Что находится за пределами солнечной системы?

Исследовать

Основными темами изучения межзвездной среды являются: молекулярные облака , межзвездные облака , области HII , остатки сверхновой звезды , планетарные туманности и другие диффузные структуры.

Межзвездная среда до сих пор остается сложным предметом исследования, как с точки зрения физики, так и химии, которые там происходят

Все больше и больше проводимые исследования принимают во внимание эти два аспекта в попытке объяснить содержание элементов, наблюдаемых в межзвездной среде.

Успехи в изучении межзвездной среды

  •  : Лорд Росс изучает M1 и называет ее «  Крабовидная туманность  ».
  •  : Уильям Хаггинс изучает спектр в туманности Ориона и доказывает , что это облако газа.
  •  : Ира Боуэн объясняет неопознанные спектральные линии линиями запрещенных переходов .
  •  : Роберт Жюль Трамплер обнаруживает поглощение межзвездной пылью , сравнивая видимый размер и светимость шаровых скоплений .
  •  : Хендрик ван де Хюльст предсказывает существование сверхтонкой линии на расстоянии 21  см от нейтрального межзвездного водорода.
  •  : Гарольд Юен и Эдвард Миллс Перселл наблюдают сверхтонкую линию на расстоянии 21  см от нейтрального межзвездного водорода.
  •  : Лайман Спитцер предсказывает существование коронального газа вокруг Млечного Пути .
  •  : Джеймс Ганн и Брюс Петерсон использовать наблюдение относительно слабого поглощения синего компонента альфа — линии Лаймана из 3C- сильно ограничивает плотность и ионизацию состояние в МГСЕ .
  •  : Льюис Снайдер , Дэвид Буль , Бен Цукерман и Патрик Палмер открывают межзвездный формальдегид .
  •  : Арно Пензиас и Роберт Уилсон открывают межзвездный окись углерода .
  •  : Джордж Каррутерс наблюдает за молекулярным водородом ( дигидрогеном ) в космосе .
  •  : Кристофер Макки и Иеремия Острикер предлагают теорию межзвездной среды, состоящей из трех фаз.
  • —  : Мари-Поль Бассез при помощи небольшой группы из Университета Монаша (Австралия) первой провела анализ вращательного спектра глицина (аминокислоты) и, таким образом, искала его в облаках. межзвезды нашей галактики (1978).
  • ~ 25 августа 2012 г. : » Вояджер-1″ покидает гелиосферу , где преобладает солнечный ветер , чтобы достичь межзвездной среды.
  • Февраль 2014  : НАСА объявляет об улучшенной базе данных полициклических ароматических углеводородов .

Из чего состоит межзвездная пыль?

Строение межзвездной пыли

Эти микроскопические частицы имеют ядро, которое формируется в газовой оболочке звезд и полностью зависит от ее состава. Например, из крупиц углеродных светил образуется графитовая пыль, а из кислородных – силикатная. Это интересный процесс, длящийся целыми десятилетиями: при остывании звезды теряют свои молекулы, которые улетая в пространство, соединяются в группы и становятся основой ядра пылинки. Далее формируется оболочка из атомов водорода и более сложных молекул. В условиях низких температур межзвездная пыль находится в виде кристалликов льда. Странствуя по Галактике, маленькие путешественники теряют часть газа при нагревании, но место улетевших молекул занимают новые.

Межзвёздная среда

Category:Коротко и ясно о самом интересном

Йоханнес Хартман (Иоганн Гартман), немецкий астроном. Впервые доказал, что межзвёздное пространство не пустое.
 Наша Галактика по представлению Уильяма Гершеля. Солнце помечено звёздочкой чуть левее центра. «Пасть крокодила» появилась из-за того, что тёмное газопылевое облако в созвездии Стрельца закрывает от нас звёзды (daisy.astro.umass.edu с изм.).
 Наша Галактика по представлению голландского астронома Якобуса Каптейна. Показаны центр Галактики и положение Солнца (astronomy.ohio-state.edu).
 Компьютерная модель нашей Галактики. Она относится к типу спиральных галактик с перемычкой. Диаметр Галактики – около 100 тысяч световых лет, средняя толщина – около 1000 световых лет, количество звёзд – около 300 миллиардов (nasa.gov с изм.).
 Галактику M104 из-за её характерной формы астрономы называют «Сомбреро». Отчётливо видно ребро из тёмного пылевого вещества (NASA/ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).
 Звёзды, просвечивающие сквозь облако тёмной межзвёздной пыли в созвездии Стрельца (Hubble Heritage Team, AURA/ STScI / NASA)

