Учени от Русия откриха удивителен обект в необятността на Вселената - квазар, който получи индекс 3C 273. Този обект е интересен, защото има такива висока температура, че не може да се опише от съществуващите физически теории.
Квазарите, подобно на черните дупки, са малко проучени обекти в космоса, които представляват голям интерес за астрономите. Учените успяха да открият нов квазар в съзвездието Дева. След внимателно проучване беше установено, че 3C 273 има колосална температура, която варира от 10 до 40 трилиона градуса по Целзий! Учените бяха, защото такава температурна граница надхвърля нашите физически познания.
Преди това учените смятаха, че ядрата на квазарите не надвишават температура от 500 милиарда градуса, но 3C 273 „счупи“ всички научни изчисления и хвърли академичния свят в ступор. „Това изобщо не е в съответствие с нашите изчисления; все още не сме намерили нормален отговор защо този обект. Най-вероятно стоим на прага нова ераизследване на Вселената”, каза изследователят от Русия Н. Кардашев.
Квазарите са невероятни, защото излъчват огромни количества светлина. Някои такива обекти могат да произвеждат радиация, която е по-голяма от всяка звезда в нашата галактика! Има теория, която казва, че квазарите са ранен „етап“ на нови галактики, които растат поради поглъщането на материя от черна дупка.
Най-горещият обект във Вселената се намира много далеч, със скоростта на светлината може да бъде достигнат само за 2,44 милиарда години.
Където и да отидете във Вселената, ще има източници на топлина. Колкото по-далеч сте от тях, толкова по-студено става. На разстояние от 150 милиона километра от Слънцето Земята поддържа умерена температура от 26-27 градуса по Целзий, което би било с 50 градуса по-хладно, ако нямахме атмосфера. Още по-далеч и Слънцето ще нагрява обектите все по-малко. Плутон, например, е -229 градуса по Целзий: достатъчно студено, за да замрази течния азот. Можем да пътуваме още по-далеч в междузвездното пространство, където най-близките звезди ще бъдат на светлинни години.
Студените молекулярни облаци, които бродят в изолация из цялата галактика, са още по-студени, няколко градуса по-високи абсолютна нула. Тъй като звездите, свръхновите, космическите лъчи, звездните ветрове и всичко останало осигуряват енергия за галактиката като цяло, трудно е да се намери нещо по-хладно в Млечния път. Но ако излезете в междугалактическото пространство, на милиони светлинни години от най-близките звезди, единственото нещо, което ще ви стопли, ще бъде вторичното сияние Голям взрив, космически микровълнов фон.
При температури под 3 градуса по Целзий над абсолютната нула, тези едва забележими фотони са единственият източник на топлина. Тъй като всяко място във Вселената е постоянно бомбардирано от тези инфрачервени, микровълнови и радио фотони, може да си помислите, че 2,725 градуса по Келвин (-270,42 по Целзий) е най-студеното, което можете да намерите в природата. За да изпитате по-ниски температури, трябва да изчакате Вселената да се разшири още повече, разтягайки дължините на вълните на тези фотони и охлаждайки се до още по-ниска температура. И това ще се случи, разбира се, но не скоро. До този момент Вселената ще бъде два пъти по-стара - ще са изминали още 13,8 милиарда години - и най-ниската температура едва ли ще надвишава дори един градус над абсолютната нула. Въпреки това вече можете да намерите място, което е по-студено от най-дълбоките дълбини на междугалактическото пространство.
Дори не е нужно да ходите далеч. Това е мъглявината Бумеранг, разположена само на 5000 светлинни години в нашата собствена галактика. През 1980 г., когато е наблюдавана за първи път в Австралия, изглеждаше като двуустна асиметрична мъглявина, поради което получи прякора „бумеранг“. Последвалите наблюдения показаха, че тази мъглявина всъщност е предпланетна мъглявина, междинен етап в живота на умиращи звезди като Слънцето. Всички такива звезди се развиват в червени гиганти и завършват живота си под формата на планетарна мъглявина и бяло джудже, когато външните слоеве набъбват и централното ядро се свива. Но между червения гигант и планетарната мъглявина има фаза на предпланетната мъглявина.
