Астрономический сайт

Загадки земли и вселенной

Круговорот газа и пыли во Вселенной

Межзвездное пространство
В межзвёздном пространстве газ и вместе с ним пыль распределены крайне неравномерно, концентрируясь в облака и сверхоблака. Размеры сверхоблаков — несколько сот парсек, а типичная масса — несколько миллионов масс Солнца. В основном это протяжённые области атомарного нейтрального водорода. В них вкраплены более плотные гигантские молекулярные облака, где сосредоточен практически весь молекулярный газ, т. е. около половины всего межзвёздного газа в Галактике (2 млрд. масс Солнца). Межзвёздный газ служит материалом, из которого формируются новые звёзды. В газовом облаке под действием сил тяготения образуются плотные сгустки — зародыши будущих звёзд. Сгусток продолжает сжиматься до тех пор, пока в его центре температура и плотность не повысятся до такой степени, что начинаются термоядерные реакции превращения водорода в гелий. С этого момента сгусток газа становится звездой.

Межзвёздная пыль также принимает активное участие в процессе образования звёзд. Пыль способствует более быстрому остыванию газа. Она поглощает энергию, выделяющуюся при коллапсе (сжатии) протозвёздного облака, переизлучает её в других спектральных диапазонах, существенно влияя на обмен энергией между рождающейся звездой и окружающим пространством. От характера такого обмена, т. е. от свойств и количества пыли в облаке, зависит, образуется ли из него одна звезда или несколько и какова будет их масса.

Если в какой-либо части плотного молекулярного облака образовались звёзды, то их воздействие на газ может ускорить конденсацию соседних газовых облаков и вызвать формирование звёзд в них, — протекает цепная реакция звездообразования. Звездообразование в молекулярных облаках можно сравнить с пожаром. Оно начинается в одной части облака и постепенно перекидывается на другие его части, на примыкающие облака, пожирая межзвёздный газ и превращая его в звёзды.

Рано или поздно весь водород в центре звезды «сгорает», превращаясь в гелий. Как только ядерные реакции горения водорода затухают, ядро звезды начинает сжиматься, а внешние слои — расширяться. На определённой стадии эволюции звезда сбрасывает свою внешнюю оболочку или даже взрывается как сверхновая, возвращая в межзвёздную среду газ, затраченный на её формирование.

Разлетающаяся оболочка сгребает межзвёздный газ и повышает его температуру до сотен тысяч градусов. Охлаждаясь, этот газ образует волокнистые туманности, которые расширяются со скоростью сотни километров в секунду. Через сотни тысяч лет остаток этого вещества тормозится и рассеивается в межзвёздной среде, а со временем опять может войти в состав какой-либо молодой звезды.

В результате термоядерных реакций в недрах массивной звезды образуется не только гелий, но и другие химические элементы. Вместе с разлетающейся оболочкой они попадают в межзвёздный газ. Поэтому газ, прошедший через ядерный котёл звезды, обогащён химическими элементами. В Галактике звёзды рождались и умирали на протяжении многих миллиардов лет. И практически весь газ, который сейчас наблюдается в межзвёздной среде, уже не раз прошёл через ядерный котёл.

Первоначальный газ не содержал пыли. Она появлялась по мере старения массивных звёзд с холодной оболочкой — красных гигантов. Температура поверхности таких звёзд всего 2-4 тыс. градусов. При этой температуре в атмосфере звезды образуются пылинки. Излучение звезды оказывает на них давление и выдувает пылинки в межзвёздное, пространство, где они смешиваются с межзвёздным газом. Красный гигант «чадит», подобно пламени свечи, и «загрязняет» космос пылью.

Так происходит круговорот газа и пыли в пределах одной галактики.



Страниц : 1