Когда мы смотрим на фотографии Млечного Пути, мы видим, что он какой-то клочковатый. Все эти тёмные провалы и прожилки – это не отсутствие звёзд, это пыль, которая закрывает эти звёзды. В самом начале XX века, в первую очередь трудами Иоганна Гартмана, удалось показать, что пространство между звёздами, даже там, где не видно непосредственно никаких облаков газа и пыли, не совсем пусто. Это удалось определить по очень точным и детальным анализам спектров звёзд. Был получен спектр звезды, и в этом спектре обнаружены линии, не типичные ни для звёзд, ни для земной атмосферы. Кроме того, было обнаружено, что эти спектры смещены из-за эффекта Доплера. Значит, газ, который формирует эти линии поглощения, двигается не с такой скоростью, как звезда. То есть по анализу спектров, по такому деликатному способу препарирования излучения удалось обнаружить невидимый другим способом газ между звёздами, в межзвёздном пространстве. И это многое поменяло, и в первую очередь, модели строения нашей Галактики. Уже Гершель в XVIII веке пытался строить модель нашей Галактики. Со времён Галилея стало ясно, что звёздная система, внутри которой мы находимся, уплощённая. Это достаточно плоский диск. Но где мы находимся внутри этого диска, и какие размеры у этого диска, сказать было трудно. Гершель использовал так называемый «метод черпков». Он, будучи дотошным наблюдателем, который делал к тому же самые лучшие телескопы своего времени, пошёл самым прямым путём. Он выбирал площадки на небе, в разных его частях, по-разному ориентированных относительно Млечного пути, то есть плоскости нашей Галактики, и считал количество звёзд в этих площадках. Естественно, идея была в том, что там, где больше звёзд, Галактика тянется дальше. Представьте себе, что вы заблудились в лесу. Вы пойдёте туда, где светлее, где деревьев меньше. Вам кажется, что там лес быстрее закончится. На рисунке показана схема Галактики по Гершелю. Мне она всегда напоминала крокодила. И там, где пасть крокодила, есть тёмное облако, которое закрывает от нас далёкие звёзды. Мы, согласно Гершелю, оказываемся вблизи центра Галактики. Как раз потому, что он не учитывал это поглощение. Если вы плывёте в тумане как Ёжик, то вы всегда будете в центре той сферы, которая доступна вашему взгляду. И вы не сможете увидеть, что находитесь на краю какой-то структуры, потому что доступная вам область меньше, чем эта структура. Поэтому вам кажется, что вы находитесь в центре. И даже в начале XX века, несмотря на то, что размеры Галактики были уже определены почти правильно, учёные всё равно полагали, что мы находимся вблизи центра, потому что снова было неправильно учтено поглощение света в межзвёздной среде.

Это – глава из стенгазеты, выпущенной благотворительным проектом «Коротко и ясно о самом интересном». Нажмите на миниатюру газеты ниже и читайте остальные статьи по интересующей вас тематике. Спасибо!

Материал выпуска любезно предоставил Сергей Борисович Попов – астрофизик, доктор физико-математических наук, профессор Российской академии наук, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института им. Штернберга Московского государственного университета, лауреат нескольких престижных премий в области науки и просвещения. Надеемся, что знакомство с выпуском будет полезно и школьникам, и родителям, и учителям – особенно сейчас, когда астрономия снова вошла в список обязательных школьных предметов (приказ №506 Минобрнауки от 7 июня 2017 года).

