Astronomiya

Ulduzlararası boşluq nə qədər soyuqdur?

Ulduzlararası boşluq nə qədər soyuqdur?

Məkanın genişliyi heç istəməsəm də, heç yaşamamış olsam da, mənə soyuqluq hissi verir. Ulduzlararası boşluq nə qədər soyuqdur (orta hesabla)? Bu necə ölçülür? Yəni kosmosda yalnız bir termometr yapışdırmaq olmaz, elədir?


Sən bacarmaq kosmosda bir termometr yapışdırın və bu çox yüksək texnologiyadırsa, qazın istiliyini göstərə bilər. Ancaq ulduzlararası mühit (ISM) bu qədər seyreltildiyi üçün normal bir termometr enerjini özünə çəkə biləcəyindən daha sürətli yayacaq və beləliklə qazla istilik tarazlığına çatmayacaq. Kosmik mikrodalğalı fon şüalanması David Hammenin təsvir etdiyi 2.7 K-dan daha çox soyumağa imkan verməyəcəyi üçün 0 K-yə qədər soyumayacaq.

"Temperatur" termini bir qazın hissəciklərinin orta enerjisinin ölçüsüdür (digər təriflər, məsələn, radiasiya sahəsi üçün mövcuddur). Qaz çox incədirsə, ancaq hissəciklər, məsələn, Yer səthində olduğu kimi orta sürətlə hərəkət edərsə, qazın hələ də, deyək ki, 27º C və ya $ 300 , mathrm {K} $.

ISM, hər biri öz fiziki xüsusiyyətlərinə və mənşəyinə sahib olan bir neçə fərqli mərhələdən ibarətdir. Şübhəsiz ki, ən vacib üç mərhələdir (bax: Ferrière 2001):

Molekulyar buludlar

Ulduzlar yalnız 10-20 K temperaturu olan sıx molekulyar buludlarda doğulur, bir ulduzun meydana gəlməsi üçün qazın cazibə qüvvəsi ilə çökə bilməsi lazımdır ki, atomlar çox sürətli hərəkət edərsə bu mümkün deyil.

İsti neytral mühit

Molekulyar buludların özləri neytral, yəni ionlaşmamış qazdan əmələ gəlir. Qazın çox hissəsi hidrogen olduğundan, demək olar ki, temperaturu var $ 10 ^ 4 , mathrm {K} $, bunun üstündə hidrogen ionlaşmağa meyllidir.

İsti ionlaşmış mühit

İlk mərhələlərində qalaktikaya yayılan qaz, təxminən, daha böyük bir istiliyə sahibdir $ 10 ^ 6 , mathrm {K} $. Əlavə olaraq isti ulduzlardan (O və B) gələn radiasiya rəyi və supernova partlayışları ilə vurulan kinetik və radiasiya enerjisi genişlənən qaz baloncuklarını ionlaşdırır və qızdırır. Bu qaz isti ionlaşmış mühitdən ibarətdir.

Soyutma

ISM-nin hər cür enerjinin hissəciklərinin hamar bir qarışığı olmasının əksinə olaraq fazalara bu qədər kəskin şəkildə bölünməsinin səbəbi, qazın kifayət qədər temperatura təsir göstərən müxtəlif fiziki proseslərlə soyumasıdır. "Soyutma" hissəciklərin kinetik enerjisini sistemdən çıxa bilən radiasiyaya çevirmək deməkdir.

İsti qaz

Çox isti qaz tamamilə toqquşaraq ionlaşır və beləliklə əsasən sərbəst elektron yayan Bremsstrahlung sayəsində soyuyur. Bu mexanizm aşağıda təsirsiz hala gəlir $ sim10 ^ 6 , mathrm {K} $.

İsti qaz

Arasında $ 10 ^ 4 , mathrm {K} $$ 10 ^ 6 , mathrm {K} $, rekombinasiyalar (yəni elektronların ionlar tərəfindən tutulması) və kollizional həyəcan və sonrakı həyəcan emissiyaya səbəb olur, sistemdən enerji çıxarılır. Budur metallıq$ ^ xəncər $ qazın əhəmiyyəti böyükdür, çünki müxtəlif elementlər müxtəlif enerji səviyyələrinə malikdir.

Sərin qaz

Daha aşağı temperaturda qaz demək olar ki, tamamilə neytraldır, buna görə də rekombinasiyalar hər hansı bir təsir göstərməyə son verirlər. Hidrogen atomu arasındakı toqquşmalar atomları həyəcanlandırmaq üçün çox zəifləyir, lakin molekullar və ya metallar varsa, sırasıyla incə / hiper xəttlər və fırlanma / titrəmə xətləri ilə mümkündür.

Ümumi soyutma bütün bu proseslərin cəmidir, lakin müəyyən bir temperaturda bir və ya bir neçə proses üstünlük təşkil edəcəkdir. Sutherland & Dopita (1993) -dan aşağıdakı rəqəmlər əsas soyutma proseslərini (solda) və əsas soyutma elementlərini (sağ), istilik funksiyası olaraq:

Qalın xətt ümumi soyutma sürətini göstərir. Aşağıdakı şəkildə eyni kağızdan fərqli metalliklər üçün ümumi soyutma dərəcəsi göstərilir. Metallik loqaritmik bir tərəzidir, buna görə [Fe / H] = 0 Günəş metalikliyini, [Fe / H] = -1 isə Günəş metalikliyini 0,1 dəfə artırır, "sıfır" isə sıfır metalikdir.

Bu proseslər eyni dərəcədə tam temperatur aralığını əhatə etmədiyi üçün qaz temperaturlarda müəyyən "yaylalara" çatmağa meylli olacaq, yəni müəyyən spesifik temperaturları tutma meyli olacaqdır. Qaz soyuduqda yığılır. İdeal qaz qanunundan təzyiqin olduğunu bilirik $ P $ sıxlığın məhsulu ilə mütənasibdir $ n $ və temperatur $ T $. ISM-də təzyiq tarazlığı varsa (həmişə olmur, lakin bir çox hallarda yaxşı bir fərziyyədir), onda $ nT $ sabitdir və buna görə isti ionlaşmış qazın bir hissəsi soyuyarsa $ 10 ^ 7 , mathrm {K} $ üçün $ 10 ^ 4 , mathrm {K} $, sıxlığını bir dəfə artırmaq üçün müqavilə etməlidir $10^3$. Beləliklə, soyuducu buludlar daha kiçik və daha sıx olur və bu şəkildə ISM müxtəlif mərhələlərində bölünür.

Yəni, nəticədə, ulduzlararası məkan düşündüyünüz qədər soyuq deyil. Ancaq son dərəcə seyreltilmiş olmaq çətindir köçürmə istilik, buna görə də uzay geminizi tərk etsəniz, enerjini qazdan ala biləcəyinizdən daha sürətli yayacaqsınız.


$ ^ xəncər $Astronomiyada "metal" termini hidrogen və ya helyum olmayan bütün elementləri ifadə edir və "metallik" metallardan ibarət olan qazın hissəsidir.


Sualın adı ulduzlararası məkanı, cəsəd isə ulduzlararası mühiti soruşur. Bunlar çox fərqli iki sualdır. Ulduzlararası mühitin temperaturu bir neçə kelvindən on milyondan çox kelvinə qədər çox dəyişir. Bütün məlumatlara görə, ulduzlararası mühitin böyük əksəriyyəti ən azı "isti" dir, burada "isti" bir neçə min kelvin deməkdir.

Yəni kosmosda yalnız bir termometr yapışdırmaq olmaz, elədir?

Varsa edə bilərsiniz Ulduz yolu və ya Ulduz müharibələri texnologiya. Bir ulduzdan uzaq bir yerdə sərbəst buraxılmış köhnə bir ampul termometrini götürsək, bu termometrin istiliyi olduqca sürətlə düşəcək və nəticədə təxminən 2.7 kelvində sabitləşəcəkdir.

