Ученые из России нашли на просторах Вселенной удивительный объект – квазар, который получил индекс 3C 273. Этот объект интересен тем, что имеет настолько высокую температуру, что ее нельзя описать существующими физическими теориями.
Квазары, как и черные дыры, это малоизученные объекты в космосе, которые очень интересуют астрономов. Ученым удалось найти в созвездии Девы новый квазар. После тщательного изучения выяснилось, что 3C 273 имеет колоссальную температуру, которая колеблется от 10 до 40 триллионов градусов по Цельсию! Ученые были , ведь такой температурный предел выходит за рамки наших физических знаний.
Ранее ученые считали, что ядра квазаров не превышают температуру в 500 миллиардов градусов, но 3C 273 «поломал» все научные расчеты и ввел академический мир в ступор. «Это совершенно не сходится с нашими вычислениями, мы пока что не нашли нормального ответа, почему этот объект . Скорее всего, мы стоим на пороге новой эры исследования Вселенной» – сообщил исследователь из России Н. Кардашев.
Квазары удивительны тем, что излучают огромное количество света. Некоторые подобные объекты могут создавать излучения, которые больше всех звезд в нашей галактике! Есть теория, которая гласит, что квазары это ранняя «стадия» новых галактик, которая растет за счет поглощения вещества черной дырой.
Находится самый горячий объект во Вселенной на очень далеком , со скоростью света добраться до него можно только через 2,44 миллиарда лет.
Куда бы вы ни отправились во Вселенной, везде будут источники тепла. Чем дальше вы от них ото всех, тем холоднее. На расстоянии в 150 миллионов километров от Солнца Земля поддерживает скромную температуру в 26-27 градусов по Цельсию, которая была бы градусов на 50 холоднее, не будь у нас атмосферы. Еще дальше - и Солнце будет нагревать объекты все меньше и меньше. Плутон, к примеру, температурой в -229 градуса по Цельсию: достаточно холодный, чтобы жидкий азот замерз. Мы можем отправиться еще дальше, в межзвездное пространство, где ближайшие звезды будут в световых годах от нас.
Холодные молекулярные облака, которые бродят изолированно по всей галактике, еще холоднее, на несколько градусов выше абсолютного нуля. Поскольку звезды, сверхновые, космические лучи, звездные ветры и все остальное обеспечивают галактику энергией в целом, сложно найти что-то еще более холодное в Млечном Пути. Но если выйти в межгалактическое пространство, за миллионы световых лет от ближайших звезд, единственным, что будет поддерживать вас в тепле, будет послесвечение Большого Взрыва, космический микроволновый фон.
При температуре ниже 3 градусов по Цельсию выше абсолютного нуля эти едва обнаруживаемые фотоны являются единственным источником тепла. Поскольку каждое место во Вселенной постоянно бомбардируется этими инфракрасными, микроволновыми и радиофотонами, можно подумать, что 2,725 градуса Кельвина (-270,42 по Цельсию) - это самое холодное, что можно найти в природе. Чтобы испытать температуру холоднее, нужно подождать, пока Вселенная расширится еще больше, растянет длины волн этих фотонов и остынет до еще более низкой температуры. И это произойдет, конечно же, но не скоро. К этому моменту Вселенная станет в два раза старше - пройдет еще 13,8 миллиарда лет - и самая низкая температура едва ли будет превышать хотя бы один градус выше абсолютного нуля. Однако вы уже сейчас можете найти место, которое холоднее самых глубоких глубин межгалактического пространства.
Даже далеко ходить не придется. Это туманность Бумеранг, расположенная всего в 5000 световых годах от нас, в нашей собственной галактике. В 1980 году, когда ее впервые наблюдали в Австралии, она была похожа на двудольную асимметричную туманность, за что ее и прозвали «бумерангом». Последующие наблюдения показали, что эта туманность является в действительности препланетарной туманностью, промежуточным этапом в жизни умирающих звезд типа Солнца. Все подобные звезды эволюционируют в красных гигантов и заканчивают свою жизнь в виде планетарной туманности и белого карлика, когда внешние слои раздуваются, а центральное ядро сжимается. Но между красным гигантом и планетарной туманностью есть фаза препланетарной туманности.