Звезда из облака

Причины, по которым возникают звезды, точно не установлены есть только модели, более или менее достоверно объясняющие экспериментальные данные. Кроме того, пути образования, свойства и дальнейшая судьба звезд весьма разнообразны и зависят от очень многих факторов. Однако есть устоявшаяся концепция, вернее, наиболее проработанная гипотеза, суть которой, в самых общих чертах, заключается в том, что звезды формируются из межзвездного газа в областях с повышенной плотностью вещества, то есть в недрах межзвездных облаков. Пыль как материал можно было бы не учитывать, но ее роль в формировании звезд огромна.

Происходит это (в самом примитивном варианте, для одиночной звезды), по-видимому, так. Сначала из межзвездной среды конденсируется протозвездное облако, что, возможно, происходит из-за гравитационной неустойчивости, однако причины могут быть разными и до конца еще не ясны. Так или иначе, оно сжимается и притягивает к себе вещество из окружающего пространства. Температура и давление в его центре растут до тех пор, пока молекулы в центре этого сжимающегося газового шара не начинают распадаться на атомы и затем на ионы. Такой процесс охлаждает газ, и давление внутри ядра резко падает. Ядро сжимается, а внутри облака распространяется ударная волна, отбрасывающая его внешние слои. Образуется протозвезда, которая продолжает сжиматься под действием сил тяготения до тех пор, пока в центре ее не начинаются реакции термоядерного синтеза превращения водорода в гелий. Сжатие продолжается еще какое-то время, пока силы гравитационного сжатия не уравновесятся силами газового и лучистого давления.

Понятно, что масса образовавшейся звезды всегда меньше массы «породившей» ее туманности. Часть вещества, не успевшего упасть на ядро, в ходе этого процесса «выметается» ударной волной, излучением и потоками частиц просто в окружающее пространство.

На процесс формирования звезд и звездных систем влияют многие факторы, в том числе и магнитное поле, которое часто способствует «разрыву» протозвездного облака на два, реже три фрагмента, каждый из которых под действием гравитации сжимается в свою протозвезду. Так возникают, например, многие двойные звездные системы две звезды, которые обращаются вокруг общего центра масс и перемещаются в пространстве как единое целое.

По мере «старения» ядерное топливо в недрах звезд постепенно выгорает, причем тем быстрее, чем больше звезда. При этом водородный цикл реакций сменяется гелиевым, затем в результате реакций ядерного синтеза образуются все более тяжелые химические элементы, вплоть до железа. В конце концов ядро, не получающее больше энергии от термоядерных реакций, резко уменьшается в размере, теряет свою устойчивость, и его вещество как бы падает само на себя. Происходит мощный взрыв, во время которого вещество может нагреваться до миллиардов градусов, а взаимодействия между ядрами приводят к образованию новых химических элементов, вплоть до самых тяжелых. Взрыв сопровождается резким высвобождением энергии и выбросом вещества. Звезда взрывается этот процесс называют вспышкой сверхновой. В конечном же итоге звезда, в зависимости от массы, превратится в нейтронную звезду или черную дыру.

Наверное, так все и происходит на самом деле. Во всяком случае, не вызывает сомнений тот факт, что молодых, то есть горячих, звезд и их скоплений больше всего как раз в туманностях, то есть в областях с повышенной плотностью газа и пыли. Это хорошо видно на фотографиях, полученных телескопами в разных диапазонах длин волн.

Разумеется, это не более чем самое грубое изложение последовательности событий. Для нас же принципиально важны два момента. Первый какова роль пыли в процессе образования звезд? И второй откуда, собственно, она берется?

Атмосфера и околоземное пространство

На уровне моря атмосферное давление равняется 101,325 кПа, что составляет одну атмосферу. Подавляющая часть населения планеты – 99% – живет на высоте ниже 2 км. Выше этой отметки могут находиться только акклиматизировавшиеся люди типа гималайских шерпов, у остальных начинается «горная болезнь», вызванная недостатком кислорода. Большая часть (около 80%) массы атмосферы приходится на ее нижний, более плотный слой, находящийся до высоты в 7 км.

