Официальный форум Веры Камши

Увлечения => Наука и образование => Тема начата: Gileann от 13 Мая, 2022, 10:24:08

Название: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 13 Мая, 2022, 10:24:08
https://habr.com/ru/company/first/blog/665418/
Цитировать
Event Horizon объявила о новом открытии — ученые показали фото черной дыры в центре нашей галактики

Короткий комментарий в отсутствие эра Гюнце.
Обьект, получивший название Sagittarius A* был открыт в 1972 году Гарри Клайвом Миннеттом, Брюсом Бейликом и Робертом Брауном. Гипотеза о том, что этот обьект вероятнее всего является черной дырой получила известность в 1980 году. В 2002 году после исследоваий в Институте им. Макса Планка, проведенных под руководством будущего Нобелевского лауреата Рейхарда Генцля, эта гипотеза стала доминирующей, поскольку исследователи проверики и не подтвердили другие возможные гипотезы. В статье, опубликованной в Астрофизическом журнале в 2009 году Рейхард Генцль назвал Sagittarius A* наиболее убедительным эмпирическим свидетельством того, что сверхмассивные черные дыры действительно существуют. The Event Horizon получил прямые радиоимеджи (простите, не знаю более аккуратного перевода на русский) в 2017 и им понадобилось 5 лет, чтобы провести цифровую обработку радиосигналов и опубликовать "чистое" изображение. 
А смотрится красиво :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 21 Мая, 2022, 17:25:40
Может, все же вспомним http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96691#msg96691?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 22 Мая, 2022, 06:39:26
Может, все же вспомним http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96691#msg96691?

Спасибо, мэтр :)
Для тех, кто пойдет по ссылке - у меня она ведет к ответу 30, а про эту ослепительно красивую черную дыру ответ 38 (ну и про некоторые другие дыры ответ 39). Но между 30 и 38 все тоже очень интересно :) 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 22 Мая, 2022, 10:00:09
Там - активная центральная черная дыра сверхгигантской эллиптической галактики М87 (Дева А), здесь - меньшая на три порядка и имеющая минимум на семь порядков уступающую ей активность центральная черная дыра куда меньшей гигантской спиральной галактики Млечный путь. А какое сходство!
Кстати, о сходстве. Похоже по предварительному анализу, что скорость и поляризация газа (которого, конечно, в нашем случае намного меньше), обращающегося в аккреционном диске обоих ядер - а следовательно, и напряженность магнитного поля вблизи горизонта событий обеих черных дыр - достаточно близки. 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 27 Мая, 2022, 19:00:32
фок Гюнце, многие недоумевают, а чего это в нашей галактике черная дыра мелковата по сравнению с немаленькими размерами Млечного Пути. А как вы думаете? Может такое быть, что самую большую дыру просто еще не обнаружили? Может в нашей галактике не одна сверхмассивная? Ведь за свою историю наша галактика Молочный Путь поглотила несколько своих меньших спутников, значит и их дыры. 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Мая, 2022, 08:42:30
Ну, хотя свою галактику изнутри изучать сложнее, чем чужие снаружи, не заметить в ней лишнюю черную дыру массой в миллионы солнечных при ее эксцентричном расположении трудно.
Последний большой мерджинг был давно - он как раз и сформировал нам тонкий диск.
А про следы малых мерджингов и про  наличие в нашей Галактике центральных черных дыр поглощенных галактик, принимавшихся долгое время за шаровые скопления (и не только) я в этой теме не раз рассказывал.

Опять же, отчего мы считаем, что черная дыра у нас маловата? Строгой корреляции между размерами спиральной галактики и ее центральной черной дыры вообще нет - но статистически, ЦЧД Млечного пути вполне характерна для дисковидных галактик такого размера. Это вот у галактики Андромеды она великовата.*1

Большие ЦЧД характерны для гигантских эллиптических галактик (больших эллиптикалов) - там они, обычно, намного крупнее, чем у дисковидных - и я рассказывал, почему, когда писал про эллиптические галактики: там для ЧД намного более благоприятны условия питания.

Кстати, про корреляционные зависимости параметров галактики и ее ЦЧД я тоже где-то писал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91941#msg91941 и далее: там взаимосвязи интересны, иногда парадоксальны, но как раз корреляции масс галактики и ее ЧД нет (зато имейте в виду наличие корреляции между массами ЧД и балджа дисковидной галактики).

А вообще, размер центральных ЧД галактик, скорее всего, особенно, не в случае больших эллиптикалов, обусловлен не столько историей и размером галактики, сколько начальными условиями и историей формирования самой дыры и ядра.   В теме было кое-что про модели формирования ЦЧД - звездная бомбардировка, прямой холодный коллапс, квазизвезды http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78242#msg78242. Черная дыра могла родиться еще до формирования галактики - а размер ее зависел только от условий ее рождения. Там, где материи было много и поля тучные - там и дыра была большой - ну, так там и центр кластера будет, и сверхгигантский эллиптикал сформируется, и дыра еще и потом расти сможет. Там, где не так много материи, там и дыра поменьше - одна в миллионы солнечных масс, другая - в сотни миллионов.  А уж какая там по размеру галактика образуется - сие от дыры не зависит.


*1А это - отдельная и долгая история со своими пробелами и белыми пятнами, обусловленными тем, что до последнего времени систематические наблюдения галактики Андромеды не проводились.
Скажем прямо, несистематические тоже - в течение первых 12,5 - 13 Gyr ее истории внимания на нее по тем или иным причинам не обращали, и нынче судить о происходивших в те времена событиях можно лишь по множеству неясных и подчас противоречивых косвенных признаков - структура и степень динамического нагрева дисков, положение ЦЧД, распределение химических элементов,  звездного населения и шаровых скоплений по возрасту и металличности, демография спутников, хемоархеология окружающей среды и прочее. Ранняя история галактики еще не написана.   
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Мая, 2022, 20:03:04
A чтобы проиллюстрировать, отчего масса гигантской спиральной галактики и ее ЦЧД могут быть никак не связаны, рассмотрим пример.
 Представим себе этак лет десять-двенадцать миллиардов назад две совершенно одинаковых спирали (по крайней мере, будущих) с ЦЧД нормального размера (скажем, два-три миллиона солнечных масс). Обе захватывают два совершенно одинаковых спутника барионной массой по двадцать миллиардов солнечных, по тем временам богатых газом (скажем, с массой газа шесть миллиардов солнечных масс. А то и восемь). Но при этом первая захватывает спутник в проградном движении (направление обращения спутника совпадает с направлением вращения галактики) и большим моментом, а вторая - в ретроградном (направление обращения спутника противоположно направлению вращения галактики) и, соответственно, малым моментом.
Результаты таких малых мокрых мерджингов http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42670#msg42670 при полном сходстве участвующих галактик оказываются разительно несходными.
При проградном мерджинге газ спутника остается обращаться в галактике, вступает в бурное звездообразование, быстро, за считанные десятки-сотни миллионов лет расходуется на прирост звездной массы - и практически не попадает к центру. Опускаться туда он будет  очень долго, доберется до центра (если доберется) очень малая доля вторичного, переработанного звездами газа и будет это весьма нескоро: в сущности, этот мерджинг на ядро почти не повлияет, и останется ЦЧД при своей массе.
А во втором случае газ с малым моментом быстро опустится к центру галактики, израсходуется по пути процентов пятьдесят-семьдесят максимум (а то и двадцать-тридцать) - и вскоре к ядру начнется приток газа в несколько миллиардов солнечных масс.
И результат - для баланса барионной массы в галактике в сущности ничего не изменилось - а вот ядро галактики по сравнению с первым случаем вырастает практически на три порядка.
И спустя десяток миллиардов лет можно будет любоваться практически одинаковыми галактиками с тысячекратной разницей масс их центральных черных дыр.


Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Июн, 2022, 08:33:13
Кое-что о том, что иногда падает на звезды

Начну издалека.
Вокруг нейтронной звезды SWIFT J1756.9 обращается компаньон массой не более тридцати масс Юпитера. И эта пара очень интересна...
Собственно, интересного в этой паре много.
Во-первых, интересен сам пульсар - он имеет массу в полторы солнечных и вращается с сумасшедшей скоростью, его период составляет 5,5 миллисекунды (представили себе шар диаметром двадцать километров, вращающийся со скоростью 182 оборота в секунду?). Это, конечно, не рекорд скорости - но для тренировки воображения годится.
Во-вторых, интересен (и весьма) период обращения его компаньона. Он удален на 370 тысяч километров от нейтронной звезды (меньше, чем Луна от Земли) и обращается вокруг нее за 54 минуты 40 секунд (меньше, чем за час!) Вообразили?
Ну, и наконец, интересна история этой пары. Когда-то компаньон пульсара сам был звездой, удаленной от главного компаньона пары на большее расстояние. Потом главный компаньон взорвался сверхновой и превратился в нейтронную звезду, малый компаньон этот взрыв, а после с течением времени согласно неумолимым законам эволюции стал красным гигантом. При этом нейтронная звезда оказалась внутри его оболочки - и вращение компаньонов затормозилось, а сами они резко сблизились. После этого оболочка красного гиганта рассеялась, а нейтронная звезда быстро и эффективно стащила и съела большую часть остатка звезды-компаньона, оставив от нее лишь скелет (при этом газ, падающий на поверхность нейтронной звезды, раскрутил ее до столь высоких скоростей).
Но самое интересное - расчет показывает, что, в сущности, нейтронная звезда и сейчас вращается под оболочкой (то есть, внутри) своего компаньона-карлика, меньшего ее по массе примерно в пятьдесят раз.
Так что, если посмотреть на эту пару со стороны, скорее всего, можно будет увидеть лишь дергающийся с периодом в 55 минут остаток звезды с огромным горбом (аккреционным диском находящейся под ее поверхностью нейтронной звезды).
Вот бы увидеть поближе...

Соответственно, посмотрев на эту систему, в которой нейтронная звезда нырнула под оболочку звезды обычной, задаешься вопросом - а может ли нейтронная звезда пойти дальше и  "утонуть" в обычной?
Оказывается, вполне может. После взрыва сверхновой в двойной системе нейтронная звезда в принципе, может получить импульс, который приведет ее к столкновению с ее компаньоном (мы же помним, что взрывы сверхновых не являются симметричными, и остатки сверхновых смещаются с места взрыва, причем подчас с высокой скоростью). Либо в тесной двойной системе, подобной описанной, взаимное вращение компонентов неминуемо затормозится, и нейтронная звезда начнет погружаться вглубь обычной.

В результате может образоваться удивительный объект - "обычная" звезда, внутри которой находится (причем, на большой глубине) нейтронная. Такой гипотетический класс звезд получил название объектов Торна-Житков. По имени тех, кто рассчитал такую конфигурации - Кипа Торна и Анны Житков.

Что происходит внутри столь причудливой звезды и как она выглядит?
Мы помним, что поверхность нейтронной звезды очень горяча - начинает свою жизнь с миллиардов градусов и в течение дальнейшей жизни медленно снижается до сотен миллионов. В любом случае, скорее всего, при нормальных сценариях образования объекта Торна-Житков, ее температура является гораздо большей, чем температура ядер даже самых массивных звезд-гипергигантов (существует, конечно, сценарий случайного неразрушающего столкновения старой холодной нейтронной звезды с обычной звездой, в котором дело обстоит не так, но он предельно маловероятен).
В результате после поглощения нейтронной звезды, внутри обычной звезды начинают бурно идти разнообразные термоядерные реакции в приповерхностном слое нейтронной звезды, там формируется сверхгорячий лиск аккреции (внутри звезды!) - и звезда, поглотившая нейтронную, как и положено, из-за резко возросшего тепловыделения начинает увеличиваться в размерах, независимо от возраста и стадии своей эволюции превращаясь в красный гигант или сверхгигант. В это время отличить объект Торна-Житков от обычного гиганта или сверхгиганта можно только по химическому составу (и, соответственно, спектру) - из за колоссальных температур в ней образуются и могут быть замечены элементы, более тяжелые, чем наблюдаются в обычных звездах и, в том числе, более тяжелые, чем железо - вплоть до теллура.
Из-за очень высоких температур внешние слои звезды может просто "сдуть" в пространство - и тогда объект Торна-Житков будет наблюдаться как звезда Вольфа-Райе (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96919#msg96919),  с теми же оговорками о спектре.
Судьба объектов Торна-Житков не совсем ясна и может быть различной.
Во-первых, ясно, что живут они недолго - порядка десятков и сотен тысяч лет.
Скорее всего, они взрываются как сверхновые при коллапсе нейтронной звезды в черную дыру (за счет аккреции внутренних слоев звезды на нее и прироста массы), оставляя после себя черную дыру и рассеивающееся облако остатков взрыва. Но возможен вариант, при котором мощный поток излучения сбрасывает внешние слои звезды, оставляя внутри медленно вращающуюся нейтронную звезду.
В любом случае, из-за очень короткого времени жизни объекты Торна-Житков должны быть весьма редкими. Согласно некоторым подсчетам, в Галактике их может быть всего лишь несколько десятков, максимум, пара сотен.

Интересно то, что аналогичным образом звезда-компаньон может захватить не нейтронную звезду, а черную дыру, также оставшуюся после гибели более массивного компонента тесной двойной системы (мы же помним, что после взрыва сверхновой в зависимости от массы прогенитора может остаться нейтронная звезда, черная дыра или не остаться ничего). Обратите внимание, насколько объект Торна-Житков этого типа, в сущности, внешне схож с квазизвездой (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78242#msg78242).
В начальный момент такой объект Торна-Житков несколько отличается от случая захвата нейтронной звезды - ведь черную дыру нельзя назвать раскаленной. Но захваченная черная дыра вскоре сформирует внутри захватившей ее звезды аккреционный диск, который нагреется до огромных температур, так что отличия нивелируются. На зрелой стадии два типа объектов Торна-Житков, отличающихся захваченным содержимым сверхгиганта (нейтронной звездой и черной дырой), со стороны неотличимы. Разница между ними заключается только в их будущем - нейтронная звезда, скорее всего, как сказано ранее, сколлапсирует в черную дыру, спровоцировав грандиозный взрыв захватившей ее звезды, а черная дыра уже никуда не сколлапсирует - она просто рано или поздно захватит материал ядра звезды, а внешние оболочки объекта Торна-Житков будут рассеяны в пространстве (так же, как это должно было происходить с квазизвездами).

Расчеты показывают, что эволюция объектов Торна-Житков происходит удивительно быстро. На то, чтобы затормозиться внутри звезды и опуститься к ее центру, нейтронной звезде или черной дыре требуется время порядка тысячи лет. При этом окончательное торможение (от начала проникновения в ядро до момента, когда нейтронная звезда полностью в нем "тонет" ) занимает всего месяц.
При этом движение поглощенного объекта внутри поглотившей его звезды является сверхзвуковым (до трех скоростей звука), что, как Вы понимаете, не способствует стабильности внешних слоев звезды.
После того, как нейтронная звезда или черная дыра занимает свое место в ядре, со стороны должен наблюдаться "полностью конвективный сверхгигант" - красный холодный сверхгигант с необычно высоким содержанием тяжелых металлов в спектре (см. выше).

С объектами Торна-Житков связана интересная детективная история.

1. 13 января 2014 года была опубликована информация о обнаружении в Малом Магеллановом облаке кандидата на роль первого идентифицированного объекта Торна-Житков - звезды-сверхгиганта HV 2112 с необычайно высоким содержанием лития и достаточно экзотических для звезд (по крайней мере, звезд, не относящихся к гипергигантам) элементов - рубидия и молибдена - что теоретически объяснимо именно существенно более сложным характером термоядерных реакций во внешних слоях объектов Торна-Житков, обусловленных присутствием внутри объекта чрезвычайно горячей нейтронной звезды.

2. В 2015 году исследования определенно вселили уверенность в том, что этот самый объект HV 2112 в SMC действительно мог оказаться объектом Торна-Житков.

3. Увы. Спустя считанные месяцы детальные наблюдения показали, что если этот объект действительно находится в SMC, его скорость (вернее, ее поперечная проекция) составляет около трех тысяч километров в секунду. Это много. Это слишком много. Это настолько много, что представить себе процесс, который придает звезде в указанных условиях такую скорость, практически невозможно.
Отсюда последовал грустный вывод - скорее всего, звезда находится намного ближе и является случайно спроектировавшейся на Магелланово облако звездой гало Млечного пути, и, стало быть, ее яркость намного ниже, чем предполагалось. А в этом случае, она - вовсе не объект Торна-Житков, а всего лишь звезда класса S (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77140#msg77140), бывший компаньон массивной звезды, относившейся к AGB (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141). захвативший металлы из ее внешней оболочки.

4. А еще спустя некоторое время уточненная информация о собственном движении объекта HV 2112 с учетом данных более ранних фотометрических каталогов заставила думать, что наиболее вероятным является факт завышения оценки собственного движения при последних наблюдениях. Таким образом, возникло предположение, что объект все же находится на большом расстоянии (в Малом Магеллановом облаке) и, следовательно, с большой долей вероятности является объектом Торна-Житков.

5. Уже в 2018 году были опубликованы результаты очень длительных и глубоких наблюдений характеристик группы красных сверхгигантов Малого Магелланова облака. Принадлежность HV 2112 этой галактике подтверждена практически несомненно - но изучение ее характеристик и архивных данных показало, что реальная масса звезды значительно ниже определенной первоначально. В результате сделан вывод, что спектр, светимость и иные характеристики звезды HV 2112 характерны не для объекта Торна-Житков, а для куда менее массивной стареющей звезды промежуточной массы (около пяти солнечных), с внешней оболочкой, обогащенной металлами от ранее погибшего компаньона.

6. И Вы думаете, на этом можно ставить точку? Напрасно. В этом же исследовании был опубликован материал о совсем другой звезде все в том же Малом Магеллановом облаке - HV11417 - масса которой, светимость и характер спектра достоверно указали, что она является объектом Торна-Житков.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 04 Июн, 2022, 20:08:49
фок Гюнце, про галактик вы просто и понятно объяснили, попробую это умозрительно осмыслить.
  А вот устойчивость сверхплотного объекта звездной массы внутри другой звезды  вызывает сомнения. Теоретически это можно представить для нейтронной звезды (которая быстро станет гиперонной и так далее), но в случае большой черной дыры сомневаюсь, что на нынешнем уровне физики это можно посчитать даже теоретически.
   Впрочем, я вполне допускаю при некоторых условиях существование внутри не очень плотной звезды микроскопических черных дыр (если они вообще возможны), но большая быстро сотворит со звездой много нехорошего.
   Понятно, что некоторое время такой объект может существовать внутри звезды потому, что он маленький и в его глотку просто всё сразу не пролезет, если выразиться образно. А мощность излучения горячей нейтронной звезды препятствует окружающему давлению. Но вот интересно, как может аккреция происходить в столь плотной среде? Куда бьют релятивистские джеты? Или они становятся частью конвективный потоков? У такой гибридной звезды должна быть очень специфическая конвекция.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 13 Июн, 2022, 16:08:42
фок Гюнце, про галактик вы просто и понятно объяснили, попробую это умозрительно осмыслить.
  А вот устойчивость сверхплотного объекта звездной массы внутри другой звезды  вызывает сомнения.
Эти сомнения лучше всего рассмотреть в свете, ну, скажем, публикаций в Astrophysical Journal, vol. 199, July 1, 1975, pt. 2, p. L19-L24 и Astrophysical Journal, Part 1, vol. 212, Mar. 15, 1977, p. 832-858 (открытого текста у меня под руками нет, ссылки на публикации - https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1975ApJ...199L..19T/abstract и https://adsabs.harvard.edu/full/1977ApJ...212..832T) - и последующие. И обсудить лучше всего непосредственно с авторами, благо и Кип Торн, и Анна Житков, насколько я знаю, вполне успешно трудятся.
Мне сказать по этому поводу что-то трудно - ибо у меня сомнений нет, как и хоть каких-то мыслей о том, что тут может вызвать сомнения.


 
Теоретически это можно представить для нейтронной звезды (которая быстро станет гиперонной и так далее)
Вот гиперонная звезда у меня сомнения вызывает - как и понятие "быстро" в данном контексте.
Знаете, упасть на нейтронную звезду очень проблематично, аккреция там благодаря магнитному полю и ее моменту весьма незначительна, плотность окружающей среды невелика - плотность звезды. С чего вдруг "быстро" масса аккрецирующего вещества достигнет величин порядка солнечной массы, понять трудно.

Впрочем, это лучше обсудить с этими авторами:
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1994ApJ...420..364B/abstract, https://academic.oup.com/mnras/article/263/4/817/983270?login=false
Они оценивали длительность жизни объектов Торна-Житков - и насчитали 105 - 106 лет.
может, конечно, это и быстро...

 
, но в случае большой черной дыры сомневаюсь, что на нынешнем уровне физики это можно посчитать даже теоретически.
Что именно посчитать?
В случае большой черной дыры аккреция наблюдается повсеместно.  Даже слово специальное есть для наблюдательного феномена большой черной дыры и активной аккреции. Квазар называется.
Но откуда в нашем случае большая черная дыра? В нашем случае имеет место маленькая черная дыра звездной массы.
 И вот тут появляется вопрос, что именно нужно считать. И что именно хотелось бы посчитать. И каким именно  расчетам препятствует нынешний уровень физики.

 
   Впрочем, я вполне допускаю при некоторых условиях существование внутри не очень плотной звезды микроскопических черных дыр (если они вообще возможны), но большая быстро сотворит со звездой много нехорошего.
Что именно?
Микроскопические черные дыры - штука, конечно, хорошая, если найти ответ на вопрос, откуда ее взять. А то я пока про этих зверей в основном из своеобразных популяризаций и полуфантастической литературы слышал.
Да и вообще... Никто их ни разу не видел, ни одной правдивой истории о том, откуда их берут, не слышал, о том, как они дожили до наших дней, не узнал...
Так что давайте лучше говорить про макроскопические - уж эти точно существуют. И про нехорошее.
Вот, скажем, что нехорошего со звездой массой, скажем, 15 солнечных сделает черная дыра массой 5 солнечных? И за какое время?
То есть, я, конечно, понимаю, что именно - но интересно, опять же, что такое "быстро". Ибо быстро она разве что превратит звезду в полностью конвективный сверхгигант (эка невидаль!), быстро притормозится и опустится к ядру (это понятно) - а дальше вопрос в величинах массы звезды-хозяйки и собственных массы, момента и соответственного магнитного поля дыры, соотношение которых и расскажет, за какое время (только не "быстро") дыра "испарит" полярными джетами основную массу хозяйской звезды и какую часть (по массе) звезды составит внешняя рассеивающаяся оболочка. Ну, понятно, что какая-то часть массы звезды еще и пойдет на прирост массы самой дыры.

Впрочем, насчет "не очень плотной звезды" - вообще непонятно. Вроде как у любых звезд главной последовательности при одной и той же массе плотность не слишком различается. Да и на более поздних стадиях жизни активных звезд плотность их центральных областей тоже не так уж заметно эволюционирует.

 
   Понятно, что некоторое время такой объект может существовать внутри звезды потому, что он маленький и в его глотку просто всё сразу не пролезет, если выразиться образно. 
Вот где-то я показывал фотографии бо-о-ольших черных дыр - ядер сверхгигантских галактик. Они и сами большие, и глотки у них завидного размера. А пролезает им в глотку максимум один процент (на самом деле - как правило, меньше) аккрецирующего вещества.
Вспомните фотографию центральной черной дыры Девы А http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96691#msg96691 - во внутренней части диска огромная масса при весьма высокой плотности, несчастной дырочке внутри звезды такого и не снилось - а какой дебит вещества из диска? вот именно... при такой глотке дебит джета - 1 солнечная масса в год,  поглощение на три порядка меньше...
И это - большая черная дыра сверхгигантского эллиптикала со своим аккреционным диском - а не маленькая дырочка внутри звездочки.

 

А мощность излучения горячей нейтронной звезды препятствует окружающему давлению. Но вот интересно, как может аккреция происходить в столь плотной среде? Куда бьют релятивистские джеты? Или они становятся частью конвективный потоков? У такой гибридной звезды должна быть очень специфическая конвекция.
Хм... Какая там плотность вещества? Для данного случая - весьма низкая. Сравнительно с плотностью энергии в процессах - почти никакой.  Для полярного джета или аккреционного диска такая плотность среды - это ничто.
И чем так уж специфична должна быть конвекция у звезды-сверхгиганта, внутрь которой залезло горячее тяжелое  двадцатикилометровое тело? И как оно будет влиять на удаленные области звезды? Каким, скажем, будет его влияние на температурное поле, скажем, в сотне тысяч километров от него? А в полумиллионе?

Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 15 Июн, 2022, 08:27:34
"Мы перебрасывались черными дырами, как будто это была детская прибаутка из книги Павлы Моудрой для детей младшего возраста".*

Но одна новость хорошая: черная дыра питается очень размеренно, даже когда вокруг полно еды. То есть, до полного пожирания ими нашего мира еще далеко. 
*
Безбожно изгаженная цитата из классики.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 18 Июн, 2022, 20:42:51
"Мы перебрасывались черными дырами, как будто это была детская прибаутка из книги Павлы Моудрой для детей младшего возраста".*

Но одна новость хорошая: черная дыра питается очень размеренно, даже когда вокруг полно еды. То есть, до полного пожирания ими нашего мира еще далеко. 
*
Безбожно изгаженная цитата из классики.


Есть еще лучше новость - его, пожирания, вообще не будет.
Вспомним http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77234#msg77234.
Никто никого не пожрет. Не дождемся. Не успеет. Через 3х1043 лет материя (барионная) сама распадется, не дождавшись пожирания.
Впрочем, через 5х10106 лет и самих дыр не останется.
Так что смотрим в будущее с оптимизмом. 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Росомаха от 06 Июл, 2022, 13:51:03
Логарифмическая карта всей наблюдаемой Вселенной

https://naked-science.ru/community/473160

(https://naked-science.ru/wp-content/uploads/2022/07/image-35.png)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 27 Июл, 2022, 13:31:24
Прекрасно видна структура звуковых волн (акустических колебаний), в первичной плазме, формирующих гиперскопления галактик.

Кстати, если подумать - а что мы вообще можем видеть во Вселенной?

Эти самые хорошо видные на картинке двухмерные гиперскопления галактик ("великие стены", филаменты), ограничивающие пустоты, в которых практически нет материи (войды), являются крупнейшими существующими структурными элементами Вселенной. О них в этой теме на раз говорилось.

Ориентировочное количество этих образований в видимой Вселенной достаточно велико - и структура реликтового излучения позволяет их подсчитать. Поскольку каждое гиперскопление галактик - это изначальная звуковая волна в расширявшейся в ранние моменты развития Вселенной первичной плазме, а эти волны оставили свой "отпечаток" в виде слабых вариаций температуры реликтового фона, размеры (угловые) которых хорошо известны (около одного градуса - про это я тоже рассказывал), расчеты показывают, что всего гиперскоплений или же войдов в видимой Вселенной - более ста тысяч.
Немало. Это означает, что на любом луче зрения, начинающемся у нас в глазу и заканчивающемся поверхностью последнего рассеяния (то есть, той сферой, в центре которой мы находимся, которая находится от нас на красном смещении около z=1100 (соответствует возрасту Вселенной 380 тысяч лет, моменту рождения реликтового фона)) можно насчитать всего около трех десятков гиперскоплений.
А вот разглядеть из этих трех десятков на луче зрения мы можем, в лучшем случае, несколько ближайших. И то после двух-трех - уже с трудом. Потому что дальше нужно увидеть много галактик и построить трехмерную карту их распределения - а это проблема. Вспомним, что по милости космологического ослабления яркости http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77540#msg77540 в расширяющейся Вселенной яркость объекта падает при его удалении гораздо быстрее, чем в нерасширяющейся - пропорционально не просто квадрату расстояния, а квадрату расстояния, умноженному дополнительно на четвертую степень величины (1+z), где z - красное смещение объекта. Так что, как я говорил, сместите объект с расстояния в миллиард световых лет (из соседнего гиперскопления) на расстояние в десять миллиардов лет (всего лишь к пятому-шестому от нас гиперскоплению) - и его видимая яркость снизится не в сто, как кажется, а в восемь тысяч раз. Тут уж можно увидеть только крупнейшие галактики или яркие квазары. Ну, еще гамма-всплески - их мощность позволяет их зарегистрировать с любого расстояния (правда, измерить это расстояние никто не обещает). Так что о картографировании и уточнении размеров и границ (и даже идентификации) структурных элементов с такого расстояния говорить трудно. А ведь за ним - еще в несколько раз больше юных (ведь они видны, когда Вселенная была моложе на миллиарды лет!) развивающихся структурных элементов.

Тут может возникнуть вопрос: отчего я говорю о том, что за гиперскоплением, отстоящим от нас на расстояние десять миллиардов лет, есть еще в несколько раз больше гиперскоплений. Казалось бы, странно - ведь расстояние от нас до поверхности последнего рассеяния, практически численно равное произведению возраста Вселенной на скорость света - всего лишь около 13,8 миллиардов световых лет.
Дело в том, что Вселенная расширяется - и ее структурные элементы растут вместе с ней. И размер каждого элемента увеличивается пропорционально его возрасту. И наблюдаемый по времени распространения размер элементов с увеличением расстояния до них, соответственно, падает. А количество на единицу видимого расстояния (по времени распространения) - растет.
Для того, чтобы учесть это обстоятельство, можно пользоваться не расстоянием по времени распространения, а сопутствующим расстоянием (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77531#msg77531) - при использовании этого понятия размеры и расстояния уже не те, какими они являются в тот момент, когда мы они наблюдаются (и который соответствует гораздо более раннему возрасту Вселенной), а те, "какие у них сейчас". И количество элементов крупномасштабной структуры на единицу сопутствующего расстояния, в среднем, одно и то же.
Но тогда стоит вспомнить, что сопутствующее расстояние до поверхности последнего рассеяния (то есть, сопутствующий радиус наблюдаемой Вселенной) превышает расстояние по времени распространения света (и соответствующий "радиус по времени распространения" ) примерно в три раза. Посмотрите внимательно на графики расстояний (по времени распространения и сопутствующего)из приведенной ссылки.

Поэтому если мы более или менее четко рассматриваем структурные элементы, скажем, на расстоянии трех с половиной миллиардов световых лет от нас, нужно понимать, что это - лишь десятая часть сопутствующего радиуса наблюдаемой Вселенной. И все, что мы при этом видим - лишь одна тысячная часть ее реального доступного наблюдению содержимого.

И в результате мы из сотни с лишним тысяч структурных элементов Вселенной видим лишь несколько десятков, причем, находящихся рядом и в практически современном состоянии. Подавляющее большинство остальных, более дальних элементов для более древних времен, рассмотреть уже не получается - в лучшем случае, при некотором везении косвенными методами можно пробовать (причем, подчас, спорно) угадать существование отдельных гиперскоплений без особенных подробностей - размеров, формы, ориентации.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 06 Авг, 2022, 08:22:55
Знаете ли вы, что...

В нынешние времена (по крайней мере, в последние пять миллиардов лет) в среднем количество членов малой локальной группы галактик зависит лишь от двух факторов - от количества галактик в радиусе примерно пятнадцати миллионов световых лет от группы и от расстояния от этой локальной группы до границы ближайшего войда.

Легко понять, что именно поэтому наша Местная группа галактик такая маленькая и скудная - всего три гигантских галактики: Млечный путь, Андромеды и Треугольника, со своими наборами карликовых спутников.  Живем мы в глуши на отшибе, народу галактик вокруг мало - да и граница нашего сверхскопления, суперкластера Девы, рядом, войд близко.
 
Ну, а из этого наблюдательного факта с легкостью и без всяких хитростей следуют два вывода - нужно лишь осознавать, что плотность расположения галактик определяется плотностью темной материи.
Первый вывод прост - правы были древние: природа действительно не терпит пустоты, а подобное тянется к подобному. Сиречь, границы гиперскоплений темной материи "размыты", и ее средняя плотность спадает к границе войда куда более плавно, чем могло бы показаться, анализируя расположение материи видимой. 
А второй вывод - гиперскопления, как и положено, структурируются и уплотняются с течением времени "изнутри".
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Змей от 20 Авг, 2022, 12:00:06
Российские космонавты ищут одного из создателей Международной космической станции, как Саид - Джевдета
http://www.apn-spb.ru/news/article35587.htm
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Окт, 2022, 13:12:14

Только сегодня http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1908.msg110352#msg110352 упоминал космологический парадокс, заключающийся в том, что чем больше в мире сыра - тем больше в сыре дырок, чем больше в сыре дырок - тем меньше в мире сыра, а стало быть, чем больше в мире сыра, тем меньше в мире сыра - и значит, весь сыр в мире создан в процессе Большого взрыва, и его количество с этого времени остается неизменным.

Не верите? Может быть, правильно делаете. Только помните при этом, что с галактиками происходит то же самое.
Чем больше в галактике образуются звезд, чем чаще в ней взрываются сверхновые. Чем чаще в галактике взрываются сверхновые, тем больше сверхзвуковых ударных волн в ее газовой среде они создают. Чем больше ударных волн от взрывов сверхновых, тем более мощным является галактический ветер - течения в межзвездном газе. Чем более мощным является галактический ветер, тем больше газа выдувается из галактики. Чем больше газа выдувается из галактики, тем меньше газа в ней остается. А чем меньше газа в ней остается, тем меньше в галактике образуются звезд. И в результате чем больше звезд образуется в галактике, тем меньше звезд образуется в галактике.
И это еще не все. Чем больше межгалактического газа падает на галактику, тем быстрее в ней образуются звезды. Чем быстрее образуются звезды, тем сильнее нагревается газ. Чем сильнее нагревается газ, тем меньше газа падает на галактику (его тепловая энергия начинает превосходить гравитационную). Так что чем больше газа падает на галактику, тем меньше газа падает на галактику.
Не верите? И совершенно напрасно.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: prokhozhyj от 05 Окт, 2022, 20:57:38

https://snob.ru/news/vo-floride-proshel-zapusk-korablya-crew-dragon-s-rossiyankoj-kikinoj/
Цитировать
  Во Флориде запустили корабль Crew Dragon с россиянкой Кикиной

Ранее запуск планировали провести 3 октября, но его пришлось перенести из-за урагана
5 октября 2022 19:00

Ракета-носитель Falcon 9 с кораблем Crew Dragon стартовала из Космического центра имени Кеннеди к Международной космической станции. В миссии Crew-5 принимает участие российский космонавт Анна Кикина.

Помимо Кикиной, в состав экипажа входят астронавты NASA Николь Манн и Джош Кассада, а также астронавт Японского космического агентства аэрокосмических исследований Коити Ваката. Ожидается, что за 145 дней пребывания на МКС они проведут более 200 научных экспериментов и демонстраций технологий в таких областях, как здоровье человека и лунные топливные системы, сообщили в SpaceX.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 22 Окт, 2022, 03:10:52
Кое-что об  истории звездообразования во Вселенной

В принципе, многое из этого поста уже рассказывалось - но соберу все воедино с дополнениями.

В первые три миллиарда лет существования Вселенной темп звездообразования (стандартная аббревиатура - SFR. Иногда я ее буду использовать. Все же так удобнее) неуклонно возрастал. Кстати, как результат: к концу первого миллиарда лет жизни Вселенной ее металличность (напомню - металличностью именуется доля элементов тяжелее гелия, сиречь, металлов в нормальном, астрономическом понимании этого слова) наработалась с нуля до уровня, уступающего современному в тысячу раз.
Максимум SFR, темпа звездообразования, пришелся на эпоху z=1,9 (около 10,5 миллиардов лет назад). К этому времени было сформировано около четверти нынешней суммарной  массы звезд Вселенной.

С этого момента темп звездообразования начал падать по экспоненте (пропорционально e(-t/T), где Т примерно равно 3,9 миллиарда лет).
К моменту времени 9 миллиардов лет назад было сформировано около половины ныне существующей массы звезд Вселенной. 6,5 миллиардов лет назад - уже 75%.

Современный темп звездообразования снизился по сравнению с максимумом примерно в пятьдесят пять раз и продолжает падать пропорционально (1+z)3,2 где z - показатель красного смещения.
До настоящего момента во Вселенной уже образовалось около девяносто пяти процентов от полного количества звезд, которые существовали, существуют или будут существовать в течение всего срока жизни нашего мира. В течение последующих квадриллионов и дециллионов лет в результате исчерпания ресурсов для звездообразования во Вселенной родится лишь пять процентов от всех звезд, которые появлялись или же появились от момента рождения Вселенной до настоящего времени.

И кое-что о подробностях процесса.

По крайней мере, в самых ярких скоплениях галактик (в которых сосредоточена большая часть материи) до красного смещения z=2,25, то есть, в первые три миллиарда лет существования Вселенной, преимущественным драйвером звездообразования являлось формирование звезд из газа, имеющегося в галактиках и около них без дополнительных воздействий (так называемое формирование звезд in situ).

В эпоху от красного смещения z=2,5 до z=1,25 (то есть, в последующие два миллиарда лет) влияние звездообразования при мерджингах и образования звезд in situ было сравнимым. И это, замечу - несмотря на резкое падение частоты мерджингов (напомню, что частота мерджингов со временем, то есть, с уменьшением красного смещения z, падает: она пропорциональна (1+z)(3...4)).

В последующую эпоху, то есть, в последние 8,8 миллиарда лет, темп формирования звезд из-за всплесков звездообразования при мерджингах уже существенно превосходит темп их формирования in situ, за счет внутренних ресурсов непотревоженных галактик.

Отсюда легко понять, почему максимум звездообразования приходился на эпоху 10,5 миллиардов лет назад, когда были высокими и частота мержингов, и скорость звездообразования in situ. Потом первая начала снижаться, а вторая - резко падать: свободный и легкодоступный холодный газ в галактиках и их окрестностях уже был съеден.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: prokhozhyj от 07 Ноя, 2022, 21:06:39

https://22century.ru/space/111491
 
Цитировать
В палимпсесте древней рукописи, возможно, найден утерянный звёздный каталог Гиппарха

Original: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/00218286221128289 .
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 07 Дек, 2022, 07:07:37
И еще немного о единицах измерения.

