Согласно наиболее широко принятым космологическим моделям, первые галактики начали формироваться между 13 и 14 миллиардами лет назад. В течение следующего миллиарда лет появились космические структуры, о которых мы все узнали. К ним относятся такие вещи, как скопления галактик, сверхскопления и филаменты, а также такие галактические элементы, как шаровые скопления, галактические выпуклости и сверхмассивные черные дыры (SMBH).
Однако, как и живые организмы, с тех пор галактики продолжают развиваться. Фактически, в течение своей жизни галактики накапливаются и выбрасывают массу все время. В недавнем исследовании международная команда астрономов рассчитала скорость притока и оттока материала для Млечного Пути. Тогда добрые люди из астробитов дали ему хороший анализ и показали, насколько это важно для нашего понимания галактического образования и эволюции.
Исследование проводилось под руководством астронома ESA д-ра Эндрю Дж. Фокса и включало членов Научно-исследовательской группы по изучению гало Млечного пути и нескольких университетов Института космического телескопа (STScI). Основываясь на предыдущих исследованиях, они изучили скорость, с которой газ поступает в Млечный путь и из него из окружающих высокоскоростных облаков (HVC).
Поскольку наличие материала является ключом к звездообразованию в галактике, знание скорости, с которой он добавляется и теряется, важно для понимания того, как галактики развиваются с течением времени. И как Майкл Фоули
В соответствии с этой моделью, самые массивные звезды в галактике производят звездные ветры, которые выталкивают материал из диска галактики. Когда они заканчивают сверхновую ближе к концу своей жизни, они также вытесняют большую часть своего материала. Этот материал со временем возвращается обратно в диск, предоставляя материал для формирования новых звезд.
«Эти процессы все вместе известны как« звездная обратная связь », и они ответственны за вытеснение газа из Млечного Пути», - сказал Фоли. «Другими словами, Млечный Путь не является изолированным материальным озером; это резервуар, который постоянно набирает и теряет газ из-за гравитации и звездной обратной связи ».
Кроме того, недавние исследования показали, что звездообразование может быть тесно связано с размером сверхмассивной черной дыры (SMBH) в ядре галактики. По сути, SMBH выделяют огромное количество энергии, которая может нагревать
Таким образом, скорость, с которой материал поступает в галактику и выходит из нее, является ключом к определению скорости звездообразования. Чтобы вычислить скорость, с которой это происходит для Млечного Пути, доктор Фокс и его коллеги использовали данные из разных источников. Как доктор Фокс рассказал Space Magazine по электронной почте:
«Мы заминировали архив. НАСА и ЕКА хранят хорошо подготовленные архивы всех данных космического телескопа Хаббла, и мы прошли все наблюдения фоновых квазаров, снятые с помощью Cosmic Origins Spectrograph (COS), чувствительного спектрографа на Хаббле, который можно использовать для анализа ультрафиолетового излучения от далекие источники. Мы нашли 270 таких квазаров. Во-первых, мы использовали эти наблюдения, чтобы составить каталог быстро движущихся газовых облаков, известных как высокоскоростные облака (HVC). Затем мы разработали метод разделения HVC на приток и отток населения, используя доплеровский сдвиг ».
Кроме того, недавнее исследование показало, что Млечный Путь пережил период покоя примерно 7 миллиардов лет назад, который длился около 2 миллиардов лет. Это было результатом ударных волн, которые вызвали разогрев межзвездных газовых облаков, что временно вызвало прекращение потока холодного газа в нашу галактику. Со временем газ остыл и снова начал поступать, вызывая второй раунд звездообразования.
Изучив все данные, Фокс и его коллеги смогли наложить ограничения на скорость притока и оттока для нашей галактики:
«После сравнения скоростей притока и оттока газа мы обнаружили избыток притока, что является хорошей новостью для будущего звездообразования в нашей Галактике, поскольку есть много газа, который можно превратить в звезды и планеты. Мы измерили около 0,5 солнечной массы в год притока и 0,16 солнечной массы в год оттока, поэтому есть чистый приток ».
Однако, как указал Фоли, считается, что HVC живут только в течение примерно 100 миллионов лет или около того. В результате нельзя ожидать, что этот чистый приток будет длиться бесконечно. «Наконец, они игнорируют HVC, которые, как известно, находятся в структурах (таких как пузыри Ферми), которые не отслеживают входящий или выходящий газ», - добавляет он.