На высоте 5 км атмосферное давление уменьшается вдвое, а на отметке 12 – проходит граница тропосферы и стратосферы, выше которой не поднимаются облака. Двенадцать километров — потолок полета пассажирских авиалайнеров, также здесь находится предел кратковременного дыхания чистым кислородом.

Строение атмосферы нашей планеты и околоземного пространства

На 18,9-19,35 км проходит линия Армстронга – начало космического пространства для человеческого организма. Здесь начинают кипеть слюна и слёзы, набухают глаза. 20 км считается пределом биосферы – выше не могут жить даже бактерии. 25-26 км – предельная высота полета для большинства реактивных самолетов. На 20-25 км в средних широтах расположен озоновый слой, оберегающий планету от действия ультрафиолета.

На высоте 35 км находится так называемая тройная точка воды – из-за низкого атмосферного давления она кипит при температуре 0 °C. 37,8 км – рекордная высота полета для самолета с турбореактивным двигателем. Рекорд был поставлен советским истребителем МиГ-25М. А максимальная отметка, на которую поднимался человек в воздухоплавательном аппарате, составляет 41,42 км. Это достижение занесено в Книгу рекордов Гиннесса. На высоте 50 км находится граница стратосферы и начинается мезосфера.

100 км – линия Кармана, после которой начинается космос. Примерно на этой же высоте находится отражающий радиоволны слой Кеннелли — Хевисайда. Выше этой границы начинается околоземное пространство, отличия которого от других областей Вселенной обусловлены влиянием нашей планеты. Оно выражается в наличии и концентрации заряженных частиц, их энергии, воздействии магнитного поля Земли и др. Считается, что данная область пространства имеет протяженность в 10-12 земных радиусов. Однако некоторые астрономы полагают, что оно простирается до орбиты Луны.

Большие метеоры и болиды начинают сгорать на высоте в 135 км от поверхности Земли. Выше 160 км начинается область стабильных низких околоземных орбит. Высота первого космического полета – Фау-2 в 1944 году – составляла 188 км, Гагарин поднимался на 302 км. На расстоянии в 350 км от земной поверхности начинаются самые низкие орбиты с долгосрочной стабильностью. МКС летает примерно на высоте 400 км. Баллистические ракеты (МБР) в наивысшей точке траектории поднимаются приблизительно на 1300 км.

Атмосфера Земли. Что происходит на различных высотах

На высоте 2 тыс. км находится граница между низкими и средними околоземными орбитами. На данном уровне нет влияния атмосферы, поэтому спутники могут существовать годами. На расстоянии 100 тыс. км от поверхности проходит верхняя граница экзосферы.

Интересные особенности, факты

Наукой доказано влияние гранул пыли на процессы образования звезд. Эти частицы содержат различные вещества, в том числе металлы, которые выступают катализаторами многочисленных химических процессов.

Наша планета каждый год увеличивает свою массу за счет падающей межзвездной пыли. Конечно, эти микроскопические частицы незаметны, а чтобы их найти и изучить исследуют дно океана и метеориты. Сбор и доставка межзвездной пыли стали одной из функций космических аппаратов и миссий.

При попадании в атмосферу Земли крупные частицы теряют свою оболочку, а мелкие незримо кружат годами вокруг нас. Космическая пыль вездесуща и схожа во всех галактиках, астрономы регулярно наблюдают темные черточки на лике далеких миров.

Гипотетические миссии

При современных космических технологиях близкие посещения и орбитальные полеты затруднены из-за их высокой скорости, хотя и не невозможны.

Инициатива по межзвездным исследованиям (i4is) начало проекта Лиры для оценки целесообразности миссии в ‘Oumuamua . Было предложено несколько вариантов отправки космического корабля в Оумуамуа в сроки от 5 до 25 лет. Один из вариантов — сначала пролететь мимо Юпитера, а затем пролететь мимо Солнца на расстоянии 3 солнечных радиусов (2,1 × 10 6  км; 1,3 × 10 6  миль), чтобы воспользоваться эффектом Оберта . Были изучены различные продолжительности полета и требования к их скорости в зависимости от даты запуска, предполагая прямой импульсный переход на траекторию перехвата.