Köhnə üslublu bir termometr və ya kosmik kostyumda olan bir insan kimi makroskopik bir cisimə gəldikdə, ulduzlararası məkanın istiliyi ilə ulduzlararası mühitin istiliyi arasında böyük bir fərq var. Yerli ulduzlararası mühit milyonlarla kelvində olsa da, o makroskopik cisim təxminən 2.7 kəlvinə qədər soyuyacaq, çünki bu isti ulduzlararası mühitə maddə yoxdur. Ulduzlararası mühitin sıxlığı o qədər çox azdır ki, radiasiya itkiləri mühitdən keçiricilik üzərində tamamilə üstünlük təşkil edir. Ulduzlararası mühit, qaz olduğu üçün (qazlar biraz qəribədir) və son dərəcə qarışıq olduğundan (son dərəcə qarışıq qazlar qəribə deyil) çox isti ola bilər.


Bu, tarixən əhəmiyyətli bir məsələdir və düşünürəm ki, yuxarıda verilən mükəmməl cavablara bu tarix haqqında bir az əlavə etmək lazımdır. Hekayə "nin fiziki mənasını göstərir"yerin temperaturu". 1940-cı ildə McKellar (PASP, cild 52. s187) əvvəllər Adamsın 1939-cu ildə bir ulduz spektrində gördüyü bəzi qəribə ulduzlararası xətləri CN və CH molekullarının fırlanmasına görə xətlər olaraq təyin etdi. Bu xətlər vaxt unikaldır.

Onların nisbi intensivliyini yalnız fırlanma (yəni. Spin) molekulların fotonlarla 2.7K temperaturda toqquşması nəticəsində baş verdiyi təqdirdə başa düşmək olardı. Bir il sonra bunu 2.3K-a düzəltdi. Məlum səbəblərdən buna "fırlanma temperaturu": fırlanan molekullardan alınan temperatur. Başqa heç bir mənbə özünü irəli sürmədi və kosmik fon şüalanmasının kəşfindən sonra 1966-cı ilə qədər McKelların təfsiri 2.725K səviyyəsində kosmik fon şüalanması ilə əlaqələndirildi. McKellar bir tapdı"kosmosda termometr".

Qəribə bir şəkildə, 1950-ci ildə Hoyle, Gamow'un 1949-cu ildə isti bir böyük partlayışa baxışını tənqid edərək Gamow nəzəriyyəsinin McKellar analizinin icazə verdiyi yerdən daha yüksək bir temperatur təmin edəcəyini söylədi.


Yalnız bir başqa komplikasiya. Ulduzlararası məkanda "soyuducu" qurmaq mümkündür. Bunlar maserlərin təsirli şəkildə əksinə olan vəziyyətlərdir - cəlb olunan materialın enerji səviyyələri (bu vəziyyətdə formaldehid) ətrafdan daha soyuq kimi davrana bilər. Nəticədə kosmik mikrodalğalı fonda udma halında formaldehidi görə bilərsiniz.

Ulduzlararası məkanın aşağı sıxlığında, ayrı-ayrı atomların və molekulların necə davrandıqlarının təfərrüatlarına nəzər yetirməli olduğunuzun başqa bir nümunəsi, çünki ətrafla toqquşmalarla yalnız zəif əlaqələndirilir. Və bu, bəzi təmiz təsirlər yaradır.


Neytrinonun kosmik fonu, 1.7K temperaturda, 2.7K-da kosmik fon fotonlarının altındadır. Burada heç bir uyğunsuzluq yoxdur, çünki bu neytrinolar fotonlar məhv olan elektronlar tərəfindən qızdırılmadan əvvəl (böyük partlayışdan ~ 1 saniyə) əvvəl fotonlarla tarazlıqda idilər. Elektronların itməsi, neytrinonun həmin nöqtədəki fotonlardan ayrılmasına və artıq tarazlıqda olmamasına səbəb oldu.

Beləliklə, "kosmos istiliyi" foton və ya neytrino istiliyinə istinad etməyinizdən və ölçdüyünüz şey hansı termometrdən istifadə etdiyinizdən asılıdır. Məkan zamanının əyriliyi bir temperaturla da əlaqələndirilə bilər, amma bu başqa bir hekayədir.


Benediktin Astronom Ulduzlararası Məkanda Yeni Molekulların Kəşfinə Kömək Edir

Benedictine Kollecinin Fizika və Astronomiya kafedrasının dosenti Dr. Christopher Shingledecker, ulduzlararası məkanda çoxsaylı yeni molekulların kəşf edildiyini elan edən bir qrup alimin bir hissəsidir. GOTHAM (GBT Observations of TMC-1: Aromatik Molekulların Ovlanması) layihəsi çərçivəsində Qərbi Virciniyada Yaşıl Bank Teleskopu (GBT) ilə götürülmüş müşahidə məlumatlarından istifadə edərək qrup, əvvəllər məlum olmayan yeni aromatik material anbarı aşkar etdi. Buğa Molekulyar Buludu və ya TMC-1, dərin məkanda. GOTHAM qrupu tərəfindən aparılmış TMC-1 müşahidələri indiyədək ondan çox gözlənilməz molekulu aşkar etdi.

"Bu kəşf bu molekulların necə və harada meydana gəldiyinə dair ilk vacib ipucu verir" dedi Shingledecker. "Bu, qismən böyük bir irəliləyişdir, çünki aromatik molekulların kosmosda üzdüyünə əmin olduğumuz halda, indiyə qədər heç birini müəyyənləşdirə bilmədik."

100 metr diametrli toplama sahəsi olan nəhəng Yaşıl Bank Teleskopu, dünyanın ilk premyerası olan tək yeməkli radio astronomiya teleskopudur. Fərqlənməyən kütlə əvəzinə ayrı-ayrı molekulların aşkarlanmasını təmin edən radio astronomiyasının istifadəsi, qrupun hazırladığı yığma və uyğun filtr analizi ilə birlikdə elm adamlarına çətin siqnalları aşkar etməyə imkan verdi. Kosmosda iki spesifik polisiklik aromatik karbohidrogen (PAH) müəyyən etdilər: PAH-ların ulduzlararası mühitdə üstünlük təşkil etdiyinə baxmayaraq indiyə qədər aşkarlanan ilk spesifik molekullar.

Massachusetts Texnologiya İnstitutunun Kimya üzrə Müəllim köməkçisi və GOTHAM üçün Layihə Baş Müfəttişi Brett McGuire, "SciTechDaily" də dərc olunan bir məqalədə "Polisiklik aromatik karbohidrogenlərin əvvəlcə ölməkdə olan ulduzların atmosferində əmələ gəldiyini düşünürdük" dedi. Bu işdə onları ulduzların hələ formalaşmağa başlamadığı soyuq, qaranlıq buludlarda tapdıq. ”

Tədqiqat jurnalda dərc edilmişdir, Elmvə dünyanın bir çox digər nəşrləri.

Bu layihə zamanı Shingledecker və Benedictine College, Harvard & amp Smithsonian Astrofizika Mərkəzi, Massachusetts Texnologiya İnstitutu, Milli Radio Astronomiya Rəsədxanası, Milli Aviasiya və Kosmik İdarə Goddard Uçuş Mərkəzi, Virginia Universiteti və Lebedev Fizika İnstitutu alimləri ilə bir araya gəldi. Rusiya Elmlər Akademiyası.


Ulduzlararası məkan

Niyə ki ulduzlararası məkan vacibdir?
Ulduzlararası mühit ulduzların hazırlandığı yerdir. Onsuz biz mövcud olmazdıq. Nəhayət ulduz halına gələn daha qalın ləkələrə yığılmış qalın və nazik ləkələr olmasaydı, bütün kainat sadəcə cansıxıcı, soyuq, cansız bir qaz buludu olardı.

"Görmək" necə Ulduzlararası Məkan Zondlar
Bu kimi məqalələri gələnlər qutunuza göndərin
Daimi əlaqə istifadəsi.