Перед тем как внутренняя температура звезды повысится, но после того, как начнется выталкивание внешних слоев, мы получим препланетарную туманностью. Иногда в виде сферы, но чаще в виде двух биполярных джетов, она будет выбрасывать вещество из солнечной системы в межзвездную среду. Этот этап очень короткий: всего несколько тысяч лет. Пока что в такой фазе было обнаружено около десятка звезд. Но туманность Бумеранга особенная даже среди них. Ее газовые джеты выбрасываются в десять раз быстрее, чем обычно, двигаясь на скорости около 164 километров в секунду. Она теряет массу быстрее, чем положено: каждый год улетучивается материал на несколько Нептунов. В результате получается самое холодное место в известной Вселенной, и в некоторых частях туманности температура составляет около 0,5 градуса Кельвина: полградуса выше абсолютного нуля.
Все остальные планетарные и препланетарные туманности гораздо теплее, но почему так происходит - это объяснить очень просто. Попробуйте глубоко вдохнуть, задержать дыхание на три секунды и затем выпустить воздух. Можно проделать это двумя способами, удерживая руку на расстоянии 15 сантиметров от вашего рта.
- Можно выдохнуть широко разинутым ртом и почувствовать, как теплый воздух мягко ударяется о вашу руку.
- Можно вытянуть губы трубочкой и выдуть холодный воздух.
В обоих случаях воздух нагревается внутри вашего тела и остается такой же температуры прежде, чем проходит через ваши губы. Но если рот широко открыт, воздух выходит медленно и слегка нагревает руку. Если же он выходит через маленькое отверстие, воздух быстро расширяется и остывает.
Внешние слои звезды, которые породили туманность Бумеранг, находятся в таких же условиях:
- много горячего вещества
- которое быстро выбрасывается
- из крошечной точки (а точнее, двух)
- расширяется и остывает.
Но что особенно интересно, так это то, что туманность Бумеранг предсказали еще до того, как нашли. Астроном Ражвендра Сахай подсчитал, что препланетарная туманность при определенных условиях - что были описаны выше - действительно может достичь более низкой температуры, чем все другие места во Вселенной. Сахая затем вошел в состав команды в 1995 году, которая проделала важные длинноволновые наблюдения и определила температуру туманности Бумеранг. Теперь это самое холодное известное место во Вселенной.
Необычный объект обнаружили при помощи новейшего телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), работающий в высокогорной чилийской пустыне Атакама в Южной Америке. Претендент на звание самого холодного объекта имеет температуру всего 1 градус Кельвина или минус 272,15 градусов по шкале Цельсия.
nasa.gov
Туманность Бумеранга всего на один градус выше абсолютного нуля — минимально возможной температуры, при которой замерзает самый легкий химический элемент — водород. Специалисты, работающие с ALMA, говорят, что данная туманность едва видна на фоне микроволнового фона Вселенной, представляющего собой остаточное излучение от Большого Взрыва, произошедшего 13,7 млрд лет назад. Считается, что микроволновой фон обладает минимальной из возможных температур и на его фоне все остальные объекты во Вселенной теплее, следовательно, они обладают тепловым излучением и видны в инфракрасном спектре наблюдений.
Однако Туманность Бумеранга тут практически не видна, телескоп передал лишь бумерангообразные очертания этой туманности, что указывает на крайне низкую температуру данного объекта. Ученые говорят, что низкая температура туманности — это лишь одна сторона медали. Другая — в том, что эта туманность обладает небольшим оптическим свечением, что невозможно объяснить современными научными знаниями. Впрочем, ученые говорят, что современной физике известно очень мало о сверххолодных космических объектах и многие данные здесь либо не полны, либо основаны на неподтвержденной теории.
Сама по себе Туманность Бумеранга представляет собой объект, удаленный от нас на 5000 световых лет в созвездии Центавра. Это достаточно молодой объект, что добавляет интриги, так как неясно, как в современной части Вселенной мог возникнуть столь холодный объект. Возможно, что в центре туманности есть несколько небольших или умирающих звезд, которые дают ему светимость, но пока это не подтверждено.