Преди вътрешната температура на звездата да се повиши, но след като външните слоеве започнат да се изтласкват, получаваме предпланетна мъглявина. Понякога под формата на сфера, но по-често под формата на две биполярни струи, той ще изхвърли материята от Слънчевата система в междузвездната среда. Този етап е много кратък: само няколко хиляди години. Досега в тази фаза са открити около дузина звезди. Но мъглявината Бумеранг е специална дори сред тях. Неговите газови струи се изхвърлят десет пъти по-бързо от нормалното, движейки се с около 164 километра в секунда. Той губи маса по-бързо от очакваното: материал на стойност няколко Нептуна се изпарява всяка година. Резултатът е най-студеното място в известната вселена, а в някои части на мъглявината температурата е около 0,5 градуса по Келвин: половин градус над абсолютната нула.
Всички други планетарни и предпланетни мъглявини са много по-топли, но защо това се случва е много лесно да се обясни. Опитайте се да поемете дълбоко въздух, да го задържите за три секунди и след това да изпуснете въздуха. Можете да направите това по два начина, като държите ръката си на 15 сантиметра от устата си.
- Можете да издишате с широко отворена уста и да усетите как топлият въздух нежно удря ръката ви.
- Можете да опънете устните си със сламка и да издухате студен въздух.
И в двата случая въздухът се нагрява вътре в тялото ви и остава същата температура, преди да премине през устните ви. Но ако устата е широко отворена, въздухът излиза бавно и леко затопля ръката. Ако излезе през малък отвор, въздухът бързо се разширява и охлажда.
Външните слоеве на звездата, която е родила мъглявината Бумеранг, са в същите условия:
- много горещи неща
- който бързо се изхвърля
- от малка точка (или по-скоро две)
- разширява и охлажда.
Но това, което е особено интересно е, че мъглявината Бумеранг е била предсказана още преди да бъде открита. Астрономът Rajvendra Sahai е изчислил, че предпланетната мъглявина, при определени условия - както е описано по-горе - може действително да достигне по-ниска температура от всички други места във Вселената. След това Сахая се присъединява към екипа през 1995 г., който прави важни дълговълнови наблюдения и определя температурата на мъглявината Бумеранг. Сега това е най-студеното известно място във Вселената.
Необичайният обект е открит с помощта на най-новия телескоп ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), работещ във високопланинската пустиня Атакама в Чили през Южна Америка. Претендентът за титлата най-студен обект има температура от само 1 градус по Келвин или минус 272,15 градуса по Целзий.
nasa.gov
Мъглявината Бумеранг е само един градус над абсолютната нула - най-ниската възможна температура, при която най-лекото замръзва. химичен елемент- водород. Учените, работещи с ALMA, казват, че мъглявината е едва видима на фона на микровълновия фон на Вселената, който е остатъчна радиация от Големия взрив, настъпил преди 13,7 милиарда години. Смята се, че микровълновият фон има възможно най-ниската температура и на негов фон всички други обекти във Вселената са по-топли, следователно имат топлинно излъчване и се виждат в инфрачервения спектър на наблюденията.
Мъглявината Бумеранг обаче е практически невидима тук; телескопът е уловил само бумеранговите очертания на тази мъглявина, което показва изключително ниската температура на този обект. Учените казват, че ниската температура на мъглявината е само едната страна на монетата. Друго е, че тази мъглявина има леко оптично сияние, което не може да се обясни със съвременните методи научно познание. Въпреки това учените твърдят, че съвременна физикаМного малко се знае за свръхстудените космически обекти и голяма част от данните тук са или непълни, или се основават на непотвърдена теория.
Самата мъглявина Бумеранг е обект на 5000 светлинни години от нас в съзвездието Кентавър. Това е доста млад обект, което добавя интрига, тъй като не е ясно как такъв студен обект може да възникне в съвременната част на Вселената. Възможно е в центъра на мъглявината да има няколко малки или умиращи звезди, които й придават нейната яркост, но това все още не е потвърдено.