Yüksək enerjili elektronlar ulduzlararası məkan Stone da heliosferə sızırlar dedi.
Voyager 1 indi günəşdən 11 milyard mil məsafədə yerləşir.
Rəssamın bir Voyager probu konsepsiyası. Kredit: NASA / JPL-Caltech.

sənətkarlıq Texas Ölçülü Günəş Yelkənindən istifadə edə bilər
Günəş yelkənləri ulduzlararası uçuş üçün ümid verir, lakin qorxunc çətinliklərin öhdəsindən gəlmək lazımdır.
Daha çox oxu
Rusiya peykini Çin peyk əleyhinə sınaqdan dağıntılar vurdu.

dağınıq qaz və tozla doludur. Diametri 50 pc-ə qədər və bir milyon günəş kütləsi olan nisbətən daha sıx və soyuq bölgələr molekullarla doludur.

işıq sürətinin nəzərəçarpan bir hissəsində səyahət edən sənətkarlıq və qrupları, 0'dakı 6 işıq ili sürətlərinə görə az və ya çox dərəcədə vaxt genişlənməsini yaşayacaqlar.

Ulduzlar arasındakı boşluq.
tərs kvadrat qanunu, sahənin gücü məsafənin kvadratı ilə azaldıqda onun yerinə yetirdiyi qanun. Tərs kvadrat qanununu izləyən sahələr məsafə artdıqca sürətlə azalır, lakin heç vaxt sıfıra çatmır.

mükəmməl bir boşluq deyil. Ulduzlararası mühit (ISM) soyuq neytral qazı (I 70 K-da HI), isti neytral qazı (6.000 K-da HI) və isti spiral qollarında qalaktika müstəvisində yerləşən isti ionlaşmış plazmanı (106 K-da H II) təşkil edir. .

daha mükəmməl bir şəkildə, daha uyğun, daha çox yerləşmiş ulduzlara və dumanlıqlara güvənməyən bir metodikaya ehtiyacımız var. Bir sözlə, kosmosun hər hansı bir yerində soyuq, neytral ulduzlararası maddəni öz şüalanması ilə aşkarlamaq üçün bir yola ehtiyacımız var.

. 1974-cü ilin sonundan etibarən ən azı 33 molekulyar növ ağlabatan bir şübhə ilə müəyyən edilmişdir: metilidin CH, ionlaşmış metilidin CH +, siyanogen radikal CN, hidroksil radikal OH, ammonyak NH3, su buxarı H2O, formaldehid H2CO, karbonmonoksit CO, hidrogen siyanür HCN,.

Ulduzlararası qaz buludlarını əmələ gətirəcək qədər sıx olmayan diffuz qazla nüfuz edir.

Pişik Gözü Bulutsusu Yerdən 3000 işıq ili uzaqlıqdadır. Pişik gözü (NGC 6543) günəşə bənzər bir ulduzun həyatındakı qısa, eyni zamanda möhtəşəm bir mərhələni təmsil edir.

: ulduzlar arasındakı boşluq.
Lazer: "stimullaşdırılmış radiasiya emissiyası ilə işıq gücləndirilməsi" nin qısaldılması. Konsentrat (dar) bir şüa yaratmaq üçün işığı gücləndirən bir cihazdan ibarətdir.

Cosmic Ray Yüksək enerjili yüklənmiş hissəciklər

təxminən işığın sürətində.

Nəhəng molekullu bulud (GMC): İçəridə kütləvi qaz buludları

əsasən hidrogen molekullarından ibarətdir. Bu buludlar minlərlə ulduz yaratmaq üçün kifayət qədər kütləyə sahibdir və tez-tez yeni ulduz əmələ gələn yerlərdir.
DÜNYA KÜLTƏRİ: Bir milyona qədər ulduz ehtiva edə bilən kürə qrupu.

"NASA Uzay Gəmisi Tarixi Səfərə Gedir

". NASA.. Alınan tarix 12 Sentyabr 2013.
'P. C. Frisch (Chicago Universiteti) (24 iyun 2002). "Günəşin Heliosphere & Heliopause". Günün Astronomiyası Resmi. . 23 iyun 2006-cı ildə alındı.
'"Voyager: Ulduzlararası Missiya".

NASA kosmos vasitəsi ilə sərhədi harada araşdırdıqları kimi gündəlik əlaqə qurmağa davam edir

başlayır.
Günəşə toxunacaq bir kosmik gəmiyə canlı bir tədqiqatçı adı verildi: Eugene N. Parker, Chicago Universitetinin professoru.

Yupiter, Saturn, Uran, Neptun və onların aylarının fırçalarındakı fotoşəkillər və məlumatlar, günəşin günəş küləyinin təsirlərinin ulduzlararası maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı təsir göstərdiyi heliosferə doğru və sonra davam edərək, yerdən çıxan ilk kosmik zondlar oldu. günəş sisteminə girin

Planet dumanlığı qazların içərisinə dağıldıqca

, xərclənmiş, köhnə nüvəni geridə qoyur (indi ölü nüvə qaynaşma qabıqlarını da əhatə edir). Cazibə qüvvələri altında sıxılmış bu ulduzlar yalnız Yerin ölçüsünə qədər kiçildilər.

Bəzi elm adamları indi kometlərin, meteoritlərin və planetlərarası tozun yaradılan üzvi birləşmələri təmin etdiyinə inanırlar

yeni meydana çıxan planetlərə və kosmosda doğulan bu cür maddələrin yer üzündə həyatın inkişafına "başlamış" ola biləcəyini söylədi.

100-dən çox molekul aşkar edilmişdir

Qalaktikada, digər qalaktikalardan və Qalaktikadakı gec tip ulduzların ətrafındakı zərflərdən.

H II bölgə içərisində ionlaşmış hidrogen bölgəsi

qaya bənzər bir materialdan (silikatlardan) və ya buz örtüyü ilə əhatə olunmuş qrafitdən, metan,.

Ölçüsünü almaq üçün nələri bilməlisiniz

kilometr və ya metr baxımından?
Ulduz-Günəş məsafəsi = 30 parsekdirsə, ulduz Yerdən nə qədər uzaqdır?
Bir ulduzun paralaksını 0 olaraq ölçsəniz.

19-cu əsrin əvvəllərində dalğaların təsvirinə üstünlük verildi, baxmayaraq ki, yaxın vakuumda hansı dalğanın yayıla biləcəyini anlamaq çətin idi.

və saniyədə 300.000 kilometr (saniyədə 186.000 mil) son dərəcə yüksək sürətlə.

İndiyə qədər yalnız 5 robot kosmik gəminin Günəş sistemimizdən qaçaraq içəri girmək üçün kifayət qədər yaxşı sürəti var

2012-ci ildə. Voyager 2 növbəti olacaq. Hər iki kosmik gəmi NASA-nın Dərin Kosmik Şəbəkəsi ilə əlaqə saxlayır.

Son dərəcə aşağı temperaturdan ötəri

, hidrogen molekulyar formada mövcuddur və daha çox böyük kütləyə malik nəhəng molekulyar buludlarda (GMC) mövcuddur. Bu nəhəng buludlar 150 ilə 650 işıq ili arasında, on min ilə bir milyon günəş kütləsi arasında material daşıyır.

Pamela: Eşitməməyimizin səbəbi, materialın o qədər dağınıq olmasıdır ki, qulaq təbilimizi dəhşətə salsaq belə

qulaq pərdələrimizi titrəmək üçün kifayət qədər material yoxdur.

2151-ci ildə kapitan Jonathan Archer və Enterprise NX-01-in heyəti, xalqı yerli nəsilləri öldürmək üçün doqquz nəsil planetə gəlmiş Eska tərəfindən ov yeri olaraq istifadə edilən Dakala adlı hiyləgər bir planet aşkarladı.

Kometaların bir zamanlar gəldiyinə inanılırdı

. Ətraflı bir mənşə nəzəriyyəsi ümumiyyətlə qəbul edilməməsinə baxmayaraq, indi bir çox astronom, kometaların Günəş sisteminin ilk günlərində qalıq planetar maddələrdən Günəş sisteminin xarici, soyuq hissəsində yarandığını düşünür.

bir bölgəni tez-tez xarakterizə edirik

hidrogeninin neytral olub olmadığına
bu vəziyyətə H I bölgəsi və ya ionlaşmış deyirik, bu vəziyyətdə H II bölgəsi deyirik.
Yerdən kənar kəşfiyyat axtarışında olan bəzi tədqiqatçılar (bax. Fəsil 8).

bir araşdırma göstərdi ki, elmin bildiyi ən uzanan kosmik obyektlərdən biridir. 19 Oktyabrda kəşf edilən obyektin sürəti və hərəkət trayektoriyası başqa bir ulduzun ətrafındakı bir planet sistemində meydana çıxdığını qətiyyətlə təklif etdi.