Ученые говорят, что туманность - это пре-планетарный объект, то есть тут нет звездных систем, подобных нашей, следовательно, и планет тут тоже нет. Вероятно, что столь низкая температура туманности обусловлена как раз работой тех самых звезд. Здесь создается эффект, похожий на тот, что существует в холодильниках. Звезды просто забирают все тепло из туманности, оставляя ее в виде гигантской морозильной камеры. При этом, свет звезд пронзает всю туманность и газо-пылевые облака в ней начинают светиться.
Отметим, что Туманность Бумеранга была открыта еще в 2003 году при помощи телескопа Хаббл, но этот телескоп не имеет системы температурного мониторинга, поэтому температура Туманности до сих пор была не выясненной. За десять лет исследований ученые, которые сначала определили форму газового облака в созвездии Центавра как галстук-бабочку или песочные часы, теперь сравнивают его с призраком. Специалисты, рассматривая Бумеранг, заметили, что туманность окутывает вытянутая оболочка, которая по форме напоминает привидение.
Некоторые космологи утверждают, что реликтовое «холодное пятно» является отпечатком параллельной Вселенной, которая переплетается с нашей.
Суперпустота Эридана или «холодное пятно» — это уникальная область в созвездии Эридан, которая имеет невероятно низкое реликтовое излучение, температура которого на 70 мкК холоднее, чем средняя температура реликтового излучения во всей Вселенной, которое создается реликтовыми фотонами. Температурное отклонение на 0,00015 градусов по Цельсию может означать, что «холодное пятно» является супервойдом - пустейшим пространством между галактическими нитями. В районе Суперпустоты Эридана радиоисточники, которые могли бы создавать излучение, практически отсутствуют. Это значит, что в этой области космоса нет ни галактик, ни галактических скоплений.
Размер этой пространственной «дыры» в диаметре составляет примерно миллиард световых лет. В ней свободно бы поместилось более 10 000 разных галактик. Предположительно здесь отсутствует не только обычное вещество, но и гипотетическая темная материя. Основываясь на этом предположении, Суперпустота Эридана может вмещать в себя темную энергию или космический вакуум.
Согласно последним данным, полученным учеными, обычное вещество, из которого состоят все известные элементарные частицы, создают 5% полной энергии во Вселенной. Темная и обычная материя составляет лишь 1/3 суммарной энергии Вселенной. Базируясь на теории о том, что Вселенная постоянно расширяется, космологи решили, что помимо гравитационного притяжения в природе существует и гравитационное отталкивание - антигравитация.
Главным «двигателем» расширения Вселенной астрономы признали темную энергию. Соответственно, оставшиеся 2/3 суммарной энергии Вселенной предположительно приходятся на эту субстанцию. Теоретически, носителем темной энергии во Вселенной выступает универсальная физическая среда. Может быть, она содержится именно внутри таких «дыр», как Суперпустота Эридана?
Нельзя не отметить, что подобных пустот во Вселенной, подобной зоне в созвездии Эридана, существует не мало. Современной науке известны пара десятков суперпустот–войдов, где плотность космического вещества ниже, чем в среднем во Вселенной. Суперпустота Эридана могла бы претендовать на роль самой большой пустоты среди всех, содержа на 20% меньше материи, чем в остальной части Вселенной. Что же может находиться внутри этой «дыры»?
Некоторые космологи утверждают, что реликтовое «холодное пятно» является отпечатком параллельной Вселенной, которая переплетается с нашей. Другие же считают, что реальная картина выглядит иначе. Суперпустота Эридана может является скоплением гораздо меньших пустот, каждая их которых окружена галактиками. Данное предположение согласовывается с теорией о Мультивселенных, которая рассказывает о том, что наша Вселенная существует в гипотетическом «мыльном пузыре», в то время как параллельные миры развиваются внутри своих собственных «пузырей». Если анализ фонового реликтового излучения докажет состоятельность этой теории, то Суперпустота Эридана может стать свидетельством ее правдивости.