Космический корабль Comet Interceptor, созданный ЕКА и JAXA , который планируется запустить в 2029 году, будет расположен в точке L 2 Солнце-Земля, чтобы дождаться, когда подходящая долгопериодическая комета перехватит и пролетит мимо для изучения. В случае, если подходящая комета не будет идентифицирована в течение трехлетнего ожидания, космическому кораблю может быть поставлена ​​задача в короткие сроки перехватить межзвездный объект, если он доступен.

Пылинка реактор

Мало того что межзвездная пыль выступает в роли своеобразного вселенского хладагента, возможно, именно благодаря пыли в космосе появляются сложные молекулы.

Дело в том, что поверхность пылинки может служить одновременно и реактором, в котором образуются из атомов молекулы, и катализатором реакций их синтеза. Ведь вероятность того, что сразу много атомов различных элементов столкнутся в одной точке, да еще и провзаимодействуют между собой при температуре чуть выше абсолютного нуля, невообразимо мала. Зато вероятность того, что пылинка последовательно столкнется в полете с различными атомами или молекулами, особенно внутри холодного плотного облака, довольно велика. Собственно, это и происходит так образуется оболочка межзвездных пылинок из намерзших на нее встреченных атомов и молекул.

На твердой поверхности атомы оказываются рядом. Мигрируя по поверхности пылинки в поисках наиболее энергетически выгодного положения, атомы встречаются и, оказываясь в непосредственной близости, получают возможность прореагировать между собой. Разумеется, очень медленно в соответствии с температурой пылинки. Поверхность частиц, особенно содержащих в ядре металл, может проявить свойства катализатора. Химики на Земле хорошо знают, что самые эффективные катализаторы это как раз частицы размером в доли микрона, на которых собираются, а затем и вступают в реакции молекулы, в обычных условиях друг к другу совершенно «равнодушные». По-видимому, так образуется и молекулярный водород: его атомы «налипают» на пылинку, а потом улетают с нее но уже парами, в виде молекул.

Очень может быть, что маленькие межзвездные пылинки, сохранив в своих оболочках немного органических молекул, в том числе и простейших аминокислот, и занесли на Землю первые «семена жизни» около 4 млрд. лет тому назад. Это, конечно, не более чем красивая гипотеза. Но в ее пользу говорит то, что в составе холодных газопылевых облаков найдена аминокислота глицин. Может, есть и другие, просто пока возможности телескопов не позволяют их обнаружить.

Охота за пылью

Исследовать свойства межзвездной пыли можно, разумеется, на расстоянии с помощью телескопов и других приборов, расположенных на Земле или на ее спутниках. Но куда заманчивее межзвездные пылинки поймать, а потом уж обстоятельно изучить, выяснить не теоретически, а практически, из чего они состоят, как устроены. Вариантов тут два. Можно добраться до космических глубин, набрать там межзвездной пыли, привезти на Землю и проанализировать всеми возможными способами. А можно попытаться вылететь за пределы Солнечной системы и по пути анализировать пыль прямо на борту космического корабля, отправляя на Землю полученные данные.

Первую попытку привезти образцы межзвездной пыли, и вообще вещества межзвездной среды, несколько лет назад предприняло NASA. Космический корабль оснастили специальными ловушками коллекторами для сбора межзвездной пыли и частиц космического ветра. Чтобы поймать пылинки, не потеряв при этом их оболочку, ловушки наполнили особым веществом так называемым аэрогелем. Эта очень легкая пенистая субстанция (состав которой коммерческая тайна) напоминает желе. Попав в нее, пылинки застревают, а дальше, как в любой ловушке, крышка захлопывается, чтобы быть открытой уже на Земле.