Beləliklə, sual qalır: niyə daha çox şey yoxdur

? Bunun səbəbi əsasən ulduzların cazibə qüvvəsi sayəsində maddəni yaxınlıqda yaratdıqları planet dumanlığından qoruyub saxlamağında olduqca yaxşı olduqlarıdır.

Günəşin kütləsindən təxminən 8 ilə 20 qat çox olan anadan olan ulduzlar, materiallarının böyük hissəsini partladır

titanik partlayışlarda, yalnız əzilmiş, sıx nüvələrini tərk edir. Neytron ulduzları tərkiblərinə görə adlandırılır: neytronlar. Nüvəsi 1 olan bir ulduzda.

Günəş enerjisinin böyük hissəsi Günəş sistemindən axır

Kosmosdakı Günəş atmosferinin birləşdiyi bölgə

. Heliopozanın mövqeyi həm günəş küləyinin gücündən, həm də yerli ulduzlararası mühitin xüsusiyyətlərindən asılıdır.

Hər iki kosmik aparat əvvəl heliopozanın xaricinə çıxır

, o şok dalğasından keçməlidirlər. Voyager tezliklə ləğv şokundan keçə bilər.

Hər ikisi günəş küləyinin sonunu və başlanğıcını göstərən bir sərhəd olan heliopozanı axtarır

/ il və aşağıda heliomagnetosphere vasitəsilə quyruq bölgəsinə və

"Bu, aşkarlanan ilk molekuldur

şiralət xüsusiyyətinə sahib olan, prebiyotik molekulların Kainatda necə yaradıldığını və həyatın mənşəyinə göstərə biləcək təsirlərini anlamaqda qabaqcıl bir sıçrayış halına gətirir "dedi. McGuire.

Təkamülünü Xəyal Edirəm

Uçuş
Gənc Saqanın texnologiyanın gücü və başqa aləmlərdə həyat ehtimalı ilə bağlı həyəcanı, 10 ilə 13 yaş arasında çəkdiyi bir rəsmdə nümayiş olunur.

əsasən hidrogen molekullarından ibarətdir. Bu buludlar minlərlə ulduz yaratmaq üçün kifayət qədər kütləyə sahibdir və tez-tez yeni ulduz əmələ gələn yerlərdir.
Qlobal klaster.

"Günəş Sistemimizin xaricində başlayır, yəni içindəki Oort Buludunu keçmiş deməkdir!
P Edward Murray
Keçmiş prezident,
Bucks-Mont. Astronomik Assos., Inc
Üzv, Slooh Rəsədxanası
Aydakı Basketbol Oyunçusunun Kəşfi.

Bununla birlikdə, Voyager 2-ni günəş sistemindən doğru yola doğru çıxmadan əvvəl uzun bir səyahət gözləyir

seyrək qaz və ya toz buludu müşahidə olunur

.
nebular hipotez - (n.)
ulduzların və onlarla əlaqəli günəş sistemlərinin kosmosdakı toz və qaz buludlarının yoğuşmasından necə əmələ gəldiyini təsvir edən ümumi bir nəzəriyyə.

əsasən hidrogen molekullarından (bir-birinə bağlı iki hidrogen atomu) ibarətdir, eyni zamanda radio teleskopları tərəfindən müşahidə olunan digər molekulları da ehtiva edir. Bu buludlar Günəşimiz kimi bir neçə milyon ulduz etmək üçün kifayət qədər kütlə ehtiva edə bilər və çox vaxt ulduz əmələ gələn yerlərdir.

Oradakı bir toqquşma daha dağıdıcıdır və tez-tez nəticələr hər tərəfə yayılan "ulduz bitləri" dir (yəni əsasən hidrogen qazı).

. Ən həyəcanlı toqquşmalar ulduz qalaktikamızdakı mərkəzi qara dəliyə dəyəndə baş verir.

Trans-cis molekulyar fotosessiya

L1
S. Cuadrado, J. R. Goicoechea, O. Roncero, A. Aguado, B. Tercero və J. Cernicharo
DOI:.

Heliosfer günəş küləyinin yaratdığı kosmosdakı bir köpükdür. Elektrik baxımından neytral atomlar olmasına baxmayaraq

bu köpüyə nüfuz edə bilər, demək olar ki, heliosferdəki bütün materiallar Günəşin özündən qaynaqlanır.
Daha böyük versiya üçün şəkilə vurun.

Bu o deməkdir ki, bu qruplar tipiklə müqayisədə inanılmaz dərəcədə sıxdır

, ulduzları hələ də bir çox AU ayırır və çətin ki, birbaşa toqquşmalar yaşayacaqlar.

İsti bir nazik qaz kütləsi

. Dumanlıq ümumiyyətlə içərisinə yerləşdirilmiş ulduzlarla qızdırılır.

Bir və ya daha çox yaşlı ulduz tərəfindən, ümumiyyətlə nüvə həyatının sonunda və ya son mərhələlərində, ulduz maddəni atdıqda yaratdığı dumanlıq.

. Bu cür maddə ümumiyyətlə ana ulduzun nüvə həyatı zamanı yaranan daha ağır elementlərlə ("metal") zənginləşdirilir.

İçəridə sıx qaz və / və ya toz buludu

və ya bir ulduzu əhatə edir.
mənfi əyri həndəsə
Paralel xətlərin ayrıldığı həndəsə bəzən hiperbolik həndəsə adlanır.

FOTOEVAPORASİYA
Foto buxarlanma isti ulduzlardan gələn güclü işığın qazların buxarlanmasına (qaynadılmasına) səbəb olduğu bir fenomendir

. Qartal Dumanlığında (yuxarıdakı şəkil) ultrabənövşəyi şüa hidrogen qazının (H2) bir hissəsini qaynar və dumanlığın sütunlarını davamlı olaraq yenidən formalaşdırır.
.

toz dənəsi: Yayılmış tozu təşkil edən qatı hissəciklər

. Toz qazla qarışdırılır, lakin ümumi taxıl kütləsi qazın ümumi kütləsinin 1/100 hissəsidir. Ulduzlar arası toza baxın.

Radio Emissiyası soyuq, az sıxlıqlı hidrogen tərəfindən istehsal olunur

Bir neçə ay ərzində qazlar sərinləyir və parlaqlıqda azalır və qırıntılara qoşulur

. Bu zibilin içində ulduz & # x27s nüvəsində yaradılan bütün elementlər var. Milyonlarla və ya milyardlarla il sonra bu zibil yeni ulduzlara daxil edilə bilər.

Carl Sagan, Günəş sistemini tapan qürbətçilər tərəfindən başa düşülə biləcək bir kosmik gəmiyə universal bir mesaj bağlamaq fikrini düşündü. Bu mesajı silməyi bacardı

Yerdən bir kosmik gəminin Günəşə çatması üçün nə qədər vaxt lazımdır?
Günəş Günəş sistemindəki çatmaq üçün ən çətin obyektdir! Qaçmaq çox asandır

(bəli, nüvə tullantılarının Günəşə atılmasından danışanların astronomiya öyrənmələri lazımdır.)

Voyager I və II (NASA hədəfləri = Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune sistemləri

)
Galileo (NASA hədəfi = Yupiter sistemi)
Juno (NASA hədəfi = Yupiter)
Cassini Equinox (NASA hədəfi = Saturn sistemi)
Huygens lander (NASA hədəfi = Titan)
Yeni Üfüqlər (NASA hədəfi = Pluton sistemi, digər Kuiper-kəmər obyekti).

Daha sonra dünyanın bir sıra yerüstü teleskopları, asteroidin sürətlə geri qayıtması əsnasında itkin düşmədən əvvəl sonrakı və ətraflı araşdırmalar apardı.