Для измерения больших промежутков времени космологических масштабов в астрономии стандартно используются единицы Myr и  Gyr. Соответственно, megayear и gigayear. Это понятно любому - там, где можно говорить о кратковременных событиях, длящихся 0,5 Gyr, секундам, часам и дням делать нечего.
А вот далеко не любому понятно, чему эти единицы равны. Казалось бы, элементарная логика подсказывает, что megayear должен быть равен миллиону лет, а gigayear - миллиарду. Но там, где есть астрономия, элементарной логике подчас делать нечего.
 На самом деле 1 Gyr - это 1001327710 лет (ну, а 1 Myr - соответственно, одна тысячная Gyr). И связано это с тем, что для удобства расчетов 1 Gyr принят равным ровно 3,16×1016 секунд (а Мyr - 3,16×1013 секунд). При этом собственно миллиард лет по состоянию на 11 часов 58 минут 55,816 секунды 1 января 2000 года по всемирному координированному времени UTC (если помните рассказ о временах и эпохах, именно этот момент времени является эпохой J2000.0) составлял 3,15581×1016 секунд.
Так что и с ответом на вопрос, что такое миллион и миллиард, в астрономии спешить не нужно.

Как и с ответом на вопрос, что такое километр в секунду, и что этой величиной измеряется - напомню, что на самом деле километр в секунду равен 46330 световых лет. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77629#msg77629
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 07 Дек, 2022, 08:42:39
Не помню, было или нет - но все же повторю рассказ о временах и эпохах.

Для начала напомню, что в астрономии многие понятия имеют непривычное значения - совсем не такие, как у людей. Яркий пример - металлы, ибо, как я не раз рассказывал, в астрономии металлом называется любой химический элемент, кроме водорода и гелия. Впрочем, разные науки имеют разные представления о том, что такое металл - у физики свое определение, у химии - свое. А у обычных людей - свое. Так что есть четыре определения металла - и все разные. Для людей и физиков бронза - металл, а для астрономов и химиков - вовсе нет. Зато попробуйте обмолвиться, что углерод, кислород или сера - это металлы - и Вас поймут только в приличном обществе...

Еще пример - километр в секунду. Напомню, что обычные люди измеряют этой величиной измеряют скорость, а астрономы при случае могут измерять километрами в секунду большие расстояния. В астрономии километр в секунду равен примерно 440 квадриллионам километров (или, проще, 46330 световым годам) http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77629#msg77629.

Ну, и для нашего случая есть еще один пример - эпоха. В астрономии эпохой называется вовсе не то, что у обычных людей. В астрономии эпохой называется момент времени, для которого определены астрономические координаты или элементы орбиты. Вот так. Эпоха - это момент времени.

Общепринятой эпохой в современной астрономии является эпоха J2000.0, для которой вычислялись (и вычисляются) координаты любого небесного тела (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77129#msg77129), и исходя из чего, они рассчитываются на любой последующий момент времени. Эта эпоха соответствует полудню 1 января 2000 года, вернее, чтобы быть точным, 11ч. 58мин. 55,816сек. 1 января 2000 года по всемирному координированному времени UTC.
Но определяется эта эпоха вовсе не так - чтобы точно соответствовать предыдущим эпохам, то есть, чтобы координаты предыдущих эпох могли легко пересчитываться в текущую, эпохи определяются в количествах суток от некоего начального момента времени.
А какой момент времени в астрономии считается начальным? Определяется он точно, однозначно и неоспоримо. Начальным моментом в астрономии считается момент создания господом Земли согласно расчетам, выполненным в начале XVI века Жозефом Жюстом Скалигером. Астрономические эпохи отсчитываются в сутках от начального момента, соответствующего полудню 1 января 4713 до Р.Х. юлианского календаря. Вот так. Не более, не менее. Можно, конечно, пересчитать этот момент на более привычный нам календарь - 24 ноября 4714 г. до Р.Х. - но это не принято.
И вот, для определения астрономической эпохи от этого начального момента отсчитывают заданное количество суток. И используемая нынче астрономическая эпоха J2000.0 на самом деле определяется как 2451545,0 юлианских дней. А всякие бытовые подробности (годы, месяцы, числа и прочее) этого момента астрономию совершенно не интересуют...

Русский конвертер эпох есть, например, здесь http://creounity.com/apps/time_machine/?go=julian.php&lang=ru
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 07 Дек, 2022, 09:09:02
А почему?
Почему 11ч. 58мин. 55,816сек.? Сначала что-то неточно зафиксировали, а потом пришлось корректировать?
Почему 3,16×1016 секунд, а не 3х1016?
Почему 46330 световых лет, а не 50000 световых лет?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 07 Дек, 2022, 10:06:36
А почему?
Почему 11ч. 58мин. 55,816сек.? Сначала что-то неточно зафиксировали, а потом пришлось корректировать?
Нет, потому что UTC, всемирное скоординированное время, основано на независимой шкале отсчета времени в атомных секундах (одна атомная секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133).
Эта шкала по причине неравномерности вращения Земли немного не соответствует суточной шкале всемирного времени, отчего последнюю периодически корректируют дополнительными секундами. 
Полдень 1 января 2000 года по UTC, отсчитанный с момента творения Земли по Скалигеру (0 сутки юлианской даты, сиречь, полудень 1 января 4713 до Р.Х. юлианского календаря) соответствовал 11ч. 58мин. 55,816сек всемирного времени.
 
Почему 3,16×1016 секунд, а не 3х1016?
Чтобы, с одной стороны, быть поближе к миллиарду лет, а с другой стороны, не иметь слишком много знаков после запятой.
А 3х1016 секунды соответствовали бы 950627572,636 с чем-то годам. Вроде, уже не слишком миллиард.

Почему 46330 световых лет, а не 50000 световых лет?
Многие хотели бы знать ответ на этот вопрос. :)
Глобальная постоянная Хаббла для Вселенной по данным измерений равна 2,2⋅10-18 с-1. Сиречь, каждый отрезок пространства за секунду увеличивается в 2,2⋅10-18 раза.
Соответственно, космологическое расширение Вселенной на дистанции 1 мегапарсек за одну секунду составляет 67,4±0,5 километров (отрезок пространства длиной в миллион парсек за секунду увеличивается на 67,4±0,5 километров). Ну, а отрезок пространства длиной в миллион световых лет за каждую секунду увеличивается примерно на 21,6 километра, а отрезок длиной примерно 46330 световых лет за секунду увеличивается на один километр.
Измерять расстояния и длины с более или менее приличной точностью для больших объектов и расстояний весьма сложно (более того, вначале нужно разобраться, о каком именно расстоянии идет речь: их, расстояний, много и разных http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77531#msg77531).
А вот красное смещение объекта измерить легко и с хорошей точностью - по его спектру. И, соответственно, скорость удаления - тоже.  А значит, если два объекта удаляются от нас, то мы с большой точностью можем измерить разность проекций скоростей удаления на луч зрения. В километрах в секунду. И, пересчитав по постоянной Хаббла, считать это разностью удалений объектов от нас (особенно, если удается вычесть пекулярную скорость - скорость объекта "относительно Вселенной", то есть, относительно реликтового фонового излучения). А значит, эту самую разность лучевых скоростей, полученную за счет расширения Вселенной, можно считать мерой расстояния - все равно другой не найдешь.
Вот и получается, что оценивать расстояния и размеры можно в единицах лучевой скорости объекта - в километрах в секунду. Раз за одну секунду отрезок длиной примерно 46330 световых лет увеличивается на один километр - то считать, что достаточно точно измеренный километр в секунду равен примерно (в пределах точности измерения постоянной Хаббла и нашего знания о ее величине на момент наблюдения объекта (или двух объектов, между которыми определяется расстояние) 46330 световых лет.
 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 07 Дек, 2022, 11:37:51
Спасибо, эр Гюнце :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 24 Дек, 2022, 16:10:17
Столько нервов испортили - а оказывается, просто не повезло...

Если помните, когда-то здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42672#msg42672 я рассказывал про ключевую космологическую модель ΛCDM и про то, как она мужественно борется с трудностями. Точнее, с трудностью - проблемой отсутствующих спутников.
Эта борьба закончилась победой - пристальный взгляд на небо вкупе с продолжительными размышлениями позволил выяснить, что проблема надумана, и количество наблюдаемых галактик-спутников вполне укладывается в рамки модели  ΛCDM.

А вот на другую неприятную проблему модели я лишь однажды почти незаметно намекнул - когда приводил карты окрестностей, я мимоходом заметил, что на вид многие спутники Млечного пути группируются примерно в одной плоскости.
А на самом деле, замечу, проблема неприятная: значительная часть наших спутников действительно сконцентрирована поблизости от некой плоскости - и при этом модель  ΛCDM как и прочие основанные на существующих представлениях модели формирования галактик и их скоплений никак не согласуются с таким пространственным распределением: согласно этим представлениям никаких причин для группирования галактик в небольшой группе вокруг какой-то плоскости нет.
А нынче оказалось, что причина проста донельзя: нам просто не повезло. Тщательное и скрупулезное изучение скоростей этих "неправильно выстроившихся" галактик показало, что сделали они это совершенно случайно и ненадолго. Скорости ориентированы случайным образом (вернее, конечно, закономерным в согласии с законом тяготения - но хаотически), и в плоскость, соответственно, спутники выстроились случайно. Причем, совсем недавно, 0,2 - 0,3 Gyr назад (про Gyr я недавно рассказывал. Для простоты можно считать, что это - миллиард лет). Да и рассыплется эта конфигурация тоже очень быстро - в такой же срок.
Так что модель ΛCDM пережила очередную сложность - оказалось, это нам не повезло наблюдать такую кратковременную конфигурацию и портить себе нервы, ломая голову над ее загадкой.
 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: prokhozhyj от 24 Дек, 2022, 18:08:22
...Тщательное и скрупулезное изучение скоростей этих "неправильно выстроившихся" галактик показало, что сделали они это совершенно случайно и ненадолго...

(https://ic.pics.livejournal.com/prokhozhyj/8624110/1190921/1190921_original.jpg)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 24 Дек, 2022, 18:13:00
О! Вот-вот!
А вот теперь представьте себе, если бы эта конфигурация длилась короткий срок по астрономическим меркам - 0,5 Gyr. Как бы над ней ломали голову специалисты!
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: prokhozhyj от 26 Дек, 2022, 18:30:25

 Ну чего тут-то голову ломать, явно же упорядочены по магнитным полям между шипами...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 26 Дек, 2022, 18:51:13
Так теории противоречит. Птицы же немагнитные! Им по силовым линиям выстраиваться - это как галактикам-спутникам в плоскость группироваться!
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: prokhozhyj от 26 Дек, 2022, 20:16:32
Так теории противоречит.

Суха, мой друг, теория везде, а древо жизни пышно зеленеет ({1 (https://www.rscf.ru/news/biology/ptitsam_orientirovatsya_po_magnitnoy_karte_pomogaet_troynichnyy_nerv/)}, {2 (https://www.nkj.ru/news/34312/)}, {3 (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B5%D1%86%D0%B5%D0%BF%D1%86%D0%B8%D1%8F)})!
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 26 Дек, 2022, 20:56:02
Вот удивительно: к какому пышно зеленеющему дереву ни присмотришься повнимательнее - глядь, а оно исправно занимается этим в соответствии с той или иной сухой теорией. А как только какой-нибудь куст попытается пышно зазеленеть вне сухой теории, а согласно какому-нибудь безбрежному и влажному теорболоту - непременно получится неприглядная гнилая коряга - и толпа мелиораторов от теории вокруг, причитающая "Как хороши, как свежи были розы"
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Дек, 2022, 10:09:52
Вот не припомню - приводил я эти величины или нет.
Пусть будут.

Несколько раз упоминалось, что чем выше масса звезды, тем меньшим является ее срок жизни. Вообще-то, время жизни существенно зависит не только от массы, но и от других факторов, в первую очередь - металличности (доли металлов - элементов тяжелее гелия): с ростом металличности светимость звезды растет, а срок жизни уменьшается - но все же масса звезды играет определяющую роль.
В среднем, время жизни (вернее, время пребывания на главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Расселла http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141) для звезд с металличностью, равной солнечной, очень ориентировочно зависит от массы звезды следующим образом (приведены масса звезды в единицах солнечной массы, спектральный класс и время нахождения на главной последовательности в миллионах лет):
50 масс Солнца - класс О5 - 3 - 5 млн. лет.
15 масс Солнца - класс B0 - 10 млн. лет.
9 масс Солнца - класс В3 - 22 млн. лет.
5,4 масс Солнца - класс В5 - 60 млн. лет.
2,6 масс Солнца - класс А0 - 300 млн. лет.
1,9 масс Солнца - класс А5 - 750 млн. лет.
1,6 масс Солнца - класс F0 - 1500 млн. лет.
1,35 масс Солнца - класс F5 - 2500 млн. лет.
1,0 масс Солнца - класс G2 - 8200 млн. лет.
0,5 масс Солнца - класс G8 - 50 000 млн. лет.
0,1 масс Солнца - класс М8 - 10 000 000 млн. лет.
Для сравнения: возраст Вселенной - примерно 13,8 миллиарда лет.
Легко видеть, что звезды, меньшие Солнца по массе даже не столь уж намного, могут совершенно спокойно жить в течение времени, равного возрасту Вселенной, не начиная заметным образом эволюционировать.
Это подтверждается на практике - ушедших с главной последовательности звезд массой 0,7 масс Солнца и менее еще ни разу не наблюдали. И звезды второго поколения (второго типа населения) еще миллиарды лет могут жить в первозданном виде.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Дек, 2022, 12:17:02
Идиотизм на марше

Группа озабоченных энтузиастов Messaging Extraterrestrial Intelligence International (METI International) хочет отправить сообщение, закодированное в радиосигнале, в планетарную систему TRAPPIST-1, в которой находятся как минимум семь планет земного типа, чтобы уведомить инопланетян о климатическом кризисе Земли и, возможно, запросить помощь. "Любые инопланетяне, получившие наше сообщение, не удивятся, узнав о нашем климатическом кризисе. У них были десятилетия, чтобы наблюдать за нашим бедственным положением издалека", объяснил Дуглас Вакоч, президент METI International. (из сообщений новостных агентств).

Много видел идиотов - но таких...

Эта самая TRAPPIST-1 - это крошечный красный карлик массой восемь процентов солнечной и светимостью, в две тысячи раз меньшей, чем светимость Солнца.
Он действительно имеет не менее семи планет, три из них действительно достаточно теплые - вот только находятся они на расстояниях от двух до четырех миллионов километров от своей звезды и постоянно обращены к ней одной стороной. Интересно, правда?
Энтузиастов прельщает то, что TRAPPIST-1 относится к разряду спокойных красных карликов - видимо, на этом основании им думается, что она не вспыхивает, как другие ее собратья. На самом деле, это означает, что вспыхивает она не хуже, только пореже - скажем, не каждый год, а несколько раз за столетие.
В общем, пока энтузиасты собираются посылать послания, специалисты считают. Подсчитали, причем, давно - правда, энтузиасты явно материалов по теме не читали: они не читатели, они писатели. Посланий инопланетянам.
В общем, по результатам расчетов еще изначально получалось совсем не оптимистичное: на любой из планет TRAPPIST-1 атмосфера, конечно, могла бы существовать гораздо дольше, чем на более активных красных карликах; в худшем случае, миллиард лет, в лучшем - целых три - но вряд ли за это время в таких условиях на этих планетах самостоятельно заведутся пытливые астрономы, наблюдающие за нашим бедственным положением издалека, и планетологи, которые окажут нам помощь с дистанции в сорок световых лет.

Кстати, забавно то, что эпопея с TRAPPIST-1 длится долго. Пару лет назад, вооружившись (чужими) расчетами, группа астробиологов взялась моделировать атмосферу планет системы.
Сразу скажу, моделирование выглядело достаточно странным хотя бы потому, что факт отсутствия вращения планеты относительно звезды и, соответственно, облучения ее только с одной стороны, в нем каким-то непонятным образом (возможно, по забывчивости) учтен не был. В таком варианте с уморительной серьезностью было указано, что-де вторая и третья планеты системы получают энергии от звезды несколько больше, чем Земля от Солнца, и поэтому, скорее всего, вода там выкипела - а вот четвертая планета, TRAPPIST-1e, по инсоляции очень похожа на Землю, и стало быть, именно там следует искать жизнь.

Прелестно. Остановите вращение Земли, сохранив ее орбиту, уберите с нее, соответственно, магнитное поле, подождите несколько десятков или сотен миллионов лет - и скажите, скажет ли за это спасибо атмосфера, и захотите ли Вы еще искать на планете жизнь? Впрочем, жизнь - штука живучая, может приспособиться - но вот если бы Земля с первой сотни миллионов лет своего существования не вращалась вокруг своей оси, вернее, вращалась со скоростью один оборот в год, обсуждать жизнь на других планетах в ближайших окрестностях Солнца сегодня точно было бы некому. Не забудем еще и фактическое отсутствие или небольшую величину магнитного поля. И постараемся не учитывать прелестей самой звезды.

А пока астробиологи занимались моделированием, астрономы наблюдали упомянутые прелести. Наблюдали не сказать, чтобы очень уж интенсивно - всего восемьдесят дней. И за эти восемьдесят дней на спокойном (подчеркиваю это слово!) красном карлике произошло 42 вспышки сравнительной (по сравнению со светимостью звезды) мощностью, превосходящей сильнейшую из известных человечеству вспышек на Солнце, в несколько (от 25 до 25000) раз. Действительно, для красного карлика это очень немного - не зря эта TRAPPIST-1 считается спокойной - но увы, не только для жизни, но и для атмосферы, особенно, с учетом отсутствия вращения относительно звезды, это, мягко говоря, неприятно. Если очень мягко и почти не говоря.

В общем, посчитали... В идеальном случае после самой сильной из этих вспышек свою первоначальную плотность атмосфера восстановила бы через несколько тысяч лет - а все это безобразие происходило всего лишь за 80 дней наблюдений.

Но это было еще не все. Вишенкой на тортике после всего описанного явился салют под самый конец наблюдательного цикла: вспышка с повышением яркости звезды на 60%. Представьте себе такое на Солнце - и подумайте о том, комфортно ли будет после этого жить на Земле. Особенно, если бы это происходило раз за разом хотя бы с периодичностью в несколько лет...

Словом, ситуация еще до выступлений этой самой METI International выглядела несколько юмористически. Вначале, несколько лет назад, появились расчеты времени выживания атмосферы (да-да, то самой, которую так старательно моделировали) на планетах этого карлика: от одного до трех миллиардов лет. И все. С учетом того, что самой звезде и ее планетной системе около семи с половиной миллиардов лет, моделировать какие-то атмосферы планет там можно сугубо в плюсквамперфекте. А потом наблюдательные данные указали, что эта оценка страдала чрезмерным, даже, скорее, запредельным оптимизмом (даже если не учитывать, что с возрастом активность красных карликов падает, а следовательно, ранее вспышки на звезде были и более частыми, и более интенсивными).

Спокойным же карликом, замечу, TRAPPIST-1 именуется лишь потому, что вспышек с ростом светимости в десятки раз там не зафиксировано, да и менее мощные вспышки подобные описанной выше, происходят все же не еженедельно и не ежемесячно.

В общем, вывод один - если люди хотят таким образом дать о себе знать обитателям планетах у звезды TRAPPIST-1 и с ними пообщаться, вначале они должны этих обитателей каким-то образом туда доставить, ибо самостоятельно оные там не заведутся. А уж эта задача явно выходит за рамки возможностей современных, а может, и не только, земных технологий.

А уж требовать от попавших туда обитателей помощи в решении климатических проблем Земли - это вершина цинизма.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 28 Дек, 2022, 13:52:32
   фок Гюнце, мне эта история с отправлением к другим звездам посланий инопланетянам в надежде поделиться своими проблемами как-то напомнила недавно прочитанную книгу Лю Цысиня "Задача трех тел".   Пессимизм его фантастики вполне находит во мне отклик, было о чем подумать.
    Про систему этой звезды, не соответствующую наивным надеждам, вы интересно рассказали. Но почему красные карлики такие неспокойные?

    Кстати, если бы на планете, постоянно обращенной к своему светилу одной стороной, каким-то чудом существовала бы разумная жизнь, то их мир представлял бы просто гипертрофированную фэнтезийную картину похлестче толкиеновской. С одной стороны Страны вечной тьмы, с другой стороны Страны вечного света, где тоже невозможно жить, а нормальные живые королевства где-то в узкой полосе.
    И неспроста пришла мысль именно о королевствах, потому что в условиях таких мощных магнитных бурь выше средневековья они там не поднимутся. Потому что индукция будет жечь провода.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Дек, 2022, 14:00:52
   фок Гюнце, мне эта история с отправлением к другим звездам посланий инопланетянам в надежде поделиться своими проблемами как-то напомнила недавно прочитанную книгу Лю Цысиня "Задача трех тел".   Пессимизм его фантастики вполне находит во мне отклик, было о чем подумать.
    Про систему этой звезды, не соответствующую наивным надеждам, вы интересно рассказали. Но почему красные карлики такие неспокойные?
потому что они полностью конвективные http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96346#msg96346
Весь объем звезды вовлечен в конвективное движение, звезда при этом еще и вращается - так что механизмы вспышек на такой звезде работают с гораздо большей относительной (и даже абсолютной) мощностью, чем, например, на Солнце, где и относительный объем звезды, вовлеченный в конвекцию, поменьше, да и в конвективной области она, конвекция, в значительной степени подавляется высоким давлением (большая масса звезды!) и, соответственно, намного менее интенсивна.   

    Кстати, если бы на планете, постоянно обращенной к своему светилу одной стороной, каким-то чудом существовала бы разумная жизнь, то их мир представлял бы просто гипертрофированную фэнтезийную картину похлестче толкиеновской. С одной стороны Страны вечной тьмы, с другой стороны Страны вечного света, где тоже невозможно жить, а нормальные живые королевства где-то в узкой полосе.
В очень узкой.
Только вот длилось бы это недолго - в конце концов, то, что не улетучилось на подвездном полушарии, вымерзло бы на противоположном.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 28 Дек, 2022, 14:13:17
   фок Гюнце, да даже очень недолго. Вся вода, выкипающая на освещенной стороне тут же замерзала бы на темной стороне и образовала бы там ледник. Правда толстый ледник начал бы по краям расползаться и частично втекать в узкую комфортную полосу.
    Но чем хороши на такой планете магнитные бури, тем что они освещали бы и темную сторону сильными полярными сияниями.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Дек, 2022, 15:25:47
Интересное

В 366 световых годах от нас находится гигантская звезда Дзета Змееносца (ζ Змееносца, ζ Ophiuchi или просто ζ Oph).
Звезда хороша - масса двадцать солнечных, спектральный класс О9.5V, температура поверхности 34 тысячи градусов,светимость примерно в 91000 раз больше солнечной. Если бы не находящееся между нами облако пыли, она бы была одной из ярчайших звезд неба.
Звезда имеет солидный для такого гиганта возраст - около трех миллионов лет - так что доживает она последние годы и еще через пару миллионов лет превратится в красного сверхгиганта диаметров в десяток астрономических единиц, а затем взорвется сверхновой.

Одной из самых интересных особенностей звезды является чрезвычайно быстрое вращение - примерно один оборот в сутки, что для такого гиганта немногим меньше предела устойчивости.
Но самой, пожалуй, интересной особенностью является ее высокая скорость относительно окружения - 30 км/с. Такая скорость наводит на мысль, что звезду кто-то (или что-то) сильно разогнал.
Вот она какая - с горячим фронтом сверхзвуковой ударной волны, образующейся при столкновении звездного ветра (газа, сбрасываемого звездой и ее излучения) с межзвездной средой.

(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ca/Runaway-star-zeta-ophiuchi-110125.jpg/600px-Runaway-star-zeta-ophiuchi-110125.jpg)

В 4140 световых годах от нас находится пульсар - нейтронная звезда, остаток взрыва сверхновой, PSRB 1706-16. Интересен он еще более быстрым собственным движением (260 км/с), причем, вектор скорости направлен практически противоположно скорости Дзеты Змееносца.
Обнаружилось, что если промоделировать движения обоих объектов - Дзеты Змееносца и нейтронной звезды - получится, что они находились в одной точке 1,78±0,21 миллиона лет назад. Причем, точка эта находилась в тот момент всего лишь в 350 световых годах от Солнца (да, мы тоже двигаемся в Галактике достаточно быстро).

Ну, а на Земле тем временем давно известен интересный факт - в горных породах обнаруживается относительно короткоживущий изотоп железа 60Fe (период полураспада 2,6 миллиона лет). Практически достоверно его занесло на Землю взрывом сверхновой, поскольку все, что образовалось на самой Земле и в Солнечной системе при естественных процессах, разумеется, давно распалось.
И оценки показывают, что занесло его на Землю примерно 1,6 - 3,2 миллиона лет назад (вернее, это дата одного из событий, принесшего нам этот изотоп).

Какой вывод можно сделать из этого факта?
Примерно 1,78 миллиона лет назад неподалеку от Солнца находилась чудесная звездная система из двух гигантских звезд - одна массой двадцать солнечных, другая около тридцати - на широкой орбите друг относительно друга. Возможно, это была одна из ярчайших звезд нашего неба. А потом та из пары, которая была более массивной и эволюционировала быстрее, превратившись в сверхгиганта (представляете эту смесь голубой и красной звезд?) взорвалась сверхновой...
Огромный выброс массы от взрыва нарушил динамическое равновесие в системе, и оба компонента - образовавшаяся при взрыве нейтронная звезда, нынешний пульсар PSRB 1706-16, и еще не взорвавшийся компонент, нынешняя Дзета Змееносца, разлетелись в разные стороны. А через несколько десятков тысяч лет Солнце прошло через облако взрыва, и наша Земля обогатилась короткоживущими изотопами (прихватив и некоторые другие элементы).

Вывод: стоит позавидовать нашим предкам: эректусы наблюдали это чудесное зрелище - взрыв сверхновой со столь малого (но при этом уже безопасного) расстояния был столь ярким, что в его свете днем можно было отбрасывать тень - и не ценили своего счастья.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Дек, 2022, 15:29:45
И еще интересное

Примерно в 29 световых годах от нас есть коричневый карлик 2MASS J03480772−6022270 (называть его можно проще: 2MASS J0348-6022. А можно называть и другими именами - WISE J034807.33-602234.9, WISEA J034807.33-602235.2, WISEP J034807.34-602234.9 или UGCS J121951.36+312849.4. Если назвать TIC 237922091, он тоже не обидится).

Карлик как карлик. Спектральный класс Т7, масса около четырех процентов солнечной (43 массы Юпитера), диаметр около 9% солнечных (93% диаметра Юпитера - мы же помним, что и планеты-газовые гиганты (если они не горячие), и коричневые карлики при разных массах имеют почти одинаковые размеры.

Как и должно быть у коричневого карлика, внутри звезды протекают термоядерные реакции, но их интенсивность недостаточна, чтобы скомпенсировать естественное охлаждение, поэтому 2MASS J0348-6022 постепенно охлаждается, и за время жизни остыл до 880 градусов.

В общем, вроде бы, ничего особенного - если не считать одного обстоятельства. Один оборот вокруг оси он делает примерно за час (точнее, за 60,48 минуты). Мило, правда? Шарик размером с Юпитер и массой в 43 раза больше него, вращается с такой скоростью.

Конечно, до молодой нейтронной звезды ему далеко - те при диаметре в два с небольшим десятка километров умеют вращаться с частотой более семисот оборотов в секунду - но это другое дело! К тому же, откуда берется сумасшедшая угловая скорость нейтронной звезды, понять легко - а вот откуда такую скорость вращения приобрел уединенный коричневый карлик, и отчего то небольшое протозвездное облако, из которого он сформировался, имело такой момент, в принципе, понять можно, а в деталях - интересно.

А есть и еще одно любопытное обстоятельство. Экваториальная скорость на поверхности карлика, как нетрудно видеть - выше ста километров в секунду.
Центробежную силу еще никто не отменял, хотя каждый знает, что ее не существует.
В принципе, ему до момента, при котором эта самая центробежная сила на экваторе превысит силу тяготения, осталось немного. По оценкам, если, как следует из моделей, при дальнейшем остывании он еще немного уменьшится и уплотнится, это вполне может произойти - и полетят от экватора в пространство струи выброшенного газа.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Дек, 2022, 15:36:05
Знаете ли Вы, что...

Разрушение  собственных планет белыми карликами - отнюдь не редкое явление.

По оценкам, от одного до четырех процентов белых карликов окружено пылевыми (и астероидными) дисками, которые несомненно являются остатками разрушенных приливными силами при приближении к белому карлику до предела Роша http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg92337#msg92337 планет.

Не менее четверти белых карликов имеют несомненные следы падения планет на их поверхность.

В целом, следы загрязнения посторонними металлами по статистке имеет около половины одиночных белых карликов - но не всегда возможно однозначно установить, что причиной был именно захват планеты. Иногда загрязненным явно посторонними металлами является белый карлик, заведомо никогда планет не евший. Ситуация особенно интересна, если практически одинаково загрязнены оба белых карлика достаточно тесной двойной системы, явно не имеющей никаких признаков существования в настоящем или прошлом каких бы то ни было планет в ближней округе.

Появляется подозрение, что источником металлов на поверхности белых карликов в таких случаях может являться межзвездная пыль http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96786#msg96786 - а значит, спектр карликов в таком случае позволит узнать, не только химический, но даже изотопный состав пыли, которой он набрался с момента образования - а значит, историю и подробности эволюции регионов, в которых он находился.

Пока только попробовали. Получается очень правдоподобно - состав металлов для таких карликов выглядит весьма похожим на наблюдаемый состав межзвездной пыли.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Дек, 2022, 15:43:17
И маленькая загадка

Напомню, что ситуация, в которой с точки зрения наблюдателя планета, обращающаяся вокруг звезды, и сама звезда оказываются на одном луче зрения (планета проходит по диску звезды) называется транзитом.

Наблюдениями транзитов открыто множество экзопланет - в основном, горячие газовые гиганты, потому что они большие и имеют маленький орбитальный период (расположены близко к своей звезде), а значит, их транзиты наблюдаются часто.
В момент транзита видимая яркость звезды немного снижается, поскольку планета закрывает часть видимого диска звезды. Соответственно, по глубине транзита (доле потерянной при транзите яркости звезды) можно определить диаметр планеты, по длительности и частоте транзитов - ее орбитальный период и, соответственно, орбитальное расстояние, по нарушению периодичности транзитов найти другие, нетранзитные планеты в системе (именно их гравитация приводит к колебанию орбитального периода, и называется это методом тайминга транзитов).
Более того, по смещению линий спектра звезды при транзите можно измерять и скорость вращения звезды, и наклонение орбиты планеты (угол между экватором звезды и плоскостью орбиты планеты: называется это эффектом Росситера-Маклафлина, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg90089#msg90089.

Но это - только присказка.

Есть такая звезда COROT-18. Звезда как звезда, спектральный класс G9V, немного поменьше и похолоднее Солнца, масса 0,95 солнечной. Удалена она от нас на 2837 световых лет. Возраст звезды определить сложно: слишком противоречивые данные дают результаты по гирохронологии http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77388#msg77388, металличности и сопоставлению с модельными данными по эволюции. Бывает. Не все в мире звезд так просто и однозначно - так что оценить возраст звезды можно и в несколько десятков миллионов лет, и в несколько миллиардов. Опять же, далеко она, трудно исследовать.

Вокруг звезды транзитным методом обнаружен горячий газовый гигант (период обращения 1,9 суток, орбитальное расстояние 4,43 миллиона километров (примерно 0,03 астрономической единицы). Обращается, как показал эффект Росситера-Маклафлина, практически по полярной орбите - наклонение 86,5 градусов. Я, кажется, рассказывал, что с горячими газовыми гигантами такое часто бывает, скорее всего, потому что они мигрируют на свои низкие орбиты с более высоких при эволюции планетной системы, и при этом наклонение их орбиты растет (по причине механизма Кодзаи http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78832#msg78832 - "обмена" эксцентрисистета на наклонение орбиты).

Масса планеты 3,47 массы Юпитера, диаметр - 1,31 диаметра Юпитера (высокая плотность говорит о том, что все летучие вещества уже улетучились под действием излучения звезды - или вообще в состав планеты изначально не вошли), расчетная эффективная температура условно равна 1400 градусов.

В общем, из ряда прочих монстров, именуемых горячими юпитерами, планета не выделялась бы ничем - если бы не забавное обстоятельство: при некоторых ее транзитах, как обнаружено, яркость звезды ухитряется возрастать. Точнее, она может вначале слегка упасть, как и положено - а потом внезапно ненамного возрастает.

В принципе, поломав голову, причину таких нестандартных транзитов придумать можно. Предлагаю эту загадку любому желающему.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 28 Дек, 2022, 17:41:38
   фок Гюнце, вы просто титан космический. Иногда я даже не успеваю читать, что вы пишете о космосе. Я умный, но медленно соображающий.
   И вот не понял:
Цитировать
Не менее четверти белых карликов имеют несомненные следы падения планет на их поверхность.
Это какие следы? Вмятины с влипшими планетами что ли?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Дек, 2022, 20:02:01
Нет, что Вы!
Наличие в спектре избытка металлов явно планетарного происхождения. А часто обнаруживаются откровенные indicia delicti - содержание тяжелых металлов явно колеблется с периодом, равным периоду вращения карлика - мы видим место, точнее, зону относительно недавнего выпадения остатков разрушенной планеты, размазанной по поверхности.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Дек, 2022, 20:19:52
A пока Вы думаете над загадкой парадоксального транзита с возрастанием яркости - еще немного интересного.

Есть такая звезда - Kepler 1625, удаленная от нас примерно на восемь тысяч световых лет. Звезда достаточно похожа на Солнце: ее масса 1,04±0,08 солнечных, металличность [Fe/H] = 0,06±0,13 - чуть-чуть больше солнечной.  При этом она постарше Солнца - возраст оценивается в 8,7 миллиарда лет - и начинает сходить с главной последовательности: ее размер вырос до, примерно, полутора солнечных, температура поверхности соответственно снизилась, так что ее спектральный класс - G5IV (начальная стадия субгиганта).
Звезда известна еще под именами KIC 4760478, KOI-5084 или 2MASS J19414304+3953115 (последнее удобно, если захотите навести на нее телескоп - ведь в этом обозначении зашифрованы координаты. Без большого телескопа ее увидеть невозможно - она удалена примерно на восемь тысяч световых лет и имеет четырнадцатую звездную величину.

Вокруг звезды обращается одна планета - Kepler 1625b. Достаточно интересная планета, кстати.
Газовый гигант размером чуть больше Юпитера и массой, судя по всему, примерно в 12 масс Юпитера (хм. Еще процентов десять-пятнадцать - и его нужно было бы классифицировать как коричневый карлик: этой массы хватило бы на возникновение термоядерных реакций, не компенсирующих, правда, естественное охлаждение).
Соответственно, планета имеет завидную плотность - примерно 10150 кг/м³. Не рекорд, конечно - но достаточно к нему близко.

И при исследовании этой планетной системы недавно обнаружился интересный факт: - вокруг планеты обращается некое тело. Причем, тело немаленькое - диаметр по оценкам близок к диаметру Нептуна.
Некоторые энтузиасты объявили, причем еще до подтверждения, об открытии первой в мире "экзолуны" - спутника экзопланеты - но все не так просто. По уточненным данным, орбита обращающегося тела лежит вне плоскости эклиптики планетной системы (как, впрочем, вспомним, и у пары "Земля-Луна").
Исследователям сразу же пришло в голову, что такая система, скорее, образована захватом менее массивной планеты более массивной, так что скорее всего стоило говорить о первой в мире обнаруженной двойной экзопланете.

Некоторых заинтриговало одно обстоятельство: вся эта конструкция обращается в зоне обитания. Правда, представить себе жизнь на ледяном гиганте типа Нептуна, пусть даже теплом, трудно - но мало ли? Тем более, что, теоретически, у такой системы (или у самого меньшего компонента) и свои спутники могут быть.

А потом у этой картины появилась небольшая проблема - орбита компаньона. Радиус орбиты, по которой меньшее тело обращается вокруг большего, составляет около сорока радиусов планеты-хозяина (или большего компонента двойной планеты - это как смотреть).

С одной стороны, для "нормального" формирования планетной пары (трудно назвать нормальным процесс, который ни разу не наблюдался, не правда ли?) расстояние маловато. С другой стороны, для гравитационного захвата оно слишком велико - с такого расстояния планету, да еще размером с Нептун, не захватишь, даже будь у тебя двенадцать масс Юпитера.

Впрочем, проблема достаточно быстро разрешилась, механизм формирования пары смогли понять и разработать теоретическую модель происхождения такой конфигурации.

Да, судя по всему, изначально на ранних стадиях жизни планетной системы это был гравитационный захват очень крупным газовым гигантом близкорасположенного ледяного гиганта (нептуна). Вначале подтянув себе жертву за счет орбитального резонанса, больший компонент окончательно затащил ее к себе.

Разумеется, изначально орбита захваченной планеты в системе центра масс планеты-захватчика была достаточно эксцентричной с весьма малым перицентрическим расстоянием. Однако времени с момента захвата прошло много, и за миллиарды лет за счет приливного торможения эксцентриситет меньшего компонента заметно снизился, пока он не попал в приливное торможение (спин-орбитальный резонанс 1:1 - как у Луны относительно Земли). Ну, а после этого он начал вполне закономерно удаляться от большего компонента (как и Луна от нас). Заодно и наклонение орбиты спутника (угол между плоскостью его обращения и плоскостью эклиптики) увеличилось - по механизму Кодзаи.
Соответственно, за миллиарды лет меньшая планета поднялась на существующую орбиту, которая, на первый взгляд, выглядит удивительной.

