Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Gde gusto, a gde pusto: himicheskie elementy v galaktikah
24.07.2003 19:47 | S. B. Popov/GAISh, Moskva

Odnim iz samyh vazhnyh astronomicheskih faktov, kotorye dolzhny znat' vypuskniki shkoly, yavlyaetsya sleduyushee: vse my sostoim iz zvezdnogo veshestva. Chto stoit za etim krasivym vyskazyvaniem?

Kogda-to vo Vselennoi ne bylo ugleroda, kisloroda, kal'ciya - voobshe vseh teh elementov, iz kotoryh my v osnovnom sostoim. Byli tol'ko vodorod i gelii, plyus ochen' nebol'shaya primes' deiteriya, litiya i t.p. Zatem obrazovalis' pervye zvezdy - oni byli ochen' massivnymi. A posle ih vzryvov poyavilis' i byli vybrosheny v prostranstvo elementy tyazhelee geliya. Poetomu my mozhem uverenno govorit' o tom, chto lyuboi atom v nashem tele (krome, vozmozhno, atomov vodoroda i geliya) kogda-to pobyval v nedrah kakoi-to zvezdy. Bolee togo, elementy, iz kotoryh my sostoim, byli obrazovany v zvezdah!

Himicheskii sostav Vselennoi postoyanno menyaetsya v storonu uvelicheniya soderzhaniya t.n. metallov (v astrofizike "metallami" nazyvayut vse elementy tyazhelee geliya). V poslednie gody uchenye poluchayut mnogo novyh dannyh, svyazannyh s evolyuciei galaktik. V tom chisle i s ih himicheskoi evolyuciei. Dlya etogo nuzhno nablyudat' ob'ekty na raznyh rasstoyaniyah. Napomnim, chto rasstoyanie udobno opredelyat' po t.n. krasnomu smesheniyu - chem sil'nee pokrasnenie sveta, tem dal'she ot nas nahoditsya galaktika (eto verno dlya bol'shih - kosmologicheskih - rasstoyanii). A t.k. my vidim ee takoi, kakoi ona byla milliardy let nazad, to chem bol'she krasnoe smeshenie, tem bolee molodye ob'ekty my nablyudaem. (Samo krasnoe smeshenie voznikaet iz-za rasshireniya Vselennoi - vse galaktiki razbegayutsya drug ot druga, i skorost' galaktiki otnositel'no nas pryamo proporcional'na rasstoyaniyu.)

Dlya opredeleniya himicheskogo sostava galaktiki nuzhny spektral'nye issledovaniya. T.o. poluchaya spektry galaktik na raznyh krasnyh smesheniyah, my poluchaem informaciyu o himicheskoi evolyucii Vselennoi. I zdes' uchenyh podzhidali syurprizy.

S odnoi storony okazalos', chto dazhe na ochen' bol'shih rasstoyaniyah my vidim ob'ekty s soderzhaniem elementov, blizkim k solnechnomu (t.e. sostav zvezd v dalekih, a znachit molodyh, galaktikah takoi zhe, kak u nashego Solnca). S drugoi storony, dazhe na nebol'shih rasstoyaniyah ot nas my vidim galaktiki ochen' bednye metallami. Nedavno dve gruppy uchenyh sdelali novye vazhnye otkrytiya, rasshiryayushie i uglublyayushie nashe ponimanie himicheskoi evolyucii galaktik i Vselennoi vcelom.