O vaxtdan bəri, səkkiz oxşar davranan ulduz tapıldı və birinci olan FU Orionis, imtiyazlı prototipdir. FU Orionis ulduzları əslində ulduz inkişafının başlanğıc mərhələsindəki əsas ardıcıllıq ulduzlarıdır. Yalnız toz və qaz buludlarından meydana gəlmişlər

Siyanogen molekulunun (CN) 3 K fırlanma temperaturu

lakin bunun "yalnız çox məhdud bir mənaya" sahib olduğunu ifadə etmək. Artıq bu molekulun 2.64 mm dalğa uzunluğunda To = 2.729 +/- 0.027 K parlaqlıq istiliyinə işarə edən CMB tərəfindən həyəcanlandığını bilirik (Roth, Meyer & amp Hawkins 1993).

0,1-1 mikron (10-6 metr) arasında dəyişən diametrlərə malikdir. Bu, əlbəttə ki, görünən işığın dalğa uzunluğu aralığında 100 ilə 1000 nm arasındadır. Təcrübədə bu, mavi işığın qırmızı işığa nisbətən tozdan daha çox səpələnməsi deməkdir.

qalaktikalar və qalaktikalar qrupları, ancaq eyni zamanda ulduzların nə üçün parladığını izah etmək üçün kainatın ən kiçik obyektləri arasında atomları və atom nüvələrini araşdırmalıdırlar. Həm də ulduzların inanılmaz dərəcədə isti və sıx mərkəzlərindən soyuq, vakuum yaxınlığında olan şərtlərə qədər araşdırırlar

Bunun əvəzinə, kosmik gəmidən mühəndislik məlumatları aşağı güc şəraitində elektron alt sistemlərin fəaliyyətini öyrənmək üçün vaxtaşırı toplanacaqdır. Pioneer 10 dəyərli elmi məlumatlar toplamağa davam edir. İçəri girirlər

, bunu indiyə kimi edən ilk sənət.

Voyager 2 üçün ilkin missiya planında yalnız Yupiter və Saturna səfərlər göstərilmişdir. Bu plan 1981-ci ildə Uran ziyarətini və 1985-ci ildə Neptuna bir ziyarət daxil olmaqla artırıldı. Voyager 2 hər iki missiyanı tamamladı və hazırda elmi təcrübələr həyata keçirir

Bu nümunədə, ikinci ulduzun işığının bir hissəsi ulduzdan bizə doğru gedərkən dağılmış qaz və toz buludları ilə udulmuş və / və ya dağılmışdı.

Artıq 2.8 milyard mil yol qət etdilər və fəaliyyət göstərməyə davam edərlərsə, Voyager günəş sisteminin kənarında

, kosmik inkişafımızın bu nöqtəsində insanlı bir missiyanın toplanması üçün hələ də mümkün olmayan siqnalları geri göndəririk.


Məkan çirkli, zəhərli yağlarla doludur, elm adamları açıqlayır

Soyuq, qaranlıq və boş görünür, amma astronomlar ulduzlar arası boşluğun yağa bənzər bir molekuldan ibarət bir dumanla nüfuz etdiyini açıqladılar.

Tədqiqat laboratoriyada karbon əsaslı birləşmələri yenidən yaratmaqla Samanyolu'ndakı "kosmik yağ" miqdarının ən dəqiq qiymətləndirməsini təmin edir. Avstraliya-Türk komandası gözləniləndən daha çoxunu kəşf etdi: 10 milyard trilyon trilyon ton gloop və ya 40 trilyon trilyon trilyon paket yağ üçün kifayətdir.

Sidney, Yeni Cənubi Galler Universitetinin bir kimyaçısı və işin müəlliflərindən biri olan professor Tim Schmidt, ulduzlararası kosmosda səyahət edəcək gələcək bir uzay gemisinin ön şüşəsinin yapışqan bir örtük almasının gözləniləcəyini söylədi.

"Qarşılaşacağımız digər şeylər arasında, qismən yağ, qismən hiss və qismən qum kimi silikatlar olan ulduzlar arası tozdur" dedi və yağın öz günəş sistemimizdə günəş küləyi tərəfindən süpürüldüyünü söylədi.

Tapıntılar alimləri ulduzların, planetlərin meydana gəlməsini sürətləndirən və həyat üçün vacib olan ulduzlararası məkandakı ümumi karbon miqdarını müəyyənləşdirməyə yaxınlaşdırır.

İndiyə qədər karbonun ulduzlar arasında nə qədər sürüşdüyünə dair bir qeyri-müəyyənlik var idi. Təxminən yarısının saf şəkildə tapılması gözlənilir. Qalan hissəsi ya alifatik karbon kimi tanınan bir yağa bənzər bir şəkildə hidrogenlə və ya güve toplarının əsas kimyəvi komponenti olan naftalanın qazlı bir versiyası olaraq kimyəvi maddə ilə əlaqələndirilir.

Sualın öhdəsindən gəlmək üçün Schmidt və həmkarları laboratoriyada karbon ulduzlarının axışında yağlı karbon meydana gəlməsi prosesini yenidən yaratdılar. Material müəyyən dalğa uzunluğundakı işığı nə qədər qüvvətləndirdiyini öyrənmək üçün spektroskopiya ilə toplanmış və analiz edilmişdir.

Schmidt, "Bu, müxtəlif ulduzların mənzərəsində nə qədər yağlı karbon olduğunu anlamağa imkan verdi" dedi.

Hər milyon hidrogen atomuna 100-ə yaxın yağlı karbon atomu olduğunu və Samanyolu'nda mövcud olan karbonun dörddə biri ilə yarısını təşkil etdiyini tapdılar.

"Bu kosmik yağ, bir dilim tosta yaymaq istədiyiniz bir şey deyil" dedi Schmidt. "Çirklidir, ehtimal ki, zəhərlidir və yalnız ulduzlar arası mühitdə və laboratoriyamızda meydana gəlir."

Artıq qrup daha çox laboratoriya təcrübəsini əhatə edəcək güvə bənzər karbonun bolluğunu təyin etməyi planlaşdırır. Tozdakı hər bir karbon növünün miqdarını möhkəm bir şəkildə müəyyənləşdirərək, bu elementin həyat yaratmaq üçün nə qədər olduğunu dəqiq biləcəklər. "Bu, karbonun böyük bir həyat dövrünü başa düşməyin bir hissəsidir" dedi Schmidt. “Ulduzlarda düzəldilir, ulduzlar arası mühitdən keçir və yeni planet sistemlərinə daxil olur və həyata keçdi. Bu, böyük hekayənin bir hissəsidir, ən böyük hekayə var. ”

Açıq Universitetin astronomiya üzrə baş müəllimi Helen Fraser dedi: “Astronomiyada tozun necə meydana gəldiyi, inkişaf etdiyi və məhv edildiyi əsas sual olaraq qalır.”

Fraser, işin kosmosda əvvəlcədən düşünüləndən daha çox "yağa bənzər" molekul olduğunu düşündüyünü söylədi. "Nəticə, bu cür toz dənələrinin planetləri necə yapışdırması və hətta həyatın mənşəyi üçün maddələr olan" toxum "planet səthlərini necə qurduğunda vacib ola bilər" dedi.


Astro Bob: Kosmik nə qədər soyuqdur?

Minnesota'nın şimalında, burada soyuq bir qarışıqlıq var. Güclü küləklər və sıfırın altındakı cüt rəqəmlərdə olan temperatur yaxın gün və gecə üçün proqnozlaşdırılır. Belə soyuqluq təhlükəli ola bilər, buna görə bir çox insan içəridə qalmağı planlaşdırır. Açıq havaya çıxanlar üçün - və buraya göydələnlər də daxildir - ört-basdır edin və hərəkətə davam edin.

Soyuq nisbi, əlbəttə. Fevral ayında Duluthda gündəlik orta minimum 9 ° (-13 ° C) -dir. Fairbanks, Alyaskada & # 039s -8 ° (-22 ° C), Rusiyanın Yakutsk şəhərində isə dünyanın ən soyuq böyük şəhəri hesab edilərkən, ən qısa ay ərzində ortalama yüksək temperatur -20 ° (-29 ° C) ilə ən az -38 ° (-39 ° C). Heck, civəni donduracaq qədər soyuqdur!