Ну, а постфактум провели уточненное моделирование системы "планета-спутник" в этой планетной системе. Все правильно.
При такой массе на такой орбите сформироваться из обращающегося вокруг планеты аккреционного диска спутник не мог. Так что это - не спутник.
И вариант захвата спутника размером с Нептун на его нынешнюю орбиту планетой-гигантом практически исключен . Слишком много очень уж специальных и маловероятных условий нужно выполнить - как минимум, чтобы до захвата спутник сам являлся двойной планетой.

Так что единственный правдоподобный вариант - это резонансное сближение обеих протопланет еще на стадии формирования (когда еще в ранний период своего рождения большее ядро планеты "подтянуло" к себе меньшее), после чего они продолжили развиваться (в соответствии с описанным эволюционным механизмом) уже как двойная планета.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 29 Дек, 2022, 02:15:56
Эр Гюнце, спасибо - эта серия Ваших космических заметок просто восхитительна :)
Можно вернуться к TRAPPIST-1 и задать вероятно глупый вопрос?
Вы сказали, что все семь планет обращены к красному карлику одной стороной. Я смутно помню из школьного курса, что "односторонность" вызывается гравитационным взаимодействием. Но семь планет находятся на очень разном расстоянии от звезды и гравитационное взаимодействие между ними тоже должно быть весьма неодинаковым. Какие условия должны существовать, чтобы добиться такой синхронной "односторонности" планетной системы? И насколько часто это явление?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 29 Дек, 2022, 06:15:59
Орбиты всех семи планет системы близки к звезде - находятся в диапазоне от полутора до девяти миллионов километров  от нее.
В таких условиях притяжение звезды и его градиент  достаточны для того, чтобы затормозить вращение планеты. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg92336#msg92336

Ну, а насчет того, как часто случается приливный захват - напомню http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg92335#msg92335
Луна. И большинство крупных спутников в Солнечной системе.

Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 29 Дек, 2022, 06:40:27
Вау, то есть самая дальняя планета в 6 раз ближе к звезде, чем Меркурий к Солнцу!
Понятно, спасибо :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 29 Дек, 2022, 06:49:09
У орбиты Меркурия еще и эксцентриситет велик - 0,2; 46 миллионов километров перигелий, около 70 миллионов километров афелий. А орбиты планет системы TRAPPIST-1  - почти круговые. И при этом Меркурий и так находится в спин-орбитальном резонансе 3:2, хотя у него условия для приливного захвата куда хуже -и притяжение Солнца, и градиент намного меньше, чем даже для внешней планеты истемы TRAPPIST-1.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 29 Дек, 2022, 12:11:36
Некоторое время назад поднялась шумиха вокруг звезды HD 164595 - мол-де российский радиотелескоп РАТАН-600 уловил пришедший от звезды двухсекундный сигнал на частоте 11 гигагерц.

Как Вы понимаете, это ну просто-таки неопровержимо доказывает, что мы в этом мире не одиноки. И возбужденные этим сигналом SETI немедленно развернулись в боевые порядки и потребовали организовать круглосуточный мониторинг - вдруг нам еще что-то пришлют.
Круглосуточного, конечно, не организовали - но шум подняли и на наблюдения отвлеклись. Увы, никто больше ничего не прислал - что еще более несомненно доказывает, что они там есть, потому что не только сигнал прислали, но еще и прячутся.

Сама звезда, замечу, на мысли навевает. Она (точнее, по указанным ниже причинам, ее следует называть HD 164595А) - почти точное подобие Солнца. Спектральный класс G2V, как у нас, металличность [Fe/H]=−0,04±0,08 - практически, как у нас, масса 0,99 солнечной, возраст - 4,5 миллиарда лет: тоже практически как у нас! Словом, будете в тех краях - а это, замечу, рядом, всего 94 с небольшим световых года - не перепутайте!

Правда, планет у звезды маловато. Всего одна. Зато большая: минимальная масса - не менее 16 земных. Тут уж не суперземлей попахивает, а скорее, небольшим ледяным гигантом. Да и расположена она как-то безрадостно для энтузиастов - в полтора раз ближе к звезде, чем Меркурий к Солнцу, так что можете судить сами об условиях на этой планете (не могу сказать "на поверхности планеты", потому что практически наверняка ни о какой поверхности там речи не идет).

В общем, видимо, по мысли пылких энтузиастов, жизнь (тем более, цивилизация) у этой звезды должна была заводиться без всяких планет, прямо в космическом пространстве.

А теперь - самое интересное.
Посмотрите на фотографию звезды.

(https://1.bp.blogspot.com/-_OG5A8V9__8/V8bmmId_abI/AAAAAAAAfWY/0JCBZGynn4oWsLDEMuYL1i33MpfjF4EEQCLcB/s1600/A_B_labelled_distance.jpg)

Полюбовались?
Она - двойная. Это - широкая двойная система, и второй компаньон, HD 164595В обращается вокруг HD 164595А с проецирумым расстоянием около двух с половиной тысяч астрономических единиц. Сохранить долговременную, в течение миллиардов лет, стабильность любой орбиты в таких случаях можно только очень специальным подбором начальных условий.
К тому же это еще и вспыхивающий (до сих пор!) красный карлик класса M2,5V массой около 0,4 солнечных.

Мда... Искать жизнь в такой системе могут только особо пылкие энтузиасты...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 29 Дек, 2022, 12:19:06
Просто интересное

Полюбуйтесь этой замечательной фотографией:
(https://apod.nasa.gov/apod/image/1201/leoregulus_cook_1304.jpg)

В основном на ней мы видим известную звезду Регул (α Льва), удаленную на 77 световых лет.

Собственно, это не звезда, а четверная иерархическая звездная система.

Основной компонент - звезда спектрального класса В7V массой около 3,5 солнечных.
Звезда обладает очень высокой скоростью вращения - период вращения составляет всего 15,9 часа - и в результате ее экваториальный диаметр превосходит полярный на тридцать процентов, а температура поверхности на полюсе в полтора раза выше, чем на экваторе. Если бы она вращалась всего на 14% быстрее, ее внешние слои на экваторе начали бы срываться с поверхности.
Ось вращения звезды перпендикулярна к лучу зрения, так что мы наблюдаем этот эллипс как раз в его экваториальной плоскости.

А на удалении 4200 астрономических единиц от звезды вокруг нее обращается (с периодом около ста тридцати тысяч лет) система спутников: оранжевый карлик массой 0,8 солнечных класса К1V и на расстоянии около ста астрономических единиц от него - симметричная близкая пара красных карликов массой по 0,2 солнечных класса М5V.

Полюбовавшись Регулом, обратим внимание на тусклое пятно рядом с ним.
В общем, официально это - карликовая галактика. Удаленный на 820 тысяч световых лет от нас спутник Млечного пути, именуемый Лев I.

Собственно, галактикой она называется пока достаточно условно, потому что, хотя она неплохо изучена, на самом деле не ясно, является ли она галактикой. В основном, она демонстрирует некоторую неопределенность самого этого понятия.

Оцениваемая по динамике находящихся в ней звезд полная масса этого образования составляет примерно двадцать миллионов солнечных. Казалось бы, для галактики этого очень мало - но мы же знаем, что спектр полных масс галактик, в принципе, теоретически может начинаться ориентировочно с полутора миллионов солнечных.

При этом сама галактика как целое, похоже, ухитряется иметь одно феерическое свойство - она не вращается. Как это возможно для галактики - понять трудно.

Состоит это образование из весьма низкометалличных звезд, которые, тем не менее, относительно молоды. Самые старые звезды этой галактики имеют возраст порядка восьми миллиардов лет, подавляющее большинство (процентов 80) - от 2 до 6 миллиардов лет, после этого звездообразование практически завершилось, и дальше изредка появлялись только единичные звезды. Около миллиарда лет назад и они появляться прекратили.

Собственно, если судить по звездному населению, то Лев I - это удивительно молодой спутник нашей Галактики. Это если, конечно, считать Лев I именно спутником Млечного пути, то есть, самостоятельной галактикой, которая находится с нашей в гравитационном взаимодействии.

Однако существует и очень неплохо смотрится (с учетом перечисленных фактов, особенно, отсутствия вращения) альтернативная точка зрения: Лев I - это вообще не галактика, а "приливный горб" - сгущение звезд нашей собственной Галактики, вызванное приливным взаимодействием с соседними спутниками.

Ну, а теперь о том, чего на фотографии не видно.

Еще в 2018 году по соседству с Лев I было обнаружено еще одно интересное образование.
Длительные наблюдения в ультрафиолете и оптике обнаружили, что рядом с ним находится источник очень слабого рассеянного света, получивший название BST1047+1156.

Яркость этого источника равна 28,8 звездной величины (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77390#msg77390) на одну угловую секунду. Чтобы понять, насколько это мало, напомню то, что однажды рассказывал - при наблюдении галактик их границей считается то место, где на одну угловую секунду приходится яркость, соответствующая 25-й звездной величине. То есть, источник имеет яркость, в тридцать три раза меньшую, чем та, при которой считается, что наблюдаемая галактика уже кончилась и началось "пустое место".
Если бы на место, которое занимает BST1047+1156, мощные телескопы не наводились с очень длительной экспозицией, его бы просто не заметили.
Собственно, в этом отношении он является рекордным - это самый тусклый протяженный объект, который когда-либо наблюдался (хотя точечные объекты, такие, как очень удаленные галактики, наблюдаются и с меньшей яркостью).

Интересно то, что объект состоит фактически из газа - на 99% - и плотность газа намного меньше той, при которой могут начинать образовываться звезды. И при этом объект удивительно "голубой" - его интегральный показатель цвета B-V (см. там же) равен 0,14. Это наводит на мысль, что там, вдалеке, в облаке рассеянного газа прячутся непонятно откуда взявшиеся молодые звезды (в очень малом количестве).

Что это за удивительная сущность - не очень понятно.

С одной стороны, это может быть всего лишь остаток давно "съеденной" галактики - вернее, давно разрушенной взаимодействиями с соседями карликовой галактики, от которой остался лишь фрейм темной материи да растянутое в пространстве разреженное газовое облако с редкими случайно сохранившимися остатками звездного населения.

С другой стороны, это может быть, наоборот, результат "встречи" - близкого прохождения двух карликовых галактик, которые удалились, оставив взаимно оторванные друг у друга остатки в виде разреженного газового облака, в которых парадоксальное звездообразование возникло из-за инициированных при взаимодействии сверхзвуковых ударных волн.

А существует и третий, интригующий вариант: BST1047+1156 - это очень древнее газовое облако, миллиарды лет существовавшее в галактическом пространстве и неспособное из-за низкой плотности скоденсироваться во что-то путное, в котором редкое звездообразование возникло при прохождении через него компактной галактики со сверхзвуковой скоростью.
Чем этот вариант интригует? Вопросом о том, сколько в таком случае их, рассеянных газовых облаков во Вселенной, какая масса вещества в них сосредоточена, как они влияют на развитие галактик и их скоплений. Ведь они практически невидимы из-за своей очень низкой яркости, и уже в соседнем галактическом скоплении, тем более, еще дальше, их рассмотреть будет практически невозможно.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Red hunter от 29 Дек, 2022, 19:03:55
И маленькая загадка

В принципе, поломав голову, причину таких нестандартных транзитов придумать можно. Предлагаю эту загадку любому желающему.
Переизлучение за счёт ионизации атмосферы планеты? Приливные эффекты на звезде?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 29 Дек, 2022, 19:07:07
И маленькая загадка

В принципе, поломав голову, причину таких нестандартных транзитов придумать можно. Предлагаю эту загадку любому желающему.
Переизлучение за счёт ионизации атмосферы планеты? Приливные эффекты на звезде?
Нет, все прозаичнее. :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 29 Дек, 2022, 19:13:20
Бутылку судили за пьянство. А она оказалась не винной (с)

Только что рассказывал про белые карлики, поглощающие собственные планеты - и про то, что явление это не столь уж редкое . К тому же спрятать улики в данном случае очень сложно - спектры белых карликов достаточно хорошо известны, и если уж он поглотит что-то постороннее, то материал, им поглощенный, немедленно обнаружится в спектре. Соответственно, можно не только определить качественный состав съеденного, но и оценить соотношение между поглощенными элементами и их количество.

На множестве белых карликах опробовали - и полюбовались незаконно нажитыми кальцием, магнием, кислородом, кремнием... (хищники они, эти белые карлики, вот что я вам скажу).

А потом перешли к белому карлику GD 394, удаленному от нас примерно на 260 световых лет. Он много лет считался образцом карлика, съевшего собственную планету, попав в число чуть ли не самых первых подозреваемых в подобных деяниях. И недаром: все улики были налицо - пятна крови, отпечатки пальцев, чрезвычайно высокая металличность в спектре - а самое главное, периодичность блеска карлика (1,15 суток), по мнению (ис)следователей указывающая на место, куда упала съеденная планета.

И только когда попытались узнать, что (или кто) же именно было съедено, и установить состав и размер съеденного, после долгих лет подозрений и обвинений доброе имя несчастного карлика, остатка давно почившей звезды, пришлось восстанавливать. Не ел он ничего. И нет на нем пятна - ни в переносном, ни в прямом смысле. А периодичность его светимости связана с испаряющейся планетой, обращающейся вокруг карлика в окружающем его слое горячего газа.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 29 Дек, 2022, 19:22:23
Интересно...

Всю жизнь все считали, что слияния нейтронных звезд практически наверняка заканчиваются рождением черной дыры. Кроме тех, разумеется, кто вообще не знал, что такое нейтронная звезда.
Собственно, в целом, считали правильно: они обычно именно этим и заканчиваются.

Однако недавно стало ясным, что все не так просто. Теоретически возможно слияние нейтронных звезд, результатом которого является нейтронная звезда - на коллапс до состояния черной дыры при этом слиянии не хватает массы.

Собственно, почему это неочевидно.

Предел Чандрасекара - максимальная масса белого карлика, по достижении которой он превращается в нейтронную звезду, и, собственно, минимальная масса нейтронной звезды - составляет около 1,4 масс Солнца.
Предел TOV - предел Толмена-Оппенгеймера-Волкова, максимальная масса, после достижения которой нейтронная звезда должна коллапсировать в черную дыру - известен похуже, но по оценкам и наблюдениям составляет около 2,2 массы Солнца.
Так что сумма масс любых двух нейтронных звезд в любом случае превышает предел TOV.

А это означает, что если при слиянии нейтронных звезд не произойдет весьма существенной потери их суммарной массы, получение черной дыры при слиянии нейтронных звезд представляется совершенно очевидным. А вот возможность получить при этом нейтронную звезду весьма и весьма неочевидна.

Кстати, в любом случае если при слиянии получается нейтронная звезда, она должна оказаться магнетаром со сверхсильным магнитным полем http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77155#msg77155

Ну, а уже совсем недавно сочетание расчетов с наблюдениями позволило определить частоту таких слияний. Она оказалась неожиданно большой - в наше время во Вселенной в каждом кубе со стороной миллиард световых лет подобные события происходят примерно раз в три недели.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Дек, 2022, 03:02:12
О том, что полна чудес могучая природа, можно рассказывать много.

Вот к примеру небольшая компактная коллекция экспонатов.

Совсем недалеко, в 129 световых годах от нас, находится интересная планетная система звезды HR 8799.

Для начала, у нее очень интересная звезда.
Звезда достаточно массивна (1,45 масс Солнца), очень молода (возраст не более 60 миллионов лет), но, несмотря на это, вращается весьма медленно (период примерно равен 45 суткам).
Понять это можно - при формировании звезда передала протопланетному облаку почти весь момент - но представляете, каким медленным будет ее вращение к концу жизни? Закон Скуманича http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77388#msg77388 никто не отменял.
Светимость звезды - в среднем, около пяти солнечных. Металличность по железу невелика, [Fe/H] = -0.47, при том, что содержание более легких металлов, например, кислорода, углерода и азота, практически равно солнечному.

В принципе, само по себе это еще не сенсация. Такой тип медленно вращающихся звезд спектральных классов В, A или раннего F с низким содержанием железа и высоким - легких металлов, в принципе известен (и именуется типом λ Волопаса), но достаточно редок.
Интересно другое. Как правило, такие звезды являются переменными типа δ Щита (см. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77144#msg77144, п. 2.9) - а эта звезда исключение: она очень молода и является переменной типа γ Золотой Рыбы (там же, п 2.10). В результате она наводит на интригующие мысли о том, что, возможно, нерадиальные пульсации немолодых переменных типа δ Щита не появляются на поздних стадиях жизни в результате эволюции звезды (как в книжках пишут), а сохраняются в течение всей ее жизни, наследуясь с младенческих лет.

Но помимо звезды, в системе очень интересны и ее планеты.
Их там насчитывается четыре, и все четыре - массивные газовые гиганты массами от семи до десяти масс Юпитера.

Ближайшая к звезде планета - HR 8799e - имеет массу 9(±4) массы Юпитера. Планета удалена от звезды на 14,5 астрономических единицы (в полтора раза дальше, чем Сатурн от Солнца), имеет период обращения около 45 лет, и при этом благодаря внутренним процессам и парниковому эффекту температура верхних слоев атмосферы составляет около тысячи градусов. Вот что такое настоящий парниковый эффект! Венере и не снилось...
Недавно обнаружилось, что на планете имеют место сильнейшие вертикальные течения газа, так что масса выносимого из глубин вещества составляет порядка массы Юпитера в год. В результате верхние слои атмосферы состоят из водорода с примесью угарного газа (и незначительной примеси метана) и соединений железа и кремния.

Следующая планета - HR 8799d - несколько массивнее (масса 10±3 масс Юпитера), удалена от звезды на 24 астрономических единицы и имеет период обращения около ста лет. Подробно пока не исследована по наблюдательным причинам, но ясно, что ее температура не ниже, а скорее, несколько выше, чем у HR 8799e (неплохо, правда?) а в атмосфере присутствуют метан, угарный газ и ацетилен (возможно, ее атмосфера является менее буйной, чем у ее соседки).

Далее идет HR 8799с. Ее масса также оценивается в 10±3 масс Юпитера. Расстояние от звезды 38 астрономический единиц (дальше Нептуна), период обращения около 190 лет. Температура поверхности около 1100 градусов (выше, чем на более близких к звезде HR 8799e и HR 8799d! И не спрашивайте, почему у этих трех планет температура внешней атмосферы с удалением от звезды возрастает! А то перечислю возможные варианты!), вертикальные течения атмосфере очень похожи на то, что творится на HR 8799e, только, возможно, еще более бурные, в результате в верхних слоях атмосферы кроме водорода присутствуют в заметном количестве угарный газ и вода и в меньшем количестве, ацетилен и аммиак. Ожидаемого метана практически нет.

И, наконец, HR 8799b массой около семи масс Юпитера, удаленная на 68 астрономических единиц и обращающаяся с периодом около 460 лет. Температура верхних слоев атмосферы наконец подчиняется логике и оказывается меньшей, чем у более близких к звезде планет, но тоже немаленькая - 870 градусов. Эта планета также отличается буйной атмосферой, но в меньшем ( сравнительно!) масштабе, так что там уже найдены и угарный газ, и метан, и вода.

Возможно, в системе есть и иные, меньшие планеты, но их обнаружить не удается в связи с тем, что интересное в системе еще не кончилось: третьим интересным компонентом системы является мощнейший пылевой диск.
Диск этот включает в себя плотный внутренний пояс теплой пыли (температурой около 150 градусов), находящийся внутри орбиты HR 8799e, промежуточный пояс, начинающийся от орбиты HR 8799b (температура около 45 градусов) и внешний пояс холодной пыли, тянущийся на расстояние около 2000 астрономических единиц (0,03 светового года, между прочим!). Разумеется, в этом диске прячутся астероиды, кометы, много всяких иных более и менее консолидированных тел - а при его массе и плотности туда можно и сформированные небольшие планеты упрятать незаметно для постороннего взгляда. Впрочем, их можно там же при столкновениях (а орбиты у них в таком мощном поясе да при соседстве таких крупных газовых гигантов будут не слишком устойчивыми) перемолоть в ту же пыль.

Интересно то, что массы диска по оценкам может хватить на то, чтобы при неблагоприятных условиях такую интересную систему расформировать - то есть, привести к такой потере устойчивости орбит планет, при которой некоторые смогут даже покинуть систему. Но это вовсе не обязательно. А вот то, что при дальнейшей эволюции системы некоторые, если не все планеты существенно изменят орбиты - это уж практически наверняка.

В общем, чудесная система.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Дек, 2022, 03:32:00
А еще я поймал себя на мысли о том, что не уверен,  рассказывал ли я о металличности. Расскажу на всякий случай.

Напомню, что металлами в астрономии именуются все элементы кроме водорода и гелия.
Именно эти элементы выделяются по простой причине - когда после Большого Взрыва температура Вселенной упала настолько, что в ней начали образовываться атомные ядра, в ней в силу некоторых особенностей ядерных реакций и нуклеосинтеза образовались только водород (это понятно - просто протоны) и гелий (альфа-частицы). Другие атомы не появились (вернее, могли появиться еще литий с бериллием, но в исключительно малом количестве). Причина в том, что в этих условиях новые элементы могли появляться только при захвате протонов или нейтронов ядрами, а этот процесс заканчивался быстро из-за нестабильности ядер 5He, 5Li, 8Be.

Таким образом, звезды первого поколения могли формироваться только из водорода и гелия.
А это приводило к интересным последствиям - у таких звезд ядерная реакция синтеза гелия из водорода может начинаться только при достаточно больших температурах и давлениях, в результате чего первые звезды рождались гигантами, имевшими массы в десятки и сотни масс Солнца.
Это - звезды первого поколения или, как их называют в астрономии, третьего типа звездного населения. До наших дней они, разумеется, не дожили и долго считались сугубо умозрительным феноменом, пока в последнее время их существование не было, возможно, косвенно подтверждено при наблюдениях самых далеких и древних галактик.

А дальше начался процесс звездного нуклеосинтеза. Ядерные реакции внутри звезд приводили к появлению элементов тяжелее гелия (металлов) - теоретически, в самых больших и горячих звездах этот процесс может протекать вплоть до синтеза железа. Эта теория в гигантских звездах первого поколения вполне удовлетворительно воплощалась в практику. Потом звезды взрывались как сверхновые - а уж в этом процессе появляется весь спектр периодической таблицы элементов.

Таким образом, после гибели звезд первого поколения мировое пространство оказалось обогащенным металлами, и следующие звезды уже формировались с их участием. А металлы, особенно, углерод, в термоядерных реакциях выступают в качестве своеобразных катализаторов, так что следующее поколение звезд зажигалось куда легче и было меньшим по размеру. Звезды шаровых скоплений как раз и являются, преимущественно, именно этими звездами второго поколения (второго типа звездного населения) - маленькие старые красные карлики.

Ну а потом, по мере развития очередных звезд концентрация металлов все росла и росла, так что звезды третьего поколения (такие, как наше Солнце) имели в своем составе тяжелых элементов еще больше.
Количество элементов тяжелее гелия в звезде и называется ее металличностью, и может служить показателем (хоть и не строгим) того, как давно образовалась эта звезда, вернее, к какому поколению звезд она принадлежит. Оно также во многом определяет интенсивность термоядерных реакций в звезде, светимость при данной массе и время жизни - с ростом металличности оно падает.
Металличность звезды обычно определяется по содержанию какого-нибудь элемента. Чаще всего используется железо - и в таком случае металличность по содержанию железа ( часто обозначается [Fe/H]) определяется как разность десятичных логарифмов отношения концентрации железа и водорода log10 (NFe/NH) в этой звезде и в Солнце. Если металличность звезды равна, скажем, минус 1, то в ней концентрация железа ниже солнечной в 10 раз, а если плюс 1 - выше в десять раз.
Аналогично может быть определена металличность по любому элементу. В частности, часто при исследованиях интересуются металличностью по альфа-элементам (кислороду, магнию, кремнию, сере, кальцию, титану).
Дело в том, что альфа-элементы преимущественно образуются в массивных звездах, и в ходе химической эволюции галактик их содержание в галактике постепенно падает. А железо образуется в самых массивных звездах и при взрывах сверхновых, и его содержание, естественно, растет.  Получается, что соотношение содержания альфа-элементов и железа в какой нибудь области отражает возраст звездного населения, химический состав, начальную функцию звездных масс (IMF, соотношение между звездами различных масс при их рождении) и историю эволюции. Вообще, замечу, изучение отношение содержания альфа-элементов к железу - очень полезный инструмент исследования истории и эволюции звездных систем. В частности, если Вы обнаруживаете в какой-то галактике группу звезд, имеющую примерно одинаковое даижение и соотношение  [Fe/α], отличное от характерного для их ровесниц, можете практически без сомнений утверждать, что эта группа заимствована у другой галактики.

Обычная металличность звезд шаровых скоплений колеблется от минус 1 до минус 2, а галактического диска (третье и выше поколение звезд - первый тип звездного населения, как и наше Солнце) - от минус 0,3 до плюс 0,3. Молодые звезды пятого-шестого поколений могут иметь и заметно более высокую металличность.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Дек, 2022, 08:51:54
Интересное

Помните рассказ про туманности?
Если не помните - он здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77151#msg77151. Посмотрите там рассказ про эмисионные туманности, откройте (если еще не смотрели) картинку Большой туманности Киля - не пожалеете.

Найдите на картинке скопление Trumpler 14.
Вот оно в большем масштабе:
(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/thumb700x/heic1601a.jpg)
В этом скоплении живет интересная тройная система HD 93129.

Основным компонентом является двойная звезда HD 93129A, состоящая из звезд HD 93129Aa и HD 93129Ab с орбитальным расстоянием не более 60 миллионов километров (0,4 астрономических единицы. Примерно как между Солнцем и Меркурием). Это два гипергиганта массами 127 и 80 солнечных масс спектральных классов O2II и О3III (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141). Светимость компонентов завидная - 1480000 и 380000 светимостей Солнца. Температура, соответственно, 52 тысячи и 45 тысяч градусов.
Третий компонент - удаленный от основного компонента гипергигант HD 93129B класса О3.5III, похожий на HD 93129Ab. Обращаются HD 93129A и HD 93129B вокруг общего центра масс со средним расстоянием около 1,2 триллиона километров (примерно восемь тысяч астрономических единиц) с орбитальным периодом порядка пятидесяти тысяч лет.
Возраст системы - около девятисот тысяч лет.
Из-за высокой температуры звезды теряют со звездным ветром массу в огромном количестве - в сумме за пять тысяч лет в пространство выбрасывается одна масса Солнца.
Представляете, как интересно в окрестностях этой системы?

Еще интереснее будет чуть позже. Когда наибольший компонент HD 93129Aa взорвется гиперновой (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77146#msg77146, рассказ о гиперновых, п.2), он, скорее всего, спровоцирует как минимум взрыв ближнего компонента, так что спустя несколько сотен тысяч лет может произойти редкостной красоты двойной взрыв гиперновых. Неясно, что при этом будет с третьим компонентом - но он, возможно, при этом сдетонирует тоже. А если нет - то нужно будет подождать еще примерно миллион лет.

Но этой системе хорошо - она яркая, мощная, светит далеко, найти легко. А вот попробуйте найти тройную систему белых карликов!

Оказывается, и такое бывает. Система J1953-1019 состоит из трех очень похожих друг на друга белых карликов (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77142#msg77142) массами 0,6 - 0,63 солнечных (диаметры менее 20 тысяч километров), остатков звезд, имевших массы около двух солнечных.

Система, разумеется, имеет иерахическую архитектуру (иначе она не была бы устойчивой): два карлика обращаются друг вокруг друга по широкой орбите (расстояние около трехсот астрономических единиц), а третий - вокруг них по очень широкой, 6400 астрономических единиц. Естественно, когда они были еще звездами, расстояние было поменьше, но после потери 60% массы орбиты расширились.

Вот ее фотография:
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/61/J1953-1019_triple_system.jpg)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Дек, 2022, 12:38:41
Я давно подозреваю, что у многих (а возможно - у подавляющего большинства) адептов Святой Экзобиоты мыслительные процессы протекают очень своеобразным образом, старательно огибая общеизвестные факты.

Я как-то рассказывал про многолетнюю бурную деятельность по теоретическому определению границ зоны обитаемости, внутри которых для данного размера звезды должна находиться орбита планеты, чтобы обеспечить мало-мальскую возможность возникновения и развития какой-нибудь представимой жизни (замечу, что эта область иногда именуется забавным названием - зона Златовласки, Goldilocks zone Почему? Потому что в "Goldilocks and the Three Bears" ("Златовласка и три медведя") девочка (которая у англоязычных народов Златовласка, а в русском переводе - просто Маша) приходит к медведям и пытается посидеть на стуле, попить из чашки и поспать на кровати. Но стул, кровать и чашка первого комплекта для нее велики, второго - малы, а третьего - в самый раз. Астрономы тоже были детьми, и когда речь зашла о параметрах, которые в одном случае велики, в другом малы, а в третьем, в зоне обитаемости - в самый раз, вспомнили эту сказку).
В результате этой деятельности раз за разом после опубликования очередного набора критериев в зону обитаемости попадали то Марс, то Венера - зато Земля оказывалась где-то на ее периферии, а то и вообще выпадала из очередной зоны. Так что не там мы живем, если верить энтузиастам, не там. А может, неправильно. Да и вообще, есть ли жизнь на Земле?
Правда, относительно недавно после долгого искусственного подбора параметров адептам наконец удалось договориться и найти (в основном, искусственно и ad hoc) такие определения этой зоны, которые могли бы уверенно включать еще и Землю. Но выглядело это как-то нарочито.

Ну, а параллелльно другие энтузиасты искали биомаркеры - вещества, наличие которых в атмосфере планеты должно подтвердить (или хотя бы, с высокой степенью уверенности заподозрить) наличие на ней жизни.
Этот процесс тоже протекал своеобразно. В качестве биомаркеров предлагались (и предлагаются) такие вещества, которые заставляют заподозрить, что и этим исследователям факт наличия жизни на Земле пока не известен. Самым безобидным из них является метан - и это полбеды, потому что подчас в списке биомаркеров встречаются этан, хлорметан, закись азота и прочая гадость (вплоть до синильной кислоты), заведомо исключающая Землю из числа кандидатов на наличие жизни. Так что пока не научимся существовать в атмосфере с таким составом - экзобиологи нас полноценной жизнью не признают...

Ну, а одним из наиболее популярных претендентов на роль биомаркера является, разумеется, молекулярный кислород. Подозреваю, что не из каких-то глубоко теоретических исследований - а по причине того, что некоторые энтузиасты подчас отвлекаются от своих трудов и, читая книжки на посторонние темы, узнают, что на ста процентах известных человечеству населенных планет в атмосфере имеется свободный кислород и, более того, он появился благодаря тамошней биоте и даже играет определенную роль в ее биохимии.

Я не буду еще раз упоминать, что такой выбор биомаркера означет, что жизнь на Земле в течение более, чем миллиарда лет (до сидерия и риасия, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91556#msg91556l) существовала незаконно, не спросившись у энтузиастов. И что вовсе не факт, что палеопротерозойская кислородная катастрофа и появление биогенного свободного кислорода в атмосфере Земли были столь уж закономерны - так что земная биота, в принципе, могла бы дожить и до сегодняшних дней, прекрасно обходясь без кислорода - а атмосфера, соответственно, без этого яда.
Зато упомяну другое. В принципе, пока адепты балуются доказательствами природы кислорода как биомаркера, планетология прекрасно знает (и не скрывает этого знания - только энтузиасты, похоже, им не интересуются), что кислород в атмосфере планет может накапливаться многообразными естественными, абиогенными механизмами. И это относится не только к горячим или очень теплым планетам http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg77670#msg77670, атмосферы которых насыщаются кислородом по очевидным причинам - диссоциация оксидов и иных кислородсодержащих соединений при высокой температуре - но и для планет с вполне умеренным, подобным земному, температурным режимам.

Недавно как раз появилось описание очередного механизма. Точнее, механизмов.

При нормальной эволюции и не слишком маленьких миниземель, и не слишком крупных суперземель (см. там же), в процессе формирования коры и ее взаимодействия с атмосферой, выделяется значительное количество разнообразных газов. И вот тут обнаруживается интересное...

В норме, если на планете есть (или любым способом появляется) вода, водяной пар в ее верхних слоях расщепляется на водород и кислород ультрафиолетовым излучением звезды и космическим излучением. При небольшой массе планеты (я же говорю - не гигант), ее гравитация не может удержать водород, покидающий атмосферу, но удерживет кислород, в этой самой атмосфере задерживающийся.

Процесс известный - но считалось, что таким образом накопить кислород трудно, потому что атмосферный кислород интенсивно расходуется на окисление поверхностных горных пород, углерода и т.п. Оказалось, все не так просто...

Если на рассматриваемых планетах содержится достаточно много воды, она формирует мощные поверхностные океаны, блокирующие контакт кислорода с горными породами (кстати, попутно еще и снижающие геологическую активность за счет повышения давления в коре). В результате фотолитическое накопление свободного кислорода не компенсируется окислительными процессами - и атмосфера планеты насыщается кислородом.
И знаете, что интересно? По оценкам, стоило только Земле в процессе поздней тяжелой бомбардировки получить в три-пять раз больше воды (что, в принципе, при чуть ином составе протопланетного облака или при ином характере взаимодействий во внешней Солнечной системе, и вызвавших саму бомбардировку, было вполне возможным) - и этот процесс был бы запущен. В результате Земля имела бы кислородную атмосферу еще в эоархее (см. ссылку выше) - и большой вопрос, могла ли бы в этих условиях вообще сформироваться жизнь. Так что имели бы мы в этом случае безжизненную Землю с большим содержанием кислорода в атмосфере. На радость экзобиологам.

Но и это еще не все.
Если землеподобная планета в процессе эволюции имеет воды меньше, чем нужно, то в процессе эволюции планетная кора формируется очень быстро, причем в достаточно химически инертном виде. В результате практически вся вода планеты остается в несвязанном виде, формирует атмосферу с большим количеством водяного пара - и фотолитический кислород не расходуется на окисление. Опять же, в обитаемой зоне возникает совершенно безжизненная землеподобная планета со значительном содержанием кислорода в атмосфере.

Есть и третий вариант.
Если землеподобная планета изначально имеет высокое содержание углерода, в ее атмосфере накапливается углекислый газ. А в результате, как знает даже Грета Тунберг, на планете разовьется парниковый эффект - и получим мы нечто, напоминающее Венеру. Соответственно, при высокой температуре поверхности конденсация атмосферной воды на ней будет невозможна - а следовательно, в атмосфере будет содержаться значительное количество фотолитического кислорода. И опять получим землеподобную планету в зоне обитаемости, без жизни - но с кислородом.

Ну, а под конец стоит заметить, что есть и еще один вариант.
Если еще до начала эволюции планетной системы протозвездное облако образовывалось с активным участием массивных звезд, оно будет обогащено альфа-элементами (иметь высокое соотношение [Fe/α], см. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112477#msg112477. Все же о нем нужно рассказать поподробнее - но это в следующем посте).
А результат окажется интересным. Окисление поверхности планеты, обогащенной α-элементами, может протекать куда менее активно. И в результате, опять же, кислород в атмосфере появится - а расходоваться на окисление будет куда медленнее и в меньшем количестве. Так что и в этом случае можно любоваться абиогенным кислородом в атмосфере землеподобной планеты.

Кстати, обратите внимание на один вывод из всего сказанного. Он может оказаться куда более интересным, чем сам факт того что кислород в атмосфере планет, во всем подобных Земле, может накапливаться многими способами, так что наличие кислорода у планеты в зоне обитаемости отнюдь не свидетельствует о наличии на ней какой-то жизни.
Вывод прост. Даже не слишком значительное изменение начальных условий существования Земли, не затрагивающее ни ее орбитальные характеристики, ни ее массу, а относящееся к сугубо внешним воздействующим факторам, привело бы к существенному изменению параметров и характеристик и ее поверхности, и ее атмосферы, скорее всего, исключающему любую возможность появления жизни.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Дек, 2022, 12:54:18
Кое-что о металлах, звездообразовании и истории

Если внимательно прочитать о том, какие элементы попадают в межзвездное пространство в результате эволюции звезд разной массы, то можно обратить внимание на два важных обстоятельства:

- звезды массами примерно до двенадцати солнечных сбрасывают оболочки, содержащие углерод, кислород, азот, неон и магний; более тяжелые взрываются сверхновыми типа II http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77146#msg77146, обогащая пространство в основном кислородом, неоном, магнием, кремнием, кальцием, серой. Ну, и железом соответственно. Самые массивные же, взрываясь гиперновыми, выбрасывают железо и более тяжелые элементы (а также и более легкие, в том числе, много кислорода) - но их, замечу, очень мало и в общий баланс металлов они вносят не слишком значительный вклад. Тут стоит заметить что в основном перечисленные звезды по понятным причинам производят элементы которые обладают самыми устойчивыми ядрами и наиболее эффективно рождаются в термоядерных реакциях. А это - так называемые α-элементы (или альфа-элементы), ядра которых, как иногда говорят, "состоят из α-частиц" - углерод, кислород, неон, магний, кремний, сера, кальций, титан;

- слияние белых карликов и их взрывы сверхновыми типа Ia обогащают пространство железом (и близкими ему элементами).

Отсюда следует среди прочего очень важный вывод. Если среди звездного населения преобладают массивные звезды, межзвездное пространство будет содержать большое количество альфа-элементов; если же массивных звезд мало, альфа-элементы будут выбрасываться и, соответственно, присутствовать в межзвездной среде в незначительном количестве. А вот железа при этом будет достаточно много - ведь его основным источником являются двойные системы белых карликов (вспомним механизм взрыва сверхновых типа Ia, см. по ссылке выше) - а белые карлики как раз являются продуктом эволюции менее массивных звезд.

А значит, чем ниже доля массивных звезд среди звездного населения - тем меньше в межзвездное пространство выбрасывается альфа-элементов по сравнению с железом.