Этот проект так и назывался Stardust Звездная пыль. Программа у него грандиозная. После старта в феврале 1999 года аппаратура на его борту в конечном итоге должна собрать образцы межзвездной пыли и отдельно пыль в непосредственной близости от кометы Wild-2, пролетавшей неподалеку от Земли в феврале прошлого года. Теперь с контейнерами, наполненными этим ценнейшим грузом, корабль летит домой, чтобы приземлиться 15 января 2006 года в штате Юта, неподалеку от Солт-Лейк-Сити (США). Вот тогда-то астрономы наконец увидят своими глазами (с помощью микроскопа, конечно) те самые пылинки, модели состава и строения которых они уже спрогнозировали.

А в августе 2001 года за образцами вещества из глубокого космоса полетел Genesis. Этот проект NASA был нацелен в основном на поимку частиц солнечного ветра. Проведя в космическом пространстве 1 127 дней, за которые он пролетел около 32 млн. км, корабль вернулся и сбросил на Землю капсулу с полученными образцами ловушками с ионами, частицами солнечного ветра. Увы, произошло несчастье парашют не раскрылся, и капсула со всего маху шлепнулась об землю. И разбилась. Конечно, обломки собрали и тщательно изучили. Впрочем, в марте 2005-го на конференции в Хьюстоне участник программы Дон Барнетти заявил, что четыре коллектора с частицами солнечного ветра не пострадали, и их содержимое, 0,4 мг пойманного солнечного ветра, ученые активно изучают в Хьюстоне.

Впрочем, сейчас NASA готовит третий проект, еще более грандиозный. Это будет космическая миссия Interstellar Probe. На этот раз космический корабль удалится на расстояние 200 а. е. от Земли (а. е. расстояние от Земли до Солнца). Этот корабль никогда не вернется, но весь будет «напичкан» самой разнообразной аппаратурой, в том числе и для анализа образцов межзвездной пыли. Если все получится, межзвездные пылинки из глубокого космоса будут наконец пойманы, сфотографированы и проанализированы автоматически, прямо на борту космического корабля.

Гелиосфера и солнечный ветер

Гелиосфера, как выяснили ученые, неожиданно велика, что говорит о том, что межзвездная среда в этой части галактики менее плотна, чем считалось раньше. Солнце прорезает путь через межзвездное пространство, словно корабль, движущийся по воде, создавая «носовую волну» и протягивая за ней след, возможно, с хвостом (или хвостами) в форме, подобной форме комет. Оба Вояджера прошли через «нос» гелиосферы, и поэтому не предоставили никакой информации о хвосте.

Так, в представлении художника, выглядит солнечная буря, обрушившаяся на Марс.

И хотя всплески солнечного ветра могут предоставить ученым интересные данные о том, что происходит в межзвездном пространстве, они, по-видимому, оказывают удивительно небольшое влияние на общий размер и форму гелиосферы.

Солнечный ветер может нарастать или ослабевать с течением времени, не оказывая существенного влияния на пузырь. Но если этот пузырь переместится в область галактики с более плотным или менее плотным межзвездным ветром, то он начнет сжиматься или расти. Ну что же, надеемся, что «Вояджеры» еще долго будут отправлять на Землю данные о том, что их окружает, а мы с вами наконец подробнее узнаем о том, что именно происходит в этом таинственном межзвездном пространстве.

Общие сведения

Ближайшие окрестности Солнца

Вселенские просторы, в которых светила занимают ничтожно малую часть, далеко не так пустынны, как считалось долгое время. Хотя и в небольших количествах, но везде присутствует межзвездный газ, наполняя собой все уголки мирозданья. В эллиптических галактиках его концентрация снижена, в иррегулярных, наоборот, повышена. Он смешан с межзвездной пылью и активно участвует в процессах образования новых звезд, которые в конце своего жизненного цикла возвращают Вселенной этот строительный материал. Таким образом происходит своеобразный обмен веществом между светилами и межзвездным газом. Цикличность этих процессов постепенно приводит к уменьшению его количества в космосе, при увеличении объемов содержания тяжелых элементов в его структуре. Но для существенных изменений в этой области требуются миллиарды лет. По приблизительным оценкам, ежегодное количество газа, задействованное в Галактике при формировании звезд, равняется 5 солнечным массам.