С 2010 года астрономам стало известно о таинственных структурах, возникающих в центре нашей галактики, известной как пузырьки Ферми. Эти пузырчатые структуры простираются на тысячи световых лет и, как полагают, являются результатом использования SMBH межзвездного газа и отрыжки гамма-лучами.
Однако, тем временем, результаты дают новое понимание того, как галактики формируются и развиваются. Это также поддерживает новый случай, сделанный для «аккреции холодного потока», теории, первоначально предложенной профессором Авишаем Декелем и коллегами из Института физики им. Рака в Еврейском университете в Иерусалиме, чтобы объяснить, как галактики накапливают газ из окружающего пространства во время их образования.
«Эти результаты показывают, что галактики, подобные Млечному Пути, не эволюционируют в
Другим интересным выводом из этого исследования является тот факт, что то, что относится к нашему Млечному Пути, относится и к звездным системам. Например, наша Солнечная система также подвержена притоку и оттоку материала с течением времени. Такие объекты, как um Oumuamua и более поздний 2I / Борисов, подтверждают, что астероиды и кометы выбрасываются из звездных систем и регулярно собираются другими.
Но как насчет газа и пыли? Наша Солнечная система и (соответственно) планета Земля теряют или набирают вес с течением времени? И что это может означать для будущего нашей системы и
«Фактически из спутниковых наблюдений за метеорными следами было подсчитано, что около 100-300 метрических тонн (тонн) материала ударяется о Землю каждый день. Это составляет примерно от 30 000 до 100 000 тонн в год. Это может показаться большим, но через миллион лет это составит менее одной миллиардной доли от общей массы Земли ».
Однако, как он продолжает объяснять, Земля также регулярно теряет массу в результате ряда процессов. К ним относятся радиоактивный распад вещества в земной коре, что приводит к образованию энергии и субатомных частиц (альфа, бета
На первый взгляд, это может выглядеть как чистая потеря около 10000 или более тонн в год. Более того, по оценкам микробиолога и научного консультанта доктора Криса Смита и физика из Кембриджа Дейва Анселла, в 2012 году Земля получала 40 000 тонн пыли в год из космоса, а в атмосферных и других процессах она теряла 90 000 в год.
Таким образом, вполне возможно, что Земля становится легче со скоростью от 10000 до 50000 тонн в год. Тем не менее, скорость, с которой материал добавляется, на данный момент недостаточно ограничена, поэтому вполне возможно, что мы можем достичь безубыточности (хотя вероятность того, что Земля набирает массу, кажется маловероятной). Что касается нашей Солнечной системы, то ситуация аналогичная. Один с одной стороны, межзвездный газ и пыль
С другой стороны, наше Солнце, на которое приходится 99,86% массы Солнечной системы, также со временем теряет массу. Используя данные, собранные зондом НАСА MESSENGER, команда исследователей НАСА и Массачусетского технологического института пришла к выводу, что Солнце теряет массу из-за солнечного ветра и внутренних процессов. Согласно Спросите Астронома, это происходит в размере 1.3245 x 1015 тонн в год, хотя Солнце расширяется одновременно.
Это ошеломляющее число, но так как масса Солнца составляет около 1,9885 × 1027 тонн. Так что Солнце не скоро погаснет. Но когда он теряет массу, его гравитационное влияние на Землю и другие планеты будет уменьшаться. Однако к тому времени, когда наше Солнце достигнет конца своей главной последовательности, оно значительно расширится и может очень хорошо проглотить Меркурий, Венеру, Землю.
Таким образом, хотя наша галактика может набирать массу в обозримом будущем, похоже, что наше Солнце и Земля медленно теряют массу. Это не должно восприниматься как плохая новость, но это имеет последствия в долгосрочной перспективе. Между тем отрадно знать, что даже самые старые и самые массивные объекты во Вселенной подвержены изменениям, подобно живым существам.
Говорим ли мы о планетах, звездах или галактиках, они рождаются, они живут и умирают. А между тем им можно доверять, чтобы набрать или сбросить несколько фунтов. Круг