Соответственно, соотношение между содержанием альфа-элементов и железа (соотношение [α/Fe]) в какой-то галактике (или даже звездном скоплении) отражает и состав ее звездного населения, и соотношение между массами различных звезд, и ее начальную функцию масс (IMF, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96650#msg96650), и характер изменения IMF со временем - словом, является мощным инструментом изучения и звездного населения галактики (даже если самих звезд в ней не видно), и истории и характера ее звездообразования в галактике. Собственно, соотношение [α/Fe] является инструментом изучения эволюции галактики в целом.

Ну, и немного подробностей.
Ясно, что со временем в целом соотношение [α/Fe] проявляет тенденцию к уменьшению - по мере снижения темпа звездообразования (SFR) - мы же понимаем, что темп звездообразования постоянно снижается.
Почему со временем уменьшается соотношение [α/Fe]? - потому что массивные звезды живут недолго, и если SFR в какой-то галактике начал снижаться, их количество тоже начинает снижаться практически сразу - с задержкой на время жизни самых массивных звезд, то есть, на считанные десятки и сотни миллионов лет, и только менее массивные протянут несколько миллиардов. А значит, и темп поступления альфа-элементов в межзвездную среду тоже начнет снижаться. А вот поступление железа будет происходить в почти неизменном темпе (точнее темп будет, конечно, снижаться, но гораздо медленнее) - ведь железо производится в конечном итоге, менее массивными и более долгоживущими звездами.
А вот металличность [Fe/H] в любой галактике, замечу, растет постоянно. И, сравнивая эти две величины - [Fe/H] и [α/Fe] - можно узнать и историю звездообразования галактики, и какой размер звезд был характерен для этой истории.
Разумеется, таким образом и темп звездообразования в прошлом легко оценить - если, скажем, он был низким (скажем, в LSBG поля http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91716#msg91716), больших звезд образовывалось мало, альфа-элементы продуцировались в очень незначительном количестве, а железо все же нарабатывалось - и отношение [α/Fe] будет достаточно низким.

Ну, а учитывая, что с одной стороны, такие бледные и тусклые галактики низкой яркости, в которых звездообразование всегда было низким, именуются анемичными, а с другой стороны, очень хорошо наблюдаемым и распространенным благодаря множеству каналов образования альфа-элементом является кислород, отсюда следует классическая фраза: "Для анемичных галактик характерен дефицит кислорода".

С другой стороны, если в галактике вспышка звездообразования произошла давно, материал для звездообразования израсходован, альфа-элементы наработаны и больше не появляются, а железо неуклонно накапливается с каждым взрывом сверхновой типа Ia, для нее тоже характерен дефицит альфа-элементов (в том числе, кислорода), то есть, низкое соотношение [α/Fe]. Но если эта галактика захватит большое количество холодного водорода, то звездообразование начнется вновь, опять появятся и быстро погибнут, обогатив пространство альфа-элементами, массивные звезды, и соотношение [α/Fe] начнет расти.
А что у нас является наблюдательной сигнатурой холодного водорода? Правильно, угарный газ http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg104336#msg104336. Отсюда еще одна фраза, которая может восхитить любого читателя: "От дефицита кислорода спасает рост концентрации угарного газа".

Ну, а еще по всем этим причинам соотношение [α/Fe] (и его соотношение с металличностью) является инструментом проверки моделей галактической эволюции - разумеется, это отношения модельно зависимо, и если модель эволюции и развития галактики выдает "неправильное", не соответствующее наблюдениям отношение содержания альфа-элементов и железа, эту модель, как бы она ни была хороша, нужно или чинить, или хоронить.

Замечу также, что соотношение [α/Fe] пригодно и для других целей. Например, если мы вдруг обнаружим в Млечном пути (или в другой галактике) звезды пусть даже соответствующей металличности, но с нехарактерным для этой галактики соотношением [α/Fe], это, как минимум, является поводом заподозрить, что образовывались они не в этой галактике, а где-то в другом месте. В нашей собственной Галактике таким образом обнаружено много немало выходцев из других галактик, тем более, что именно так среди звездного населения можно выявлять звездные потоки от иных галактик - и я об этом рассказывал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77322#msg77322.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 31 Дек, 2022, 15:04:35
Тестирование очередной версии комплексных критериев жизнепригодности планет поставило на второе место (после Земли) планету HD 85512b.

Замечу, большим достоинством этой версии является то, что Земля в ней занимает первое место. Не хочу этим заявить, что Земля - самая пригодная для земной жизни из известных планет (и то только лишь потому, что разве это - жизнь?), но только лишь напомню не раз сказанное: в течение десятилетий  в предыдущих версиях критериев более пригодными для жизни оказывались то Марс, то Венера - а это оказывало неблагоприятное впечатление на тех, кто с критериями знакомился, и иногда даже вызывало сомнение в серьезности и разумности их авторов.

В любом случае, с претендентом на первое место во вновь составленном списке большинство из нас знакомы хотя бы в общих чертах, а многие и оценили его жизнепригодность на собственном опыте и имели возможность составить на сей предмет то или иное собственное мнение. А что с занявшим второе место соискателем?

Знакомство с ним длится куда меньше, чем с нынешним чемпионом - чуть более десяти лет; если не ошибаюсь, обнаружение HD 85512b было анонсировано в августе 2011 года, когда появилось исследование, информирующее, что у оранжевого карлика HD 85512, он же Глизе 370, расположенного всего в 36 световых годах от Солнца, найдена планета HD 85512b, очень похожая по климату на Землю, с расчетной равновесной температурой 25 градусов Цельсия.

Несколько месяцев после этого было удивительно тихо и спокойно. А потом эту благую весть подхватили труженики массовой информации, нашли в ней бочку душистого меда - и начали изливать ее благоухающее содержимое на головы мирному населению.

К чести населения, тогда оно восприняло информацию спокойно, я бы даже сказал, флегматично. Не помогли ни намеки журналистов на то, что звезде более пяти миллиардов лет, а значит, на ее планете вполне могла успеть возникнуть и процвести цивилизация, ни ссылки на многих ученых, которые ничего не исключают, а кое-что даже подтверждают... Большая часть населения уже привыкла к ушатам разнообразного содержимого, регулярно изливающимся на их головы, а меньшей, но более предрасположенной к нервным реакциям части, явно хватало темы Нибиру (с отыгрываемым на периферии сознания аккомпанементом Апофиса, инопланетных кораблей и апокалиптических комет) - благо, слово "Нибиру" куда как легче запомнить и выговорить, чем "HD 85512b". И звучит романтичнее...

Потом журналисты надолго успокоилось, перешли к новым темам - пока не прослышали о новых критериях и результатах их применения, после чего вновь оживились, выкопали бочку и опять окропили население. То привычно не отреагировало.

А, между прочим, зря. В общем, похоже, можно согласиться с тем, что из всех открытых и подтвержденных экзопланет HD 85512b, о которой идет речь, является одной из наиболее пригодных для жизни. Вернее, я бы сформулировал так: одной из наименее непригодных. По некоторым параметрам она даже лучше, чем та теоретическая и абстрактная сферическая Венера в вакууме, которая регулярно занимала место в топе предыдущих номинаций.

Итак, что мы имеем.
Имеем мы звезду спектрального класса К2V (оранжевый карлик), металличностью 0,45 солнечной, массой 0,69 солнечной, температурой 4700 градусов Кальвина, светимостью 12,5 процентов солнечной и возрастом более 5,5 миллиардов лет.
Имеем планету массой 3,6 земных (много!), силой тяжести 1,4g, радиусом орбиты 0,26 астрономической единицы (39 миллионов километров), периодом обращения 54,43 суток. При альбедо 0,3 температура на поверхности составила бы 25 градусов Цельсия.

Красота... Бочка просто течет молоком и медом...
Заглянем поглубже.

Первое погружение в бочку приносит сомнение. Металличность звезды мала - следовательно, скорее всего, на планете низко содержание тяжелых элементов. С очень большой долей вероятности планета представляет собой относительно небольшое железокаменное ядро с протяженной мощной атмосферой (или - без атмосферы, о чем ниже). Это - совсем не похоже на Землю, скорее, смахивает на маленькое подобие какого-нибудь Нептуна, и заставляет задуматься.

Далее. Звезда, конечно, невелика - но планета расположена к нею в полтора раза ближе, чем Меркурий к Солнцу. В таких условиях за миллиарды лет приливные силы если и не синхронизировали вращение планеты с обращением вокруг звезды (как у Луны в ее вращении вокруг Земли), то замедлили вращение до такой степени, что сутки на планете длятся около ее года (как на Меркурии или Венере). А это плохо - это означает, что у планеты, скорее всего, и в помине нет магнитного поля, и защищать ее от космических лучей и излучения некому. В таких условиях она с большой долей вероятности осталась без атмосферы (как Марс и Меркурий) - зато при ядре. Ну, и плюс к этому огромные перепады температур между полушариями.
Есть, конечно, вероятность того, что ее мощная атмосфера успешно противостоит всем посягательствам - но это уже очень сильно похоже на Венеру и не радует.

Опять же, средняя температура. При альбедо 0,3 она составит 25 градусов Цельсия, если нет парникового эффекта атмосферы - но при наличии парникового эффекта она может быть и куда большей. Опять же, см. Венера, только не та, которая абстрактная по критериям, а та, которая конкретная и в Солнечной системе. И при этом с учетом медленного вращения на подзвездном полушарии в условиях земной атмосферы температура была бы выше точки кипения - а на обратном куда ниже точки замерзания. Насколько бы хватило в таких условиях земной атмосферы - вопрос спорный... По крайней мере, расчеты показывают: если придать такой планете земной характер с земным типом атмосферы и, тем самым вожделенным альбедо 0,3 - в лучшем случае, останется она с огрызками атмосферы и температурой, колеблющейся в течение нескольких недель от плюс сотни с большим гаком до минус сотни с ним же... А в худшем - вообще, останется вечно обращенной к звезде одной нагретой стороной и смотрящей в пространство второй, сверкающей сугробами и льдами, сосредоточившими в себе всю воду планеты и ничего не оставившими атмосфере.
А вот если альбедо у планеты равно венерианскому (0,65), то на планете ниже нуля... в среднем. А при лунном альбедо 0,12 - под сотню градусов Цельсия (опять же, в среднем). А если ради обитаемости планете в таких условиях придать характер Венеры, так, чтобы температурная инерция атмосферы сохраняла постоянство температуры на планете, то даже в таких условиях имели бы мы огромную планету с вечным ураганом и температурой заметно выше ста градусов... На такую планету даже самых устойчивых земных организмов калачом не заманишь...

Словом, единственное, что может спасти жизнь на такой планете - это наличие массивного спутника, который бы стабилизировал вращение планеты с достаточно большой скоростью. Тогда можно и атмосферу подобрать достаточно комфортную. А вот обзавестись таким спутником в подобной системе - весьма и весьма маловероятно, ибо для этого хорошо бы вращаться вокруг более массивной звезды с большим изначальным газопылевым облаком, а следовательно, большей металличностью.

Так что выглядит бочка чрезвычайно сомнительно - хоть из всех открытых людьми планет у нее и почетное первое место (Землю я не считаю - не люди ее открыли), но дегтя в содержимом все же многовато...
Так что от радости по поводу того, что второй номер списка может оказаться обитаемым (хотя бы, потенциально), я бы воздержался...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 01 Янв, 2023, 21:54:32
Просто красивое

Двойная система R Водолея, удаленная от нас на 650 световых лет.
(https://www.sciencealert.com/images/2018-12/processed/r-aquarii-dance-of-death_600.jpg)

Затменно-двойная система, больший компонент - мирида (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77144#msg77144 п.2.4), меньший - белый карлик, симбиотическая переменная (там же, п.4.3).
Так что оба компонента - переменные, каждый - по-своему.
Оболочка большего компонента перетекает на меньший, образуя аккреционный диск, и частично выбрасывается с полюсов, формируя хорошо видимые джеты.
Общая длина джетов - до девятисот астрономических единиц.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 01 Янв, 2023, 22:18:05
Кое-что интересное

Есть в 2700 световых годах от нас рассеянное звездное скопление http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91780#msg91780 М67.

Скопление интересное - большое (по массе - более тысячи масс Солнца) и плотное (для рассеянного скопления), хотя диаметром невелико - половина звезд сосредоточена в объеме диаметром всего 20 световых лет. Настолько большое и плотное, что все никак не рассеется, несмотря на свой почтенный возраст.

Возраст звездных скоплений, замечу, измерить легко.

Можно просто - по сравнению светимости и цвета звезд с характеристиками по диаграмме Герцшпрунга-Рассела http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141 с соответствующим учетом их наблюдаемой металличности: мы же помним, что чем массивнее звезды, тем меньшее время они проводят на главной последовательности диаграммы, а чем выше металличность, тем быстрее звезда эволюционирует, и действующие модели звезд это достаточно точно учитывают.

Можно - другими методами определения возраста звезд, например, гирохронологическими http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77388#msg77388

Лучше всего - сочетанием оценки возраста несколькими методами.

А можно измерить возраст звездного скопления глобально, для всего массива звезд скопления, чтобы не впасть в ошибку, посчитав звезды, приблудившиеся в скопление. но родившиеся в другое время. Классический метод общего определения - по положению точки поворота главной последовательности (для нее есть стандартная аббревиатура MSTO, main sequence turn-off), опять же, с поправкой на металличность.
Суть метода - использование все той же диаграммы "цвет-светимость". Главная последовательность скопления классического вида иметь не будет - если звезды скопления образовалось почти одновременно, значит, в старом скоплении самые массивные звезды уже вымерли, а менее массивные начали сходить с главной последовательности и уходить по диаграмме в соответствии со своими эволюционными трекам направо и вверх.
Если измерить минимальную массу звезд, сошедших с главной последовательности (это и есть определение точки поворота главной последовательности), или, если отдельные звезды видны плохо, просто определить их цвет в точке поворота (а мы же помним, что цвет и масса звезды главной последовательности строго связаны (с учетом металличности, конечно!), то, зная, в каких возрастах звезды разной массы начинают сходить с главной последовательности (для различной металличности), можно определить возраст звезд, начавших на диаграмме поворот направо (то есть, начавших увеличивать свой размер, снижать температуру и увеличивать светимость, сиречь, переходить на стадии субгигантов и красного сгущения). Этот возраст равен возрасту скопления, ибо все его звезды, повторюсь, появились на свет почти одновременно.
Соответственно, по цвету звезд главной последовательности скопления (до точки поворота) можно узнать его возраст.

Если же скопление достаточно старое, насчитывающее несколько миллиардов лет, и из-за влияния межзвездной среды истинный цвет MSTO искажен, нужно вначале измерить разность цветов MSTO и основания (начала) ветви красных гигантов (то есть, построить для скопления его собственную диаграмму Герцшпрунга-Рассела, найти на ней основание ветви красных гигантов, измерить интегральные показатели цвета (U-B и B-V, см. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77390#msg77390) для основания ветви и для точки MSTO и вычесть одно из другого). Для звезд достаточно высокой металличности цвет в начале стадии красного гиганта почти не зависит от массы (например, для металличности Солнца показатели цвета основания ветви красных гигантов примерно равны U-B=0,75, B-V=0,9). Таким образом узнается истинный цвет точки поворота.
А если звезды имеют низкую металличность - еще проще: на вершине ветви красных гигантов они имеют одну и ту же светимость: абсолютная звездная величина (см. там же) равна –4,0±0,1. Да и при большей металличности разброс светимостей невелик, и светимость в основном определяется не массой, а металличностью - не зря следующая стадия после красных гигантов именуется именно асимптотической ветвью гигантов. Найдите в скоплении звезды в момент их перехода на асимптотическую ветвь гигантов, определите по спектру их металличность, измерьте видимую звездную величину - получите расстояние.

И вот оказывается, что возраст скопления М67 - около пяти миллиардов лет. Это - одно из самых старых известных рассеянных скоплений.
Вернее, образовываться оно начало примерно пять миллиардов лет, и тянулся это процесс относительно долго - последние звезды скопления формировались уже менее четырех миллиардов лет назад.

А к чему я рассказываю об этом скоплении - только лишь к тому, что недавно посчитали возможную динамику звезд в этом скоплении с момента его образования. И обнаружилась интересная вещь: теоретически, значительная часть солнцеподобных звезд, рожденных в нем, могла, покинув его за счет обмена импульсами с другим звездами скопления при гравитационном взаимодействии, подняться на галактические орбиты. И что интригует - эти орбиты в основном должны быть подобными орбите Солнца.
Кстати, значительная часть - это много: по расчету скопление покинуло около девяноста процентов изначально родившихся в нем звезд, в основном, разумеется, периферийных.

И возраст скопления, напомню, совпадает с возрастом Солнца. И Солнце согласно моделям динамики формирования Солнечной системы образовывалось именно на периферии своего скопления и должно было покинуть его в числе первых.

Это, конечно, не означает, что М67 достоверно является нашей прародиной, но теперь этого исключать никак нельзя.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 02 Янв, 2023, 02:35:11
О стратегиях выживания и правилах поведения

Как-то раз на нашем форуме подали мне идею для интересного вопроса: как должна вести себя звезда, чтобы не стать сверхновой.

Вопрос хорош, подразумевает он не просто ответ, но изложение целой группы различных стратегий для разных условий - только, увы, с признанием того, что во многих случаях любой совет просто бесполезен: что ни делай, все без толку.

Но, в принципе, если пренебрегать относительно редкими особенными случаями и тонкостями, для любого заинтересованного читателя, который захочет стать звездой (а этого люди хотят часто!), но не захочет взрываться сверхновой, совет прост - меньше есть до рождения (чтобы не вырасти массивным и не взорваться сверхновой типа II или аналогичного типа).

При этом тем, кто любит покушать, желательно быть поаккуратнее с потреблением металлов, особенно, углерода (вспомним печально известную углеродную детонацию - я про нее рассказывал).

Нельзя забывать также о пользе регулярных физических упражнений. Даже при наличии некоторой избыточной массы высокая скорость вращения позволяет, сбросив в зрелом возрасте лишний вес (в первую очередь, внешние оболочки) избежать возможных неприятностей.

Следует также соблюдать социальную дистанцию
Не следует чрезмерно сближаться с соседями (чтобы не образовать двойную систему и, став белым карликом, не взорваться сверхновой типа Ia из-за аккреции вещества на свою поверхность или слияния со столь же незадачливым соседом).

Эти полезные рецепты для звезд разработаны мной. Увы, многие звезды всерьез их не восприняли, и печальные плоды их легкомысленного отношения к добрым советам мы видим в телескопы буквально сотнями за год (а при регистрации гамма-всплесков - еще чаще).

А тем временем группа добрых людей всерьез задалась вопросом, как должна вести себя планета, чтобы пережить сброс оболочек своей звезды и не погибнуть, упав на получившийся белый карлик.
Оказалось, что и тут есть целый набор стратегий.

Первая - очевидна. Держитесь подальше от своей звезды, и ничего страшного не случится.
Правда, замечу, тут лучше не усердствовать и искать золотую середину. Ибо после сброса оболочек и их рассеяния в пространстве сила притяжения к звезде снизится - и есть вероятность, тем большая, чем дальше Вы находились от звезды, что орбита потеряет устойчивость и после превращения звезды в белый карлик Вы покинете родную планетную систему, превратившись в бродячее планемо и устремившись в бескрайние межзвездные просторы. Кому-то из прирожденных путешественников эта идея может понравиться - но вероятность того, что Вы сумеете приблудиться к другой интересной планетной системе, практически нулевая, а вечно странствовать по черному пространству, освещаемому лишь далекими звездами, вовсе не так уж весело. Как было в свое время замечено, the night is dark and full of terrors.

Если Вас разумно не привлекает такая перспектива или Вам довелось жить поблизости от звезды, опять же, помните, что Вам с рождения следует избегать проблем с лишним весом. Гиганты низкой плотности легче тормозятся в сброшенной оболочке и практически гарантированно опускаются на более низкую орбиту и разрушаются приливными силами белого карлика, даже изначально находясь от своей звезды на удалении, на порядок превышающем предел Роша.

Но даже если Вы избежали соблазнов и не переедали при рождении, попав в категорию земель или суперземель, все еще обстоит не столь благополучно - важным тут является не только количество, но и качество. Ибо если Ваша вязкость и прочность невелики, после превращения Вашей звезды в белый карлик приливные деформации окажутся слишком большими, а это приведет к сильному приливному торможению - и Вы, опять же, начнете терять орбитальное расстояние и опускаться к звезде с последующим разрушением приливными силами и поглощением. И это может произойти, даже если Вы удалены от нее на пять и более величин предела Роша.

И только если Ваша масса мала, а плотность, наоборот, велика, и Вы достаточно прочны и вязки (а для этого лучше с рождения употреблять кремний и более тяжелые металлы. И не забудьте железо! Очень полезный и благотворный элемент! Всем рекомендую!), то Вы сможете ни о чем не беспокоиться, даже если радиус Вашей орбиты будет превышать предел Роша звезды всего лишь в два раза.
Словом, берите пример с Меркурия - даже если он бы находился в три раза ближе к Солнцу, чем сейчас, ему ничего бы не грозило. А вот Юпитер или Сатурн, находясь на орбите Меркурия, были бы рано или поздно поглощены тем белым карликом, в который когда-нибудь превратится Солнце.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 02 Янв, 2023, 02:40:26
Кое-что о нейтронных звездах

Максимальная теоретически возможная частота вращения нейтронной звезды составляет порядка четырех тысяч оборотов в секунду - при большей частоте экваториальная скорость поверхности превысила бы скорость света.
Пока максимальная известная угловая скорость у нейтронной звезды - раз в шесть меньше (неподтвержденная - в четыре).
Неплохо: шар диаметром в два с небольшим десятка километров совершает более семисот пятидесяти оборотов в секунду, и скорость его поверхности на экваторе - около полусотни тысяч километров в секунду.

А еще гравитационные волны, зафиксированные при слиянии нейтронных звезд, позволили получить ограничение на рельеф поверхности слившихся нейтронных звезд. Максимальные перепады высот на них оказались не превышающими нескольких миллиметров.
Ранее предполагалось, что высота горных хребтов на поверхности нейтронных звезд могла бы достигать сантиметров, особенно, в зонах тектонических разломов коры.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 02 Янв, 2023, 17:33:56
Еще немного о Святой Экзобиоте и поисках Грааля

Несколько лет пресловутый SETI (проект Search for ExtraTerrestrial Intelligence) задавался глубокомысленным вопросом: не являются ли глубокие нерегулярные вариации светимости звезды KIC 8462852 (класс F3V, масса 1,43 солнечной, светимость 4,68 солнечной, расстояние от нас 1470 световых лет), широко известной в узких кругах как звезда Табби, обнаруженные в 2015 году, признаком наличия вокруг звезды грандиозного комплекса астроинженерных сооружений высокоразвитой цивилизации (сферы Дайсона).

Прибежали в избу SETI
"А из нашего окна -
- Наблюдали все соседи -
Сфера Дайсона видна!"


Было даже анонсировано отвлечение орбитального телескопа TESS от работы почти на два месяца для наблюдения за звездой.

И при этом наблюдения без отвлечения дорогостоящего и занятого важной и полезной работой инструмента показали, что в инфракрасном свете вариации излучения звезды существенно уступают оптическим, и при этом избытка инфракрасного излучения (появляющегося при нагреве чего-то, будь то облака пыли или искусственный объект, светом звезды с переизлучением инфракрасного света) не обнаружено. А это достаточно четко указало на известный феномен - наличие плотного облака кометоподобных объектов (или астероидов) на эксцентричной орбите, разбавленного пылью от их столкновений. А такие диски известны десятками и даже не раз фотографировались. Общеизвестный пример - хорошо известная звезда Фомальгаут (молодая звезда возрастом двести миллионов лет, спектрального класса А3V, удаленная от нас всего на 25 световых лет), у которой наблюдается диск из крупной пыли и астероидов, фотографии которого уже везде развешаны и расклеены. 

А из нашего окошка -
Астероидов немножко...


При этом стоило только поискать как следует - и обнаружились аналоги звезды Табби с очень похожим характером вариаций светимости. Периоды, правда, разные - в зависимости от положения астероидного облака и его расстояния от звезды. И аналогов немало - двадцать одна штука в разных местах. Перенаблюдать все никакого TESS не хватит, и даже у пронырливой SETI не хватает фантазии объявить, что вся округа, куда взгляд ни кинь, застроена сферами Дайсона.

Но адепты святой Экзобиоты не унимались - и продолжали упорствовать в желании отжать на два месяца инструмент, пока в дело не вмешался коронавирус. В результате прогоны на наземных инструментах оказались ограниченными, а программа TESS - соответственно, уплотнена. И увы, места для SETI уже не хватило.
В общем, хоть какая-то польза от этого коронавируса...

Брысь из хаты, пострелята!

Замечу кстати.
Возраст звезды Табби точно не установлен - но мы же помним, что продолжительность жизни звезд на главной последовательности с ростом массы звезды заметно снижается.
Вспомним, что масса звезды Табби составляет 1,43 солнечной, металличность звезды равна солнечной ([Fe/H]=0,0±0,1), а сама звезда признаков старения не проявляет.
Вспомним еще и то, что продолжительность жизни звезды такой массы с солнечной металличностью  на главной последовательности - менее двух с половиной миллиардов лет.
Остается сделать вывод, что SETI подозревает в строительстве сферы Дайсона (если проводить аналогии с единственной известной нам биотой) тамошних прокариотов...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 03 Янв, 2023, 05:45:23
Браво, эр Гюнце. Бис :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 06:41:25
Спасибо!

И еще немного: этот пост посвящается любителям искать внеземную жизнь у красных карликов.

Очередное исследование распространенности планет земной группы у красных карликов в районе зоны обитаемости заставило предположить (разумеется, со всеми соответствующими обоснованиями и моделями формирования и эволюции планет), что наблюдаемое изобилие таких планет объясняется просто и грустно - многие из них рождались небольшими ледяными гигантами (этакими Нептунами, только, возможно, немного поменьше), а планетами земной группы стали после того, как звездный ветер и, особенно, вспышки на звезде (а мы же помним, что вспышки на красных карликах относительно, а подчас, и абсолютно превосходят по мощности солнечные на порядки!) сдули с них все лишнее. Причем, лишней оказалась в данном смысле не только летучая атмосфера, но и скрытые под ней слои ледяного гиганта, испарившиеся от воздействия активности звезды. Так что остались от некогда крупных планет одни лишь твердые тугоплавкие ядра.

Суровы они, красные карлики...

Не знаю, как на Ваш вкус, а как по мне, это лишний раз подтверждает то, о чем я не раз говорил: красные карлики, к числу которых принадлежит подавляющее большинство звезд - не самое комфортное место для зарождения жизни. Это если говорить мягко. Вернее, очень мягко и почти не говорить. Какая жизнь, если за время существования планет звезда буйным нравом испаряла большую часть планеты?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 08:54:14
Кстати, если кто-то сумел до настоящего момента избежать лицезрения диска у Фомальгаута, о котором я упоминал - пусть не надеется на то, что ему и дальше так повезет.
С нами не избежишь.
Вот он
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a3/Fomalhaut_with_Disk_Ring_and_extrasolar_planet_b.jpg/260px-Fomalhaut_with_Disk_Ring_and_extrasolar_planet_b.jpg)
(это я специально маленькую картинку поместил - чтобы не было соблазна избежать картинки и не открывать кат. А фотография чуть побольше - под катом).
(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen/heic0821a.jpg)

Конечно, просто так это не увидеть - это комбинированная фотография в искусственных цветах, снятая через три светофильтра - B, V и I, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77390#msg77390. Искусственные цвета соответствуют картинке через каждый светофильтр: синий цвет - В, зеленый - V, красный - I.
Легко видеть, что основное излучение диска приходится на инфракрасный диапазон (напомню, что фильтр I - это 806 нм), то есть, это тепловое излучение, переизлучаемое нагретой светом звезды пылью. Как и было сказано. Но до излучения самой звезды ему далеко.
В глубине фотографии видна формирующаяся планета, точнее, протопланета. Впрочем, иные говорят, что пока это даже не протопланета, а сборище подтянутых друг у другу ппланетезималей (крупных, размером в несколько десятков километров, тел, которые пока собираются в протопланету).

В общем, отчего бы SETI там жизнь не поискать? И TESS не забронировать на полгодика? Вдруг это сферу Дайсона строят?

Есть в народе слух печальный -
Говорят, что каждый год
Телескоп наш орбитальный
Злые SETI в гости ждет.
   


 


Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 09:14:28
В чем разница между выражениями "нарисованный" и "изображенный"

(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3e/Flag_of_New_Zealand.svg/800px-Flag_of_New_Zealand.svg.png)

Думаю, это изображение хорошо известно.

Ответ на вопрос, сколько звезд на нем нарисовано, прост. Четыре.
А сколько изображено?

Для ответа на этот вопрос нужно знать, что в правой части флага изображен известный астеризм (явно видимая и группируемая группа звезд) Южный Крест, давший имя одноименному созвездию. На латыни он именуется куда проще - Crux.
А еще нужно знать, что в него входит.

Отчего-то астрономы, которые в иных случаях проявляют весьма недюжинную фантазию, в именовании видимых звезд Южного креста проявили, как я уже рассказывал, благородную сдержанность и истинно спартанскую простоту, так что эти звезды (α, β, γ, δ Южного Креста) получили изысканно лаконичные имена: Акрукс, Бекрукс, Гакрукс и Декрукс. Просто и запомнить легко. Правда, Бекрукс еще зовется Мимозой. И не зря. Вот она - я эту фотографию как-то показывал:
(https://jumk.de/astronomie/img/becrux.jpg)

Посмотрим на них поближе.

Акрукс - тройная система из весьма ярких и крупных звезд, удаленная от нас на 321 световой год. Две звезды составляют больший компонент системы - они удалены друг от друга всего лишь на одну астрономическую единицу, имеют период обращения 76 дней и по отдельности не видны. Массы этой пары 14 и 10 солнечных масс,относятся они к классу В причем, раннему (В0,5), имеют суммарную светимость 25000 солнечных и когда-нибудь, через несколько миллионов лет, по очереди взорвутся как сверхновые.
Третья звезда системы удалена от этой пары на 430 астрономических единиц, имеет период обращения 1500 лет, тоже является очень большой и голубой (класс В1), имеет примерно такой же размер и светимость 16000 солнечных и тоже относительно скоро взорвется как сверхновая.

Бекрукс - очень похожая на компоненты Акрукса двойная звезда класса В0,5IV, только уже чуть постарше - ей десять миллионов лет и она начала сходить с главной последовательности, увеличивая размер и перейдя, как видно из обозначения ее класса, в группу субгигантов. Расстояние до нее - 280 световых лет, весит она 16 масс Солнца, имеет светимость в 34000 раз больше, чем у Солнца и взорвется раньше компонентов Акрукса. Второй компонент - класса В2, достаточно тесно расположенный, который, с большой долей вероятности, тоже взорвется сверхновой. Есть интригующие подозрения о наличии в системе третьего компаньона, формирующегося ПМС http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg95955#msg95955.

Гакрукс - старый красный гигант массой в три солнечных, светимостью, в полторы тысячи раз превышающей солнечную, раздувшийся до диаметра, превосходящего солнечный в сотню с лишним раз и находящийся в последней стадии жизни. Скоро (относительно) он сбросит оболочку, и в 88 световых годах от нас появится новая планетарная туманность с белым карликом в центре.

Декрукс - еще один голубой субгигант класса B2IV. Он поменьше и постарше Бекрукса - 9 солнечных масс и 18 миллионов лет - удален на 360 световых лет и имеет светимость в десять тысяч солнечных. Возможно (но вовсе не обязательно) - это еще одна будущая сверхновая.

Ну, и ответ на вопрос становится очень прост: нарисовано четыре звезды, изображено семь. А может, даже восемь.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 09:22:38
Кстати о флагах

С флагом из предыдущего поста все просто.
А Вы этим полюбуйтесь:
(https://www.gov.br/planalto/pt-br/conheca-a-presidencia/acervo/simbolos-nacionais/bandeira/bandeiragrande.jpg)

Полюбуемся. Восхитимся. Споем про себя:
Brasil, de amor eterno seja símbolo o lábaro que ostentas estrelado,
E diga o verde-louro dessa flâmula - paz no futuro e glória no passado...


На этом флаге нарисованы двадцать семь реально существующих звезд, по количеству штатов Бразилии. Каждому штату соответствует своя звезда, которая изображается на флаге этого штата (например, штату Сан Паулу соответствует Сириус, а штату Амазонас - Процион).

А восхитимся мы расположением звезд на флаге.
Такого расположения звезд никто из нас и никогда не сможет увидеть.
Но причина этому - вовсе не ошибка авторов флага.
Согласно закону, звезды на флаге Бразилии располагаются так, как их бы увидел внешний наблюдатель, находящийся вне небесной сферы на бесконечно большом удалении от нее и расположенный на меридиане Риу ди Жанейру в восемь часов тридцать минут утра местного времени 15 ноября 1889 года - в момент провозглашения Бразилии республикой.
То есть, проще говоря, таким бы расположение звезд увидел Господь, находясь над Риу ди Жанейру в момент провозглашения республики.
Расположение белой полосы с надписью "Порядок и Прогресс" соответствует положению земного экватора (и, соответственно, экватора небесной сферы).
Для создания флага требовались достаточно точные астрономические расчеты (особенно, если вспомнить, что с момента его создания на него пришлось наносить еще шесть звезд). Нынче это просто, а раньше - куда сложнее, и вот результат: альфа и лямбда Скорпиона (Антарес и Шаула), соответствующие штатам Пиауи и Риу Гранди ду Норти, на флаге расположены с отклонением от требований закона.

Ну, а теперь, подсчитав, сколько звезд на флаге нарисовано, попробуйте подсчитать количество звезд, которые на нем изображены.
Ответ непрост: от сорока семи до пятидесяти одной. А рекордсменка - β Скорпиона, она же Акраб, соответствующая штату Мараньян - является кратной системой, насчитывающей от шести до восьми компонентов.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 03 Янв, 2023, 09:44:15
Ну вот, у нас 7 звезд, да пусть даже 8, а у бразильцев полсотни! Где справедливость?
Правда, с другой стороны, наши 7 все сплошь гиганты! Прямо не флаг, а знак качества! :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 10:12:51
Ну вот, у нас 7 звезд, да пусть даже 8, а у бразильцев полсотни! Где справедливость?
Нет правды на Земле - но нет ее и выше...
С другой стороны - почему у вас нет двадцати семи штатов - чтобы каждому своя звезда досталась?
Правда, с другой стороны, наши 7 все сплошь гиганты! Прямо не флаг, а знак качества! :)
Ну... если уж на то пошло - у Бразилии тоже  гиганты есть: Канопус, скажем (штат Гояс), Адара (штат Токантинс), Антарес (пара массами 12,4 и 10 солнечных, штат Пиауи).
Но самое главное - не это: Акрукс - звезда штата Сан Паулу, Бекрукс - Риу ди Жанейру, Гакрукс - Баия, Декрукс - Минас Жерайс. Так что все звезды флага Новой Зеландии на бразильском флаге тоже есть. 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 03 Янв, 2023, 10:16:40
Зыбко, шатко и ненадежно. Это если бы художник нарисовал четыре звезды, а плату потребовал бы за изображение семи. Итог предсказать нетрудно. Так что четыре звездочки (а лучше пять, как утверждал персонаж "Карнавальной ночи"), но настоящие, надежнее, чем семь подразумеваемых.   
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 03 Янв, 2023, 10:19:12
Но самое главное - не это: Акрукс - звезда штата Сан Паулу, Бекрукс - Риу ди Жанейру, Гакрукс - Баия, Декрукс - Минас Жерайс. Так что все звезды флага Новой Зеландии на бразильском флаге тоже есть.
Беззастенчивый, чтобы не сказать наглый плагиат!
Звездной ночи средь!!!
А с другой стороны... Мы не жадные, пусть наш Крукс для них тоже посветит. От Крукса не убудет, а им может футбольного вдохновения прибавит :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 10:27:22
Зыбко, шатко и ненадежно. Это если бы художник нарисовал четыре звезды, а плату потребовал бы за изображение семи. Итог предсказать нетрудно. Так что четыре звездочки (а лучше пять, как утверждал персонаж "Карнавальной ночи"), но настоящие, надежнее, чем семь подразумеваемых.
Пять - это уже Австралия. Там еще и ε Южного Креста, Интрометида аka Гинен, имеет место - оранжевый гигант класса K3III, массой около 1,4 солнечных, светимостью триста солнечных, на бразильском флаге - штат Эспириту Санту.

А тут получается все наоборот - художник нарисовал всего четыре звезды, а изобразил при этом 7,5 звезд. Очень экономно.
Это - как одной фамилией восьмерых математиков обозначить.   
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 10:33:31
Но самое главное - не это: Акрукс - звезда штата Сан Паулу, Бекрукс - Риу ди Жанейру, Гакрукс - Баия, Декрукс - Минас Жерайс. Так что все звезды флага Новой Зеландии на бразильском флаге тоже есть.
Беззастенчивый, чтобы не сказать наглый плагиат!
Звездной ночи средь!!!
А с другой стороны... Мы не жадные, пусть наш Крукс для них тоже посветит. От Крукса не убудет, а им может футбольного вдохновения прибавит :)
А что Вы скажете про флаги Самоа, Австралии, Папуа Новой Гвинеи? Они тоже ваш Крукс сперли.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 10:52:51
Посмотрите, пожалуйста, на фотографию:
(https://cdn.sci.news/images/2014/02/image_1752f-SM0313.jpg)

Это - звезда SMSS J031300.36-670839.3, находящаяся относительно недалеко от нас, в шести тысячах световых годах.

В принципе, на первый взгляд - ничего особенного, небольшой оранжевый карлик класса К9V.
Вот только металличность звезды уникальна: [Fe/H]=-7,3 (содержание железа 0,00000005 солнечного). И признаки начала ухода с главной последовательности заметны.
А это означает, что эта звезда второго поколения имеет возраст 13,6 миллиарда лет и формировалась она, когда Вселенной было около двухсот миллионов лет.

Вдумайтесь. Если разобраться, во времена ее рождения нашей Галактики в привычном нам представлении еще, в каком-то смысле, и в помине не было. А она - была.