От границ атмосферы до пределов Солнечной системы

Межпланетное пространство – область Вселенной, ограниченная орбитой самой дальней планеты, вращающейся вокруг звезды. Понятно, что из многочисленных звездных систем, известных ученым сегодня, наиболее хорошо изучена наша собственная. В центре нашей системы расположено Солнце. Именно его влияние обуславливает свойства межпланетного пространства. Вокруг него вращаются восемь планет: четыре имеют твердую каменистую поверхность, а четыре – являются газовыми гигантами. На наибольшем расстоянии от Солнца находится Нептун, ближе всего к нему Меркурий.

Вот так Земля выглядит с поверхности нашего спутника

Межпланетное пространство простирается до края системы, где переходит в межзвездное. Граница между ними называется гелиопаузой — находится на расстоянии 120-160 а. е. от нашего светила. Плотность среды Солнечной системы очень мала, но не следует считать ее вакуумом – здесь есть пыль, частицы, излучения и плазма. Количество вещества уменьшается при удалении от центра системы.

Важнейшей составляющей межпланетного пространства является солнечный ветер – поток ионизированных частиц, испускаемых Солнцем. Его скорость варьируется от 300 до 800 км/с, температура составляет около 105 °К.

Радиус сферы, где земное притяжение превосходит гравитацию Солнца, распространяется на 260 тыс. км. Точки Лагранжа находятся на удалении в 1,5 млн км, а на расстоянии 21 млн км гравитационное воздействие Земли на пролетающие объекты полностью исчезает.

От Солнца нашу планету отделяет примерно 150 млн км, что составляет одну астрономическую единицу. Расстояние от Солнца до Нептуна – 450 млрд км, что равняется 30 а. е. За ним находятся скопления комет, астероидов и малых планет, которые образуют пояс Койпера и облако Оорта.

До границ гелиосферы будущим космонавтам придется преодолеть 11-14 млрд км. Автоматический аппарат «Вояджер-1» на июнь 2020 года пролетел 35 млрд км или 230 а. е. К концу нынешнего века он удалится на 65 млрд км.

Что нужно вкладывать в это понятие

Космическое пространство – это совокупность областей Вселенной, лежащих за пределами атмосфер или твердых оболочек небесных тел. С точки зрения обывателя, космос – это огромная пустота, Великое Ничто, в котором «плавают» планеты, звезды и галактики, перемещаются межпланетные зонды и другие объекты. Такое изображение космического пространства неверно: хотя его плотность за пределами нашей атмосферы и невелика, оно не является пустым. Его заполняет межзвездный газ, пыль, различные виды излучений. Есть еще и загадочная темная энергия и материя…

На самом деле, все еще сложнее. Изначально греческое слово «космос» имело в основном философское значение, обозначая пространство вокруг нашей планеты. В западноевропейских языках, в основе которых лежит латынь, под ним подразумевают невообразимую бесконечность Вселенной. Русское словосочетание «космическое пространство» – это скорее тавтология, ставшая для нас привычной.

Космическое пространство невообразимо огромно. Диаметр нашей галактики составляет 100 тыс. световых лет

Кроме того, данное определение имеет множество аспектов. У астронома оно ассоциируется с движением небесных тел и взаимодействием между ними. Физик расскажет об удивительных свойствах вакуума, теории относительности и флуктуациях, которые порождают новые элементарные частицы. Инженер поведает о проблемах освоения космоса. Юриста в основном интересует правовой режим использования космического пространства.

Космическое пространство разделяют на:

  • околоземное;
  • межпланетное;
  • межзвездное;
  • межгалактическое.

Четкой границы космоса не существует – плотность воздуха и атмосферное давление уменьшается постепенно. В ВВС США утверждают, что она начинается на высоте в 50 миль (80,5 км). Согласно другому мнению, данная черта проходит на отметке 122 км, где прекращается влияние ветров и начинается воздействие космических частиц.

Наблюдение и его методы

Вояджер-1 — первый искусственный объект достигший межзвездной среды

Межзвездный газ, обладая высокой разреженностью и широким температурным диапазоном, изучается с помощью нескольких способов. Особый интерес в этом плане представляют светлые газовые и газопылевые туманности, так как их визуальные характеристики значительно упрощают процесс оптических наблюдений. В число методов, позволяющих получить разнообразную информацию о состоянии и структуре межзвездного газа, входят исследования:

  • непрерывного радиоизлучения;
  • межзвездных оптических и УФ линий;
  • пространственного распределения молекул;
  • рентгеновского, ИК и гамма излучений;
  • параметров межзвездного ветра;
  • мерцаний пульсаров.

Комплексный подход к изучению межзвездного газа позволил определить многие его свойства и параметры. К объектам, дающим оптимальную возможность наблюдать МГ на нашем небосводе, относится созвездие Ориона, где находится эмиссионная туманность М42.

Интересные факты

  • Галактический газовый диск изогнут на периферии.
  • Основной объем межзвездного газа сосредоточен в спиральных рукавах, один из коридоров которых расположен рядом с Солнечной системой.
  • В разреженном МГ, подвергаемом действию космических излучений, обнаружена зависимость показателей температуры, давления и объема электронов от плотности концентрации водорода.
  • К самым мощным факторам, влияющим на структурные процессы в межзвездной газовой среде, относятся спиральные ударные волны.
  • Энергия вспышки сверхновой способна пробить пространство галактического диска, вызвав тем самым отток МГ в свободное пространство Вселенной.
  • В теории молекулярные газовые облака за период в чуть более 100 лет должны превращаться в звезды. Но на практике существует множество факторов, замедляющих этот процесс.

Интересные факты

  • Галактический газовый диск изогнут на периферии.
  • Основной объем межзвездного газа сосредоточен в спиральных рукавах, один из коридоров которых расположен рядом с Солнечной системой.
  • В разреженном МГ, подвергаемом действию космических излучений, обнаружена зависимость показателей температуры, давления и объема электронов от плотности концентрации водорода.
  • К самым мощным факторам, влияющим на структурные процессы в межзвездной газовой среде, относятся спиральные ударные волны.
  • Энергия вспышки сверхновой способна пробить пространство галактического диска, вызвав тем самым отток МГ в свободное пространство Вселенной.
  • В теории молекулярные газовые облака за период в чуть более 100 лет должны превращаться в звезды. Но на практике существует множество факторов, замедляющих этот процесс.

Рекомендации

  1. (in) Тео Купелис , В поисках вселенной , Садбери, Массачусетс, издательство «Джонс и Бартлетт»,2011 г., 6- е  изд. , 614  с. , стр.  367.
  2. Les Cahiers du Monde des Sciences , весна 2014, 2- е  изд. , стр.  56.
  3. * Г.Б. Филд , Д.У. Голдсмит и Х.Дж. Хабинг , Нагрев межзвездного газа космическими лучами , т.  155, сб.  «Астрофизический журнал», г.1969 г., L149  с. ( DOI   , Bibcode   )
    .
  4. (in) P. Swaczyna, DJ McComas, Zirnstein EJ et al. , «  Плотность нейтрального водорода в межзвездных окрестностях Солнца  » , The Astrophysical Journal , vol.  903, п о  1,30 октября 2020 г..
  5. Boulanger, F .; Кокс, П. и Джонс, А. П. (2000). «Курс 7: Пыль в межзвездной среде» Инфракрасная космическая астрономия, Сегодня и завтра : 251, том 70 стр., Ф. Казоли, Ж. Лекё и Ф. Давид.
  6. Джеймс Лекё, Межзвездная среда , Springer, 2004, стр.  4
  7. Купелис, стр.  370.
  8. Майкл А. Сидс, Дана Э. Бэкман, Звезды и галактики , 7- е  изд. , Брукс / Коул, 2011, стр.  205