Прахиращи галактики

Половината от звездната светлина се губи

Блясък на ръба: В случая с галактика NGC 891 астрономите наблюдават особено ясно светлинното поглъщане на праха. © C. Howk (JHU), B. Savage (U. Wisconsin), NA Sharp (NOAO) / WIYN / NOAO / NSF
чете на глас

Половината от цялата звездна светлина, създадена във Вселената, е погълната директно от прах и газови облаци в галактики. Нов модел, публикуван в списание "Astrophysical Journal", показва точно къде и до каква степен радиационната енергия "се издига в прах" - с последствия за нашата картина на раждането и развитието на звездната система.

Който гледа към небето в ясна нощ, вижда хиляди искрящи термоядрени реактори: звездите. Екстраполирани във Вселената, тези газови топки генерират невъобразима енергия. В кубче само с една светлинна година с дължина на ръба, това е 40 квадрилиона киловатчаса годишно - около 300 пъти повече от потреблението на човечеството за същия период. Но на Земята ние възприемаме само около половината от звездната светлина, която се генерира във Вселената днес. Другата половина е погълната от пръчици прах, които висят между звездите в космоса.

Галактиките се състоят от милиарди звезди, свързани заедно с гравитацията. Дори нашето слънце е една от около 200 милиарда звезди в системата, наречена Млечен път, която е като гигантско колело от огън. Под звездите почти няма самотни, почти всички са в галактики. Ако човек иска да определи произведената енергия във Вселената, трябва да изследва радиацията на галактиките, отделните звезди едва ли могат да се наблюдават с оглед на "астрономическите" разстояния.

Като дим в атмосферата

Сега галактиките съдържат не само звезди, но и газ и прах. Преди всичко прахът поглъща част от радиацията на звездата, точно както димът в нашата атмосфера отслабва слънчевата радиация. Тъй като никаква енергия не може да бъде загубена, междузвездните прахови зърна се нагряват, докато излъчената от тях топлинна радиация е в равновесие с погълнатата радиация. Между другото, този радиационен баланс не важи само за праха между звездите, но и за всяко небесно тяло. На Земята, например, тя определя глобалната температура във връзка с атмосферния парников ефект.

Но как се разпределят праховите частици в галактиките? Кристина Попеску от университета в Централен Ланкашир във Великобритания и Ричард Туфс от Института за ядрена физика Макс Планк в Хайделберг подготвиха модел за това. Той описва честотата на праха в отделните „градивни елементи“ на галактика, т.е. в ядрото и в диска, както и влиянието му върху радиацията от тези зони. В допълнение, изчисленията вземат предвид влиянието на ъгъла, под който се появява галактика от Земята. Защото докато виждаме някои звездни системи от ръба, в други ние гледаме перпендикулярно на диска. показ

За да тестват модела върху природата, учените изчислили енергийната разлика между действително измерената и коригирана по модела звездна радиация в рамките на повече от 10 000 близки галактики. Всъщност тази разлика съответства точно на енергията, излъчвана от нагрятия прах под формата на дълговълнова радиация.

Енергията попада "на прах"

"Уравнението работеше перфектно и затова сега разбираме енергийния изход на галактиките, а оттам и на Вселената, в голям диапазон на дължината на вълната", обяснява Попеску. Tuffs добавя: "Резултатите ясно показват, че междузвездни прахови зърна оказват значително влияние върху нашите измервания на енергийната продукция на дори близките галактики." Така моделът е преминал киселинния тест и позволява на астрономите Изчислете точно колко висок е процентът на звездно блокирана светлина.

По този начин изследователите са решили дълъг необясним парадокс: енергията от топлинното излъчване на праха понякога изглежда надвишава общата енергия на звездите. „Но не можете да получите повече енергия, отколкото влагате в нея. Така че знаехме, че нещо не е наред “, казва ръководителят на екипа Саймън Драйвър от университета в Сейнт Андрюс. В действителност много повече енергия на звездите "отива в прах", отколкото се смяташе преди: Енергийният баланс на Вселената сега се оказва балансиран.

Повече маса в сърцевината

"Най-голямото влияние имат нашите резултати върху измерванията на централните райони на галактики, които крият свръхмасивни черни дупки", казва Алистър Греъм от Австралийския технологичен университет Суинбърн. Защото ядрата на галактиката излъчват в истината до пет пъти по-ярко от наблюдаваното. Това означава, че според модела на Попеску и Туф трябва да се крие повече звездна маса в ядрата. Това води и до последици за нашата картина на формирането и еволюцията на звездни системи.

В близко бъдеще изследователите ще се съсредоточат върху отделните галактики, използвайки два нови инструмента, които скоро ще работят: телескопът VISTA в Чили и инфрачервените спътници Herschel, който трябва да излезе в края на юли: „VISTA ни позволява да Йохен Лиске от Европейската южна обсерватория обяснява: „Можем да гледаме право през праха, докато Хершел ще открие директно праховото излъчване“, обяснява Йохен Лиске от Европейската южна обсерватория.

(MPG, 16.05.2008 - НПО)