Кстати, ее изучение позволяет узнать иного интересного. К примеру, углерода в ней на три порядка больше, чем железа - для более молодых звезд абсолютно немыслимое соотношение.
Судя по всему, сформировалась звезда из материала, обогащенного внешним слоем остатка только одной сверхновой - погибшей звезды первого поколения - состоящего преимущественно из сброшенных ранее, еще до взрыва, и изобиловавших наработанным углеродом внешних оболочек взорвавшейся звезды. А вот материал внутренней части остатка сверхновой, содержащий много железа, в формировавшуюся звезду вошел в небольшом количестве.
А отсюда вывод - масса сверхновой-прогенитора SMSS J031300.36-670839.3, обогатившей ее металлами, составляла около 60 солнечных. Будь она существенно больше (гиперновой), расширяющееся облако взрыва благодаря упомянутому мной  как-то раз head-on-back shock (помните http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1383.msg86753#msg86753? Это когда  ветер звездовзрывных звезд достигает внутреннего края звездовзрывного мусора, проще говоря, when the wind from the starburst stars reaches the internal edge of the starburst debris) успело бы за время формирования звезды "вывернуться бы наизнанку", так что ее богатые железом внутренние слои оказались бы впереди богатых углеродом наружных. А будь масса прогенитора заметно меньше - соотношение остальных металлов было бы иным.

Есть, правда, менее вероятный вариант - прогенитором был гипергигант (мы же помним, что звезды первого поколения должна были быть очень большими!) - а SMSS J031300.36-670839.3 сформировалась недалеко от места взрыва гиперновой с удивительно большой скоростью, фактически, на фронте ударной волны, одномоментно, за несколько тысяч лет, еще до того, как внутренняя изобиловавшая железом часть расширяющего остатка сверхновой успела догнать внешнюю оболочку и войти в состав коллапсирующего протозвездного облака.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 11:12:24
И еще кое-что о древних звездах - а также о том, что же все-таки такое - планета

Не раз, рассказывая о поколениях звезд, я упоминал, что звезды первого поколения, появившиеся во Вселенной, должны были быть очень большими, из-за того, что их металличность была низкой (собственно, просто нулевой), а значит, теплоотвод из сжимающегося газового облака был очень мал, и сжаться в звезду оно могло лишь при большой массе.

В нашей Галактике, причем, в ее тонком диске http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77322#msg77322, недавно обнаружили двойную систему, получившую название 2MASS J18082002-5104378.

Вот она:
(https://cdn.sci.news/images/2018/11/image_6577f-2MASS-J18082002-5104378.jpg)

Металличность системы дивно низкая - [Fe/H] = -4,1. Это, конечно, не рекорд, вспомним SMSS J031300.36-670839.3 из предыдущего поста с ее металличностью [Fe/H]=-7,3, но достаточно мало: - по этому показателю система вполне способна оказаться приближенной к звездам первого поколения и иметь возраст свыше тринадцати миллиардов лет. Так что в тонкий диск, образовавшийся спустя примерно шесть миллиардов лет после ее рождения, она явно приблудилась случайно.
Разумеется, совсем уже к первому поколению - первым звездам нашего мира - ее отнести нельзя: звездам "чистого" первого поколения взять железо, кальций, углероды всякие, а уж тем более, кобальт, было неоткуда ни в каком количестве.

Достойна внимания оказалась масса меньшего компонента системы - 14% солнечной. С такой массой при столь низкой металличности звезда едва дотянула до предела, ниже которого ядерные реакции уже не компенсировали бы ее охлаждение, то есть, до статуса красного, а не коричневого карлика (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77140#msg77140 и далее).

И вот тут возникает закономерный вопрос - как смогла образоваться такая звезда, и не противоречит ли ее существование идее о том, что звезды нулевой (и близкой к ней) металличности обязательно должны быть очень массивными.
Оказывается, не противоречит - механизм формирования такой звезды является парадоксальным. Мы же помним, что она является компонентом двойной системы? - оказывается, образовалась она не непосредственно из сжимающегося газового облака, как уважающие себя звезды, а позже, когда вокруг центрального компонента уже формировался протопланетный диск - то есть, сформировалась по принципу образования планет, из гравитационной неустойчивости в этом диске.

Получается, по механизму формирования второй компонент системы 2MASS J18082002-5104378 В - не звезда, а планета. Этакий низкометалличный газовый гигант http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg77670#msg77670 массой почти в 140 масс Юпитера. Что вполне объясняется затрудненным теплоотводом в низкометаллическом облаке и конденсацией в нем только крупных объектов.
Так что лишний раз становится ясным, что ответ на вопрос о том, что такое планета, далеко не очевиден - в отличие от вопроса, что такое звезда http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77637#msg77637.

И еще один нюанс.
Если хотите, откройте ссылку на исследование системы https://arxiv.org/pdf/1601.03462.pdf.
Всю статью, если не хотите, можете не читать - кое-что интересное упрятано не в тексте.
Найдите в конце, на странице 4, таблицу 1 - содержание различных химических элементов в этой звезде по отношению к железу (в логарифмическом выражении).
В этой таблице много интересного. Но что особенно бросается в глаза:
Кобальта в звезде больше, чем железа, в шесть с небольшим раз (на Солнце - меньше в тысячу с лишним). Это удивительно, потому что в норме железо во Вселенной рождается в куда больших количествах, чем кобальт.
Никеля в звезде больше, чем железа в 1,7 раза (на Солнце - меньше в двенадцать раз). Кальция и скандия - больше на тридцать и двенадцать процентов соответственно (на Солнце - кальция меньше, чем железа, в двадцать с лишним раз, а скандий вообще присутствует в следовых количествах).

Это я к чему. Это парадоксальное соотношение элементов в звезде говорит только об одном - металлы в 2MASS J18082002-5104378 заимствованы практически только от взрыва (или взрывов) достаточно массивных сверхновых, точнее, гиперновых (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77146#msg77146, рассказ о гиперновых, п. 2) - это при их взрывах может образоваться такое парадоксальное соотношение металлов. А вот свойственного звездам последующих поколений накопления материала, переработанного и сброшенного звездами-предшественниками в процессе их эволюции и сброса оболочек, не замечено. А это косвенно подтверждает сразу два обстоятельства:
- во-первых, сама звезда действительно имеет очень древний возраст, и ее формированию ее не предшествовала длительная химическая эволюция звездного населения;
- во-вторых, она действительно формировалась во времена, когда практически все звезды заканчивали жизнь (причем, быстро) взрывом гиперновой. То есть, в принципе, ее химический состав подтверждает, что первые звезды во Вселенной в большинстве были гигантскими.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 03 Янв, 2023, 12:18:58
Зыбко, шатко и ненадежно. Это если бы художник нарисовал четыре звезды, а плату потребовал бы за изображение семи. Итог предсказать нетрудно. Так что четыре звездочки (а лучше пять, как утверждал персонаж "Карнавальной ночи"), но настоящие, надежнее, чем семь подразумеваемых.
Пять - это уже Австралия. Там еще и ε Южного Креста, Интрометида аka Гинен, имеет место - оранжевый гигант класса K3III, массой около 1,4 солнечных, светимостью триста солнечных, на бразильском флаге - штат Эспириту Санту.

А тут получается все наоборот - художник нарисовал всего четыре звезды, а изобразил при этом 7,5 звезд. Очень экономно.
Это - как одной фамилией восьмерых математиков обозначить.   
/*в сторону*/ Или трех писателей.
Действительно, восемь... Но как быть, если художник требует плату за персонажей, которые на картине видны частично либо вовсе не видны, будучи загорожены? Или если он изобразил бесконечную очередь? Из этого можно сделать задачку на сходимость рядов. :D
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 12:20:51
И еще загадка

О загадочных транзитах звезды COROT-18 (помните - при некоторых транзитах яркость звезды ухитряется возрастать. Точнее, она может вначале слегка упасть, как и положено - а потом внезапно ненамного возрастает?) я загадку загадывал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112419#msg112419. Пока не отгадал никто.

А вот вторая загадка.

О ретроградном движении планет вокруг своей звезды я рассказывал несколько раз. И упоминал, что такое странное поведение (когда звезда вращается в одну сторону, а планета вокруг нее обращается более или менее в другую) характерно обычно для горячих планет-гигантов, которые мигрируют к звезде с высоких орбит, при этом "обменивая" эксцентриситет на наклонение орбиты по механизму Кодзаи http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78832#msg78832. В результате со временем наклонение их орбиты (угол между плоскостью орбиты планеты и плоскостью обращения остальных планет, как правило, по понятным причинам, более или менее совпадающей с плоскостью экватора звезды) возрастает и может превысить 90 градусов (ну, а это - уже ретроградное обращение).

Ага. А есть на свете звездная система K2-290. Любуемся...

Начнем со звезд. В системе их три. Главный компонент системы - K2-290А - имеет массу 1,2 солнечных, радиус полтора солнечных, в общем, вполне себе нормальная звезда класса F (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77140#msg77140 и далее).
Второй компонент K2-290В - красный карлик, обращающийся вокруг большего компонента на (проецируемом) расстоянии 113 астрономических единиц.
Третий компонент K2-290С - тоже красный карлик, удаленный (так что система является иерархической) и обращающийся вокруг первых двух компонентов. Проецируемое расстояние до него 2467 астрономических единиц, и дальше он нам неинтересен.

А вот что нам интересно - то, что вокруг главного компонента обращаются две планеты. Транзитные.
K2-290Аb - небольшой горячий ледяной гигант массой 21,1 земной, радиусом 3,06 земного, период обращения 9,2 суток.
K2-290Ас - теплый газовый гигант (помните, что такое "теплый"? http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg77670#msg77670) массой 246 земных, радиусом 11,3 земных, период обращения 48,4 суток.

А теперь - самое главное. Орбиты обеих планет компланарны - плоскости орбит практически совпадают.
А угол между направлением вращения звезды и направлением обращения планет составляет дивную величину: 124±6 градусов.
Даже не знаю, как сказать: это звезда вращается в сторону, противоположную обращению планет, или же планеты обращаются в сторону, противоположную вращению звезды. Причем обе. Синхронно и компланарно. Никакие механизмы Кодзаи такого не объяснят.

Думаю, Вы понимаете в чем дело.

Но если нет - то предлагаю поломать голову.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 12:27:02
Зыбко, шатко и ненадежно. Это если бы художник нарисовал четыре звезды, а плату потребовал бы за изображение семи. Итог предсказать нетрудно. Так что четыре звездочки (а лучше пять, как утверждал персонаж "Карнавальной ночи"), но настоящие, надежнее, чем семь подразумеваемых.
Пять - это уже Австралия. Там еще и ε Южного Креста, Интрометида аka Гинен, имеет место - оранжевый гигант класса K3III, массой около 1,4 солнечных, светимостью триста солнечных, на бразильском флаге - штат Эспириту Санту.

А тут получается все наоборот - художник нарисовал всего четыре звезды, а изобразил при этом 7,5 звезд. Очень экономно.
Это - как одной фамилией восьмерых математиков обозначить.   
/*в сторону*/ Или трех писателей.
Действительно, восемь... Но как быть, если художник требует плату за персонажей, которые на картине видны частично либо вовсе не видны, будучи загорожены? Или если он изобразил бесконечную очередь? Из этого можно сделать задачку на сходимость рядов. :D
Так еще вроде никто не требовал.
А то я так нарисую черный квадрат и потребую денег за миллиард изображенных галактик, слишком тусклых, чтобы их увидеть.

Особенно с учетом http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77531#msg77531 - и соответствующих задачек на сходимость.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 03 Янв, 2023, 14:25:22
Пока не отгадал никто.
Планета действует как линза?

/*в сторону*/ Или трех писателей.
Действительно, восемь... Но как быть, если художник требует плату за персонажей, которые на картине видны частично либо вовсе не видны, будучи загорожены? Или если он изобразил бесконечную очередь? Из этого можно сделать задачку на сходимость рядов. :D
Так еще вроде никто не требовал.
А то я так нарисую черный квадрат и потребую денег за миллиард изображенных галактик, слишком тусклых, чтобы их увидеть.

Особенно с учетом http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77531#msg77531 - и соответствующих задачек на сходимость.
А можно взвесить картину и платить с учетом веса использованной краски. Несколько прозаично, зато исключает бесконечные процедуры.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 15:01:10
Пока не отгадал никто.
Планета действует как линза?
Гравитационная? :)
В принципе, интересно было бы поиграть с моделями атмосферы как оптической линзы - впрочем, вряд ли бы что-то получилось - вот только отчего же повышение яркости случается лишь при некоторых транзитах, а не при всех?

Могу дать одну подсказку - в принципе, не знаю, поможет ли она: не все фразы в исходном посте (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112419#msg112419) являются абсолютной истиной - одна-две фразы (и уж один факт несомненно) именно в связи с этими парадоксальными транзитами подлежат уточнению. 

/*в сторону*/ Или трех писателей.
Действительно, восемь... Но как быть, если художник требует плату за персонажей, которые на картине видны частично либо вовсе не видны, будучи загорожены? Или если он изобразил бесконечную очередь? Из этого можно сделать задачку на сходимость рядов. :D
Так еще вроде никто не требовал.
А то я так нарисую черный квадрат и потребую денег за миллиард изображенных галактик, слишком тусклых, чтобы их увидеть.

Особенно с учетом http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77531#msg77531 - и соответствующих задачек на сходимость.
А можно взвесить картину и платить с учетом веса использованной краски. Несколько прозаично, зато исключает бесконечные процедуры.
Хм. Какого именно веса? Точнее, какой массы?

Да и... Этак на черный квадрат уйдет пять слоев черной краски - за все платить?
 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 15:26:53
Планету KELT-9b с ее огромной температурой я как-то упоминал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg77705#msg77705.
Напомню - эта планета имеет максимальную  температуру 4570±90 градусов. Выше, чем у большинства звезд.
И еще напомню: это, в общем, не самая горячая планета - экзопланета Kepler-70b, обращающаяся вокруг белого карлика Kepler-70, имеет температуру подзведной точки более девяти тысяч градусов. Но это все же несколько иное дело, поскольку белые карлики сами по себе являются принципиально более горячими, чем активные звезды - они же представляют собой "раскаленную сердцевину" звезды, сбросившей внешнюю оболочку. А среди планет у активных звезд  KELT-9b - в общем, пока рекордсмен. Понять это нетрудно - звезда KELT-9 (она же HD 195689) относится к спектральному классу А0V, имеет массу 2,888 солнечных и температуру поверхности 10170 градусов - а планета обращается вокруг нее на расстоянии всего 4,5 миллиона километров с орбитальным периодом около полутора суток.

А подробные исследования принесли интересные сведения о KELT-9b.

Разумеется, при таком малом удалении от звезды планета находится в приливном захвате и постоянно обращена к звезде одним (дневным) полушарием. И максимальная температура на дневном полушарии (в точке, немного смещенной от подзвездной) достигает, как и было сказано, 4570±90 К.
А вот средняя температура противоположного (ночного) полушария оказывается весьма высокой - она составляет 3020±90 К.

Нетрудно видеть, что и ночное полушарие планеты имеет температуру, которую достигают дневные полушария редких горячих гигантов. Более того, интересно отметить то, что:
- максимальная температура дневного полушария KELT-9b соответствует температуре поверхности оранжевого карлика - звезды класса К0 - и превосходит температуру подавляющего большинства звезд Вселенной;
- и при этом температура ночного полушария KELT-9b тоже превышает температуру большей части звезд Вселенной - звезда с такой температурой поверхности относилась бы к спектральному классу М4, то есть считалась бы достаточно горячим красным карликом.
Соответственно, ночная сторона планеты отнюдь не погружена в вечный мрак - она светится интенсивным оранжевато-красным светом.

А ответ на вопрос о том, что же нагревает ночную сторону планеты, постоянно обращенную во мрак космоса, очень интересен.
Мне ужасно хотелось задать его как еще одну загадку - но могучим усилием воли я сумел удержаться. Лучше я оставлю его для желающих поломать голову - а ответ спрячу под кат.

 
Ночная сторона планеты нагревается за счет диссоциации водорода.
Молекулы водорода атмосферы дневной стороны планеты под действием излучения звезды и высокой температуры диссоциируют (это хоть немного охлаждает дневное полушарие), атомарный водород переносится на ночную сторону атмосферной циркуляцией и там вновь рекомбинирует в молекулярный, выделяя энергию и нагревая атмосферу ночной стороны.

В результате в атмосфере дневной стороны содержится практически только атомарный водород - а на ночной стороне устанавливается динамическое равновесие с содержанием атомарного водорода 48%, а молекулярного - 52%.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Янв, 2023, 23:27:26
Фантастам на заметку

Есть такая звездная система KOI-2939, она же KIC 5473556, удаленная от нас примерно на 4200 световых лет. В основном она состоит из двух звезд - одной класса F массой 1,22 солнечной и второй класса G массой 0,968 солнечной. Соответственно, светимость первого компонента системы выше солнечной примерно в четыре раза, второго - составляет примерно 90% солнечной.

Система является достаточно тесной: расстояние между компонентами составляет чуть больще девятнадцати миллионов километров, период взаимного обращения - 11 дней 6 часов 12,6 минут.

Вокруг обеих звезд по слабоэллиптичной орбите (апоцентрическое расстояние - около 2,88 а.е., примерно 430 миллионов километров, перицентрическое, соответственно - 2,29 а.е., чуть больше 340 миллионов километров) с периодом три года (точнее, 1107,58997±0,002 суток) обращается газовый гигант размером с Юпитер (вернее, на шесть процентов больше оного) и массой в полтора Юпитера.
Что в ней интересного - это то, что инсоляция планеты составляет более 70% земной. Сама планета для писателя неинтересна - что хорошего в газовых гигантах? - но на приличном спутнике планеты с подходящей мощностью атмосферы условия могли бы быть вполне комфортными. По крайней мере, куда лучше, чем на Марсе.

При этом описанная планетная система обладает несколькими примечательными особенностями.

Во-первых, звездная система, строго говоря, является тройной - вокруг нее по очень широкой орбите обращается третья звезда яркостью примерно в две трети солнечной. Точное расстояние между компонентами пока не измерено, но по прикидкам, она может иметь на небе планеты видимую яркость, близкую к яркости полной Луны.

Во-вторых, в данный момент система почти компланарна - орбиты звезд и планеты лежат почти в одной плоскости, угол между ними составляет менее трех градусов, так что с планеты могут наблюдаться взаимные затмения звезд друг другом (вернее, затмение вызывает больший компонент, звезда класса F, проходя перед меньшим - а меньшая звезда не затмевает большую, а проходит по ее диску почти по касательной). Но это - не навсегда, плоскость орбиты планеты прецессирует с периодом около семи тысяч лет, так что вскоре взаимные затмения звезд системы прекратятся, и они с точки зрения наблюдателя на планете будут колебаться друг рядом с другом с периодом 11 с четвертью суток.

И, следует заметить, эта система является достаточно зрелой, ее возраст почти равен возрасту Солнечной системы и составляет около 4,4 миллиарда лет.

Это вам не какой-нибудь Татуин, замечу - это на самом деле есть. И небо там выглядит куда эффектнее.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 04 Янв, 2023, 02:18:48
Но самое главное - не это: Акрукс - звезда штата Сан Паулу, Бекрукс - Риу ди Жанейру, Гакрукс - Баия, Декрукс - Минас Жерайс. Так что все звезды флага Новой Зеландии на бразильском флаге тоже есть.
Беззастенчивый, чтобы не сказать наглый плагиат!
Звездной ночи средь!!!
А с другой стороны... Мы не жадные, пусть наш Крукс для них тоже посветит. От Крукса не убудет, а им может футбольного вдохновения прибавит :)
А что Вы скажете про флаги Самоа, Австралии, Папуа Новой Гвинеи? Они тоже ваш Крукс сперли.
Ну, это другое. Это дела семейные :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Янв, 2023, 06:20:05
Семейные, говорите... Тихо, в темном углу по-семейному поделили между собой - и другим не отдают...
Знаем мы такие семьи... на юге Италии.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 04 Янв, 2023, 10:02:00
Семейные, говорите... Тихо, в темном углу по-семейному поделили между собой - и другим не отдают...
Знаем мы такие семьи... на юге Италии.
Ничего себе "не отдают". Один крукс на 5 флагах! Где Вы еще найдете примеры такой флагощедрости?
А насчет юга Италии... Юг Италии для нас - далекий Север. Все в мире относительно :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Янв, 2023, 10:41:52
Вот я и вижу пример флагощедрости: между собой Крукс тихонько по-семейному поделили - а Бразилии его выдать не хотят.   

А насчет юга Италии... Юг Италии для нас - далекий Север. Все в мире относительно :)
Вот я и говорю - суровые северные нравы!
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Янв, 2023, 11:52:25
Кое-что о зведообразовании

Представим себе огромное газовое облако. По-настоящему огромное - в тысячи, а может, и миллионы масс Солнца. И относительно холодное.
Это облако под действием собственной гравитации непременно начнет сжиматься - особенно, если ему помочь. При этом процесс сжатия рано или поздно окажется неравномерным - случайные колебания плотности облака приведут к тому, что оно начнет сжиматься вокруг более плотных участков, разделяясь на сжимающиеся фрагменты. Фрагменты будут сжиматься все сильнее, при сжатии начнут нагреваться (по закону Клапейрона) - и, в конце концов, учитывая что массы этих фрагментов по расчетам будут очень большими, нагрев в их центрах, где давление окажется очень большим, станет таким сильным, что в центре фрагментов начнутся термоядерные реакции, и бывшие фрагменты облака, сжавшиеся в плотные газовые шары, превратятся в звезды. При этом надо иметь в виду, что, если фрагмент относительно невелик, рано или поздно он прекратит сжиматься, потому что его массы (и тяготения) не хватит, чтобы преодолеть силу давления в его центральной части, растущую одновременно с температурой. Так что слишком малые фрагменты ни во что не сожмутся - а если фрагмент слишком велик, то он либо успеет распасться на части, либо с ростом температуры его на эти части разорвет. Поэтому фрагменты превращаются в звезды не слишком маленьких и не сверхбольших размеров (как раз тех, которыми и бывают звезды).

Такова в самом общем и примитивном описании картина появления звезд.
Теперь - о деталях.

Деталь первая.
Эта картина не учитывает того, что при сжатии фрагмент облака - будущая звезда - не просто нагревается все сильнее, - будь так, звезды бы вообще в подавляющем большинстве не формировались, ибо нагрев и рост давления остановили бы сжатие облака еще до начала термоядерных реакций - но и теряет тепло. А значит, давление в нем падает, и он может сжиматься еще сильнее. И чем лучше теплоотдача, тем меньший фрагмент первичного облака может сжаться до состояния звезды. В самом деле, если теплоотвод слабый, то при сжатии температура и давление являются высокими, и нужна очень большая масса фрагмента, чтобы тяготение преодолело давление и все же "дожало" сжимающийся фрагмент до стадии звезды. А вот если теплоотвод хороший, при сжатии фрагмента облака давление растет медленно, и даже фрагмент небольшой массы может сжаться достаточно сильно, превратившись в звезду.
Разумеется, если теплоотвод был бы слишком хорош, то сжимаясь, фрагмент облака вообще бы не нагрелся, так и не став звездой и превратившись в черную дыру, но такого теплоотвода газ не обеспечит.
Отсюда вывод - чем лучше происходит теплообмен в газовом облаке, тем лучше от сжимающихся фрагментов облака отводится тепло, препятствующее сжатию, а значит, тем меньшие звезды могут из него родиться.

А теперь начинается интересное. Теплообмен в газовом облаке существенно зависит от его состава. И если оно состоит только из водорода и гелия (а именно из этих веществ состояла Вселенная после рождения), то он весьма слаб. А вот если к нему добавить даже немного кислорода и углерода, то эффективность теплообмена весьма существенно растет.

А это означает, что первые звезды, появлявшиеся в водородно-гелиевой Вселенной, не имевшей кислорода, углерода и других металлов, могли рождаться только большими. Очень большими. Массами в двадцать-пятьдесят-сто и более масс Солнца. Я об этом упоминал не раз.
Это - звезды первого поколения, называемые еще третьим типом звездного населения.
Напрямую они никогда не наблюдались, если не считать слабого намека на их существование в спектрах самых дальних галактик, и причину этого можно понять, если вспомнить, что массивные звезды живут очень недолго. Через несколько миллионов или десятков миллионов лет после своего рождения звезды первого поколения погибли.
Но их дело не пропало. За время своей бурной жизни столь массивная звезда успевает выработать в своих недрах множество металлов - и кислорода, и углерода, и неона с серой... самые массивные - вплоть до железа. А потом она взрывается как сверхновая, и во время взрыва дополнительно производит тяжелые элементы - вплоть до урана и далее... И все это в значительной степени выбрасывается в космическое пространство, и там образует новые газовые облака. А вот уж из этих, обогащенных металлами газовых облаков, затем вполне могут образовываться звезды малых размеров.
Вот они и образовывались. Это - звезды второго поколения (второй тип населения), относительно бедные металлами, но при этом небольшие. И о некоторых древнейших низкометалличных звездах, обогащенных продуктами взрывов гигантских звезд первого поколения, я недавно рассказывал.
Конечно, во втором поколении образовывались звезды не только малых размеров, но и всяких прочих вместе с ними, но было это давно - двенадцать-тринадцать миллиардов лет назад, так что до наших дней дожили только самые малые из них (которых, замечу, было большинство) - спектральных классов М и, реже, К. Именно из них состоят, преимущественно, старые эллиптические галактики, или шаровые звездные скопления, формирующие гало древних дисковидных галактик (в том числе, нашей), а также балджи этих галактик.
А уж из остатков погибших звезд второго поколения, из которых потом родились звезды третьего (как наше Солнце) и более поздних поколений, позднее формировались диски спиральных и линзовидных галактик. Эти звезды (первого типа населения) имеют уже большую металличность.

Деталь вторая.
Если бы исходное молекулярное облако было уединенным и покоящимся, то есть, спокойно висело бы в вакууме, ни с кем не взаимодействуя, очевидно, что оно тихо и спокойно разделилось бы на более или менее одинаковые одиночные звезды. Кстати, такая картина более или менее характерна для шаровых скоплений. Это косвенно свидетельствует о том, что они образовывались при минимальном взаимодействии с другими объектами.

Однако в нынешние времена одиночных, неподвижных и ни с кем не взаимодействующих облаков уже не бывает. Они находятся в галактиках, обращаются вокруг их центров, притягиваются друг к другу и к другим массивным объектам и, что очень важно, в результате приобретают вращательный момент. А если даже медленно вращающееся гигантское молекулярное облако фрагментирует, образовавшиеся фрагменты по мере сжатия вращаются все быстрее и быстрее (учебники очень любят приводить образный пример с фигуристкой, которая, раскинув руки, вращается медленно, а прижав руки к бокам, резко увеличивает угловую скорость вращения). В результате рано или поздно сжимающийся фрагмент молекулярного облака (протозвездное облако) сожмется до такой стадии, что центробежная сила уравновесит его гравитацию, и сжатие прекратится.
Начиная с этого момента произойдет интересное событие - облако за счет тяготения начнет уплотняться вдоль радиуса, на котором центробежная сила равна силе притяжения, и будет стремиться превратиться в кольцо. Однако кольцеобразного газового облака не получится - случайные уплотнения в нем будут притягивать окружающий газ, так что, если бы не взаимодействие с остальным миром, из него постепенно должны сформироваться два одинаковых сгустка, обращающихся друг вокруг друга и неторопливо сжимающихся в будущие звезды. А с учетом взаимодействия с магнитным полем и соседними фрагментами, скорее всего, двух одинаковых сгустков не получится, а получатся два или более неодинаковых. В результате газовое облако рано или поздно фрагментирует на пары и группы вращающихся друг вокруг друга звезд.
Это - ответ на вопрос, отчего большинство наблюдаемых звезд - это двойные и кратные системы.

Остается вопрос - а откуда берется меньшинство, примерно 30% звезд, являющихся одиночными, в том числе, наше родное Солнце.
Тут возможны различные варианты.
Во-первых, если образовавшася пара была резко несимметричной, то ее массивный компонент проэволюционирует очень быстро. Если его масса была более двенадцати солнечных, а может, в зависимости от особенностей эволюции, даже чуть менее, то он взорвется сверхновой - и при этом устойчивость системы может нарушиться, и менее массивный компонент улетит в свободное плавание.
Во-вторых, сжимающийся фрагмент газового облака при взаимодействии с соседними фрагментами может затормозить свое вращение настолько, что сумеет сжаться в звезду, и центробежная сила этому не помешает. Таким образом, судя по всему, образуются крупные быстровращающиеся звезды, такие, к примеру, как Альтаир или Ахернар.
И, наконец, существует возможность того, что за счет турбулентных завихрений в газовом облаке и магнитного поля вращательный момент в облаке распределится неравномерно - центр облака затормозит вращение, раскручивая при этом его периферию. В результате может произойти интересная ситуация - центральная часть облака, весящая, скажем, 99,866% его общей массы, сохранит всего два процента суммарного вращательного момента, а оставшаяся внешняя часть облака, которая весит менее 0,0014 от его массы, получит 98% вращательного момента. В результате образуется одиночная звезда - а из быстровращающейся внешней части облака образуется ее планетная система.
Кстати, цифры, приведенные в последнем абзаце, взяты мной отнюдь не с потолка. Это - параметры нашей родной Солнечной системы. Если бы все планеты, астероиды и прочие тела нашей Солнечной системы, которые в совокупности весят примерно в 750 раз меньше Солнца, упали на него, скорость его вращения выросла бы в пятьдесят раз.

Из всего сказанного следует один вывод: как правило, звезды формируются не где угодно, а только в областях звездообразования - газовых облаках, которые сжимаются под действием собственной гравитации (но не только - иначе они бы вообще не образовывались, вернее, распадались бы на звезды, не успев сформироваться - сжатие облака должно провоцироваться внешними факторами и возмущениями окружающей среды, в первую очередь, внешними гравитационными воздействиями или особенно часто, уплотнением ударными волнами, сопутствующими рукаву галактики, или иногда от взрывов сверхновых).
Эти области звездообразования вблизи выглядят весьма эффектно - ярким примером является Большая туманность Киля http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77151#msg77151.
Издалека они очень хорошо видны - если фотографировать галактику в инфракрасном цвете, каждая область звездообразования будет видна в виде яркого пятнышка - нагретые при звездообразовании газ и пыль испускают весьма яркое инфракрасное излучение:
(https://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/full_width_feature/public/images/400173main_hs-2009-29-a-print_full.jpg)

Каждое пурпурное пятно на фотографии - это область звездообразования. Хорошо видно, что они действительно расположены вдоль спиральных рукавов.

И еще одна деталь.
Если в каком-нибудь городе темной ночью вырыть посреди улицы большую и глубокую яму, а утром прийти к ней, вытащить попавших туда людей и спросить их, из чего состоят галактики и где образуются звезды, большинство опрошенных ответит, что галактики состоят из звезд, а звезды образуются в галактиках. И что интересно - в обоих случаях они окажутся неправыми.
(Кстати, при другом способе формирования репрезентативной выборки результат, скорее всего, будет таким же, что доказывает эффективность предложенного метода опроса).

О том, что галактики состоят вовсе не из звезд, я уже рассказывал. И не раз. И упоминал, что звезды вообще не являются необходимым элементом галактики.
А теперь я расскажу еще и о том, что о том, что для рождения звезд галактики, в свою очередь, тоже не нужны.
Области ионизированного водорода с протозвездными облаками и формирующимися звездами встречаются не только в галактиках, но и в межгалактическом пространстве.
Например, в межгалактическом пространстве неподалеку от эллиптической галактики NGC 1490 примерно в 250 миллионах световых годах от нас были обнаружены целых две таких области, в которых сейчас формируются звезды. Причем их металличность достаточно высока, близка к солнечной, что говорит о том, что само по себе газовое облако претерпело длительную эволюцию.
Правда, скорее всего, определенным образом эти области звездообразования с галактиками все же связаны - они, судя по всему, являются остатками древних разрушенных приливными взаимодействиями и поглощенных более крупными соседями галактик, избежавшими поглощения и теперь эволюционирующими вне галактик. Но все же факт остается фактом - звезды, пусть и в небольшом количестве, могут образовываться в "пустом" межгалактическом пространстве.
Впрочем, в темах "Космос" о внегалактическом звездообразовании я упоминал несколько раз.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Янв, 2023, 12:04:45
Микроквазары

Как Вы знаете, квазары являются чрезвычайно активными ядрами галактик, в которых сверхмассивная черная дыра в центре галактики поглощает массы газа. При этом процессе поглощаемый газ формирует вокруг черной дыры быстровращающийся аккреционный диск, нагревается до колоссальных температур, излучая во всем диапазоне вплоть до гамма-излучения, а потом часть газа (большая), не попавшая в черную дыру, выбрасывается вдоль ее полюсов с огромными скоростями, формируя мощные релятивистские выбросы - джеты, иногда по размеру превышающие галактику.
К сожалению, а может, наоборот, к нашему счастью, квазары находятся от нас весьма далеко, и тонкости и подробности их строения и поведения установить не так уж просто.

Оказывается, однако, что за квазарами не нужно ходить слишком далеко - небольшие действующие модели квазара могут быть найдены поближе. Почти под боком. Непосредственно в нашей Галактике.

Вот пример.
Всего в восемнадцати тысячах световых годах от нас находится достаточно интересный объект под названием SS 433 - затменный источник рентгеновского излучения, состоящий из крупной звезды класса А7V массой почти в двадцать солнечных и черной дыры массой в одиннадцать солнечных, оставшейся после давнего (несколько десятков тысяч лет назад) взрыва сверхновой. Эта пара вращается друг вокруг друга с периодом в тринадцать дней, ее компоненты находятся друг от друга на расстоянии всего лишь сорок миллионов километров (в полтора раз меньше радиуса орбиты Меркурия), и большая звезда при этом периодически затмевает черную дыру. При этом сама черная дыра вращается с прецессией (ее ось описывает конус с периодом в 164 суток).
Вещество звезды непрерывно отрывается от ее поверхности и притягивается к черной дыре, формируя вокруг нее пухлый аккреционный диск, который прецессирует вместе с черной дырой. Вещество диска разогревается до десятков тысяч градусов, а сам диск простирается на половину расстояния между черной дырой и звездой, от которого он отрывается.
Раскаленный диск испускает мощный поток излучения, под действием которого часть вещества диска (и немаленькая - десятитысячная часть массы Солнца в год!) не попадает в черную дыру и выстреливается вдоль ее полюсов со скоростью до восьмидесяти тысяч километров в секунду. Сталкиваясь с межзвездным газом, полярные потоки вещества (джеты) формируют мощное рентгеновское излучение, причем на таких скоростях характеристики излучения демонстрируют прекрасное соответствие теории относительности.
В принципе, картина удивительно напоминает описание квазара, только по масштабу меньше его в миллионы раз.

Такие объекты называются микроквазарами, причем SS 433 - не единственный такой объект. Нельзя сказать, что их открыто много, но, к примеру, самый мощный рентгеновский источник (после Солнца) Скорпион Х-1 - тоже микроквазар, расположенный почти в два раза ближе. А микроквазар GRS 1915+105 интересен тем, что он сформирован достаточно массивной черной дырой - 14 солнечных масс.
Зато у SS 433 аккреционный диск намного мощнее (во всех отношениях), чем у других.

А еще при исследовании этого микроквазара обнаружилась еще одна интересная деталь.
Достаточно долго исследователи ломали голову над механизмом нагрева прецессирующих джетов - они сохраняли температуру на достаточно большом удалении от квазара, остывая заметно медленнее, чем показывали расчеты их охлаждения излучением.
Опять же, желающие могут поломать голову над возможным механизмом нагрева джетов, а нежелающие - заглянуть под кат.
Причиной нагрева является интересное обстоятельство - у основания джета в газовом потоке генерируются мощные акустические колебания, распространяющиеся в джете и переносящие вдоль газовой струи энергию, достаточную для ее нагрева.
Вообразите себе этот трубный глас.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Янв, 2023, 12:17:37
Какая лапушка!

(https://www.nao.ac.jp/en/contents/news/science/2019/20190708-alma-fig.jpg)

Фотография (в искусственных цветах) формирующейся звезды G353.273 + 0.641, удаленной от нас на 5500 световых лет.

Масса будущей звезды - около десяти солнечных, диаметр аккреционного диска (газопылевой диск из материала, падающего на звезду и формирующего ее внешнюю часть) около 250 астрономических единиц (примерно в четыре раза больше орбиты Нептуна), диаметр газового облака вокруг диска - около семисот астрономических единиц.

Возраст звезды, оцененный по скорости аккреции, восхищает - три тысячи лет. Фактически на глаза попался самый начальный момент рождения звезды.

Вызывает интерес одна особенность - явная асимметрия диска. Скорее всего, она сгладится, но еще относительно нескоро.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Янв, 2023, 14:43:36
И еще одна лапушка

(https://cdn.eso.org/images/newsfeature/eso1916a.jpg)

Формирующаяся в туманности Курительная Трубка (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96927#msg96927) в семистах световых годах от нас двойная звездная система.

Две протозвезды окружены очаровательным кренделем из двух разнесенных на 28 а.е. индивидуальных аккреционных дисков, пополняемых от общего протопланетного облака. Оцениваемая масса всего газопылевого образования вокруг обеих протозвезд - около 80 масс Юпитера.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Янв, 2023, 14:55:23
Об объектах Торна-Житков, сиречь, о нейтронных звездах, "утонувших" в недрах обычных, я уже рассказывал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg107432#msg107432. Даже целый детектив написал - о том, как боролись, искали, не сдавались, и в результате нашли вовсе не там, где искали.

Там же, в рассказе об объектах Торна-Житков, я упомянул о гипотетической возможности захвата звездой не нейтронной звезды, а черной дыры.