Bu rəqəmlər sizi titrəyə bilsə də, birbaşa Yer üzündə qeydə alınan ən aşağı temperatur 21 iyul 1983-cü ildə Antarktidadakı Sovet Vostok Stansiyasında −128,6 ° F (-89,2 ° C) -dir. Karbon dioksid -109 ° -də donduğu üçün düşündüm İyul günü qar kimi düşmüş və ya dona sıxılmış ola bilər. Belə çıxır ki, o qədər az CO var2 dünyəvi hava təzyiqləri altında olan atmosferdə, donma nöqtəsindən xeyli aşağıda bir qaz olaraq qalır. Lanet olsun!

Karbon dioksidin müntəzəm olaraq don kimi yoğunlaşdığı və ya qış aylarında qütb bölgələrini əhatə edən buludlardan düşdüyü Marsda bu doğru deyil. Qırmızı Planet qışda qütb temperaturu -220 ° F / -140 ° C civarında olmaqla, Dünyadan daha soyuq deyil, həm də nazik atmosferi çox az təzyiq göstərir.

Ekstremal mühitdə nələrin baş verə biləcəyini narahat edən bir tərəf olaraq, 1959-cu ildə, Vostokdakı iki alimin bir şahmat oyunu uduzanın buz baltasını tutub rəqibini öldürdüyü zaman ölümcül oldu. The Russian government responded by banning chess at all Russian Antarctic research stations.

Mars gets colder than the Earth for a couple reasons. It's farther from the sun and has an extremely thin, dry atmosphere just 1 percent as thick as Earth's. The air warms up a modest amount during the day but quickly loses heat at night. The planet also lacks large bodies of water that would help retain heat the solar heat. Earth has all of the above in abundance.

Thanks to carbon dioxide, methane and water vapor, which absorb and trap the heat from the sun, the average global temperature on our home planet is 60° F (16° C). Without these gases it would plummet to 0° F (-18° C). With chocolate as a possible exception, we all know that too much of a good thing can sometimes become a bad thing. Increased levels of CO2 pumped into the atmosphere since the industrial revolution have led to global warming and its consequences.

Outer space is an altogether different place. Populated by scant atoms, it's essentially a vacuum. With no air to distribute heat and equalize temperatures, space is both Death Valley and Antarctic at the same time.

Take the International Space Station (ISS), for example. It orbits 250 miles (402 km) above the Earth in outer space. Infrared light (heat energy) from the sun warms the sun-facing side of the ISS to 250° F (121° C), hotter than a raging boil. At the same time, temperatures on the shadowed side drop to -250° F (-157° C), a difference of 500° F. To keep the astronauts comfortable, the ISS uses a thermal control system and multilayer Mylar-Dacron insulation.

Because space is so empty it doesn't conduct heat like the air or ground does on Earth. Instead, it's dominated by radiation. Things heat up when they absorb solar radiation (sunlight) and then re-radiate the heat back into space. Earth's greenhouse gases trap some of that heat to keep us cozy, but in the case of Mercury, which has no atmosphere, the surface temperature skyrockets to 800° (430° C) during the day and bottoms out at -290° F (-180° C) at night.

We've been talking about outer space near a star like the sun, but how cold is it in a dark corner of the universe far from the toasty stars? Strictly speaking, space has no temperature since it has no mass. Temperature is a measure of how warm or cold an object is like the atmosphere, a popsicle or a person.

But just for giggles, let's take a thermometer out in our starless void and check the reading. It will quickly tumble below zero and keep going until it reaches -454.67° F (-270.43° C). While that's pretty dang cold, it's not absolute zero, the coldest possible temperature. To reach that numbing number we'll need to keep going to -459.67° (-273.15° C). By the way, the sensation we call heat is created by wriggling molecules. If you overheat a meal in the microwave, the water molecules in your food will jiggle with enough fury to burn your tongue! At absolute zero atoms are essentially motionless.

Notice that our coldest parcel of outer space is 4.9° (2.7° C) warmer than absolute zero. The source of that heat takes us back to the Big Bang 13.8 billion years ago, when the universe began as a microscopic "singularity" with a temperature north of 1,000 trillion degrees. As the fireball expanded and cooled, the first subatomic particles could form. When these gathered into the first neutral atoms — a pivotal event that occurred about 380,000 years after the Big Bang — the radiant energy (light) bound up in the expanding universe broke free and streamed across all of space.

Back then, that light was HOT (around 5,000° F) and brilliant, but the expanding universe stretched out its waves, gradually cooling the light down to its current temperature of just 4.9° F (2.7° C) above absolute zero. Astronomers call the ubiquitous leftover radiation the Cosmic Microwave Background (CMB).

We can't see the CMB because as the name implies, it glows in the microwave part of the spectrum. But we've confirmed it's there and nailed down the temperature to five decimal places. Incredibly, physicists and astronomers predicted its existence and temperature before this remnant glow of the Big Bang was discovered in 1964. Finding it helped to confirm the origin of the universe in a blazingly hot, singular event billions of years ago.

All cold ultimately derives from outer space. The sun keeps our planet habitable. Remove it and within a week the average global surface temperature would drop to 0° F (-18° C). In a year it would plummet to -100° (-73° C). Long after that it would settle down to -400° F (-240°), the temperature at which the heat radiating from the Earth's core would be in equilibrium with heat escaping into space.


Cold Sugar in Space Provides Clue to the Molecular Origin of Life

Astronomers using the National Science Foundation's giant Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) have discovered a frigid reservoir of simple sugar molecules in a cloud of gas and dust some 26,000 light-years away, near the center of our Milky Way Galaxy. The discovery suggests how the molecular building blocks necessary for the creation of life could first form in interstellar space.

The astronomers detected the 8-atom sugar molecule glycolaldehyde in a gas-and-dust cloud called Sagittarius B2. Such clouds, often many light-years across, are the raw material from which new stars and planets are formed. The astronomers detected the same molecule in a warmer part of that cloud in 2000, but the new detection shows that the sugar exists at an extremely low temperature -- only 8 degrees above absolute zero, the temperature at which all molecular motion stops. The cold glycolaldehyde detections were surprisingly strong when compared to the original detections and indicate that a considerable quantity of this simple interstellar sugar exists at extremely low temperatures.

Glycoaldehyde is composed of 2 carbon atoms, 2 oxygen atoms and 4 hydrogen atoms and is called a 2-carbon sugar. Glycolaldehyde can react with a 3-carbon sugar to produce a 5-carbon sugar called ribose. Ribose molecules form the backbone structure of the molecules DNA and RNA, which carry the genetic code of living organisms.

On Earth, most chemical reactions occur in liquid water. Conditions are quite different in interstellar space, and most of the complex molecules appear to form on or under the surfaces of tiny dust grains. In this scenario, smaller molecules such as water, formaldehyde, methane, ammonia, carbon dioxide, or methanol, coat the surfaces and interiors of dust grains in the clouds. When a shock wave, caused by the infall or outflow of material in the star-formation process, hits the dust grains, it provides the energy to assemble more-complex molecules from the simpler ones, and also to free the newly-formed molecules from the dust grains. Once the shock has passed, the molecules cool into a cold, thin gas.

Although the chemistry on Earth and in interstellar clouds is much different, the results can be very similar. This and other recent studies show that prebiotic chemistry -- the formation of the molecular building blocks necessary for the creation of life -- occurs in interstellar clouds long before that cloud collapses to form a new solar system with planets. "Many of the interstellar molecules discovered to date are the same kinds detected in laboratory experiments specifically designed to synthesize prebiotic molecules. This fact suggests a universal prebiotic chemistry," said Jan M. Hollis of NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, MD. This suggests that the molecular building blocks for the creation of life on a new planet might get a head start in the dust of interstellar clouds.

The actual formation of a planetary system is such a hot process that any prebiotic molecules would likely be destroyed. However, this study has shown that such molecules may form in very cold regions following the passage of a shock wave. Such conditions might be typical of the outer regions of a young solar system following the star-formation process. A repository of prebiotic molecules might exist in these outer regions, which is also where comets are formed, the scientists said. It has long been suggested that a collision with a comet or an encounter with the passing tail of a comet might "seed" a young planet with prebiotic material.