Туманность Бумеранг. Снимок телескопа «Хаббл»
Фото: NASA
Ученых давно интересовал вопрос: насколько холодно в космосе. Как правило, температура там не ниже температуры реликтового излучения, которое пронизывает всю Вселенную. Однако, в те местах, где умирают звезды, температура может опускаться гораздо ниже. Именно такое место удалось отыскать ученым в планетарной туманности Бумеранг.
Средние показатели температуры на Земле, планете, которая находится от Солнца на расстоянии более 149 миллионов километров, держатся в пределах 300 К. Стоит отметить, что планета еще обогревается горячим ядром, а кроме того, в случае отсутствия атмосферы температурные показатели были бы еще на 50 К меньше. Чем дальше находится объект от ближайшей звезды, тем там холоднее. К примеру, на Плутоне средняя температура составляет всего 44 К. При таких показателях даже азот замерзает, а значит, от земной атмосферы практически ничего бы не осталось, ведь в ней 80 процентов азота. За пределами Солнечной системы, в межзвездном пространстве, значительно холоднее.
По галактике плавают молекулярные облака, вещество в которых имеет температуру примерно 10-20 К, что близко к абсолютному нолю. В галактике более низких температур больше нет, поскольку остальные ее части в той или иной мере согреты звездным излучением.
Однако в межгалактическом пространстве температура еще ниже, чем в молекулярном облаке, которое находится далеко от источников излучения. Между собой Галактики разделяются миллионами световых лет пустоты, и единственным излучением, доходящим во все уголки космоса, является микроволновое реликтовое излучение, которое осталось от Большого Взрыва. За счет волн реликтового излучения температура в межгалактическом пространстве не опускается ниже 2,73 К. На первый взгляд может показаться, что холоднее просто быть не может, но на самом деле это далеко не так.
Если говорить более точно, то холоднее теоретически может быть. Для того, чтобы температурные показатели межгалактического пространства опустились ниже 2,73 К, необходимо дождаться, чтобы Вселенная немного расширилась. Это расширение происходит уже сейчас – Вселенная расширяется со скоростью порядка 770 километров в секунду на 3,26 миллионов световых лет. В настоящее время возраст Вселенной достигает 13,78 миллиардов лет, а когда ей станет в два раза больше, реликтовое излучение сможет удерживать температуру лишь на один градус выше абсолютного ноля.
И самое неожиданное известие от ученых: наиболее холодное место во Вселенной отыскать можно уже в данный момент, причем, не очень далеко от Земли – в туманности Бумеранг, расположившееся от нашей планеты на расстоянии всего 5 тысяч световых лет.
В центре данной туманности расположена умирающая звезда, бывшая в прошлом подобно Солнцу, желтым карликом. Подобно остальным звездам одного спектрального класса, она стала красным гигантом и закончила существование в системе, возникшей из белого карлика и препланетарной туманности, возникшей вокруг него.
Планетарной туманностью принято называть остатки периферийных участков красного гиганта, сброшенных звездой в тот период, когда ее центр сжался до размеров белого карлика. Но, перед тем, как стать планетарной туманностью, красный карлик на некоторое время становится препланетарной туманностью. В том случае, если в ней возникнут все необходимые условия, температурные показатели в туманности могут опуститься ниже самых низких температур во Вселенной. К подобным выводам пришел индийский астроном Равендра Сахай, причем, значительно раньше, чем его команда создала температурную карту туманности Бумеранг и убедилась, что там и правда очень холодно.
Туманность Бумеранг - самое холодное место во вселенной
Фото: ESA/NASA
Возникает препланетарная туманность в том случае, если в ядре звезды температура повышается, но в это же время периферийное вещество лишь начинает отделяться. Этот процесс происходит несколькими выбросами потоков плазмы, которые начинаются во внешнем слое звездного вещества. Эти потоки по космическим меркам существуют очень недолго – всего несколько тысяч лет. При условии, что плазма в потоке движется быстро (а в туманности Бумеранг это именно так), то потеря вещества звездой происходит с большой скоростью. Именно благодаря этой огромной скорости в туманности и возникают те области, в которых температурный показатель не превышает 0,5 К, что значительно ниже температуры в любом другом месте Вселенной.
А все потому, что тепловая энергия молекул переходит в кинетическую энергию движения, за счет чего воздух и остывает.
No related links found