А пару лет назад промоделировали еще более экстравагантную конфигурацию - нейтронную звезду, захватившую черную дыру.
Конечно, можно поинтересоваться, откуда она там возьмется и каким образом там заведется: ведь "нормальные" черные дыры, появившиеся в результате эволюции массивных звезд, заведомо более массивны, чем нейтронные звезды - да и горизонт событий у них не меньше нейтронной звезды.
Но на этот вопрос есть ответ. Вернее, есть возможные ответы.
Во-первых, это могут быть дожившие до наших дней сугубо гипотетические первичные дыры, образовавшиеся еще в процессе рождения Вселенной http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91870#msg91870, массами в сотни миллионов - миллиарды тонн. Во-вторых, мы все еще не знаем, что такое темная материя - и теоретически, в некоторых моделях ее частицы могут накопиться внутри нейтронной звезды, а потом сколлапсировать внутри нее в небольшую черную дыру. А потом эта дыра сольется с нейтронной звездой-компаньоном.
Словом, придумать можно - достаточно обладать фантазией. Достаточно богатой и нездоровой. Впрочем, по ссылке кое-что о фантазии и о ее зхдоровых пределах говорится.

Ну, в общем, мало ли... Полна чудес могучая природа - отчего бы не посмотреть, сугубо теоретически, и на эти.
Посмотрели. Результат моделирования опубликовали в статье с трагическим названием "Fate of a neutron star with an endoparasitic black hole and implications for dark matter" - судьба нейтронной звезды с эндопаразитической черной дырой и последствия для темной материи.
Замечу - слово какое некрасивое нашли! Не знаю, как кто, а я бы на месте черной дыры на такое обиделся. Исследователи явно (и не зря) уверены в своей безнаказанности. От людей, готовых моделировать захват нейтронной звездой черной дыры, и не такого можно ожидать.

В общем - люди задались вопросом, что было бы с нейтронной звездой, в которой завелся такой паразит.
Оказалось, было бы кое-что интересное.
Понятно, что эндопаразитическая черная дыра родится с моментом импульса и, стало быть, будет вращаться (кто бы сомневался?). И выясняется, что, попав в нейтронную звезду, она немедленно начнет поглощать ее изнутри, и при этом ее вращение быстро и эффективно затормозится. А выброс материала при аккреции на черную дыру (джет) будет погашен материалом нейтронной звезды, заодно тормозя саму аккрецию. В результате такой объект исчезнет далеко не мгновенно - но самое интересное, что практически бесшумно: если внутри нейтронной звезды заведется черная дыра, звезда рано или поздно незаметно, практически без видимых эффектов (по крайней мере, издалека видимых - типа вспышки сверхновой, гамма-всплеска или выброса материала) сгинет. Разве что, тонкие внешние слои разлетятся с релятивистскими скоростями и небольшим, незаметным уже в нескольких десятках световых лет (и безопасным практически на любом мыслимом расстоянии) "хлопком" гамма-излучения, унося с собой значительную часть магнитного поля. И останется от всей конфигурации лишь очень медленно вращающаяся черная дыра.

Замечу также, что обещанных в заголовке последствий для темной материи, в сущности, не последует. Точнее, авторы делают вывод о том, что, теоретически, в результате этого процесса в составе темной материи появится больше черных дыр, но мы же знаем, что их там нет во вселенских масштабах.

Впрочем, есть одно утешение: через квадриллионы и квинтиллионы лет, когда процесс квантовомеханического испарения черных дыр http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77234#msg77234 станет достаточно заметным, и массы нынешних черных дыр станут небольшими, тема приобретет актуальность - тогда уже можно будет представить вполне естественное падение черной дыры массой, скажем, равной солнечной, на древнюю нейтронную звезду вдвое большей массы.     
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Янв, 2023, 15:25:51
Кстати

На днях упоминал метод тайминга транзитов (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112419#msg112419) - в транзитной планетной системе, в которой планета периодически проходит по диску звезды, закрывая часть диска от нас и снижая его яркость, найти другие, нетранзитные планеты системы по колебанию периодичности транзитов (причиной которого и является гравитация этих невидимых планет).
Замечу, что таймингом транзитов, сиречь, измерением и анализом вариаций времени между последовательными прохождениями планеты по диску звезды,  уже обнаружены не только экзопланеты, но и более десятка спутников и кандидатов в спутники транзитных экзопланет.

И знаете, чем интересен этот метод? Тем, что рассказать про него легко - а вот сделать...
Поиск экзопланет методом тайминга транзитов сам по себе кропотлив - и подчас выглядит как изысканный детектив.

Вот к примеру история изучения планетной системы TOI-178.
Сам оранжевый карлик спектрального класса K5V, именуемый TOI-178 (178 номер в списке объектов, планировавшихся к изучению телескопом TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) с целью поиска экзопланет транзитным методом) находится от нас на расстоянии 205 световых лет. Звезда, как легко видеть по ее спектральному классу, невелика (масса 0,65 солнечной). Она является относительно старый (возрастом 7,1 миллиарда лет), соответственно, обладает не слишком высокой металличностью [Fe/H]=-0,23±0,05.

Ну, и, соответственно, под наблюдение TESS она попала еще в 2018 году. Наблюдения длились с 22 августа по 20 сентября 2018 года - и на кривой блеска звезды обнаружили три транзитных сигнала с периодами 6,55, 9,96 и 10,35 суток.

Всмотритесь в эти цифры. Ничего не смущает?
Расхождение по времени между большими периодами - чуть больше девяти часов. Это как? Обращаясь на столь близких орбитах, планеты должны бы притягивать друг друга куда сильнее, чем гравитация самой звезды. Устойчиво существовать на таких орбитах независимо друг от друга планеты просто не могут. По крайней мере, миллионы лет - а в этом случае речь идет о миллиардах.

С другой стороны, для движения двух планет по одной орбите (конфигурация вполне возможна, да и практически тоже - я не буду вспоминать троянские орбиты в Солнечной системе - напомню лишь планетную систему KOI-730 (вокруг звезды KOI-730 обращаются четыре планеты - две из них находятся по одной орбите с периодом обращения 9,8 суток. Вдоль общей орбиты эти планеты постоянно разделяют 60 градусов дистанции, то есть, они друг относительно друга находятся в точках Лагранжа. И, согласно расчетам, это положение будет равновесным в течение многих миллионов лет минимум) расхождение периодов слишком велико.

Пришлось наблюдать дальше.
В сентябре 2019 года вздохнули было с облегчением - наземный транзитный обзор не подтвердил наличие транзита периодом 10,35 суток.
Рано радовались. Через месяц другой транзитный обзор его увидел. Причем весьма наглядно.

Вот тут народ и призадумался... Или каким-то образом нужно придумывать две планеты, которые "мотаются" друг у друга в точках Лагранжа с огромной вариацией периода и при этом сохраняют стабильность орбит - или нет планеты с периодом обращения 10,35 суток - а есть планета с периодом 20,7 суток. А в промежуток через 10,35 часа после ее транзита на диск звезды иногда залезает еще одна, четвертая планета.

Ну, и в результате уже в 2020 году включили непрерывный 285-суточный цикл наблюдения странной системы космическим телескопом с чудесным названием CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite).
И для начала обнаружили в системе еще две планеты - периодами 1,91 и 3,24 суток.
Ну, а потом разобрались со странным периодом 10,35 суток. Оказалось, все правильно - период внешней планеты 20,7 суток. Период более близкой - 9,96 суток. А в промежутке есть еще одна планета с периодом 15,23 суток.

Итого периоды обращения планет в системе - 1,91, 3,24, 6,56, 9,96, 15,23 и 20,7 суток. Если не считать самую внутреннюю, периоды обращения остальных планет образуют чудесную цепочку резонансов 2:4:6:9:12.

Ну, и о самих планетах.

Внутренняя планета TOI-178b – горячая земля массой 1,5±0,4 земных, радиусом 1,15±0,07 земного (средняя плотность 5400±1900 кг/м³). Орбитальное расстояние 0,0261±0,0008 астрономических единиц (чуть меньше четырех миллионов километров, около 8,6 радиусов родительской звезды), эффективная температура 1040 градусов.

Вторая планета TOI-178c - также железокаменная. Радиус 1,67±0,11 земного, масса 4,8±0,6 земной, средняя плотность 5600±1600 кг/м³. Орбитальное расстояние 0,037±0,001 астрономических единиц (чуть больше 5,5 миллиона километров, 12,2 звездных радиуса), эффективная температура – 873±18 градусов.

Третья планета TOI-178d – суперземля низкой плотности (а может, очень маленький ледяной гигант). Радиус 2,57±0,08 земного, масса - от 2 до 4 земных, средняя плотность, соответственно - 980±330 кг/м³. Орбитальное расстояние 0,059±0,002 астрономических единиц (примерно 8,85 миллиона километров)), эффективная температура – 690±14 градусов.

Четвертая планета TOI-178е имеет радиус 2,21±0,09 земного, массу составляет 3,9±1,2 земной (средняя плотность 2000±800 кг/м³). Орбитальное расстояние 0,0783±0,0024 астрономических единиц (примерно 11,8 миллиона километров), эффективная температура - 600±12 градусов.

Пятая планета TOI-178f еще плотнее третьей и четвертой: масса 7,7±1,7 земной, радиус – 2,29±0,11 земного, средняя плотность 3600±1200 кг/м³. Орбитальное расстояние 0,104±0,003 астрономических единиц (немногим менее пятнадцати с половиной миллионов километров). Эффективная температура - 521±11 градусов.

Шестая планета TOI-178g имеет радиус 2,87±0,14 земного, массу 3,9±1,6 земной, соответственно, плотность - 920±380 кг/м³. Температурный режим по расчетам очень похож на режим Меркурия - эффективная температура планеты составляет 470±10 градусов.

И кроме чудесной цепочки резонансов система обладает еще одной интересной особенностью - она очень плоская. Взаимные наклонения орбит планет не превышают 0.1° (напомню, что в Солнечной системе взаимные наклонения орбит планет составляют несколько градусов).

Ну, а если довериться авторам последнего исследования системы, на этом откровения в системе TOI-178 могут не закончиться - нет никаких оснований считать, что цепочка резонансов обрывается на планете TOI-178g с ее периодом 20,71 суток. Продолжая эту цепочку вовне, предсказывается теоретически возможная из условий формирования системы седьмая планета с возможным орбитальным периодом 28,36, 32,35 или 45 суток (в зависимости от типа резонанса). Увидеть ее транзитным методом невозможно - с учетом угла, под которым мы видим планетную систему, планета с такими орбитальными периодами, если ее наклонение орбиты, также отличается от наклонений остальных планет менее чем на 0,1°, по диску звезды уже проходить не будет.  Впрочем, есть и другие методы...

А во когда методом методом тайминга транзитов ищут спутники... Да, это иногда получается - но для понимания масштаба проблем приведу пример. Ближайший. Первый, который в голову приходит. Землю и Луну.

Понятно, что чем массивней спутник - тем большее гравитационное воздействие он оказывает на планету, и, стало быть, тем большими являеюся вариации ее орбитального периода, изучаемые методом тайминга транзитов.
Понятно, что Луна - очень крупный спутник. Настолько крупный, что многие достаточно обоснованно считают пару Земля-Луна двойной планетой.

Так вот, если наблюдать из другой планетной системы транзиты Земли по диску Солнца, вариации времени этих транзитов под действием притяжения Луны могли бы составлять 2,6 минуты. А сам промежуток времени между началами последовательных транзитов Земли по диску Солнца при наблюдении из другой звездной системы составляет примерно 525969,2 минуты.
Вот и попробуйте увидеть эту вариацию.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Янв, 2023, 15:37:18
И еще о методах

А еще один из изысканно сложных и кропотливых методов обнаружения экзопланет - это метод лучевых скоростей.

Заключается он в наблюдении (по допплеровскому сдвигу спектральных линий) колебаний скорости звезды относительно наблюдателя под действием гравитации обращающейся вокруг нее планеты - с последующим выделением этих колебаний на фоне естественных возмущений звездной поверхности, гуляющих по ней волн, вспышек и прочих проявлений активности, а также теплового уширения линий спектра. В общем, согласно методу необходимо выделить слабенький периодический сигнал на фоне мощного (и во многом квазипериодического) шума. Ну, а потом нужно проводить спектральный анализ частоты измеренных колебаний с целью определения количества, периодов обращения и масс вызвавших эти вариации скорости звезды планет.

Разумеется, таким образом измеряется лишь минимальная масса планеты, точнее, величина m•sin(i), произведение истинной массы на синус угла наклона плоскости ее орбиты к лучу зрения наблюдателя.

И точно так же разумеется, что этот метод хорошо работает со спокойными небольшими звездами - и очень сложен для больших звезд с буйной поверхностью классов ранние F и более крупных.

Зато для подходящих звезд наработанная точность метода может вызвать восхищение: таким методом не раз удавалось обнаруживать или подтверждать ранее обнаруженные другими методами экзопланеты, гравитация которых вызывает колебания скорости родительской звезды относительно нас амплитудой менее тридцати сантиметров в секунду.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Янв, 2023, 08:28:45
Рассуждение о методах

Стоит знать, что каждый метод поиска экзопланет имеет свой байес - планеты с определенными характеристиками обнаруживаются этим методом лучше других, что вносит искажения в общую статистику.

Так, к примеру, методом лучевых скоростей (по колебаниям звезды под действием гравитации планеты) гораздо легче обнаружить массивную планету, расположенную недалеко от звезды. Соответственно, этим методом лучше всего находятся гигантские планеты, преимущественно, на низких орбитах, на худой конец, близкие к звезде небольшие и более удаленные гигантские - а малые и удаленные планеты обнаруживаются таким способом очень редко, а чаще - никогда.

Транзитным методом (по затенению звезды проходящей между ней и наблюдателем планетой) легче всего обнаружить планету большого диаметра с коротким орбитальным периодом (более удаленную тоже можно - если повезет дождаться ее транзита. А потом дождаться следующего - для подтверждения. А потом еще... и еще...).

Соответственно, если пользоваться только одним или несколькими методами, не анализируя их возможности и полученные результаты, доля планет, "удобных" для наблюдения этим методом или этими методами типов, в общем количестве экзопланет окажется завышенной.
В частности, если наблюдать Солнце с достаточного удаления, то в подавляющем большинстве случаев нашими методами удалось бы установить наличие в ее планетной системе одного-двух газовых гигантов. И все. Вероятность узнать, что около Солнца обращается еще и пара ледяных гигантов и четыре земли (или две земли и две миниземли) с помощью существующих методов достаточно низка.

Замечу, что в какой-то степени "чистым" методом является метод микролинзирования http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg92011#msg92011 - вспомним, что так удавалось обнаруживать планеты небольших масс с расстояния в миллиарды световых лет http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg77705#msg77705 - но поди дождись, когда какая-то планета окажется строго между нами и какой-то звездой, да еще и при условии, что инструмент будет работать именно в этот момент.

Справочно:
Из почти пяти тысяч обнаруженных и подтвержденных экзопланет статистика по методам обнаружения выглядит так:
Транзитных планет среди найденных - 76,7%;
Транзитным методом обнаружено - 76,1%;
Методом тайминга транзитов нетранзитных планет обнаружено - 0,5%;
Методом лучевых скоростей обнаружено - 19%;
Микролинзированием обнаружено - 2,4%
Прочими методами, в том числе, прямым фотографированием - 2%.


И тем не менее, комбинируя результаты всех методов с соответствующими поправками на их возможности удается сделать ориентировочные выводы о распространенности тех или иных типов планет в окружающем нас объеме. Подчеркну - не во Вселенной в целом - в разных условиях наверняка формируются разные типы планет: у низкометалличных звезд в больших эллиптических галактиках или, скажем, в короне нашей Галактики будет своя статистика; у звезд толстого диска http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77322#msg77322 с относительно невысокой металличностью - скорее всего, своя. Словом, состав планетного населения зависит от химического состава звезд и их начальной функции масс http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96650#msg96650 - так что пока можно говорить о распространенности типов экзопланет в нашем окружении, в тонком диске Галактики.

И вот тут становится интересно...
Согласно оценочным данным, самыми распространенными в нашем окружении и в наших условиях типами планет должны являться суперземли (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg77670#msg77670) и так называемые "легкие нептуны" (малые ледяные гиганты) диаметрами от полутора до трех земных - их должно быть около половины общего количества планет.

Подчеркиваю - это если отстроиться от байесов, свойственных тем или иным наблюдательным методам. Потому что если просто посмотреть на статистику, не задумываясь о наблюдательной селекции типов планет, то выглядит она так: среди планет с измеренной массой:
4% планет имеют массу менее трех земных;
14% - от 3 до 10 земных;
10% - от 10 до 30 земных
9% - от 30 до 100 земных;
27% - от 100 до 300 земных (напоминаю: масса Юпитера составляет примерно 320 земных масс);
36% - более трехсот земных масс.
Но это легко понять - практически всеми методами легче всего обнаруживать самые массивные планеты.


Чем это интересно? Тем, что в Солнечной системе известно восемь планет - и среди них нет ни одной планеты этих самых распространенных типов.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Янв, 2023, 08:33:20
Интересное

Только что было сказано о том, что каждому методу обнаружения экзопланет присущ собственный байес. Там же я обмолвился, что самым "чистым", по идее, является метод микролинзирования.

Так вот, при этом интересная штука получается. Теоретически, это, конечно, так, а на практике в течение многих лет выявлялась интригующая закономерность.

Вообще-то, в норме, когда метод работает лучше всего, открытие планеты происходит вместе с наблюдением линзирования некоторого удаленного объекта самой звездой: на кривой блеска удаленного линзируемого объекта раздельно и последовательно видны эпизоды роста его яркости от линзирования самой планетой, а потом - ее звездой-хозяйкой (или наоборот).
Непосредственное единичное линзирование планетой - вещь, разумеется, куда более редкая и зачастую не дающая возможности определить массу линзирующего объекта (планеты).

В результате при совместном микролинзировании - звездой и ее планетой - легко определяется отношение масс обоих линзирующих объектов.

И вот анализ событий микролинзирования показал любопытную вещь: до поры до времени в течение десятилетий ни разу не встречалось случаев, когда отношение масс планета/звезда было бы меньшим 0,00005. Встретился как-то раз экстремальный вариант - почти 0,01 - но там был случай не столько "нормальной" звезды, сколько весьма небольшого коричневого карлика (в балдже Млечного пути в начале 2019 года микролинзированием была обнаружена пара из коричневого карлика массой 6% солнечной и находящегося от него на расстоянии 50-200 миллионов километров (точнее установить было невозможно) газового гиганта массой 0,5 -1,5 масс Юпитера).

Странно. Понятно, что микролинзирование не даст возможности открыть планету, находящуюся на очень малом проецируемом (действительном или кажущемся - когда планета реально находится далеко от своей звезды, а их проекции на небесную сферу близки друг к другу) расстоянии от звезды - в таком случае слабый всплеск яркости от линзирования планетой невозможно будет рассмотреть на фоне заметно большего усиления яркости линзируемого объекта гравитационным полем звезды. Но уж на больших расстояниях от звезды небольшая планета этим методом должна разрешаться!

Первая мысль после того, как подвели итоги многолетних наблюдений, была очевидной - открыта новая закономерность: небольшие планеты на заметном расстоянии от звезды не образуются.

Ага, сказали окружающие. Говорите, не образуются? Так ведь указанное отношение - это, скажем, для Солнца случай планеты в шестнадцать земных масс. На небо посмотрите, на Уран, на Нептун. Любая из них могла бы наблюдаться микролинзированием посредством существующего инструментария чуть ли не с другого края Галактики. Так что очень даже образуются. Да и Марс с Землей при случае, если повезет, можно рассмотреть.
Это все, конечно, если наша Солнечная система не является очень редким исключением, и у всех других планетных систем на заметном расстоянии от звезды образуются одни гиганты, а меньшие планеты не образуются.

А вот тут вступил слаженный хор теоретиков (а я уже говорил - с ними спорить страшно! Это с виду они добрые, а в дискуссии - танковый батальон в чистом поле против дедушки Мазая с берданкой!) и этак вежливо поинтересовался: "А ну-ка, ну-ка! Что там у кого не образуется? Это в каких книгах писано, какими моделями посчитано и какими законами обусловлено? А вот вам, братие, книжечки умные, законы сильные и модели могучие - так вот по ним все, что надо образуется. И ледяные гиганты, и суперземли, и земли! И в преизрядном количестве! И на многоразличных расстояниях!"

И осталось народу только руками разводить да кивать на тот же байес, сиречь, на наблюдательную селекцию: дескать, наверняка есть такие, маленькие и удаленные от звезды, планеты, только вот отчего-то наблюдатели злокачественно их не видят. То ли неправильно смотрят, то ли не вовремя отворачиваются.

И знаете - в конце концов, оказалось именно так. То ли неправильно смотрели, то ли не вовремя отворачивались.

А потом наконец посмотрели правильно, причем при забавных обстоятельствах. Очередной обзор еще даже наблюдать не начал, только алгоритм быстрого оповещения о событиях микролинзирования тестировал - а ему прямо в ходе тестирования попалась замечательная микролинзирующая пара: звезда массой 1,06±0,2 солнечной, планета - массой 6,5±0,8 земной. Расстояние до системы - около девяти тысяч световых лет. Расстояние от звезды до планеты в проекции на небесную сферу - около четырех астрономических единиц (если плоскость обращения планеты перпендикулярна лучу зрения, то это по земным меркам - суперземля в районе нашего пояса астероидов).

А когда подобное повторилось спустя считанные месяцы - осталось только разводить руками и гадать, отчего не везло предшествующие годы.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Янв, 2023, 14:31:28
Радость-то какая...

Посчитали возможное количество экзопланет в обитаемой зоне солнцеподобных звезд.
Точнее говоря, теоретически определили количество экзопланет с орбитальными периодами в диапазоне 250 - 500 суток, которые могут обращаться вокруг одиночных звезд I типа населения, относящихся к классу G, в диске Галактики. Оказалось, что таких планет должно насчитываться раза в четыре меньше, чем самих звезд.

В принципе, нехитрые расчеты показывают, что это немало: начальная функция масс (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96650#msg96650) звезд диска Млечного пути (I тип звездного населения; звезды третьего и последующих поколений с высокой металличностью) хорошо известна
(см. по ссылке), количество звезд диска известно чуть похуже, но тем не менее, оценить можно, доля одиночных звезд тоже изучена - вот и получается, что планет в обитаемой зоне у одиночных солнцеподобных звезд нашей Галактики должно насчитываться около полумиллиарда. Не миллиарды и не десятки миллиардов, как любили утверждать энтузиасты - но тоже немало.

Если не верите - проверьте. Вся необходимая информация, начиная от формулы Салпитера, в темах есть. The keys to given, ключи даны. (c)

Красота, однако. Простор для сладких грез. И поле для фантазий. Даже если не учитывать те планеты, звезды которых слишком молоды. И не вспоминать, что большинство этих звезд находится в местах, для выживания и устойчивого развития биоты не слишком благоприятных.
Любители экзобиологии могут развлекаться решениями одного уравнения с двадцатью неизвестными (сиречь, расчетами распространенности жизни на основе отсутствующей информации о том, что такое жизнь и откуда она берется), а фантасты - утешаться изобилием планет, на которых можно размещать антураж.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Янв, 2023, 15:07:21
О странных местах для планет и поисков жизни

Не помню, рассказывал я, или нет...

Не столь давно одно проведенное моделирование показало, что в аккреционных дисках вокруг центральных сверхмассивных черных дыр галактик (при условии, что диски не очень велики - не типичные для каких-нибудь квазаров и тем более, блазаров http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76866#msg76866, то есть, при не очень высокой активности ядра галактики) могут формироваться планеты.

Вот так. А в самом деле, чем плотный и не слишком буйный аккреционный диск активного ядра хуже протопланетного диска формирующейся или свежесформированной звезды?
Достойно некоторого внимания то обстоятельство, что в этом случае формирование происходит достаточно медленно, поскольку диск не слишком плотен: в плотном диске за счет трения развивается такая температура, что ни о каком планетообразовании не может быть и речи - мы же помним, что в дисках квазаров температура может достигать не только миллионов, но и миллиардов градусов, какое уж тут планетообразование. Зато масса планетной системы у сверхмассивной черной дыры может оказаться достаточно большой, не чета планетным системам звезд.

Кстати, учитывая, что во внутренней области подобного аккреционного диска температура достаточно велика, условия на планетах могут оказаться вполне сравнимыми с условиями на холодных экзопланетах звезд (напомню, в данном случае холодные - это вовсе не те, на которых холодно. Холодные - это http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg77670#msg77670. Земля у нас по классификации - тоже холодная планета).
Планетообразование в аккреционном диске возможно за снеговой линией и около нее (снеговая линия - это граница области, ближе которой невозможна конденсация летучих веществ из-за высокой температуры в диске), так что теоретически на таких планетах может появляться и жидкая вода, и прочие условия для формирования жизни.
Так что при желании, можно сделать вывод, что для существования жизни звезда не слишком нужна.

Хотелось бы предложить эту идею фантастам на заметку - чтобы проявили фантазию и представили себе условия жизни и цивилизацию на такой планете. А заодно и активной SETI - пусть отвлечется от суеты и поломает голову над методикой поиска вожделенной ExtraTerrestrial Intelligence в аккреционных дисках других галактик, раз уж ближайшие (как и наша собственная) подобного украшения не имеют.

Увы. Прекрасную идею убивают безобразные факты.
Призадумавшись, исследователи посчитали. Да, все правильно. Планеты формироваться могут. Температура подходящей для жизни быть может. Вода обнаружиться на планете может. Но есть одна проблема...
Черные дыры вращаются. А значит, им свойственная суперрадиация, описанная здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/19109.html - при облучении мягкими фотонами в направлении, близком к касательной к эргосфере, на выходе из эргосферы получаем жесткое излучение, потому что фотоны приобретают дополнительную энергию за счет вращения черной дыры.
Подсчеты показали - сформированная около черной дыры планета будет периодически подвергаться обусловленному суперрадиацией жесткому ультрафиолетовому и рентгеновскому облучению, причем, вероятность того, что интенсивность облучения за длительный период окажется достаточной для разрушения ее атмосферы, весьма велика.

Это я уже однажды рассказывал. А вот чего я точно не рассказывал - это того, что после всего сказанного чудесная идея зарождения жизни и цивилизаций у самого центра галактик не сгинула. Воспряли духом адепты Святой Экзобиоты.

Ах, сказали они, планета на стационарной орбите в аккреционном диске будет стерилизована и лишена атмосферы за счет суперрадиации? Тогда давайте сделаем орбиту не слишком стационарной.

И появилась на свет чудесная статья, посвященная возможной обитаемости бродячих планемо в галактиках с активным ядром, на сей раз, преимущественно, более активных, то есть, при квазарах.

Напомню, бродячие планемо - это планеты, не являющиеся спутниками какой-либо звезды, а одиноко бродящие по пространству. Казалось бы, какая уж там обитаемость? Планеты летают в межзвездном пространстве, где мрак и холод, где температура на поверхности планеты рано или поздно приближается к нулю, причем, абсолютному. Где взять тепло и свет для того, чтобы на планете возникла и поддерживалась жизнь?
Ну, и исследователи ответили на этот вопрос просто. Что такое квазар? - спросили они. И ответили: квазар - это активное ядро галактики, в котором на центральную черную дыру интенсивно аккрецирует вещество, в результате чего аккреционный диск нагревается до миллионов и миллиардов градусов, а с полюса черной дыры на тысячи и миллионы световых лет излучаются джеты, потоки еще более раскаленного вещества.
Так вот же он, вожделенный источник света животворящего! - восхитились исследователи. Получается, вокруг аккреционного диска черной дыры и джета квазара существует зона, в которой излучается так много света, что на бродячей планете, летающей в пространстве вдали от звезд, может оказаться достаточно высокая температура, существовать вода, появиться жизнь и даже осуществляться фотосинтез!

Разумеется, идея была высказана достаточно, скажем так, квалифицированными людьми и подкреплена расчетами. И получилось, что :
- такая обитаемая зона,оборудованная теплом, допускающая жидкую воду и прочие бытовые удобства, вокруг средней руки квазара может простираться ориентировочно на тысячу световых лет. В области ближе ста световых лет для случая среднестатистического квазара света животворящего окажется слишком много, далее тысячи световых лет - уже мало. Разумеется от квазара к квазару размер обитаемой зоны будет изменяться;
- в такой зоне может найтись порядка миллиарда блуждающих планет. Не знаю, как это подсчитали, чем больше перечитывал - тем меньше понимал - особенно, если учесть, что ближайшие квазары в сопутствующем пространстве наблюдаются на временном удалении три миллиарда лет, а большая часть - не куда большем, и какие в те времена были бродящие планемо (и в каком количестве) в хозяйских галактиках квазаров - неясно. Ну, ладно, миллиард - так миллиард. Может, куда больше.

Словом, ура. И без звезд обойдемся. Звезды только мешают - и вообще, непонятно, как мы завелись в таком нехорошем месте, в окрестностях звезды, а не рядом с животворящим светом квазара...

Правда, те, кто статью прочитали и порадовались за потенциальных братьев по разуму, призадумались - и не очень поняли:
- как долго по мысли авторов исследования подвергнувшаяся воздействию света животворящего планета, точнее, планемо, будет пребывать на своем благодатном месте. Она (оно?) же в любом случае обращается вокруг центра галактики по какой-то не слишком круговой траектории, а не приколочена к одному месту гвоздиками. Так что она вполне может (более того, практически наверняка должна!) рано или поздно забрести в не столь благодатное место. Нужно придумать этой планете близкую к круговой траекторию - но это возможно в очень специальных и маловероятных случаях - типа "планету выбросило из звездной или планетной системы точно с таким импульсом, чтобы скомпенсировать скорость относительно центра масс галактики". Ага.
Так что о миллиардах (и даже статистических десятках) таких планет говорить нельзя;
- а что делать с тем, что творится в этой самой обитаемой зоне квазара, кроме тепла и возможности существования жидкой воды? Если подумать, там, в тысяче световых лет от квазара, имеет место интенсивное, очень интенсивное звездообразование со всеми его сомнительными прелестями: сверхновые, бродячие после мерджингов и не только черные дыры, магнетары... в конце концов, просто периодические вспышки активности квазара - и много всяких прочих чудес, которые радуют душу, удаленную от самого квазара на большое расстояние, но смертельно опасны для этой души на расстоянии, не таком большом. И как с этим жить?

Так что подобрать такую траекторию, чтобы и освещение и отопление светом животворящим (простите, излучением квазара) оставалось равномерным, и всякие смертельные факторы не воздействовали, не так уж просто. Я бы не взялся. Да и ни у кого не получилось.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 06 Янв, 2023, 10:38:25
Любителям понежиться на солнышке

В Северном полушарии - разгар зимы. В Южном - разгар лета. И в том, и в другом случае у многих людей появляются размышления о том, куда, в какие солнечные края следует стремиться отдохнуть.
Любителям поиска солнечных мест для отдыха может оказаться полезной информация о планете Kepler-1658b.

Планета эта имеет тяжелую судьбу. Впервые открыли ее более десяти лет назад - в мае (если не в конце апреля) 2009 года. Но подтвердить не смогли, тем более, что характеристики транзита (прохождения планеты по диску своей звезды) были какими-то неубедительными.
Потом, вроде бы, подтвердили. Потом снова усомнились и из списка убрали. Потом проверили характеристики звезды - и обнаружили, что первоначально определили их неверно. Уточнили характеристики звезды. Перепроверили массив данных по транзитам. Получили новые. И только спустя десять лет окончательно подтвердили планетный характер кандидата - и самое обидное, что именно эта планета была открыта первой во время миссии космического телескопа "Кеплер", получив тогда название KOI-4b. Но увы...

Итак, вначале о звезде. Звезда Kepler-1658 - субгигант http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77142#msg77142 класса F8IV http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77140#msg77140, относительно недавно сошедший с главной последовательности, массой 1,45 солнечной и диаметром около четырех миллионов километров (звезда успела увеличиться в диаметре до 2,89 диаметра Солнца). Температура поверхности звезды - около 6200 градусов.

Вокруг звезды обращается весьма плотный газовый гигант диаметром 1,7 диаметра Юпитера и минимальной массой 5,87 массы Юпитера (минимальная плотность не менее 6400 килограммов на кубометр - выше, чем у Земли! - для газового гиганта это очень много. Видимо, легкие летучие вещества успели испариться с планеты под действием излучения звезды). Период обращения планеты составляет 3,85 суток - 92 часа 23 минуты и восемь с небольшим секунд. Соответственно, радиус орбиты - 8,16 миллионов километров.

Любуемся радиусом орбиты - удаление планеты от звезды составляет четыре радиуса звезды. Угловой размер звезды, видимой с поверхности (или что уж там есть у газовых гигантов?) планеты составляет двадцать восемь градусов - почти в шестьдесят раз больше, чем у Солнца или более пятнадцати с половиной процентов от видимого небосвода.
Просто-таки очень солнечное место... Представляете - греться под белым горячим солнышком, размахнувшимся на одну шестую часть дуги небосвода? И планета в приливном захвате (синхронное вращение, спин-орбитальный резонанс 1:1 hhttp://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg92335#msg92335), а значит, можно занимать любое место - хоть в подзвездной точке, где звезда в зените, хоть поближе к терминатору, где она ближе к горизонту - и постоянно наслаждаться незаходящим и стоящим на месте солнцем хоть все девяносто два с небольшим часа в году...

Вот только находится вся эта благодать в 2630 световых годах от нас. И температура на планете около 1800 градусов (впрочем, утешает, что это - по Кельвину, градусов Цельсия намного меньше, чуть больше полутора тысяч).
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 06 Янв, 2023, 14:59:00
Глубокомысленное

В мире есть много вещей, которые кажутся со стороны очень сложными, пока в них не разберешься. Например, игра на рояле. На самом деле, там все просто - весь смысл в том, чтобы в требуемый момент нажимать пальцами на нужные клавиши, избегая нажатия ненужных. А сколько легенд наворотили!

Но бывает и наоборот. В мире есть множество вещей, которые, пока в них не разберешься, со стороны кажутся очень простыми. Например, упасть на нейтронную звезду. Казалось бы, сложность здесь одна - добраться до этой нейтронной звезды, а дальше - дело техники. А все не так просто - прочитайте http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77155#msg77155 - и попробуйте ответить на вопрос, просто ли упасть на молодую нейтронную звезду.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 07 Янв, 2023, 00:10:55
О трудностях перевода, сыре и дырках в сыре, аккреции и репроцессинге, а также о балджах дисковидных галактик.

Хотя, казалось бы, при чем балджи дисковидных галактик ко всему перечисленному?

А при том, что я люблю рассказывать о мире в жанре дзуйхицу - начни откуда-то и следуй за кистью. И придешь.

Вот и начну с фразы Reprocessing in active galactic nuclei accretion discs. "Репроцессинг в аккреционных дисках активных галактических ядер".

Вот учебное пособие для пуриста - тут никакое хорошилище, грядущее в мокроступах по гульбищу из ристалища, не поможет перевести.

Кстати, что означает эта фраза...
Я уже не раз упоминал, что вещество, падающее на черную дыру, формирует аккреционный диск, температура в котором достигает колоссальных значений - миллиарды и даже триллионы градусов.
Такой нагрев, как ни покажется это парадоксальным, достигается вязким трением вещества в диске, преимущественно, в его внутренних областях, где скорости вещества достигают релятивистских околосветовых значений, а градиент скорости колоссален. В направлении оси диска вещество, нагретое до таких температур, беспрепятственно излучает рентгеновские и даже гамма-лучи. А вот жесткое излучение, направленное из внутренних, нагретых до колоссальных температур, областей диска в других направлениях, захватывается веществом более удаленных областей диска аккреции (внешним диском) и нагревает эти внешние области. Нагретый излучением внешний диск переизлучает более длинные и менее высокоэнергетические фотоны (рентген, мягкий рентген, ультрафиолет), и этот процесс лучевого переноса энергии из сверхгорячих внутренних областей аккреционного диска во внешний диск и соответственного нагрева внешних областей аккреционного диска излучением, исходящих от его внутренних областей, и называется репроцессингом.

Как связан репроцессинг с дырками в сыре, спросите Вы? И правильно сделаете, потому что получите ответ.

Начнем с сыра и дырок. Бесспорно, чем больше в мире сыра - тем больше в сыре дырок. Чем больше в сыре дырок - тем меньше в мире сыра. Стало быть, чем больше в мире сыра, тем меньше в мире сыра.
Космологическое следствие из этого рассуждения, гласящее, что весь сыр в мире образовался в ходе Большого взрыва, и с тех пор его количество во Вселенной остается неизменным, я уже приводил .

Не верите? И правильно делаете. Только помните, что с аккрецией и репроцессингом происходит то же, что с сыром и дырками.

Чем больше вещества активно поглощает центральная черная дыра в единицу времени, тем мощнее аккреционный диск и выше плотность и температура его внутренней части.
Чем выше температура внутренней части аккреционного диска, тем больше энергии передается во внешний диск, тем, стало быть, выше лучевое давление, препятствующее уплотнению вещества во внутреннем диске и его захвату черной дырой, и при этом тем менее плотным является внешний диск, что дополнительно способствует замедлению опускания вещества из внешнего диска во внутренний. В результате рост интенсивности поглощения вещества черной дырой приводит к росту лучевого давления, вытесняющего материал аккреционного диска на периферию, и, стало быть, к уменьшению интенсивности поглощения вещества черной дырой.

Таким образом, аккреция вещества на черную дыру и рост черной дыры являются саморегулирующимися процессами, регулирующими свою интенсивность по механизму дырок в сыре, в просторечии именуемому отрицательной обратной связью.

Ну, а теперь, тот, кто не поленился дочитать пост до этого места, сможет узнать приятную новость. Моделирование аккреционного диска с учетом его естественного охлаждения, репроцессинга, дырок в сыре и прочих факторов показало, что дисперсия скоростей вещества в диске при учете этих процессов оказывается примерно пропорциональной степени 0,2 массы черной дыры.

Видите, как приятно?

Кто сказал "не вижу"? А Вы прочитайте  http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77543#msg77543 - и увидите. Это же - в чистом виде закон M-σ (М-сигма), закон вращения балджа дисковидной галактики!