Hollis worked with Philip Jewell of the National Radio Astronomy Observatory in Green Bank, WV, Frank Lovas of the National Institute of Standards and Technology in Gaithersburg, MD, and Anthony Remijan of NASA's Goddard Space Flight Center. The scientists reported their findings in the September 20 issue of the Astrofizik Jurnal Məktubları.

The discovery of the cold glycolaldehyde was made by detecting faint radio emission from the molecules. Molecules rotate end-for-end. When they change from a higher rotational energy level to a lower energy level, they emit radio waves at precise frequencies. Conversely, they can absorb radio waves at specific frequencies and change from a lower rotational energy level to a higher one. A set of frequencies emitted or absorbed by a particular molecule forms a unique "fingerprint" identifying that molecule. The cold glycolaldehyde was identified both by emission from the molecules and by absorption of radio waves emitted by a background source, all between 13 GHz and 22 GHz in frequency.

"The large diameter and great precision of the GBT made this discovery possible, and also holds the promise of discovering additional new complex interstellar molecules," Jewell said. The GBT, dedicated in 2000, is the world's largest fully- steerable radio-telescope antenna. Its dish reflector has more than 2 acres of signal-collecting area.


Daha çox məlumat

Provornikova will present the latest on the Interstellar Probe heliophysics plan on Monday, 26 April at 14:00 CEST. Immediately following, her APL colleague Pontus Brandt will present more on the mission.

When reporting on this story, please mention the EGU General Assembly, vEGU21: Gather Online, which is taking place from 19-30 April 2021. This paper will be presented in session ST1.1 on Monday, 26 April, 11:00–12:30 CEST and 13:30–15:00 CEST. If reporting online, please include a link to the abstract, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu21-10504.

Featured image:Scientists hope the proposed Interstellar Probe will teach us more about our home in the galaxy as well as how other stars in the galaxy interact with their interstellar neighbourhoods. Credit: Johns Hopkins APL


Ultra-Hot Interstellar Gas

While the temperatures of 10,000 K found in H II regions might seem warm, they are not the hottest phase of the interstellar medium. Some of the interstellar gas is at a temperature of a million degrees, even though there is no visible source of heat nearby. The discovery of this ultra-hot interstellar gas was a big surprise. Before the launch of astronomical observatories into space, which could see radiation in the ultraviolet and X-ray parts of the spectrum, astronomers assumed that most of the region between stars was filled with hydrogen at temperatures no warmer than those found in H II regions. But telescopes launched above Earth’s atmosphere obtained ultraviolet spectra that contained interstellar lines produced by oxygen atoms that have been ionized five times. To strip five electrons from their orbits around an oxygen nucleus requires a lot of energy. Subsequent observations with orbiting X-ray telescopes revealed that the Galaxy is filled with numerous bubbles of X-ray-emitting gas. To emit X-rays, and to contain oxygen atoms that have been ionized five times, gas must be heated to temperatures of a million degrees or more.

Theorists have now shown that the source of energy producing these remarkable temperatures is the explosion of massive stars at the ends of their lives ([link]). Such explosions, called supernovae, will be discussed in detail in the chapter on The Death of Stars. For now, we’ll just say that some stars, nearing the ends of their lives, become unstable and literally explode. These explosions launch gas into interstellar space at velocities of tens of thousands of kilometers per second (up to about 30% the speed of light). When this ejected gas collides with interstellar gas, it produces shocks that heat the gas to millions or tens of millions of degrees.

Şəkil 5. About 11,000 years ago, a dying star in the constellation of Vela exploded, becoming as bright as the full moon in Earth’s skies. You can see the faint rounded filaments from that explosion in the center of this colorful image. The edges of the remnant are colliding with the interstellar medium, heating the gas they plow through to temperatures of millions of K. Telescopes in space also reveal a glowing sphere of X-ray radiation from the remnant. (credit: Digitized Sky Survey, ESA/ESO/NASA FITS Liberator, Davide De Martin)

Astronomers estimate that one supernova explodes roughly every 100 years somewhere in the Galaxy. On average, shocks launched by supernovae sweep through any given point in the Galaxy about once every few million years. These shocks keep some interstellar space filled with gas at temperatures of millions of degrees, and they continually disturb the colder gas, keeping it in constant, turbulent motion.


Molecular Clouds

A few simple molecules out in space, such as CN and CH, were discovered decades ago because they produce absorption lines in the visible-light spectra of stars behind them. When more sophisticated equipment for obtaining spectra in radio and infrared wavelengths became available, astronomers&mdashto their surprise&mdashfound much more complex molecules in interstellar clouds as well.

Just as atoms leave their &ldquofingerprints&rdquo in the spectrum of visible light, so the vibration and rotation of atoms within molecules can leave spectral fingerprints in radio and infrared waves. If we spread out the radiation at such longer wavelengths, we can detect emission or absorption lines in the spectra that are characteristic of specific molecules. Over the years, experiments in our laboratories have shown us the exact wavelengths associated with changes in the rotation and vibration of many common molecules, giving us a template of possible lines against which we can now compare our observations of interstellar matter.

The discovery of complex molecules in space came as a surprise because most of interstellar space is filled with ultraviolet light from stars, and this light is capable of dissociating molecules (breaking them apart into individual atoms). In retrospect, however, the presence of molecules is not surprising. As we will discuss further in the next section, and have already seen above, interstellar space also contains significant amounts of dust capable of blocking out starlight. When this dust accumulates in a single location, the result is a dark cloud where ultraviolet starlight is blocked and molecules can survive. The largest of these structures are created where gravity pulls interstellar gas together to form giant molecular clouds, structures as massive as a million times the mass of the Sun. Within these, most of the interstellar hydrogen has formed the molecule H2 (molecular hydrogen). Other, more complex molecules are also present in much smaller quantities.

Giant molecular clouds have densities of hundreds to thousands of atoms per cm 3 , much denser than interstellar space is on average. As a result, though they account for a very small fraction of the volume of interstellar space, they contain a significant fraction&mdash20&ndash30%&mdashof the total mass of the Milky Way&rsquos gas. Because of their high density, molecular clouds block ultraviolet starlight, the main agent for heating most interstellar gas. As a result, they tend to be extremely cold, with typical temperatures near 10 K (&minus263 °C). Giant molecular clouds are also the sites where new stars form, as we will discuss below.