Учените казват, че мъглявината е предпланетарен обект, тоест няма звездни системи като нашата, следователно и тук няма планети. Вероятно такава ниска температура на мъглявината се дължи именно на работата на същите тези звезди. Това създава ефект, подобен на този в хладилниците. Звездите просто отнемат цялата топлина от мъглявината, оставяйки я под формата на гигантски фризер. В същото време светлината на звездите пронизва цялата мъглявина и газово-праховите облаци в нея започват да светят.
Имайте предвид, че мъглявината Бумеранг е открита през 2003 г. с помощта на телескопа Хъбъл, но този телескоп няма система за наблюдение на температурата, така че температурата на мъглявината все още не е изяснена. След десет години изследвания учените, които първи идентифицираха формата на газов облак в съзвездието Кентавър като папийонка или пясъчен часовник, сега го сравняват с призрак. Експерти, изследващи Бумеранг, забелязаха, че мъглявината е обвита в удължена черупка, която по форма прилича на призрак.
Някои космолози твърдят, че реликтовото студено петно е отпечатък от паралелна Вселена, която е преплетена с нашата.
Свръхпразнотата на Еридан или „студеното петно“ е уникален регион в съзвездието Еридан, който има невероятно ниска космическо микровълново фоново лъчение, чиято температура е със 70 μK по-студена от средната температура на космическото микровълново фоново лъчение в цялата Вселена, което се създава от реликтови фотони. Температурно отклонение от 0,00015 градуса по Целзий може да означава, че "студеното петно" е суперпразнота - празното пространство между галактическите нишки. В района на Eridanus Supervoid практически няма радиоизточници, които биха могли да създават радиация. Това означава, че в този регион на космоса няма галактики или галактически купове.
Размерът на тази пространствена „дупка“ в диаметър е приблизително милиард светлинни години. Може лесно да побере повече от 10 000 различни галактики. Предполага се, че тук липсва не само обикновена материя, но и хипотетична тъмна материя. Въз основа на това предположение, суперпразнотата на Еридан може да съдържа тъмна енергия или вакуума на космоса.
Според последните данни, получени от учените, общо вещество, от което всички известни елементарни частици, създават 5% от общата енергия във Вселената. Тъмната и обикновена материя съставлява само 1/3 от общата енергия на Вселената. Въз основа на теорията, че Вселената непрекъснато се разширява, космолозите решиха, че в допълнение към гравитационно привличанеВ природата съществува и гравитационно отблъскване – антигравитация.
Астрономите разпознаха тъмната енергия като основен „двигател“ на разширяването на Вселената. Съответно, останалите 2/3 от общата енергия на Вселената вероятно идват от това вещество. Теоретично превозвачът тъмна енергиявъв Вселената има универсално физическа среда. Може би се съдържа точно в такива „дупки“ като Свръхпразнотата на Еридан?
Трябва да се отбележи, че във Вселената има доста такива празнини, като например зона в съзвездието Еридан. Съвременна наукаИзвестни са няколко дузини суперпразнини, където плътността на космическата материя е по-ниска от средната за Вселената. Свръхпразнотата на Еридан може да претендира, че е най-голямата празнота от всички, съдържаща 20% по-малко материя от останалата част от Вселената. Какво може да има в тази „дупка“?
Някои космолози твърдят, че реликтовото студено петно е отпечатък от паралелна Вселена, която е преплетена с нашата. Други смятат, че реалната картина е различна. Свръхпразнотата на Еридани може да е колекция от много по-малки празнини, всяка заобиколена от галактики. Това предположение е в съответствие с теорията за Мултивселените, която казва, че нашата Вселена съществува в хипотетичен „сапунен мехур“, докато паралелните светове се развиват в собствените си „балони“. Ако анализът на фоновото космическо микровълново фоново лъчение докаже валидността на тази теория, тогава Ериданската суперпустота може да стане доказателство за нейната истинност.
Мъглявина Бумеранг. Изображение от телескоп Хъбъл
Снимка: NASA
Учените отдавна се интересуват от въпроса: колко студено е в космоса? По правило температурата там не е по-ниска от температурата на космическото микровълново фоново лъчение, което прониква в цялата Вселена. Но на места, където звездите умират, температурите могат да паднат много по-ниско. Учените успяха да намерят точно такова място в планетарната мъглявина Бумеранг.