Правда, красиво? Балджи дисковидных галактик обращаются по закону вращения аккреционного диска. Это же явно может кое-что сказать об их происхождении!
Есть, чему порадоваться.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 07 Янв, 2023, 09:37:09
О форме галактик. И о том, что из нее следует

Расчеты показывают, что если бы динамика звезд в галактиках определялась только звездами, точнее говоря, их гравитацией, то гигантские эллиптические галактики классов gE и D (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76818#msg76818) благодаря динамическому трению (эффект Чандрасекара,  http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78782#msg78782) сегодня в большинстве своем представляли бы собой сферические образования (вернее, эллипсоиды вращения - они все же вращаются, и экваториальный диаметр должен был бы быть больше полярного).

На самом же деле они практически всегда представляют собой явно выраженные трехосные эллипсоиды, и размеры их осей по трем координатам вовсе не равны друг другу.

О чем это говорит?

Выводов из этого - четыре. Или пять. Строго говоря, четыре с половиной.

1. Форма эллиптической галактики определяется не барионной материей, которой в ее составе мало, а темной, которой в ее составе много.

2. Фрейм темной материи (темное гало), определяющий массу и форму галактики (собственно, он и есть галактика как таковая), является сферически асимметричным, сохраняя асимметрию в течение более десяти миллиардов лет.

3. Если фрейм темной материи, содержащий основную массу и определяющий форму галактики, продолжает сохранять первоначальную асимметричную форму, несмотря на то, что гравитационное взаимодействие стремится за счет динамического трения придать ему симметричный (близкий к шаровидному) характер, стало быть, внутренняя (тепловая) энергия темной материи сравнима с потенциальной энергией гравитационного взаимодействия. То есть, большая часть темной материи состоит из частиц с достаточно высокой кинетической энергией (то, что называется "относительно теплой темной материей"). Будь она, темная энергия, преимущественно "горячей", то есть, будь ее тепловая энергия существенно выше гравитационной, она бы "расплывалась" и не держала форму, отделяясь от видимого вещества, а если бы она была "очень холодной" с тепловой энергией, существенно меньшей, чем гравитационная, она бы тоже приобрела симметричную форму.

3,5. Соответственно, большая часть темной материи не может представлять собой ненаблюдаемых макроскопических объектов - будь то пыль, астероиды, планемо, коричневые карлики, нейтронные звезды или черные дыры. Этот зоопарк не может иметь столь высокую тепловую энергию, чтобы противостоять гравитационному взаимодействию (макроскопические объекты не могут двигаться с достаточно высокой для этого скоростью).

4 (5). Частицы, из которых состоит темная материя, не рассеиваются друг на друге и, соответственно, не обмениваются импульсами (иначе, чем при гравитационном взаимодействии), иначе их импульсы выравнивались бы, и рано или поздно их пространственное распределение приобрело бы симметричный характер. Темная материя является бесстолкновительной - состоит из невзаимодействующих друг с другом частиц.

А теперь, узнав столько о свойствах темной материи благодаря форме эллиптических галактик, мы вправе задаться естественным вопросом, касающимся галактик дисковидных: чем объясняется тот факт, что диски спиральных и линзовидных галактик являются не эллиптическими, а круглыми?
В самом деле, если темное гало имеет форму трехосного эллипсоида, диски галактик тоже, казалось бы, должны быть эллиптическими. По аналогии с формой видимой части эллиптических галактик.

Ответ прост: они еще не успели.

Как качественные соображения, так и моделирование показывают, что интенсивное звездообразование восстанавливает симметрию барионной компоненты галактики. То есть, пока происходит интенсивное звездообразование, барионная часть галактики будет радиально (для дисков. В древности, когда оно происходило и в гигантских эллиптических галактиках, для них - сферически) симметричной.
В больших эллиптических галактиках интенсивное звездообразование давно закончилось - поэтому их видимая часть (барионная компонента) успела потерять симметрию под воздействием гравитации асимметричной невидимой части - темного гало.

Кстати, этим же объясняется известный факт - небольшие (относительно) эллиптические галактики класса Е имеют форму, куда более близкую к сфероидальной. Они формировались дольше, чем их более крупные сородичи (мы же помним про даунсайзинг http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91726#msg91726), звездообразование в них заканчивалось позже, и они еще не успели потерять близкую к шаровидной форму.

А в дисковидных галактиках звездообразование, как правило, все еще продолжается - не зря они голубые - и, соответственно, симметрия сохраняется.

А вот древние красные дисковидные галактики из зеленой долины http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76825#msg76825 радиальную симметрию диска должны в этом случае терять. Только в ближайшие миллиарды лет таковых будет слишком мало.

Кстати, короны дисковидных галактик действительно имеют форму эллипсоидов, что легко подтверждает, скажем, корона нашей собственной Галактики - ее звезды второго поколения и шаровые звездные скопления. Это легко понять - они, короны, неплотные, звездообразование в них давно закончилось, и они потеряли симметрию под воздействием формы темного гало.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 07 Янв, 2023, 13:47:48
Отгадки на загадки

Загадка первая: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112419#msg112419. Почему при некоторых транзитах в системе COROT-18 яркость звезды неожиданно может внезапно возрасти.
Ответ: звезда все же, оказывается, очень молодая. На ее поверхности регулярно возникают обширные холодные области, в которых магнитное поле эффективно подавляет конвекцию и, соответственно, теплоперенос из внутренних областей звезды. Проще говоря, на ней есть обыкновенные пятна - такие же, как и на Солнце, только еще более контрастные. Когда планета закрывает часть звезды, суммарная яркость звезды, разумеется, падает - а вот когда проекция планеты "наезжает" на пятно, яркость горячей планеты оказывается выше яркости закрытого ей участка пятна, и суммарная яркость парадоксально возрастает.

Загадка вторая: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112648#msg112648. Ретроградное движение сразу двух планет вокруг звезды K2-290А в звездной системе K2-290.
Ответ: еще в древности, при формировании планетной системы, притяжение второго компонента звездной системы, звезды K2-290В, "опрокинуло" весь протопланетный диск, обращавшийся вокруг K2-290А, целиком - на 124 градуса - так что планеты дальше формировались в этом опрокинутом диске, соответственно, с ретроградным обращением.
Да, гравитация в кратных системах и такое умеет. 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 07 Янв, 2023, 21:39:27
Кое-что о прекращении звездообразования в галактиках. С выводами

О том, что активность ядра галактики подавляет звездообразование в ней, я писал. И рассказывал, почему и как именно подавляет. Вспомним, например, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91937#msg91937. Множеством способов.

О том, каким бывают активные ядра, я тоже рассказывал не раз. Вспомним  http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76866#msg76866

Вспомнили (если нет - перечитали). А теперь внимательно прочитаем следующую информацию.

Первое. Статистический анализ показал, что так называемые радиогромкие ядра (единственный получающийся у меня перевод стандартного оборота radio-loud AGNs, где AGNs - active galactic nuclei), расположенные на расстояниях от 2,5 до 5 миллиардов световых лет, преимущественно находятся в массивных галактиках (с полными массами порядка ста миллиардов солнечных и более) с погашенным звездообразованием.
Радиогромкие ядра - это, как Вы понимаете, ядра радиогалактик у которых масса выбрасываемого из ядра заряженного газа тормозится мощным магнитным полем ядра, генерируя радиоволны.
Отсюда вывод - в радиогалактиках активность ядра не является причиной прерывания звездообразования - оно уже прервано до формирования этого типа активности ядра.

Второе. При этом практически все находящиеся в этом диапазоне расстояний галактики с активными ядрами, излучающими мягкое рентгеновское излучение, также являются массивными - но у них звездообразование еще не прервано, а сами галактики оптически затемнены пылью.
Чтобы понять вывод из этого, нужно иметь в виду, что:
- рентгеновское излучение ядра имеет то же происхождение, что и радиоизлучение у радиогалактик - синхротронное торможение джета в магнитном поле. Только скорость джета выше, да тормозящее магнитное поле побольше. То есть, это - короткая стадия активности, предшествующая переходу в стадию радиогалактики;
- оптическое затемнение галактики говорит о бурной предшествующей вспышке звездообразования. Для одиночной массивной галактики еще может быть объяснена какими-то особенными причинами - но когда такое видно у нескольких галактик, ясно, что они недавно пережили мерджинг. Причем, большой;
- мерджинги, которые предшествовали наблюдаемой стадии активности ядра, были сухими - иначе видели бы мы не рентгеновские активные ядра, излучающие энергичные но небогатые материалом джеты, а полноценные квазары.

И вот теперь давайте вдумаемся в эту информацию.
Что же получается? Прекращение звездообразования в в радиогалактиках (в первом случае) происходит не из-за активности ядра (предшествующая стадия, ренгеновская активность ядра, имеет все признаки активности ядра и при этом достаточно активное звездообразование), а из-за медленного исчерпания материала при вспышке звездообразования, вызванной мерджингом.

Ну, и теперь,чтобы сделать глобальный вывод космологического характера, нам нужна еще одна статистическая информация.
Количество наблюдаемых таким образом больших мерджингов существенно превышает то, которое могло бы наблюдаться при их случайном характере.
Ну, это информация старая и известная. Просто таким образом она получает еще одно достаточно серьезное подтверждение.

Таким образом, мы узнаем, что галактики бродят по пространству не просто так. Движение галактик (а поскольку речь идет о массивных галактиках массами в сотни миллиардов солнечных, следует иметь в виду, что такие галактики поодиночке не формируются и по космосу не бродят, а значит, речь идет о скоплениях галактик) является не хаотичным, а достаточно упорядоченным, и управляется гравитацией огромных "нитей" (филаментов) темной материи, вдоль которых скопления преимущественно и перемещаются. Эти филаменты и формируют ячеистую крупномасштабную структуру Вселенной, вдоль них располагаются видимые галактики - остатков акустических волн, распространявшихся в первичной плазме после Большого взрыва. Вот такую:

(http://scienceline.org/wp-content/uploads/2009/12/18135102_07a58fd89d_o-640x480.jpg)

Если бы скопления не перемещались вдоль филаментов, наблюдаемая частота мерджингов была бы гораздо ниже.

Ну, а второй космологический вывод: медленное прекращение звездообразования в массивных галактиках происходит из-за их слияния их темных гало, перемещающихся вдоль глобальных филаментов темной материи, формирующих крупномасштабную структуру Вселенной.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 08 Янв, 2023, 10:08:02
Загадка первая: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112419#msg112419. Почему при некоторых транзитах в системе COROT-18 яркость звезды неожиданно может внезапно возрасти.
Ответ: звезда все же, оказывается, очень молодая. На ее поверхности регулярно возникают обширные холодные области, в которых магнитное поле эффективно подавляет конвекцию и, соответственно, теплоперенос из внутренних областей звезды. Проще говоря, на ней есть обыкновенные пятна - такие же, как и на Солнце, только еще более контрастные. Когда планета закрывает часть звезды, суммарная яркость звезды, разумеется, падает - а вот когда проекция планеты "наезжает" на пятно, яркость горячей планеты оказывается выше яркости закрытого ей участка пятна, и суммарная яркость парадоксально возрастает.
Красивая гипотеза, но требует подгонки размеров , времени транзита и яркостей: чтобы "затмение" пятна происходило достаточно долго. А если вероятность этого так высока, то транзит может последовательно накрыть два и более пятен, и тогда суммарная яркость будет меняться достаточно... прихотливо.
У меня была еще мыслишка насчет приливных явлений на звезде под действием планеты, но если официальная наука сказала свое слово... ;D
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 08 Янв, 2023, 10:13:58
И еще о терминологии

Может быть, помните, как я рассказывал о том, что нельзя путать понятия "протопланетный" и "протопланетарный", а также "звезды Вольфа-Райе" и "звезды типа Вольфа-"Райе" http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96919#msg96919?

Из протопланетного облака в будущем родятся планеты, а из протопланетарного - планетарная туманность.   
Звезды Вольфа-Райе - относительно старые сверхгиганты и гипергиганты, а звезды типа Вольфа-Райе - молодые белые карлики.

И путать их нельзя. Иногда это чревато серьезными неприятностями (например, для студента на экзамене).

И вот еще пример понятий, которые никак нельзя путать - LSBG и LBG.
LSBG - это галактикa низкой поверхностной яркости http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91716#msg91716, low surface brightness galaxy.
О них чуть подробнее
 В этих галактиках звезды и вообще, структуры, характерные для "нормальных" галактик, наличествуют вполне обычным образом - а яркость таких галактик оказывается более низкой, чем у других, как минимум, на порядок.
В большинстве своем LSB-галактики являются карликовыми. Анализ показывает, что видимая материя в них в основном состоит из нейтрального водорода, распределенного по объему галактики, а вовсе не звезд. При этом по оценкам вращения газа и звезд в этих галактиках, в них весьма высока доля темной материи - 95% их массы.
В этих галактиках практических отсутствует звездообразование, так что в них не зафиксировано ни одной сверхновой. Соответственно, что подтверждается наблюдениями, у этих галактик очень низка металличность (тяжелые элементы просто не нарабатываются, поскольку молодых звезд мало). Несмотря на это,многие из этих галактик имеют достаточно голубой цвет, что объясняется не большим количеством молодых звезд, как у "нормальных" галактик (HSBG - галактик высокой поверхностной яркости), а именно очень низким содержанием металлов и пыли, а также тем, что наблюдаются LSB-галактики разного возраста (то есть, LSBG - это не стадия жизни галактик, а их особый вид или, если угодно, врожденный дефект).
Причины существования LSB-галактик можно понять, проанализировав их расположение относительно других галактик. Оказывается, по сравнению с "нормальными" HSB-галактиками, LSB-галактики преимущественно расположены изолированно или находятся на краю кластеров (скоплений галактик). соответственно, эти галактики с момента возникновения либо не взаимодействовали с другими галактиками, либо взаимодействовали намного реже других. В результате они не претерпевали приливных возмущений, провоцировавших возникновение ударных волн в галактическом газе, его сжатие и вспышку звездообразования.
Это - LSBG поля.

Однако причины, приводящие к низкой яркости галактик, могут быть не столь просты. Иногда наблюдаются галактики низкой яркости, отнюдь не являющиеся карликовыми, имеющие достаточно высокую (вплоть до Солнечной) металличность, спиральные рукава, свидетельствующие о наличии сверхзвуковых волн плотности в галактическом диске - и, несмотря на это, очень слабое звездообразование и низкую светимость.
Ярким примером является самая первая из открытых LSB-галактик - галактика Malin 1. Это - сверхгигантская спиральная галактика с баром, имеющая диаметр не менее 650 тысяч световых лет (в шесть раз больше Млечного пути) и до сих пор остающаяся одной из крупнейших известных галактик этого класса (а в момент открытия, в 1986 году, она была крупнейшей из известных галактик).
Галактика имеет крупный яркий балдж высокой металличности диаметром 10 тысяч световых лет, спиральные рукава - и на удивление тусклый диск, уступающий по светимости диску нашей Галактики более, чем в десять раз. И она не одинока - гигантских LSB-галактик подобного типа, имеющих в своем составе пыль, обладающих высокой металличностью и вообще, во всем, кроме яркости, подобным "нормальным" HSB-галактикам, известно уже немало.
Причина их низкой яркости более сложна. Оказывается, такие галактики имеют низкую светимость потому, что некогда их светимость была высокой.
Проще говоря, они в прошлом переживали очень интенсивное звездообразование, энергично расходовали имевшийся легкодоступный материал для формирования новых звезд в виде достаточно сконденсированных облаков газа и пыли высокой концентрации - и теперь, в течение последних сотен миллионов лет, газ в них сохранился лишь в рассеянном виде, не конденсируясь в в протозвездные облака, так что яркие большие звезды вымерли, а новые не рождаются. Теперь мы видим только относительно старые небольшие тусклые звезды, формирующие диск, - а при этом светимость диска является намного более низкой, чем у диска, в котором есть большие и, соответственно, яркие звезды. Это - анемичные галактики, LSBG скопления.
И иногда можно услышать вопрос - отчего эти галактики именуются LSBG - галактиками низкой поверхностной яркости, low surface brightness galaxies - а не просто LBG, галактиками низкой яркости.

Обычное объяснение, которое даже в книги попало - то, что яркость и поверхностная яркость являются разными величинами. Яркость характеризуется количеством фотонов, излученных за единицу времени объектом в целом, а поверхностная яркость - количеством фотонов, излученных за единицу времени с единицы площади поверхности тела (или для случая фотометрии - с единицы угловой площади). Маленькая галактика может иметь маленькую яркость только из-за своего небольшого размера - но при этом достаточно высокую поверхностную яркость. А большая галактика, которая излучает столько же, сколько эта маленькая, соответственно, имеет ту же яркость и меньшую поверхностную яркость.

Но у прочитавшего это объяснение может возникнуть следующий вопрос: а почему тогда при классификации других видов галактик не интересуются их поверхностной яркостью? Скажем, возьмем яркие инфракрасные галактики http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42670#msg42670 - у всех этих LIRGs, ULIRGs, HLIRGs и ELIRGs интересуются только интегральным инфракрасным излучением, но не их инфракрасной поверхностной яркостью.
И на это тоже есть ответ - потому что интенсивность звездообразования в галактике в целом характеризуются ее именно интегральной инфракрасной светимостью.

Но и тут возникает очередной вопрос - почему. Ведь понятно, что в относительно небольшой LIRG общее количество образующихся звезд в единицу времени может быть, скажем, в три раза меньше, чем у более крупной - но если эта более крупная превосходит меньшую по массе на порядок, то согласитесь, удельная интенсивность звездообразования у маленькой куда больше. А для понимания протекающих в галактике процессов именно она может быть весьма интересна.

В общем, вопрос правильный. Можно, конечно, ответить, что дело в том, что подавляющее большинство ярких (особенно, очень ярких) инфракрасных галактик жили давно, во времена, когда процессы, протекающие в галактиках, были куда более буйными, Вселенная была намного более оживленной - и звездообразование было интесивнее раз в пятьдесят с лишним, и мерджинги происходили почаще, а значит, наблюдаем мы их с большого расстояния, на котором по милости космологического ослабления яркости http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77540#msg77540 подчас ничего толком не разглядишь и размера галактики не установишь. А вот интегральную яркость измерить легко.

Но,в общем, дело не в этом. Переименовывать LSBG в LBG нельзя по совсем другой и простой причине: аббревиатура LBG занята совсем другими галактиками. Теми, замечу, которые могут поставить в тупик переводчика.

Представим себе древние времена - настолько древние, что во многих галактиках звездообразование уже шло, но свободный газ еще не почти не съели, так что было его много. Очень много. Масса газа, скапливающегося вокруг галактики, могла быть намного больше, чем масса ее звезд. Вот, к примеру, кое-что об этих временах: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg97943#msg97943.
В принципе, и в более поздние времена, уже на красных смещениях z=3 - z=4, через полтора-два миллиарда лет после рождения Вселенной, водились галактики, окруженные массивными облаками аккрецирующего на них газа - разумеется, в основном, водорода. В значительной степени - в той, которая избежала реионизации или успела остыть после нее - нейтрального.

Ну, и теперь представьте себе приключения света, излученного внутренними областями такой галактики. Те фотоны, энергии которых достаточно для ионизации этого газа, в основном этой ионизацией и займутся. Соответственно, увы, но мы их не увидим - их никто не увидит, потому что они так и не вырвались из газового облака.
А те фотоны, энергия которых недостаточна для ионизации газа, облако пройдут и их мы увидим.
А граница энергии между захваченными и пропущенными фотонами, определяется разностью энергетических уровней нейтрального водорода (вспомним http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96032#msg96032) - фотоны меньшей энергии с газом не взаимодействуют. То есть, фотоны с длиной волны, большей этой величины (предела Лаймана) газовое облако покинули, а с меньшей - нет.
Соответственно, если мы наблюдаем галактику в длинах волн, меньших предела Лаймана (с поправкой на рост длин волн за время распространения света, обусловленный расширением Вселенной) - мы ее не увидим. Или увидим слабое, очень тусклое диффузное нечто неопределенной формы. Но как только мы перейдем к более длинным волнам - внезапно как по команде мы увидим яркое и четкое изображение галактики.

Ну, и теперь нужно сказать, что удаленные галактики, наблюдение который подчиняется подобному эффекту (в более коротких волнах они почти не видны, а, начиная с какого-то предела сразу становятся видны яркими), подтверждающему, что галактика окружена мощным облаком нейтрального водорода, именуются Lyman-break galaxies, сокращенно, LBGs (одиночная галактика - соответственно, Lyman-break galaxy, LBG).
Одна буква - LSBG и LBG - а что делает. Ничего общего.

Ну, и сам термин создает очередные радости переводчику. Как и, скажем, soft gamma repeater, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77155#msg77155, мягкий гамма-репитер. И как и с мягкими гамма-репитерами, называть которые "источниками мягких повторяющихся гамма-всплесков" у меня просто язык не поворачивается (и клавиатура извивается и пытается убежать от этого позора), так и Lyman-break galaxies у меня никак не поднимается рука именовать "галактиками разрыва Лаймана". Лайман-брейк галактики - и все.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 08 Янв, 2023, 10:22:50
Загадка первая: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112419#msg112419. Почему при некоторых транзитах в системе COROT-18 яркость звезды неожиданно может внезапно возрасти.
Ответ: звезда все же, оказывается, очень молодая. На ее поверхности регулярно возникают обширные холодные области, в которых магнитное поле эффективно подавляет конвекцию и, соответственно, теплоперенос из внутренних областей звезды. Проще говоря, на ней есть обыкновенные пятна - такие же, как и на Солнце, только еще более контрастные. Когда планета закрывает часть звезды, суммарная яркость звезды, разумеется, падает - а вот когда проекция планеты "наезжает" на пятно, яркость горячей планеты оказывается выше яркости закрытого ей участка пятна, и суммарная яркость парадоксально возрастает.
Красивая гипотеза, но требует подгонки размеров , времени транзита и яркостей: чтобы "затмение" пятна происходило достаточно долго. А если вероятность этого так высока, то транзит может последовательно накрыть два и более пятен, и тогда суммарная яркость будет меняться достаточно... прихотливо.
У меня была еще мыслишка насчет приливных явлений на звезде под действием планеты, но если официальная наука сказала свое слово... ;D
Эммм... Это вот добиться, чтобы затмение пятна длилось недолго, трудно и требует подгонки - учитывая то, что тамошние пятна заметно больше самой планеты. 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 08 Янв, 2023, 11:58:07
Красивая гипотеза, но требует подгонки размеров , времени транзита и яркостей: чтобы "затмение" пятна происходило достаточно долго. А если вероятность этого так высока, то транзит может последовательно накрыть два и более пятен, и тогда суммарная яркость будет меняться достаточно... прихотливо.
У меня была еще мыслишка насчет приливных явлений на звезде под действием планеты, но если официальная наука сказала свое слово... ;D
Эммм... Это вот добиться, чтобы затмение пятна длилось недолго, трудно и требует подгонки - учитывая то, что тамошние пятна заметно больше самой планеты.

Как видно, здесь все шатко, валко и требует подгонки. Официальная наука - этим все сказано...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 08 Янв, 2023, 12:07:45
 Да, пока эксперимент в лабораторных условиях не покажет широкой общественности звезду COROT-18 и пятна на ней, не докажет ее идентичность с 2MASS J06324137-0001537, DENIS -P J063241.3-000153, UCAC2 31641469 и не продемонстрирует, как проекция планеты COROT-18b проходит по проекции пятен, все эти объяснения официальной науки останутся сугубо теоретическими рассуждениями, основанными на шатком фундаменте.
А пока никто в лабораторном эксперименте это все не показал - ничем не доказано, что эта самая COROT-18 не приколочена к небесной тверди золотыми гвоздиками и не моргает от того, что вокруг нее пылинки вьются.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 09 Янв, 2023, 15:26:09
Эффект Сюняева-Зельдовича

Однажды я упомянул этот эффект (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1828.msg93579#msg93579) - рассказывая про студента, который все пытался выговорить авторов: Сандозев-эффект... Нет, Сандозевич-эффект...
А вот в чем он заключается - так и не рассказал. А это - очень полезный эффект.

Как изучение реликтового фонового радиоизлучения позволяют определить количество и расположение масс во Вселенной, в том числе, и уточнить характеристики и положение объектов, расположенных так далеко, что их невозможно рассмотреть (в частности, из-за космологического ослабления яркости http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77540#msg77540)?

Те, кто читал темы о космосе, без сомнения, сразу же вспомнят эффект Сакса-Вольфа http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91881#msg91881 - в ускоренно расширяющейся Вселенной фотоны реликтового излучения, пролетавшие в области скопления большой массы, имеют большую энергию, чем такие же фотоны, на своем пути таких масс не встретившие. А наша Вселенная, как мы помним, уже не менее пяти миллиардов лет расширяется ускоренно.
При этом эффект Сакса-Вольфа "видит" любую гравитирующую массу - как видимой, так и темной (которой намного больше) материи.
Таким образом, этот эффект позволяет изучать распределение масс на расстояниях, соответствующих последним миллиардам лет.

Но это - не единственное влияние вещества на реликтовое фоновое излучение.

Вспомним известный из курса физики эффект Комптона.
Если фотон на своем пути встречает заряженную частицу, он в силу квантовых эффектов "делится" с ней энергией, немного ее разгоняя и теряя свою энергию, а так как потерять скорость он не может (фотоны в вакууме всегда двигаются со скоростью света), он теряет частоту, то есть, приобретает большую длину волны.

Однако существует еще и обратный эффект Комптона.
Если заряженная частица, например, электрон, двигается очень быстро (со скоростью, близкой к скорости света) и имеет, соответственно, очень большую энергию, те же квантовые эффекты приводят к тому, что уже заряженная частица, имеющая энергию, большую энергии фотона, "делится" с ним энергией. То есть, если фотоны рассеиваются на релятивистских заряженных частицах, они не теряют, а приобретают энергию, увеличивая свою частоту и уменьшая длину волны. Это называется обратным эффектом Комптона. Он тоже наиболее эффективен для рассеяния фотонов на релятивистских электронах в областях очень высокой энергии и температуры.

Ну, а теперь представим себе, что фотон реликтового излучения на своем пути нашел скопление или сверхскопление галактик, в котором находится газ с очень высокой температурой (а мы же помним, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77161#msg77161 (чуть позже вспомним еще раз), что температура межгалактического газа в скоплениях намного выше температуры звезд и межзвездной внутригалактической среды и составляет сотни тысяч, миллионы, десятки, а то и сотни миллионов градуcов. Только он очень разрежен). В таком случае заряженные частицы (в первую очередь, электроны) межгалактической среды имеют достаточную энергию для реализации обратного эффекта Комптона - а значит, проходящие через эту межгалактическую среду фотоны реликтового излучения "нагреваются", повышая свою энергию, уменьшая длину волны, увеличивая частоту.

Именно этот "нагрев" - повышение энергии реликтового излучения при взаимодействии с релятивистскими электронами горячего межгалактического (а при случае - и горячего межзвездного) газа или, выражаясь проще, синее смещение реликтового фонового излучения за счет обратного комптон-эффекта, и называется эффектом Сюняева-Зельдовича.

Замечу, что эффект Сюняева-Зельдовича позволяет не только обнаруживать невидимые из-за своего удаления далекие скопления и сверхскопления галактик. Часто он помогает и при изучении близких скоплений. Скажем, если мы видим на небе много галактик, расположенных неподалеку друг от друга, нам всегда интересно узнать, погружены ли они в общее газовое облако, какого это облако размера и формы, то есть, насколько интегрировано само скопление (а вдруг это несколько сблизившихся скоплений?) и какого оно размера. Ну, и, соответственно, ответ на эти вопросы с помощью эффекта Сюняева-Зельдовича находится очевидным образом.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 09 Янв, 2023, 15:40:01
О межгалактическом газе

Как я не раз писал, в межзвездном пространстве внутри галактик вовсе нет вакуума. Вспомним, что с точки зрения физики вакуум в каком-то объеме - это состояние, в котором свободный пробег частицы до взаимодействия с другой частицей в среднем превосходит размеры этого объема - а характерные размеры межзвездной среды являются намного большими величин свободного пробега - частица в межзвездном пространстве практически наверняка рано или поздно провзаимодействует с другой частицей, не покинув этого пространства. 
Поэтому межзвездное пространство нужно считать газовой средой, имеющей плотность от 1 до 100, а иногда и более, атомов на один кубический сантиметр и температурой как правило, порядка нескольких тысяч градусов. По этой среде могут распространяться крупномасштабные ударные волны, формирующие, к примеру, спиральные рукава галактик, в ней возникают крупномасштабные вариации плотности (циклоны и антициклоны), и звезды в газовой среде галактик достаточно часто движутся со сверхзвуковой скоростью. И я приводил фотографии эффектов сверхзвукового движения звезд в межзвездной среде.

Вакуума во Вселенной нет и в более крупных масштабах. Пространство между галактиками в галактических скоплениях тоже заполнено газом.
Этот газ, разумеется, существенно менее плотен, чем газ внутри галактик - вблизи галактик его плотность несколько больше тысячи атомов на кубический метр, то есть, она на три-четыре порядка меньше, чем плотность межзвездного газа. Зато межгалактический газ является значительно более горячим - его температура составляет миллионы (как правило, 5 - 10 миллионов) градусов - он намного более горяч, чем сами галактики. Механизмы нагрева я местами описывал - тут и электромагнитный нагрев, и акустический нагрев джетами активных галактических ядер, и акустический нагрев галактиками, движущимися в межгалактической среде - галактики, как правило, движутся в межгалактическом газе со сверхзвуковой скоростью (я об этом говорил - и фотографии показывал).
Чрезвычайно интересным является тот факт, что межгалактический газ содержит значительное количество тяжелых элементов - его металличность подчас близка к металличности Солнца. То есть, состав межгалактического газа существенно отличается от состава ранней Вселенной, содержавшей лишь водород и гелий, и он никак не может являться реликтом древнейших времен.
Оценки показывают, что масса межгалактического газа сравнима с видимой массой галактик, а если учесть газ вне скоплений - то и превосходит ее.

При этом до сегодняшнего дня нет окончательной ясности по поводу того, откуда произошел межгалактический газ. Согласно одной из теорий, он преимущественно является все же остатком древнейшего (первичного) газа во Вселенной, обогащенным металлами за счет внутригалактического газа, выброшенного из галактик за время их существования.
Другая же теория утверждает, что он наряду с первичным газом обогатился металлами при гибели первичных звезд (гигантских звезд первого поколения, так называемых звезд третьего типа населения), которые образовались и погибли на заре существования Вселенной.

Для того, чтобы окончательно понять механизм формирования и обогащения металлами межгалактического газа, нужно знать, как формировались галактики и где рождались первые звезды. А мы, в сущности, не знаем, не формировались ли первые звезды и галактики независимо друг от друга.

Недавние наблюдения дальних блазаров и распределенного рентгеновского излучения подтвердили, что в виде горячего межгалактического газа по Вселенной рассеяно не менее половины видимой (барионной) материи Вселенной - и лишь остальное сосредоточено в наблюдаемых галактиках.
Значительная часть этого вещества (процентов десять как минимум от общего количества барионной материи Вселенной) распределена в виде огромных нитей, совпадающих с нитями (филаментами) видимой крупномасштабной структуры (вот этими: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112775#msg112775). Преимущественно, эти нити составляет не слишком горячий, скорее, теплый (порядок величины температуры - от ста тысяч до нескольких миллионов) газ, который может аккрецировать на галактики (и это делает), подпитывая их рост.
Достаточно интригующим (и оптимистичным) выглядит то обстоятельство, что если распределение консолидированной барионной материи (галактик) подчас заставляет заподозрить не укладывающуюся в теорию неоднородность (вспомним загадочные Huge LQG+CCLQG и NQ2-NQ4 GRBO, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg21900#msg21900), наблюдения филаментов теплого межгалактического газа показывают его однородное распределение в прекрасном согласии с теорией - и полное отсутствие в нем структур чрезмерного, не укладывающегося в модели размера.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Янв, 2023, 11:08:02
И еще в копилку классификации - сверхтонкие галактики

О галактиках низкой поверхностной яркости, по-человечески именуемых LSBG, я уже писал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91716#msg91716 и http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112781#msg112781

Напомню, что это - галактики, в которых звезды и вообще, структуры, характерные для "нормальных" галактик, наличествуют - вот только яркость таких галактик оказывается более низкой, чем у других, как минимум, на порядок.
И писал, что LSBGs - это две принципиально разных группы галактик: у одних яркость низкая, потому что энергичное звездообразование в них еще не начиналось и, возможно, так и не начнется (они обычно являются галактиками поля), а у других яркость низкая, потому что энергичное звездообразование в них уже давно закончилось (они обычно являются галактиками скопления).
О галактиках поля и скопления - см. там же, по первой ссылке.

Но в последние годы (причем, то, что именно в последние, само по себе немного странно) был выявлен еще один специфический вид дисковидных галактик низкой поверхностной яркости.
Как мы помним, основной вклад в яркость дисковидных галактик вносит сам диск - и не только потому, что в нем много звезд, но и потому, что в нем в значительном количестве встречаются молодые звезды, а в их числе - массивные и яркие.
Напомню, что при прочих ярких условиях чем массивнее звезда, тем она ярче (причем, яркость звезды возрастает совсем не пропорционально массе) и тем меньшим является продолжительность ее жизни. Поэтому при одной и той же плотности расположения звезд молодые структуры, в которых массивные звезды еще живы, являются намного более яркими, чем старые, в которых массивные звезды уже погасли.
И если диск галактики является очень тонким, то количество звезд, приходящихся на единицу его площади, мало, а значит, низкой является и светимость диска. Удаленный наблюдатель видит при этом галактику низкой поверхностной яркости.
И вот такие галактики с очень тонким диском получили соответственное название сверхтонких (superthin galaxies).

Причины формирования сверхтонких дисков не вполне ясны, но кое-что нынче удалось выяснить при измерениях углового момента их диска. Замечу, само по себе такое измерение - непростая задача, требующая измерения как профиля массы вдоль диска, оцениваемого по яркости каждого слоя диска, так и зависимости угловой скорости вращения диска от радиуса, измеряемой по зависимости допплеровского уширения спектральных линий в этом слое от радиуса (как уширение спектральных линий позволяет определить скорость вращения галактики, см. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77543#msg77543

И вот оказывается, что у сверхтонких галактик и угловая скорость, и момент вращения диска существенно превосходят соответствующие величины для других дисковидных галактик. Проще говоря, их диск такой тонких потому, что он быстро вращается и от этого при той же массе увеличивается в диаметре. И закон  Талли-Фишера (см. там же, по последней ссылке) для них не писан.
Ну, а почему эти галактики вращаются намного быстрее других, нарушая закон Талли-Фишера, - это уже другой вопрос, ответ на который не совсем ясен - но понятно одно: это отражение истории таких галактик, в какой-то момент при рождении или в процессе эволюции получивших необычно большой момент вращения, возможно, при взаимодействии с соседями.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Янв, 2023, 11:46:23
Звездные потоки

В астрономии есть такое понятие - звездный поток. Большая группа звезд, движущаяся вокруг центра галактики по общей орбите и имеющая общность происхождения, то есть, происходящая от чужой галактики или звездного скопления, разрушаемых приливными силами.
В настоящее время известно не менее пяти звездных потоков, обращающихся вокруг нашей Галактики и являющихся остатками древних, уже не существующих галактик, погубленных взаимодействием с Млечным путем. Характерное количество звезд в каждом из этих потоков - от нескольких десятков до двух сотен миллионов, длина достигает нескольких десятков тысяч световых лет, а крупнейший из них - поток Хелми - несколько раз опоясывает Млечный путь.
Кроме этого, существует не менее трех звездных потоков от галактик, еще не до конца разрушенных гравитацией Млечного пути - карликовой галактики Большой Медведицы, крошечной и почти разрушенной галактики; карликовой галактики Большого Пса, поток от которой трижды обернулся вокруг Млечного пути, а сама она сейчас находится ближе к Солнцу, чем центр нашей собственной Галактики; карликовой эллиптической галактики в Стрельце.

(Ну а помимо этого, вспомним, что от обоих Магеллановых облаков тянется мощный поток водорода, массой в 200 миллионов масс Солнца, который Млечный путь ворует у этих соседей).

Ну, а полюбоваться звездными потоками со стороны можно, к примеру, на этой фотографии:

(http://annesastronomynews.com/wp-content/uploads/2012/02/NGC-3521-by-R.-Jay-GaBany.jpg)

Это - комбинированная (оптика+инфракрасная) фотография спиральной галактики NGC 3521 (35 миллионов световых лет от нас). Очень яркое гало из нескольких"пузырей" - это и есть на самом деле чрезвычайно мощные звездные потоки, то есть, остатки множества растерзанных галактик меньшего размера.

Изучение звездных потоков подчас дает много материалов для размышлений.

Возьмем, к примеру, звездный поток GD-1. Это - небольшая полоса старых низкометалличных звезд, имеющих примерно одинаковую скорость, растянутая по небу на 60 градусов и удаленная от нас немногим более, чем на 30 тысяч световых лет (так что небольшая она - по количеству звезд, а не по размеру).
Если более крупные звездные потоки в Галактике - это остатки разрушенных приливными силами при взаимодействии с гравитацией Млечного пути небольших галактик, то этот поток явно на такой масштаб не тянет. Судя по всему, это - остаток разрушенного нашей Галактикой крупного шарового звездного скопления.

Поток GD-1 достаточно хорошо исследован, картографирован, определены скорости составляющих его звезд, построено их (и звезд, и скоростей) пространственное распределение. Собственно, прелесть этой работы - в том, что она должна была позволить получить информацию о форме темного гало нашей Галактики. Но при этом возникают сложности: поток на удивление является возмущенным - в нем наблюдаются вариации скоростей звезд и формы самого потока, которые свидетельствуют о взаимодействии потока с каким-то массивным объектом (масса - порядка миллионов, а скорее - десятков миллионов солнечных).
Поиск ответственных за возмущение потока GD-1 тел - будь то шаровые скопления или же карликовые галактики-спутники нашей Галактики - не дал результатов. Нет их в должном месте и в должном количестве.