It is in these dark regions of space, protected from starlight, that molecules can form. Chemical reactions occurring both in the gas and on the surface of dust grains lead to much more complex compounds, hundreds of which have been identified in interstellar space. Among the simplest of these are water ((ce)), carbon monoxide ((ce)), which is produced by fires on Earth, and ammonia ((ce)), whose smell you recognize in strong home cleaning products. Carbon monoxide is particularly abundant in interstellar space and is the primary tool that astronomers use to study giant molecular clouds. Unfortunately, the most abundant molecule, (ce), is particularly difficult to observe directly because in most giant molecular clouds, it is too cold to emit even at radio wavelengths. (ce), which tends to be present wherever (ce) is found, is a much better emitter and is often used by astronomers to trace molecular hydrogen. The more complex molecules astronomers have found are mostly combinations of hydrogen, oxygen, carbon, nitrogen, and sulfur atoms. Many of these molecules are üzvi (those that contain carbon and are associated with the carbon chemistry of life on Earth.) They include formaldehyde (used to preserve living tissues), alcohol (see the feature box on Cocktails in Space below), and antifreeze. In 1996, astronomers discovered acetic acid (the prime ingredient of vinegar) in a cloud lying in the direction of the constellation of Sagittarius. To balance the sour with the sweet, a simple sugar (glycolaldehyde) has also been found. The largest compounds yet discovered in interstellar space are fullerenes, molecules in which 60 or 70 carbon atoms are arranged in a cage-like configuration (see Figure (PageIndex)). See Table (PageIndex) below for a list of a few of the more interesting interstellar molecules that have been found so far. Figure (PageIndex) Fullerene C60: This three-dimensional perspective shows the characteristic cage-like arrangement of the 60 carbon atoms in a molecule of fullerene C60. Fullerene C60 is also known as a &ldquobuckyball,&rdquo or as its full name, buckminsterfullerene, because of its similarity to the multisided architectural domes designed by American inventor R. Buckminster Fuller. Table (PageIndex): Some Interesting Interstellar Molecules Ad Chemical Formula Use on Earth ): Some Interesting Interstellar MoleculesName">Ammonia ): Some Interesting Interstellar MoleculesChemical Formula">(ce) ): Some Interesting Interstellar MoleculesUse on Earth">Household cleansers ): Some Interesting Interstellar MoleculesName">Formaldehyde ): Some Interesting Interstellar MoleculesChemical Formula">(ce) ): Some Interesting Interstellar MoleculesUse on Earth">Embalming fluid ): Some Interesting Interstellar MoleculesName">Acetylene ): Some Interesting Interstellar MoleculesChemical Formula">(ce) ): Some Interesting Interstellar MoleculesUse on Earth">Fuel for a welding torch ): Some Interesting Interstellar MoleculesName">Acetic acid ): Some Interesting Interstellar MoleculesChemical Formula">(ce) ): Some Interesting Interstellar MoleculesUse on Earth">The essence of vinegar ): Some Interesting Interstellar MoleculesName">Ethyl alcohol ): Some Interesting Interstellar MoleculesChemical Formula">(ce) ): Some Interesting Interstellar MoleculesUse on Earth">End-of-semester parties ): Some Interesting Interstellar MoleculesName">Ethylene glycol ): Some Interesting Interstellar MoleculesChemical Formula">(ce) ): Some Interesting Interstellar MoleculesUse on Earth">Antifreeze ingredient ): Some Interesting Interstellar MoleculesName">Benzene ): Some Interesting Interstellar MoleculesChemical Formula">(ce) ): Some Interesting Interstellar MoleculesUse on Earth">Carbon ring, ingredient in varnishes and dyes The cold interstellar clouds also contain cyanoacetylene ((ce)) and acetaldehyde ((ce)), generally regarded as starting points for amino acid formation. These are building blocks of proteins, which are among the fundamental chemicals from which living organisms on Earth are constructed. The presence of these organic molecules does not imply that life exists in space, but it does show that the chemical building blocks of life can form under a wide range of conditions in the universe. As we learn more about how complex molecules are produced in interstellar clouds, we gain an increased understanding of the kinds of processes that preceded the beginnings of life on Earth billions of years ago. Interested in learning more about fullerenes, buckyballs, or buckminsterfullerenes (as they&rsquore called)? Watch a brief video from NASA&rsquos Jet Propulsion Laboratory that explains what they are and illustrates how they were discovered in space. Among the molecules astronomers have identified in interstellar clouds is alcohol, which comes in two varieties: methyl (or wood) alcohol and ethyl alcohol (the kind you find in cocktails). Ethyl alcohol is a pretty complex molecule, written by chemists as (ce). It is quite plentiful in space (relatively speaking). In clouds where it has been identified, we detect up to one molecule for every m 3 . The largest of the clouds (which can be several hundred light-years across) have enough ethyl alcohol to make 10 28 fifths of liquor. We need not fear, however, that future interstellar astronauts will become interstellar alcoholics. Even if a spaceship were equipped with a giant funnel 1 kilometer across and could scoop it through such a cloud at the speed of light, it would take about a thousand years to gather up enough alcohol for one standard martini. Furthermore, the very same clouds also contain water ((ce)) molecules. Your scoop would gather them up as well, and there are a lot more of them because they are simpler and thus easier to form. For the fun of it, one astronomical paper actually calculated the proof of a typical cloud. Proof is the ratio of alcohol to water in a drink, where 0 proof means all water, 100 proof means half alcohol and half water, and 200 proof means all alcohol. The proof of the interstellar cloud was only 0.2, not enough to qualify as a stiff drink Cold Sugar in Space Provides Clue to the Molecular Origin of Life

Astronomers using the National Science Foundation’s giant Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) have discovered a frigid reservoir of simple sugar molecules in a cloud of gas and dust some 26,000 light-years away, near the center of our Milky Way Galaxy. The discovery suggests how the molecular building blocks necessary for the creation of life could first form in interstellar space.

The astronomers detected the 8-atom sugar molecule glycolaldehyde in a gas-and-dust cloud called Sagittarius B2. Such clouds, often many light-years across, are the raw material from which new stars and planets are formed. The astronomers detected the same molecule in a warmer part of that cloud in 2000, but the new detection shows that the sugar exists at an extremely low temperature — only 8 degrees above absolute zero, the temperature at which all molecular motion stops. The cold glycolaldehyde detections were surprisingly strong when compared to the original detections and indicate that a considerable quantity of this simple interstellar sugar exists at extremely low temperatures.

Glycoaldehyde is composed of 2 carbon atoms, 2 oxygen atoms and 4 hydrogen atoms and is called a 2-carbon sugar. Glycolaldehyde can react with a 3-carbon sugar to produce a 5-carbon sugar called ribose. Ribose molecules form the backbone structure of the molecules DNA and RNA, which carry the genetic code of living organisms.

On Earth, most chemical reactions occur in liquid water. Conditions are quite different in interstellar space, and most of the complex molecules appear to form on or under the surfaces of tiny dust grains. In this scenario, smaller molecules such as water, formaldehyde, methane, ammonia, carbon dioxide, or methanol, coat the surfaces and interiors of dust grains in the clouds. When a shock wave, caused by the infall or outflow of material in the star-formation process, hits the dust grains, it provides the energy to assemble more-complex molecules from the simpler ones, and also to free the newly-formed molecules from the dust grains. Once the shock has passed, the molecules cool into a cold, thin gas.

Although the chemistry on Earth and in interstellar clouds is much different, the results can be very similar. This and other recent studies show that prebiotic chemistry — the formation of the molecular building blocks necessary for the creation of life — occurs in interstellar clouds long before that cloud collapses to form a new solar system with planets. “Many of the interstellar molecules discovered to date are the same kinds detected in laboratory experiments specifically designed to synthesize prebiotic molecules. This fact suggests a universal prebiotic chemistry,” said Jan M. Hollis of NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, MD. This suggests that the molecular building blocks for the creation of life on a new planet might get a head start in the dust of interstellar clouds.

The actual formation of a planetary system is such a hot process that any prebiotic molecules would likely be destroyed. However, this study has shown that such molecules may form in very cold regions following the passage of a shock wave. Such conditions might be typical of the outer regions of a young solar system following the star-formation process. A repository of prebiotic molecules might exist in these outer regions, which is also where comets are formed, the scientists said. It has long been suggested that a collision with a comet or an encounter with the passing tail of a comet might “seed” a young planet with prebiotic material.

Hollis worked with Philip Jewell of the National Radio Astronomy Observatory in Green Bank, WV, Frank Lovas of the National Institute of Standards and Technology in Gaithersburg, MD, and Anthony Remijan of NASA’s Goddard Space Flight Center. The scientists reported their findings in the September 20 issue of the Astrofizik Jurnal Məktubları.

The discovery of the cold glycolaldehyde was made by detecting faint radio emission from the molecules. Molecules rotate end-for-end. When they change from a higher rotational energy level to a lower energy level, they emit radio waves at precise frequencies. Conversely, they can absorb radio waves at specific frequencies and change from a lower rotational energy level to a higher one. A set of frequencies emitted or absorbed by a particular molecule forms a unique “fingerprint” identifying that molecule. The cold glycolaldehyde was identified both by emission from the molecules and by absorption of radio waves emitted by a background source, all between 13 GHz and 22 GHz in frequency.

“The large diameter and great precision of the GBT made this discovery possible, and also holds the promise of discovering additional new complex interstellar molecules,” Jewell said. The GBT, dedicated in 2000, is the world’s largest fully- steerable radio-telescope antenna. Its dish reflector has more than 2 acres of signal-collecting area.


Videoya baxın: ماذا يوجد داخل الثقب الاسود (Oktyabr 2021).