Средните температури на Земята, планета, разположена на повече от 149 милиона километра от Слънцето, остават в рамките на 300 K. Струва си да се отбележи, че планетата все още се нагрява от горещо ядро и освен това, при липса на атмосфера, температурите биха бъде още 50 K по-малко. Колкото по-далеч е даден обект от най-близката звезда, толкова по-студен е той. Например на Плутон средната температура е само 44 К. При такива показатели дори азотът замръзва, което означава, че практически няма да остане нищо от земната атмосфера, тъй като тя съдържа 80 процента азот. Навън слънчева система, В междузвездно пространство, много по-студено.
Около галактиката се носят молекулярни облаци, материята в които има температура приблизително 10-20 K, което е близо до абсолютната нула. Има още в галактиката ниски температуривече не съществува, тъй като останалите му части са в една или друга степен затоплени от звездна радиация.
Но в междугалактичното пространство температурата е дори по-ниска, отколкото в молекулярен облак, който е далеч от източниците на радиация. Галактиките са разделени една от друга с милиони светлинни години празнота и единственото лъчение, достигащо до всички кътчета на космоса, е микровълновото реликтово лъчение, останало от Големия взрив. Благодарение на космическите микровълнови фонови вълни температурата в междугалактическото пространство не пада под 2,73 K. На пръв поглед може да изглежда, че просто не може да бъде по-студено, но всъщност това далеч не е така.
За да бъдем по-точни, теоретично може да бъде по-студено. За да падне температурата на междугалактическото пространство под 2,73 K, е необходимо да се изчака Вселената малко да се разшири. Това разширяване вече се случва - Вселената се разширява със скорост от около 770 километра в секунда за 3,26 милиона светлинни години. В момента възрастта на Вселената достига 13,78 милиарда години, а когато стане два пъти по-стара, космическото микровълново фоново лъчение ще може да поддържа температура от само един градус над абсолютната нула.
И най-неочакваната новина от учените: най-студеното място във Вселената вече се намира в този момент, и не много далеч от Земята - в мъглявината Бумеранг, разположена от нашата планета на разстояние само 5 хиляди светлинни години.
В центъра на тази мъглявина има умираща звезда, която в миналото, подобно на Слънцето, е била жълто джудже. Подобно на други звезди от същия спектрален клас, тя се превърна в червен гигант и се озова в система, възникнала от бяло джудже и предпланетната мъглявина, която се появи около него.
Планетарна мъглявина обикновено се нарича останките от периферните части на червен гигант, изхвърлени от звезда по време на периода, когато центърът й се е свил до размера на бяло джудже. Но преди да се превърне в планетарна мъглявина, червеното джудже за известно време става предпланетна мъглявина. В случай, че всичко възниква в него необходимите условия, температурите в мъглявината могат да паднат под най-ниските температури във Вселената. Индийският астроном Равендра Сахай стигна до подобни заключения много по-рано, отколкото екипът му създаде температурна карта на мъглявината Бумеранг и се убеди, че там наистина е много студено.
Мъглявината Бумеранг е най-студеното място във Вселената
Снимка: ESA/NASA
Предпланетна мъглявина се появява, когато температурата в ядрото на звездата се повиши, но в същото време периферната материя едва започва да се отделя. Този процес се осъществява чрез няколко изхвърляния на плазмени потоци, които започват във външния слой на звездната материя. По космически стандарти тези потоци съществуват за много кратко време - само няколко хиляди години. При условие, че плазмата в потока се движи бързо (и точно такъв е случаят в мъглявината Бумеранг), тогава загубата на материя от звездата става с висока скорост. Благодарение на тази огромна скорост в мъглявината се появяват онези области, в които температурата не надвишава 0,5 K, което е значително по-ниско от температурата на всяко друго място във Вселената.
И всичко това, защото топлинната енергия на молекулите се превръща в кинетична енергия на движение, поради което въздухът се охлажда.
Няма намерени свързани връзки
