Ce este, materie interstelară?
Dacă privim universul în telescoape puternice, atunci s-ar putea crede că întregul spațiu între clustere de stele și nebuloase este o golire continuă. De fapt, totul nu este așa cum pare. În spațiul interstelar, substanța există în continuare.
Și a fost dovedită la începutul secolului trecut de către astronomul elvețian Robert Trumpler, care a descoperit slăbirea fluxului de lumină de la stele la Pământ. În același timp, așa cum sa dovedit mai târziu, lumina pe drum spre observatorul pământului de la stelele albastre este pierdută mai intens decât în cele roșii.
Astronomul elvețian Robert Trumpler, care a descoperit slăbirea fluxului de lumină de la stele la Pământ
Studiul ulterior al materiei interstelare a arătat că în spațiu este distribuit sub forma unui țesut zdrențuit, adică are o structură neuniformă și este asamblat în aceste cheaguri în apropiere de Calea Lactee.
O substanță interstelară constă din boabe de praf microscopice, ale căror proprietăți fizice au fost destul de bine studiate până în prezent.
În plus față de cele mai mici particule de praf, există o cantitate imensă de gaz rece invizibil în spațiul interstelar. După cum arată calculele, masa sa este aproape o sută de ori mai mare decât masa particulelor de praf.
Cum a stabilit astronomii că acest gaz există în spațiul interstelar? Atomii de hidrogen care au radiat undă radio de 21 de centimetri lungi au ajutat în acest sens. Și telescoapele radio au înregistrat această radiație. Ca rezultat, a fost descoperită o mare măsură a norului de hidrogen atomic.
Ce sunt? În primul rând, ele sunt foarte reci: temperatura lor este de aproximativ 200 de grade Celsius. În al doilea rând, au o densitate uimitor de mică: câteva zeci de atomi într-un centimetru cub de spațiu. De fapt, pentru un rezident al Pământului - acesta este un vid profund. Dimensiunile acestor nori sunt de la 10 la 100 parsec (pc), în timp ce distanța medie dintre stele este de 1 parsec. Iar 1 parsec este egal cu 206265 a. adică sau 3263 ani lumină.
În studiile ulterioare privind norii de hidrogen, au fost descoperite regiuni de hidrogen molecular care sunt mai reci și sute și mii de ori mai dens decât norii constând în hidrogen atomic. De aceea, ele sunt practic opace la lumina vizibila. Și deși în mărime sunt aceleași ca și norii atomici, dar în ele se concentrează cea mai mare parte a gazului și a prafului interstelar rece. Și poate ajunge la sute de mii și chiar milioane de mase solare.
Pe lângă moleculele de hidrogen, compușii moleculari mai complexe, inclusiv substanțele organice simple, sunt prezenți în cantități mici în aceste nori.
Se dovedește că anumite zone ale materiei interstelare au o temperatură foarte ridicată și, prin urmare, emit atât raze ultraviolete, cât și raze X.
Este o radiație cu raze X care este tipică pentru cel mai tare așa numit gaz coronal. Temperatura atinge un milion de grade. Densitatea gazului coronal este incredibil de scăzută: aproximativ un atom de materie pe decimetru cub de spațiu.
Acest gaz apare în cazul unor explozii puternice de supernove. În cursul acestui proces, un nod de șoc de forță enormă se naște în spațiul cosmic, care încălzește gazul la temperatura la care se "strălucește" cu radiația cu raze X.
Trebuie remarcat faptul că norii evacuați au, de asemenea, câmpuri magnetice nesemnificative care se mișcă împreună cu ele. Și deși aceste câmpuri sunt de aproximativ 100 mii de ori mai slabe decât câmpul magnetic al Pământului, totuși, datorită lor, are loc formarea celor mai densi și mai reci nori de gaz, din care se formează stelele.
În plus față de moleculele simple și complexe, în spațiul interstelar există, de asemenea, un număr foarte mare de particule de praf mici, având dimensiuni de numai aproximativ o sută de miime de centimetru.
Densitatea particulelor de praf din spațiul interstelar este foarte, foarte mică. Cât de nesemnificativă este această cifră, spune următoarea comparație: dacă în apropierea Soarelui, într-un centimetru cub de spațiu, există un atom de gaz mediu, apoi un praf la o sută de miliarde de atomi! Și aceste particule microscopice sunt separate una de alta la o distanță de câteva zeci de metri.
