RW Space

Согласно принятым космологическим моделям, первые галактики начали формироваться между 13 и 14 миллиардами лет назад. В течение следующего миллиарда лет появились космические структуры.

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.

Однако, как и живые организмы, с тех пор галактики продолжают развиваться. Фактически, в течение своей жизни галактики накапливают и теряют массу все время.

В недавнем исследовании международная команда астрономов рассчитала скорость притока и оттока материи для Млечного Пути. Они показали, насколько это важно для нашего понимания галактического образования и эволюции.

Исследование проводилось под руководством астронома ESA 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 резюмировал Майкл Фоли, характеристика скорости, с которой материал добавляется в галактики, имеет решающее значение для понимания деталей этой модели «галактического фонтана».

В соответствии с этой моделью, самые массивные звезды в галактике производят звездные ветры, которые выталкивают материал из диска галактики. Когда они становятся сверхновыми ближе к концу своей жизни, они также теряют 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 — это не изолированное система; 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, черные дыры выделяют огромное количество энергии, которая может нагревать газ и пыль, окружающие ядро, что препятствует эффективному слипанию и гравитационному коллапсу с образованием новых звезд.

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 межзвездный астероид Оумуамуа, подтверждают, что астероиды и кометы выбрасываются из звездных систем и регулярно притягиваются 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 родной планеты? Например, астрофизик Брайан Коберлейн обратился к последнему вопросу в 2015 году. Используя в качестве примера недавний метеоритный поток Близнецов, он написал:

«На самом деле из спутниковых наблюдений за метеорными следами подсчитано, что около 100-300 метрических тонн материала падает на Землю каждый день. Это составляет примерно от 30 000 до 100 000 тонн в год. Это может показаться большими цифрами, но за более миллион лет, это будет составлять менее одной миллиардной доли от общей массы Земли».

Однако, как он продолжает объяснять, Земля также регулярно теряет массу в результате ряда процессов. К ним относится радиоактивный распад вещества в земной коре, что приводит к тому, что энергия и субатомные частицы (альфа, бета и гамма-лучи) покидают нашу планету.

Второй — потеря атмосферы, когда газы, такие как водород и гелий, улетучиваются в космос. В совокупности эти потери составляют около 110 000 тонн в год.

На первый взгляд, это может выглядеть как чистая потеря около 10 000 или более тонн в год. Более того, микробиолог Крис Смит и физик из Кембриджа Дейв Анселл в 2012 году подсчитали, что Земля получает из космоса 40 000 тонн пыли в год, а из-за атмосферных и других процессов она теряет 90 000 в год.

Таким образом, вполне возможно, что Земля становится легче со скоростью от 10 000 до 50 000 тонн в год. Тем не менее, скорость, с которой материал добавляется, на данный момент недостаточно ограничена, поэтому вполне возможно, что мы можем достичь баланса (хотя вероятность того, что Земля набирает массу, кажется маловероятной).

Что касается нашей Солнечной системы, то ситуация аналогичная. С одной стороны, межзвездный газ и пыль поступают все время.

С другой стороны, наше Солнце, на которое приходится 99,86 процента 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. Это происходит со скоростью 1,3245 ​​х 10 ^ 15 тонн в год, хотя Солнце расширяется одновременно.

Это ошеломляющее число, но поскольку масса Солнца составляет около 1,9885 × 10 ^ 27 тонн. Так что Солнце не погаснет в ближайшее время.

Но поскольку оно теряет массу, его гравитационное влияние на Землю и другие планеты будет уменьшаться. Однако к тому времени, когда наше Солнце достигнет конца своей основной последовательности, оно значительно расширится и вполне может поглотить Меркурий, Венеру, Землю и даже Марс.

Таким образом, в то время как 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.

В то же время отрадно знать, что даже самые старые и самые массивные объекты во Вселенной подвержены изменениям, как и живые существа.

Говорим ли мы о планетах, звездах или галактиках, они рождаются, они живут и умирают. Круг жизни в космическом масштабе!