Seichas izvestno uzhe dovol'no mnogo ob'ektov za krasnym smesheniem, ravnym shesti. No zdes' vazhno ne prosto otkryvat' vse bolee i bolee dalekie istochniki (eto pochti sport!). Nuzhno izuchat' ih. Dlya ponimaniya evolyucii galaktik sushestvennymi okazyvayutsya nablyudeniya molekulyarnogo gaza, v pervuyu ochered' SO. V poyavivsheisya segodnya v Arhive elektronnyh preprintov rabote Fabiana Voltera (Fabian Walter) iz Nacional'noi Radioastronomicheskoi observatorii (SShA) i ego kolleg opisyvayutsya dannye po rekordno dalekoi galaktike, vnutri kotoroi sushestvuet kvazar, i v kotoroi udalos' zaregistrirovat' izluchenie oksida ugleroda (SO). Po takim dannym udaetsya dostatochno tochno opredelit' massu molekulyarnogo gaza (v osnovnom eto molekulyarnyi vodorod, no ego kolichestvo opredelyayut po izlucheniyu oksida ugleroda, t.k. molekula SO nesimmetrichna, a potomu bol'she izluchaet). Massa okazalas' ravnoi primerno 22 milliardam mass Solnca. Eto mnogo! Uchityvaya blizost' vremeni ispuskaniya izlucheniya SO (Vselennoi togda bylo vsego okolo 7 procentov ot ee sovremennogo vozrasta) ko vremeni vtorichnoi ionizacii (togda veshestvo bylo vnov' ionizovano svetom poyavivshihsya zvezd i kvazarov), dannoe otkrytie daet vozmozhnost' ponyat' novye detali o Vselennoi vremen okonchaniya "mrachnoi epohi" (Dark Ages). Imenno tak nazyvayut promezhutok vremeni ot epohi izlucheniya reliktovogo fona (krasnoe smeshenie okolo 1000) do formirovaniya pervyh ob'ektov (krasnoe smeshenie poryadka 20).

Kak vsem izvestno, lyuboi krupnyi obzor soderzhit massu interesnoi informacii, kotoraya yavlyaetsya v nekotorom smysle pobochnym produktom, t.k. ne svyazana napryamuyu s glavnoi zadachei proekta. Sloanovskii cifrovoi obzor neba (SDSS) ne yavlyaetsya isklyucheniem. Bolee togo, buduchi odnim iz samyh krupnyh proektov za vsyu istoriyu astronomii, on soderzhit kolossal'noe kolichestvo informacii o samyh raznyh ob'ektah. Nuzhno tol'ko ee izvlech'.

Aleksei Knyazev (Astronomicheskii institut Maksa Planka v Geidel'berge, Germaniya, i Special'naya Astrofizicheskaya Observatoriya, Rossiya) i ego soavtory rasskazyvayut ob otkrytii vos'mi galaktik s ekstremal'no nizkim soderzhaniem metallov (napomnim, chto v astronomii k "metallam" prichislyayut vse elementy tyazhelee geliya, v tom chisle i kislorod). Eto blizkie (po kosmologicheskim merkam) galaktiki: rasstoyanie do samoi dalekoi sostavlyaet lish' okolo 177 Mpk (krasnoe smeshenie menee 0.05). Issledovanie takih ob'ektov seichas ochen' aktual'no v svyazi s bol'shoi aktivnost'yu v izuchenii evolyucii galaktik voobshe i ih himicheskoi evolyucii v chastnosti. Vozmozhno, chto takie galaktiki sohranili pervichnyi himicheskii sostav, t.k. v nih nikogda do nashego vremeni ne shel moshnyi process obrazovaniya zvezd. Oni prospali 10 milliardov let, i tol'ko seichas prosypayutsya k aktivnoi galakticheskoi zhizni.

Dlya vydeleniya etoi vos'merki "ekologicheski chistyh" galaktik ponadobilos' obrabotat' 250000 individual'nyh spektrov. Poetomu rabota predstavlyaet interes i s tochki zreniya opisaniya unikal'noi metodiki vyyavleniya ob'ektov s nizkim soderzhaniem kisloroda.

Kak vidno, mir galaktik ochen' bogat. A nashe vremya bogato na otkrytiya v etoi oblasti blagodarya novym instrumentam i metodam obrabotki dannyh.

Publikacii s klyuchevymi slovami: galaktiki - himicheskaya evolyuciya Publikacii so slovami: galaktiki - himicheskaya evolyuciya
Sm. takzhe: Zvezdnye potoki v mestnoi Vselennoi Galaktika Sigara ot teleskopov "Habbl" i "Dzheims Vebb" "Glaza" v cepochke galaktik Markaryana NGC 4632: galaktika so spryatannym polyarnym kol'com M82: galaktika so sverhgalakticheskim vetrom NGC 3314: kogda galaktiki perekryvayutsya Prizrak Miraha Vse publikacii na tu zhe temu >>