Masa relativă a prafului în spațiul interstelar al Galaxiei este de asemenea nesemnificativă, fiind doar un procent din masa gazului și o zece mii de mase din galaxia. Cu toate acestea, acest praf este suficient pentru a slabi în mod semnificativ lumina.
Particulele de praf interstelar, așa cum au arătat studiile, nu doar în masă omogene: compușii de carbon au fost descoperite în structura lor, siliciu, gazele congelate, gheață de apă, precum și molecule organice simple.
În general, în timpul numeroaselor observații comparative sa stabilit că praful interstelar este reprezentat de două tipuri de particule: carbon și silicat, adică conținând compuși de siliciu.
Cum studiază oamenii de știință praful cosmic? Acest lucru este ajutat de polarizarea luminii. De la fiecare stea la celălalt spațiu se propagă de obicei în toate direcțiile. Și când apare o specie sferică pe calea fluxului de lumină, ea absoarbe toate valurile în mod egal.
Când particula de praf are o formă alungită, adică ea este alungită de-a lungul axei, atunci undele paralele cu această axă sunt absorbite mai puternic decât particulele de praf care intră pe suprafață perpendicular. Cu alte cuvinte, radiația devine polarizată. Și doar gradul de polarizare a luminii provenite de la stele și oferă informații despre dimensiunile și forma particulelor de praf.
Dimensiunile acelorași particule de praf variază într-un interval destul de larg: de la o milionime la o zece mii de un centimetru. Dar totuși, în masa generală, particulele mici de praf predomină.
Ambele tipuri de praf, adică grafitul și silicatul, se formează în cochilii exteriori ai vechilor stele reci.
Când steaua crește, ea își pierde treptat greutatea. O substanță gazoasă care lasă stelele, cu răcire, se răcește. Iar când temperatura devine mai mică decât punctul de topire al substanței ce constituie particulele de praf, moleculele de gaz se "unesc" în "bulgări" miniaturate, formând germenii particulelor de praf.
În prima perioadă a vieții, particulele cresc foarte încet. Dar când temperatura începe să scadă, creșterea urmele de praf accelerează. Acest proces de "dezvoltare" durează câteva decenii. Și când gazul atinge un grad ridicat de rărire, creșterea particulelor încetează.
Deseori, particulele de praf, împreună cu gazele, sunt concentrate în nori, densitatea materiei în care este uneori de milioane de ori mai mare decât spațiul din jur.
Punctul "tânăr" de praf are o structură relativ simplă. Datorită faptului că spațiul din jurul speciei de praf nu este deosebit de divers, compoziția și structura sa chimică sunt, de asemenea, relativ primitive.
Astfel, chimia particulei microscopice este determinată direct de elementul care a predominat în cochilia stelei, adică oxigen sau carbon. Acest lucru se datorează faptului că, în procesul de răcire a substanței care "a lăsat" steaua, carbonul și oxigenul se combină în molecule puternice de monoxid de carbon.
Deci, când după aceea există surplusuri de carbon, se formează particule de grafit. Dimpotrivă, dacă tot carbonul este în monoxid de carbon, excesul de oxigen va fi combinat cu siliciul și, ca urmare, vor apărea urme de silicat. Acest lucru, puteți spune, particule monogame, care constau într-o substanță omogenă care se formează într-un spațiu foarte rar.
Dar când densitatea gazului interstelar atinge mii de atomi pe centimetru cub, particulele de praf se comportă în mod diferit: pe suprafata apare compusi de topire ale carcasei, care sunt reprezentate de apă în mare parte congelate, formaldehidă și amoniac. Cu alte cuvinte, praful "se îmbracă" în tortul de gheață.
Dar, ca acest „gheața“ în sine este destul de fragilă, atunci radiația externă și ciocnirile mutuale a particulelor de praf, se transformă în compuși organici mai stabile, care se formează în jurul particulelor dintr-un anumit film.
Și cel de-al treilea tip de particule de praf apare în astfel de nori moleculare dense, încât radiația stelară nu mai poate penetra acolo. Și dacă da, atunci gheața de pe suprafața particulelor de praf nu este distrusă. În acest caz, ele constau din trei straturi: un miez, un strat de compuși organici și o crustă de gheață.
Există o ipoteză conform căreia astfel de particule sunt topite în bucăți mari formează un nucleu de comete moaște care au fost formate chiar și atunci când sistemul solar este un nor dens opac ...
Distribuiți această pagină
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: