Наука и космос

Межзвездное пространство

Состав межзвездного пространства

Ученые уже давно нашли ответ на вопрос, из чего состоит межзвездное и межгалактическое пространство. Это: межзвёздный газ, пыль (1 % от массы газа), межзвёздные электромагнитные поля, космические лучи, а также гипотетическая тёмная материя. Химический состав межзвёздной среды — продукт первичного нуклеосинтеза и ядерного синтеза в звёздах

Характерная плотность межзвездного пространства (или вещества в нем) – 1 атом в кубическом сантиметре, но вследствие огромного объема галактики полная масса этого разряженного вещества в ней достигает миллиардов масс Солнца.

Исследования межзвездного пространства

IBEX – исследователь межзвездных границ (McComas et al. 2009a) – это миссия NASA Small Explorer с единственной, научной целью – обнаружить глобальное взаимодействие между солнечным ветром и межзвездным пространством. Эта цель была достигнута благодаря получению первых глобальных изображений энергетического нейтрального атома, которые предоставляют подробные потоки ENA и энергетические спектры по всем направлениям взгляда во вселенную и межзвездное пространство.

IBEX вышел в межзвездное пространство 19 октября 2008 года и впоследствии маневрировал на высотной высокоэллиптической (~ 15 000 × 300 000 км) орбите, длиной примерно неделю. Полезная нагрузка включает две однопиксельные камеры с очень высокой чувствительностью (ENA).

Первоначальные результаты снимков были опубликованы в специальном выпуске журнала Science (McComas и др., 2009b; Funsten и др., 2009b; Fuselier и др., 2009b; Швадрон и др., 2009). С тех пор было проведено множество дополнительных исследований наблюдений в гелиосфере, проведенных с помощью однопиксельных камер.

Критическая основополагающая статья в журнале Hlond (2012), анализирует данные углового наведения наблюдений IBEX и демонстрирует, что знание направления прибытия нейтральных атомов может быть определено до ~ 0,1 ° как по углу вращения, так и по высоте. Это немалый подвиг для миссии Small Explorer, предназначенной для измерения ENA в пикселях 7 × 7 °, и в значительной степени при гораздо более высоких энергиях межзведного пространства, чем прямые межзвездные нейтрали.

Кроме того, эти авторы демонстрируют, что прицел в космосе специального прибора IBEX-Lo может достичь этой точности либо с помощью бортовой системы управления ориентацией космического корабля, либо с помощью независимого звездного датчика, который был разработан и встроен непосредственно в Инструмент IBEX-Lo.

Выводы ученых об исследовании межзвездного пространства

Ли и соавторы (2012) выводят аналитическое решение для гиперболических траекторий отдельных нейтральных атомов, которыми заполнено межзвездное пространство. Они используют теорему Лиувилля, включающую солнечную гравитацию и радиационное давление, фотоионизацию и перезарядку для создания межзвездного распределения нейтрального атома в фазовом пространстве.

Эти распределения затем преобразуются в систему отсчета IBEX и интегрируются в инструментальную приемку прибора IBEX-Lo, чтобы обеспечить аналитическое решение для предсказанных моментов межзвездных распределений нейтральных атомов.

Мебиус и соавторы (2012) сравнивают распределения потоков He и O + Ne для 2009 и 2010 гг. И находят параметры межзвездного потока эклиптической долготы при ∞ = 79,0 ° + 3,0 ° / -3,5 °, эклиптической широты при ∞ = -4,9 ° ± 0,2 °, скорость ISM при ∞ = 23,5 + 3,0 / -2,0 км с -1 и нейтральная температура He в межзвездном пространстве  = 5000-8200 K. Они также находят объединенную температуру O + Ne 5300-9000 K, что согласуется с изотермической средой для He, O и Ne.

Бзовски и соавторы (2012) разработали и всесторонне протестировали  прямое моделирование распространения межзвездного гелия (He), потерь и измерений в приборе IBEX-Lo. Это моделирование запускает частицы при 150 а.е. и включает в себя более детальную физику, чем аналитические решения; поэтому они дополняют аналитический метод, позволяя детально отображать многомерное пространство возможных решений.

Эти авторы показывают, что новые наиболее подходящие значения эклиптической долготы 79,2 °, эклиптической широты -5,1 °, скорости ~ 22,8 км с -1 и температура Не в межзвездном пространстве составляет 6200 К.

Значения, полученные обоими дополнительными методами, согласуются друг с другом и согласуются с вектором потока локального межзвездного облака, полученного в результате исследований межзвездного поглощения (Redfield & Linsky 2008). Бзовски и соавторы также нашли доказательства ранее неизвестной и непредвиденной вторичной популяции гелия.

Вместе Möbius (2012) и Bzowski (2012)разработали новое направление межзвездного потока и значительно более низкую скорость поступающего газа. Следовательно ниже динамическое давление на гелиосферу, что приводит к гелиосферному взаимодействию. Оно (взаимодействие) еще меньше подчиняется внешнему динамическому давлению и лежит прямо в средней части астросфер, где преобладают внешние магнитные и динамические давления (McComas 2009).

Наконец, Саул и соавторы (2012) предоставляют первый подробный анализ новых межзвездных измерений от IBEX. Эти авторы подтверждают, что направление прибытия межзвездного водорода (H) смещено от направления гелия (He). Кроме того, они показывают изменение силы радиационного давления и, следовательно, изменение видимого направления прибытия H, проникающего до 1 а.е. между первыми двумя годами наблюдений IBEX.

Эти результаты согласуются с изменениями солнечного цикла в радиационном давлении, которое работает против гравитационной силы Солнца и влияет на проникновение Н во внутреннюю гелиосферу.

Все эти исследования дают первый подробный анализ многокомпонентной локальной межзвездной среды. Она сильно взаимодействует с нашей гелиосферой, на которую действует не только солнечный свет, но и другие компоненты галактики.

Вы можете обсудить эту статью на нашем форуме, достаточно нажать на кнопку ниже.

Метки
Обсудить статью на форуме

Администратор

Впереди еще много нового!

Related Articles

Back to top button
Close