаемое поглощение почти полностью возникает в межзвёздных облаках, тогда как в межоблачной среде оно не превышает ≈0,002 звёздной величины.

Галактические объекты

Межзвёздный газ

Межзвёздный газ, основной компонент межзвёздной среды, составляющий около 99 % её массы. Состоит из нейтральных атомов, молекул, атомарных и молекулярных ионов и свободных электронов. Распространённость химических элементов в межзвёздном газе примерно такая же, как в атмосфере Солнца и других звёзд: около 70 % по массе составляет водород, около 28 % – гелий. На все более тяжёлые элементы приходится не более нескольких процентов массы. Межзвёздный газ имеет очень низкую среднюю концентрацию и плотность т. е. и крайне неоднороден по температуре и плотности. В спиральных и неправильных галактиках основная часть межзвёздного газа сосредоточена в тонком слое (толщиной 150–800 пк) в дисках. Примерно половина массы межзвёздного газа находится в относительно холодных и плотных молекулярных облаках и облаках атомарного водорода. Около половины объёма слоя межзвёздного газа в диске Галактики занимает т. н. корональный газ Основная часть объёма гало Галактики занята горячим и очень разреженным, сильно ионизованным газом, в котором наблюдаются облака атомарного водорода, движущиеся преимущественно к галактической плоскости.

Галактические объекты

Межзвёздная пыль

Межзвёздная пыль, твёрдые частицы характерного размера примерно от 0,001 до 1 мкм, находящиеся в межзвёздной среде; наиболее изученный компонент космической пыли. Межзвёздная пыль играет заметную роль в различных физических процессах, взаимодействуя с межзвёздным газом, электромагнитным излучением, космическими лучами и межзвёздными магнитными полями. В Галактике пространственные распределения межзвёздных пыли и газа коррелируют, а соотношение пыли и газа по массе в среднем составляет 0,7 %, изменяясь от ≈0,4 % до ≈1 %. Наблюдательные проявления межзвёздной пыли – межзвёздное поглощение света, межзвёздная поляризация излучения, рассеянное излучение, ИК-излучение в непрерывном спектре и ИК-полосах. Излучение, рассеянное межзвёздной пылью, проявляется в виде свечения некоторых туманностей или увеличенного свечения фона неба в области галактического экватора (диффузный галактический свет). ИК-излучение практически всех космических объектов представляет собой излучение нагретой пыли. Температура пылинок составляет 10–30 К в межзвёздных облаках, 50–200 К в областях H II и 100–1000 К в околозвёздных оболочках. Пылинки в основном состоят из C, O, Mg, Si и Fe, причём последние 3 элемента в межзвёздной среде почти полностью находятся в твёрдой фазе.

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Космические лучи

Косми́ческие лучи́, потоки заряженных частиц высокой энергии, которые приходят к Земле со всех сторон из космического пространства и постоянно бомбардируют её атмосферу. В составе космических лучей (КЛ) преобладают ядра атомов водорода (протоны) и гелия (альфа-частицы) – около 85 и 10 % соответственно. В небольшом количестве присутствуют более тяжёлые ядра (вплоть до ядер с зарядовым числом ) – их доля не превышает примерно 5 %. Небольшую часть КЛ составляют электроны и позитроны (менее 1 %).

Каскад вторичных частиц в атмосфере Земли

Галактические объекты

Межзвёздная среда

Межзвёздная среда́, очень разреженная среда, заполняющая пространство между звёздами внутри галактик. Наблюдается во всех диапазонах электромагнитного спектра (от радио- до гамма-диапазона). Межзвёздная среда влияет на эволюцию галактик и определяет проявление активности их ядер. Основные компоненты межзвёздной среды – межзвёздный газ (около 99 % массы); межзвёздная пыль (около 1 %), равномерно перемешанная с газом; галактические космические лучи, межзвёздные магнитные поля, диффузное электромагнитное излучение. Все компоненты межзвёздной среды взаимосвязаны. На межзвёздную среду приходится 1–10 % массы спиральных галактик, < 0,1 % массы эллиптических галактик и до 50 % массы неправильных галактик (без учёта тёмной материи). В межзвёздной среде преобладают водород (около 90 % по числу атомов) и гелий (около 10 %). Все другие химические элементы обычно составляют 2–4 % массы, но в некоторых неправильных галактиках их доля намного меньше (до 0,001 % по массе).

Галактические объекты

Сверхновые звёзды

Сверхно́вые звёзды, звёзды, блеск которых при вспышке увеличивается на десятки звёздных величин в течение нескольких суток и в максимуме сравним с блеском галактики, в которой эти звёзды расположены. Вспышка сверхновой происходит в результате взрыва звезды на конечной стадии её эволюции. К сверхновым звёздам относят события с энергией взрыва 1043–1045 Дж и мощностью излучения свыше 1034 Вт. Сверхновые звёзды подразделяют на 2 основные группы – I и II типов – по отсутствию или наличию линий водорода в их спектрах. Каждый из этих типов подразделяется на ряд подтипов по форме кривой блеска или спектральным характеристикам. Расширение выброшенной при взрыве звёздной оболочки приводит к образованию остатка вспышки сверхновой. Вспышки сверхновых звёзд играют важную роль в формировании химического состава Вселенной, обогащая межзвёздную среду тяжёлыми химическими элементами.

Галактические объекты

Планетарные туманности

Планета́рные тума́нности, огромные ионизованные газовые оболочки, окружающие горячую компактную звезду. Оболочка сбрасывается звездой на поздней стадии её эволюции (на стадии красного гиганта), после чего звезда превращается в белый карлик. Своё название планетарные туманности получили вследствие сходства с изображениями планет – светящимися дисками. Общие свойства структуры планетарных туманностей – симметрия и форма эллипса в первом приближении; максимум яркости в двух точках, симметричных относительно центральной звезды; понижение яркости вблизи центра. Средняя масса планетарных туманностей составляет 0,3 массы Солнца. Диапазон плотности планетарных туманностей значителен: от менее 102 до 105 электронов в 1 см3. Электронная температура газа лежит в интервале 8–17 тыс. К. Время жизни планетарной туманности – около 25 тыс. лет: туманность расширяется со скоростью 20–30 км/c, её плотность уменьшается, свечение ослабевает и, наконец, плотность туманности становится такой же, как плотность окружающей межзвёздной среды, – туманность исчезает, обогатив среду продуктами синтеза химических элементов.