Появилась интригующая гипотеза - а что, если возмущающий объект невидим?
Точнее говоря, на роль возмущающего объекта прекрасно подходит сгущение темной материи - некая плотная структура, входящая в состав темного гало Галактики и имеющая повышенную на два порядка плотность. В принципе, такая структура представляла бы собой вполне допускаемое (и даже требуемое) теорией облако темной материи, в сущности, неродившуюся или же "темную", беззвездную галактику (а такие же облака, сумевшие притянуть к себе видимую материю - это, в сущности, и есть видимые нам галактики).

А пока одни группы прорабатывали эту гипотезу, другие продолжали исследования. И получили интересные результаты. При низкой средней металличности http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112477#msg112477 звезд потока [Fe/H] = -2,2±0,12 возраст их составляет, преимущественно, около 13 миллиардов лет.
Тринадцати миллиардов лет. Погибшее шаровое звездное скопление было старше нашей Галактики. Помолчим...

Интересным оказалось возмущенное движение звезд потока. Было доказано существование отрыва части звезд от остального потока за счет недавнего взаимодействия с значительной (порядка миллионов солнечных) массой. Заодно удалось определить положение возмущающей массы в Галактике - и при обследовании возможных источников этой массы подтвердилось отсутствие ее наблюдаемых проявлений. Соответственно и независимо от предыдущих исследований (моделирование динамики потока проводилось до публикации их результатов) родилось предположение, что это может быть сгущение гало темной материи Млечного пути.

Увы, вопрос о том, что представляет собой это сгущение темного гало - темный фрейм захваченной в незапамятные времена галактики, исходное сгущение темной материи, галактикой не ставшее, или продукт гравитационной неустойчивости темного гало Млечного пути - в настоящее время, увы, ответа еще не имеет.

А в 2019 году в Галактике нашли достаточно крупный ретроградный (обращающийся в направлении, противоположном направлению вращения диска Галактики) звездный поток старых низкометалличных ([Fe/H] <-1, то есть, с содержанием металлов (по железу), более, чем на порядок уступающим металличности нашего Солнца) звезд, имеющий слабоэллиптичную орбиту и небольшой наклон к галактической плоскости. При этом обнаруженный поток кинематически не был связан с другими известными звездными потоками.

Судя по всему, это - остаток еще одной древней галактики, поглощенной в древности (пока не совсем ясно, когда именно, но временной масштаб - порядка десяти миллиардов лет) Млечным путем и получившей название Тамнос (Thamnos или, скорее, Θάμνος - куст).

Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Янв, 2023, 11:50:28
И еще загадка

Наблюдениями подтверждено интересное правило для диска нашей Галактики: чем моложе звезды, тем быстрее падает их металличность с ростом расстояния от центра Галактики. Или проще - тем выше градиент металличности диска. Для более старых звезд градиент металличности более пологий (металличность с увеличением расстояния от центра Галактики падает не так сильно).
Если поломать голову, причину понять можно. Желающим предлагается.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Янв, 2023, 11:55:24
И кое-что о Млечном Пути.

Практически у всех уважающих себя центральных черных дыр галактик есть аккреционные диски. Иногда диски есть даже тогда, когда и самой дыры уже нет - улетела http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96347#msg96347
А у нас что?

А у нас он тоже есть! Правда, рассмотреть и провести его наблюдения удалось лишь недавно. А то обидно - у всех диски видны, а у нашего родного Млечного пути словно и дыра - не дыра.
Правда, прямые наблюдения этого диска способны вызвать у обитателей Галактики острый приступ чувства неполноценности.
Вспомним аккреционные диски квазаров (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76866#msg76866 - диск APM 08279+5255). Вот там - диск! А у нас диск у нас какой-то, прямо скажу, неубедительный.

Температура газа в диске в среднем - около десяти тысяч градусов (вообще-то это считается холодным газом), масса диска - стыдно сказать, около 0,0002 - 0,0005 масс Солнца, плотность - порядка пятисот тысяч атомов водорода на кубический сантиметр, а радиус вообще жалкий - 0,01 светового года. Две с половиной тысячи астрономических единиц. Срамота. Стыдно обитателям других галактик в глаза смотреть.

Правда, немного утешает одно обстоятельство: будь у нас аккреционный диск как у APM 08279+5255, в Млечном пути не нашлось бы никого, кто мог бы посмотреть в глаза обитателям других галактик. Собственно, даже в зеркало посмотреться было бы некому.

Но все же аккреционный диск у центральной черной дыры Млечного пути есть - стало быть, и джетам быть положено.

А вот и они - полюбуйтесь!

(https://public.nrao.edu/wp-content/uploads/2019/09/Radio_blue_2MB-1170x600.jpg)

Это - две симметричные области слабого синхротронного радиоизлучения, генерируемого тормозящимися в магнитном поле релятивистскими электронами, выброшенными центральной черной дырой нашей Галактики в направлении ее (и галактических) полюсов. В сущности - мы видим радиоизлучение очень слабых джетов галактического ядра.
Будь джет на несколько порядков сильнее - быть бы Млечному пути радиогалактикой. Так что какая-никакая активность у ядра нашей Галактики имеет место.
Ну, собственно, мы же помним http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg95924#msg95924 - фактически, только что Млечный Путь была не слишком активной - но все же сейфертовской галактикой.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Янв, 2023, 12:23:43
Интересное

На фотографии - центральная часть весьма плотной группы галактик HCG 16, расположенной в 116 миллионах световых годах от нас.
(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen/heic1514a.jpg)
Слева направо расположены галактики NGC 839, NGC 838, NGC 835 и NGC 833. И все они отличаются выраженной индивидуальностью.

NGC 839 - лайнер, в смысле, галактика типа LINER http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76866#msg76866

NGC 838 - тоже лайнер, но весьма своеобразная: у нее очень активное звездообразование по всему объему (это, кстати, заметно на фотографии по голубому цвету галактики и множеству выраженных прожилок пыли, выделенной при эволюции и гибели звезд в последнее время). Но самой удивительной особенностью галактики является то, что, исправно демонстрируя все признаки лайнера, она не имеет центральной черной дыры (вспомните предыдущий пост!). Активная ионизация в центральной области есть, мощные ударные волны, накачивающие энергию, необходимую для ионизации газа в центре, есть - а черной дыры нет. Видимо, сбежала (как я и рассказывал).

NGC 835 - галактика Сейферта http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76866#msg76866 с достаточно ярким ядром, активным звездообразованием и явно видимым приливным хвостом (слева), вызванным взаимодействием с соседями.

- NGC 833 - также сейфертовская галактика с высокой активностью ядра. При этом в галактике содержание газа и пыли весьма низко, а яркость ядра в рентгеновском диапазоне - нестандартно велика (замечу - эти особенности почти наверняка связаны: если выражаться по-научному, очень мал репроцессинг http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112760#msg112760, если по-человечески - из-за отсутствия газа и пыли задерживать рентгеновское излучение ядра и переизлучать его в более низкоэнергетическом (ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном) диапазоне нечему).

Интересно то, что приливный хвост, отходящий от NGC 835, на самом деле является общим для обеих правых галактик и простирается на пятьсот тысяч световых лет.

Анализ и восстановленная динамическая история группы оказываются весьма любопытными.

Ориентировочно, миллиард лет назад началось активное взаимодействие правых соседок - NGC 833 и NGC 835. В результате они образовали общий резервуар горячего гравитационно связанного газа, не успевшего остыть и послужить материалом для звездообразования, потому что вскоре после этого группа из обеих галактик претерпела высокоскоростное столкновение (почти лобовое) с NGC 838, врезавшейся в эту группу как шар в пару кегель.

В результате этого столкновения газовую оболочку обеих галактик просто смело (при этом NGC 833, на которую, видимо, пришлось основное взаимодействие, утратила и остатки газа), так что большая часть их газа развеялась (часть потерянного материала сосредоточилась в приливном хвосте). Кстати, достаточно вероятно, что именно в ходе этого события NGC 838 претерпела мерджинг, после которого вскоре произошло слияние двух центральных черных дыр, и продукт слияния приобрел импульс, достаточный для того, чтобы вылететь из своей галактики. Впрочем, возможно, что такое произошло раньше и было одним из механизмов, запустивших процесс столкновения NGC 838 с галактиками правой группы.

Еще одним результатом происшедшего явился запуск звездообразования в NGC 838, которая в процессе взаимодействия до этого ухитрилась прибрать к рукам часть газа обобранных соседок.

А потом началось взаимодействие между NGC 838 и NGC 839, и в последней также запустилось звездообразование. Но если в более массивной линзовидной NGC 838, к тому же, обогащенной захваченным газом из разрушенного общего резервуара правых соседок, оно продолжалось долго (и продолжается сейчас), то в NGC 839 (в которой еще и вспышка была более бурной: газ-то в ней не был нагрет в ходе предыдущих приключений - а раз он был холоднее, значит, был более пригоден для звездообразования) материал кончился быстро, причем, его значительная часть в звезды не переработалась и была нагрета и выброшена галактическими ветрами, в первую очередь, взрывами многочисленных сверхновых. В результате теперь и она является газодефицитной.

Будущее группы совершенно ясно. Звездообразование во всех галактиках скоро затухнет, нового практически не будет (уже не из чего звезды образовывать), и останутся от этой красоты постепенно краснеющие и тускнеющие (ибо, как мы помним, долгоживущими являются как раз красные и очень тусклые звезды) галактики, погруженные в постепенно рассеивающийся кокон горячего газа - остатка бурных событий в группе.

А вместе это изображение характеризуется просто, одной лишь фразой: демонстрация подтверждения существующей модели промежуточной и финальной стадии эволюции компактных симметричных групп галактик.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 14 Янв, 2023, 02:15:53

О начальной функции масс галактик

Помните, я однажды рассказывал про модель  ΛCDM? Рассказ здесь:  http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42672#msg42672

Модель ΛCDM позволяет, в частности, моделируя процесс эволюции и фрагментации неоднородностей плотности, определявшихся акустическими колебаниями в первоначальном веществе (как темной, так и барионной материи, см. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77234#msg77234 - рассказ о событиях, происходивших в барионную эру и об отделении акустических волн в барионной и в темной материи), рассчитывать спектр масс полученных в результате этой эволюции и фрагментации компактных образований - сгущений темной материи с присодиненной к ним и захваченной их гравитацией видимой (барионной) материей. Сиречь, галактик.

Там ам же, в первой ссылке, я упоминал, что как раз этот спектр масс, точнее, сравнение рассчитанного спектра с наблюдаемым распределением галактик по массам, служит очень хорошим средством проверки и модели в целом, и ее конкретных реализаций в частности.

При этом, как легко понять, в сущности, полученное самой адекватной моделью распределение галактик по массам будет отличаться от реального - просто потому, что есть на свете мерджинги, увеличивающие массы галактик, харассмент, их уменьшающий, и прочие выходящие за рамки целей и применимости модели ΛCDM явления. Они уже описываются совсем иными теориями эволюции галактик.

Поэтому важным является начальное, до запуска эволюционных процессов галактик (и без их учета) распределение галактик по массам, определенное моделью ΛCDM. Соответственно, вводится такое ключевое понятие, как IMF - начальная функция масс галактик. Да-да, аналогичная IMF звезд http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96650#msg96650.

А уже потом от IMF галактик с учетом наблюдений и моделей их эволюции получается их современное распределение по массам.

Замечу, начальная функция масс галактик может строиться не только для их полных, но и для барионных масс (начальная функция барионных масс есть распределение галактик по массе входящей в их состав видимой материи).

И вот что получается...
Наблюдения подтверждают теоретически полученную начальную функцию масс галактик (распределение галактик Вселенной по их массам. Исходным) - и по полным, и по барионным массам (при том, что, как Вы понимаете, именно барионные массы малых галактик особенно уязвимы к процессам харассмента).

И знаете, что интересно? Подтвержденная модель весьма определенно утверждает, что обрезание спектра масс галактик снизу (минимальная масса устойчивой галактики, которая могла образоваться в процессе фрагментации исходной акустической волны) соответствует полутора миллионам солнечных масс. Я недавно это упоминал мимоходом.

В переводе на человеческий язык это означает, что исходные, до и без всякого харассмента и иных процессов, приводящих к уменьшению массы карликовых галактик, "минимальные" галактики вполне могли быть крошечными и уступать по массе современным крупным шаровым скоплениям. Причем, крошечными - именно по полной массе: звездная масса у такой галактики при ее развитии может (да и должна) оказаться как минимум, еще на порядок меньшей, а в процессе эволюции (особенно, с учетом эффекта Матфея, о котором я не раз рассказывал - например, здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77234#msg77234 в рассказе про эру реионизации) - вообще близкой к нулевой. Или просто нулевой - галактика без барионной материи, которые я не раз вспоминал, в том числе, недавно.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 14 Янв, 2023, 08:04:08
Напоминание о терпении

За последние восемь с половиной миллиардов лет Вселенная расширилась более, чем в два раза. Места в ней стало в 2,2 раза больше, объем вырос в десяток раз, плотность вещества, таким образом, упала на порядок. А вот плотность расположения эллиптических галактик практически не изменилась - они рождаются практически в темпе расширения Вселенной.

О том, как они нынче рождаются, я рассказывал .
Большая эллиптическая галактика появляется при:
- любом большом мерджинге http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42670#msg42670 больших галактик;
- компланарном малом мерджинге большой дисковидной галактики и малой галактики - если слияние происходит при небольшом угле к плоскости диска, динамический нагрев вносимым вращательным моментом разрушает дисковидную структуру;
- сухом мерджинге - если в сливающихся галактиках мало газа, дисковидная структура после мерджинга не формируется.

Соответственно, грядущее через 4,5 - 5 миллиардов лет слияние Млечного пути с галактикой Андромеды - лишь одно из событий процесса общего вселенского процесса увеличения количества эллиптических галактик.

Однако не нужно надеяться, как это часто делают, что в результате спустя эти самые 4,5 - 5 миллиардов лет мы будем жить в эллиптической галактике класса Е  http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76818#msg76818
 (замечу, тем более - что речь зайдет о классе gE, который нам обещают некоторые авторы. Нужно быть скромными - полученная при мерджинге галактика Милкомеда (Milkomeda) до класса gE по своей массе никак не дотянет и к нему не приблизится - даже с учетом съеденных за миллиард-другой лет до этого Магеллановых облаков и иных спутников). К сожалению, нужно будет вооружиться терпением.

Дело в том, что Милкомеда (с учетом ее малой массы по сравнению с сестрами - другими аналогичными большими эллиптическими галактиками) станет эллиптической после мерджинга очень нескоро - не раньше, чем еще через три-пять миллиардов лет, когда динамическое трение приведет к "уплотнению структуры" - повышению концентрации звезд в центральной части образовавшейся эллиптической галактики - до значений, хотя бы мало-мальски характерных для уважающиех себя (и уважаемых другими) галактик этого класса.

Так что до тех пор, когда мы окажемся жителями классичекой эллиптической галактики, пройдет еще долгое время - может, семь миллиардов лет, а может, и все десять.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 14 Янв, 2023, 15:24:38
Кое-что об истории галактики Андромеды

О сходстве Млечного пути с галактикой Андромеды - нашей ближайшей соседкой из числа гигантских галактик - не говорил только ленивый (а астрономы, вообще-то, зачастую бывают весьма трудолюбивыми). Обе галактики - гигантские спиральные, обе с баром, только галактика Андромеды несколько побольше, обе с двумя дисками - тонким и толстым, обе с системой карликовых галактик-спутников, обе практически одинакового возраста.

А недавно посмотрели на небо повнимательнее - и сравнили возраст звездного населения спутников обеих галактик и историю звездообразования в них. И вот тут началось интересное - оказалось, что не так уж они схожи.

История звездообразования для спутников нашей Галактики изучена более или менее подробно. Результат изучения можно охарактеризовать просто (правда, понять причины уже сложнее) - распределение спутников Млечного пути по времени гашения (существенного снижения темпа звездообразования вплоть до его фактического прекращения) является бимодальным. В большинстве спутников нашей Галактики звездообразование прекратилось в древние времена, более десяти, а то и двенадцати миллиардов лет; в части спутников оно продолжается (причем, в некоторых, вспомним Большое Магелланово облако, весьма активно) либо начало снижаться совсем недавно, не более трех миллиардов лет назад. Промежуточные варианты (с временами гашения 4 - 9 миллиардов лет назад) практически отсутствуют.

А вот у спутников галактики Андромеды, как оказалось, дела обстоят совершенно иным образом. Два десятка ее исследованных спутников имеют времена гашения звездообразования от трех до девяти миллиардов лет назад, не более и не менее, причем, в большинстве своем, границы еще более узкие: 3 - 6 Gyr.
При этом и среди них четко выделяются две группы, но уже не по временам гашения, а по его обстоятельствам и предшествующей истории звездообразования: первая группа - это галактики-спутники с медленным гашением, у которых прекращение звездообразования происходило постепенно (с характерной длительностью от начала до конца снижения темпа звездообразования порядка двух миллиардов лет), а вторая - с быстрым гашением: у этих галактик вначале имел место всплеск звездообразования, а потом его быстрый спад. Ясно, что обе группы соответствуют разным сценариям прекращения звездообразования - в первой просто закончился свободный газ (скорее всего, с учетом харассмента, то есть, его постепенно отняла галактика-хозяин), а во второй газ был выброшен из галактики при бурной вспышке звездообразования, спровоцированной взаимодействием с галактикой-хозяином.

Из всего этого следует вывод: динамическая история галактики Андромеды в последние шесть миллиардов лет была заметно более бурной, чем у нашей Галактики, и за последние шесть миллиардов лет она вначале пережила несколько малых мерджингов, а недавно, около трех миллиардов, то ли достаточно крупный мерджинг, то ли серию следующих один за другим с небольшим интервалом интенсивных мерджингов поменьше. Замечу: если кому-то кажется, что событие, произошедшее три миллиарда лет назад, недавним назвать трудно, то только потому, что он еще не привык.
 А с учетом распределения звезд самой галактики Андромеды по возрасту удалось оценить соотношение масс галактики Андромеды и поглощенного ей при последнем мерджинге (мерджингах) материала - оно составило весьма большую величину, 20-25% нынешней массы галактики.

Кстати, именно этот  мерджинг с большим  соотношением масс 1:4 - 1:5, сформировавший нынешнюю структуру галактики Андромеды и вызвавший динамический нагрев (грубо говопя, разрастание и разрыхление) ее периферийных структурных элементов привел к тому, что оценки ее массы долгое время систематически завышались.

А еще один вывод - истории формирования и эволюции галактик-спутников для различных галактик являются индивидуальными, в значительной степени зависят от истории галактики-хозяина, и установить для них общую для всех закономерность невозможно.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 14 Янв, 2023, 21:20:12
Нет ничего туманней очевидности...

Для начала - напоминание, что черные дыры (реально существующие) по массе подразделяются на черные дыры звездных масс и сверхмассивные черные дыры. Они, скорее всего, имеют разное происхождение: сверхмассивные черные дыры - центральные объекты галактик - имеют неясное происхождение, хотя мыслей много - http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78242#msg78242 - а черные дыры звездных масс произошли от массивных звезд при коллапсе их ядра.
Есть, правда, редкая группа дыр промежуточной массы  - но, скорее всего, они генетически в основном  являются маленькими сверхмассивными дырами.

Напомнив это, приведу цитату:
Очевидно, что средняя масса черных дыр звездных масс зависит от размера галактики, в которой они находятся.
 В принципе, факт, конечно, совершенно очевиден, только очевидность - понятие растяжимое. Кто-то может и не считать столь уж очевидным факт зависимости средней массы  черных дыр в галактике от ее, галактики, величины.

А все дело - в металличности. В гигантских галактиках с массами в сотни миллиардов и триллионы солнечных, в которых звездообразование было бурным, поколения звезд сменялись быстро одно за другим, металличность высока - и относительное количество звезд-гипергигантов, оставляющих по себе после взрыва гиперновой достаточно массивную черную дыру, мало, так что в среднем, там следует ожидать в основном черных дыр со средними массами в десяток солнечных. А в карликовых галактиках низкой металличности условия для формирования гипергигантов куда более благоприятны (напомню, чем выше металличность протозвездного облака - тем лучше в нем теплоотвод, а следовательно, тем на меньшие фрагменты оно фрагментирует. А при низкой металличности теплоотвод ниже, и поэтому звезды в среднем оказываются более крупными) - следовательно, и ожидаемые массы черных дыр для них ближе к величинам в пятьдесят масс Солнца: правда, количество черных дыр в таких галактиках будет исчисляться сотнями, а отнюдь не миллионами.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 15 Янв, 2023, 08:31:01
Немного о тайнах Млечного пути

Я уже рассказывал - http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77246#msg77246 -  два крупнейших шаровых скопления http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91780#msg91780 нашей Галактики, ω Центавра и 47 Тукана, по результатам изучения оказались вовсе не звездными скоплениями, а остатками захваченных в древности галактик. И темная материя в их состав входит в должном количестве, и центральные черные дыры имеются

Кстати, об ω Центавра. Недавний анализ звездного населения этой съеденной галактики удивил: уйма звезд в ее центральной части была сформирована из гигантского газового облака (оцениваемой массой в двадцать миллионов солнечных масс) всего лишь несколько сотен миллионов лет назад - через миллиарды лет после ее поглощения.

Вот так. Ее давно уже съели - а она не замечает и продолжает активно расти, развиваться и эволюционировать. Оказывается, галактики еще и так умеют.

Что касается 47 Тукана - там тоже интересно. Центральная черная дыра захваченной галактики невелика (для центральной дыры галактики, разумеется) - ее масса составляет всего 2200 солнечных. То есть, это - редчайший, трудный для наблюдения вид черных дыр, черная дыра промежуточной массы (промежуточной между дырами звездных масс и сверхмассивными) - их я недавно упоминал.
Кроме этого, 47 Тукана имеет совершенно нехарактерное (да и невозможное) для шарового скопления, зато характерное для галактики бимодальное распределение звезд по возрасту и металличности, как и у ω Центавра, причем, самые древние звезды имеют возраст 13 миллиардов лет - больше возраста Млечного пути.

Ну, а чуть раньше, в 2018 году, шаровое скопление, поименованное FSR 1758, нашли в неожиданном месте - в балдже нашей Галактики.
В принципе, само по себе наличие подобных образований в центральной части галактики, в ее балдже, неожиданно и интересно - оно дает материал для размышлений о том, как в спиральных галактиках формировались балджи, об их истории и механизмах рождения.
Но дальнейшие исследования найденыша заставили задуматься и удивиться.
Как таковое, скопление на первый взгляд выглядит достаточно обычно - относительно низкометалличное, [Fe/H]=-1,5, состоит из старых красных звезд второго поколения. Но есть странные детали...
Во-первых, это скопление оказалось очень большим. Не меньше ω Центавра. Возможно, оно является крупнейшим в Галактике. А это неправильно - статистика показывает, что крупнейшие шаровые скопления предпочитают жить далеко от центра Галактики, а по мере приближения к ее центру размер скоплений падает.
Во-вторых, собственное движение входящих в него звезд заставило заподозрить, причем, весьма обоснованно, неожиданное: оно выглядит так, словно задается невидимой более протяженной и распределенной массой - то есть, более типично для галактики, масса которой преимущественно определяется фреймом темной материи, а не для шарового скопления, масса которого равна суммарной массе составляющих его звезд. То есть, в составе скопления тоже есть темная материя.
В общем, это напоминает упомянутые скопления ω Центавра и 47 Тукана, которое вовсе не скопления.
Если это окончательно подтвердится, налицо будет совершенно нетривиальный результат: внутри балджа Млечного пути находится карликовая галактика, поглощенная в незапамятные времена. А это уже - интригующий поворот в истории балджей спиральных галактик, в частности, нашей.
Собственно, интересным в случае подтверждения это будет и для изучения свойств темной материи: ведь галактика была захвачена или еще на этапе формирования балджа на основе исходного аккреционного диска ядра Млечного пути, или немного позже, но затормозилась и опустилась в балдж (хотя торможение динамическим трением выглядит здесь очень маловероятным) - но в любом случае достойно внимания то, что, несмотря на прошедшие миллиарды лет, фрейм темной материи, составляющий основную часть массы захваченной галактики, сохранил определенное единство до нашего времени.
(А публикация об этом была названа красиво: "Секвойя в саду").

Так что, практически наверняка, как минимум три шаровых скопления нашего Млечного пути - это никакие не шаровые скопления, а съеденные галактики.

Впрочем, напоминаю - сохранение в составе большой галактики ранее захваченных малых с попыткой выдать их за шаровые скопления свойственно отнюдь не только Млечному пути. Объект HST К1, более известный как Mayall II, находящийся в галактике Андромеды, также считался  шаровым скоплением, причем, крупнейшим из всех известных. Потом, как и в случаях с описанными "нашими" скоплениями, оказалось, что его звездное население разнородно по возрасту и металличности, а анализ динамики звезд привел к выводу о том, что в центре HST G1 находится большая черная дыра массой примерно в 20000 солнечных. Так что и HST G1 - захваченная галактика.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 15 Янв, 2023, 08:53:23
И еще кое-что о Млечном пути и ему подобных

О том, что и как умеют и чем пробавляются за годы своего существования гигантские галактики, как наша, стоит поговорить подробнее.

Для начала напомню общеизвестное: комплекс барионной материи гигантских спиральных (и вообще, дисковидных) галактик состоит из четырех основных видимых структурных элементов:
- ядро (со сверхмассивной черной дырой);
- балдж (яркое эллипсоидное, а иногда имеющее более сложную форму: у нас, скажем, форму арахиса) образование вокруг ядра. Балдж состоит, как правило, из старых звезд с низким содержанием металлов. В Млечном пути балдж насчитывает около двадцати миллиардов звезд;
- диск с пылью, газом, молодыми звездами, активным звездообразованием и прочими прелестями (и рукавами у спиральных галактик);
- гало (корона), наименее заметный со стороны и самый крупный по размеру элемент дисковидных галактик. Гало представляет собой огромный эллипсоид, имеющий форму, во многом определенную формой темного фрейма (скопления темной материи, содержащего основную массу галактики и, собственно, ей и являющегося). Гало слагается в основном из шаровых звездных скоплений и старых звезд, и в него который погружены все остальные барионные (видимые) элементы Галактики.
Замечу: гало часто именуется короной (или, что разумно, барионным гало), чтобы не путаться с фреймом темной материи, который, в свою очередь, часто именуется темным гало.
Гало обычно является незаметным потому, что оно сложено очень старыми и тусклыми звездами. Количество звезд в гало ничуть не уступает количеству звезд в диске. На фотографиях с очень большой экспозицией ("передержкой") гало запечатлевается прекрасно, так что на них хорошо видно, что дисковидные галактики все же по форме - более или менее сферические или эллиптические.
У галактик типа Sb к перечисленному добавляется бар - перемычка из звезд и газа, проходящая через балдж. Рукава подобных галактик отходят от концов бара. Млечный путь является именно такой галактикой.

Теперь, освежив в памяти вещи тривиальные, перейдем к интересным.
Теоретически, возраст звезд и шаровых скоплений барионного гало, сиречь, короны, должен быть практически равным возрасту самой галактики. А на практике изучение гало нашего Млечного пути показало, что более десяти процентов звезд гало существенно моложе, и насчитывают подчас всего лишь миллиард-другой лет. А это означает, что они - не коренные жители гало, и попали в Млечный путь из других галактик. Причем попали они к нам самым неприглядным образом - их галактики были попросту съедены, а эти относительно молодые звезды представляют собой остатки поглощенных галактик, не мигрировавшие в диск.

Статистический анализ показывает, что, исходя из возраста и направлений движения молодых звезд гало, можно определить, что количество карликовых галактик, съеденных нашей Галактикой за последнее время (ну... точнее, за семь-восемь миллиардов лет), в зависимости от размера самих съеденных может достигать шестидесяти!
Шестидесяти. Всего за семь миллиардов лет. Вдумайтесь в эту величину.

А мы удивляемся, куда у нас спутники деваются... Проблемой потерянных спутников озадачиваемся... Вот отчего беда так долговечна количество спутников гигантской галактики меньше, чем положено по модели ΛCDM!

Так что удивляться тому, что непереваренные останки предыдущих жертв типа скопления ω Центавра обнаруживаются в галактике, не стоит. Собственно, у нашей Галактики и сейчас имеется не менее девяти спутников, некоторые из которых в данный момент явно и активно поедаются поедом. Так, стоит вспомнить про карликовую галактику Стрельца, которую мы уже всосали настолько, что ее центр находится к Солнцу ближе, чем ядро нашей собственной галактики, а шлейф из принадлежавших ей звезд обвил Млечный путь почти полностью. Из Магеллановых облаков наша галактика пока только высасывает газ - но это только начало...

Анализируя распределение возрастов и движений звезд гало можно реконструировать некоторые подобные прискорбные события. Так, полтора-два миллиарда лет назад наша галактика поглотила одну карликовую галактику, звезды которой нынче обнаруживаются в созвездиях Весов и Девы на пространстве длиной в десяток тысяч световых лет. Распределение межзвездного газа в диске показывает, что несколько ранее еще одна карликовая галактика "пробила" его насквозь и далеко не ушла. В этом, кстати, нет ничего необычного - "рябь" в диске туманности Андромеды показывает, что с ней подобное тоже бывало.
Ну, а некоторые звезды существующих спутников нашей Галактики заведомо уже успели перекочевать в гало Млечного пути.

Вот так и образуются гигантские галактики...

Кстати, напоминаю: через несколько миллиардов лет мы столкнемся с галактикой Андромеды, образуем эллиптическую галактику Милкомеда (не сразу, конечно, но это неважно) - и вот тут пойдет настоящее веселье.  Такая галактика будет поглощать соседей еще интенсивнее, а у Андромеды тоже спутники есть, причем, аппетитные!
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 15 Янв, 2023, 10:01:09
Этот суп очень хочется помешать. На месте Создателя я бы не удержался (в обоих смыслах).  ;)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 15 Янв, 2023, 10:24:03
Какой именно суп - локальный (в виде галактики с окружением) или глобальный?
Глобальный уже мешали. А локальный... Ну, получится изящная эллиптическая галактика.
Впрочем, нынче помешать не получится: темную материю все равно не перемешаете - она же бесстолкновительная. Будет как и в прошлый раз: мешай, не мешай - глобально крупномасштабная структура сохранится, а локально - темный фрейм останется.
Конечно, если барионную структуру галактики интенсивно перемешать, в долгосрочной перспективе ее масса расти будет не так быстро. А почему? :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 15 Янв, 2023, 15:07:32
И еще немного об истории Млечного пути

Недавно в нашей Галактике были обнаружены полярно расположенные области гамма-излучения размерами в двадцать пять тысяч световых лет, явно похожие на остатки джетов активного ядра галактики. Они не могут быть старыми, потому что такие остаточные образования устойчивыми не являются.

А на днях я показывал фотографию наших радиоджетов. И высказывался о масштабах.

Лет шесть назад в нашей Галактике был обнаружен комплекс газопылевых облаков, формирующих кольцо вокруг центра Млечного пути. Оценка возраста кольца по его динамике дает значение всего лишь в несколько миллионов лет. В кольце находятся по крайней мере, два очень молодых плотных рассеянных звездных скопления (связанных с областями активного звездообразования) - Арка и Квинтуплет (к последнему из них принадлежит одна из самых ярких звезд Галактики - гипергигант Пистолет). Возраст скоплений тоже очень мал - один-два миллиона лет. Наиболее вероятным кажется мнение о том, что это - остатки аккреционного диска, существовавшего вокруг ядра Галактики всего лишь несколько миллионов лет назад и являвшегося источником существовавших тогда релятивистских джетов, следы которых обнаруживаются в настоящее время.

Примерно в то же время было проведено исследование радиоизлучения Магелланова потока - длинной полосы разреженного газа, тянущейся от Магеллановых облаков. Про него я тоже рассказывал - это тот самый газ, который мы с вами у Магеллановых облаков воруем.
В результате появилось подозрение, что это излучение вызвано тем, что Магелланов поток сравнительно недавно попал под джет ядра нашей Галактики. И по расчетам получилось, что при таком сценарии, опять же, во времена наших предков, пару миллионов лет назад, наша Галактика обладала настолько активным ядром, что вполне могла бы быть отнесенной к разряду сейфертовских галактик.

В августе 2019 года было получено очередное подтверждение этой информации - теперь уже на основе изучения ионизации этого самого Магелланова потока. Результаты позволили получить уже и количественные оценки - согласно ним вспышка активности центральной черной дыры Млечного пути произошла 2,5 - 4,5 миллиона лет назад и длилась около трехсот тысяч лет. Весьма привлекательным в этой связи выглядит указанное выше независимое обнаружение популяции молодых звезд и звездных скоплений в районе ядра нашей Галактики, имеющих близкий возраст - особенно интересно, что группируются они приблизительно в тороидальную структуру, наводя на мысль о том, что они могут являться остатком молодого, существовавшего всего несколько миллионов лет назад, аккреционного диска вокруг нашей сверхмассивной черной дыры.

В общем, все это в совокупности говорит о том, что всего лишь несколько миллионов лет назад наша Галактика фактически являлась галактикой с активным ядром (сейфертовской) не слишком, правда, активным, но не уступавшим по мощности ядрам многих подобных галактик. И род человеческий, соответственно, некоторое время формировался и жил в галактике с активным ядром. А на жизнь на Земле это никакого заметного влияния, тем не менее, не оказало.

Так что, похоже, умеренная активность ядра жизни, выбравшей разумное место для появления, не препятствует.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 15 Янв, 2023, 16:25:25
И ещё о мрачных безднах истории

Посмотрите внимательно на эту фотографию линзовидной галактики ESO 243-49, удаленной на 290 миллионов световых лет.

(https://imagine.gsfc.nasa.gov/hst_bday/images/september-23-2019-galaxy-eso-243-49.jpg)
Слева от центра примерно на краю балджа видна яркая голубая точка. История этой точки таит в себе одну из многочисленных трагедий нашего мира.

Жила-была на свете маленькая галактика. Маленькая, кроткая, никого не трогавшая, с очень небольшой центральной черной дырой массой примерно двадцать тысяч солнечных масс.
Но печальна судьба маленьких галактик в этом неуютном мире - пришла гигантская галактика ESO 243-49 размером почти с нашу собственную и съела маленькую галактику. Как регулярно занимались этим и мы с вами и нашей Галактикой в целом - ибо Вселенная темна и полна ужасов.

И осталась от маленькой галактики лишь центральная черная дыра, одиноко вращающаяся внутри галактики-каннибала.

Но пережитые испытания испортили характер бездомной черной дыры - и в 2012 году все увидели злонравия достойные плоды. Одинокая черная дыра напала на маленькую звезду (или, может, очень большую одинокую планету), съела ее, а остатки выплюнула двумя мощными релятивистскими джетами.

И вот тогда все ее увидели. И назвали 2XMM J011028.1-460421. А потом, разобравшись в природе увиденного, переименовали в HLX-1 (Hyper-Luminous X-ray source 1).

HLX-1 была первым достоверно известным примером черных дыр промежуточных (между звездными и галактическими) масс, и, кстати, до сегодняшнего дня, похоже, остается единственной, чье происхождение является абсолютно ясным (что иногда дает повод для различных домыслов и инсинуаций в адрес немногочисленных известных черных дыр промежуточных масс не столь ясного происхождения).
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 15 Янв, 2023, 23:20:30
Помните фотографию того, чего не может быть
 с рассказом о том, почему оно не только может быть, но и должно?
Если не помните - фотография здесь http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg86934#msg86934 а рассказ здесь http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg86936#msg86936

(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/wallpaper5/opo1219c.jpg)

Вкратце - это фотография удаленной на двенадцать с лишним миллиардов лет галактики, искаженная гравитационным линзированием от двух удаленных примерно на десять миллиардов световых лет сталкивающихся скоплений галактик суммарной массой около пятисот триллионов масс Солнца.

То, что это - именно два взаимодействующих кластера, а не один кластер-переросток, размер которого для наблюдаемого времени запрещен теорией, подтверждается при изучении линзирующего объекта - в его центральной части наблюдается достаточно яркая зона интенсивного рентгеновского излучения ("ядерная часть"), причем, смещенная от центра структуры минимум на сотню тысяч световых лет.
Так что теория может спать спокойно: эксцентричное положение "ядерной части", представляющей собой плотную область горячего газа - дело привычное и характерное именно для столкновения двух  кластеров. А ее положение и оценка динамики масс позволяют даже оценить длительность процесса взаимодействия - всего полмиллиарда лет.

 А теперь - некоторые свежие подробности изучения линзирующего кластера, точнее пары взаимодействующих кластеров, получившей название IDCS J1426.5+3508 или для краткости IDCS 1426.

Суммарная масса барионной материи скоплений - звезд и газа - составляет около десяти процентов общей массы (примерно пятьдесят триллионов солнечных), остальное - темная материя.

И три обнаруженных интересных обстоятельства, снимающих всякие  угрозы для теории.

Первое - кластер имеет низкую металличность. Вполне нормальную для своего юного возраста (напомню - он наблюдается в момент, когда Вселенной не исполнилось и четырех миллиардов лет). Это означает, что звездообразование в нем не было сверхактивным, "не таким, как у всех".

Второе, еще более важное и связанное с первым. Яркое плотное "ренгеновское ядро" кластера излучает менее жесткое ренгтеновское излучение, чем менее яркая диффузная область вокруг него. Получается, в этой центральной области плотность газа выше - а температура ниже, чем у диффузного газа в остальной области скопления.
Такие "холодные ядра" в богатых кластерах http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77530#msg77530 известны - правда IDCS 1426 является самым дальним кластером с холодным ядром.
Причина образования такого ядра (вернее, того, что газ в центре скопления является более плотным и холодным, чем в его периферийной части) очевидна. Газ в центре быстрее остывает, взаимодействуя с магнитными полями галактик, и начинает понемногу вовлекаться в процессы звездообразования, стимулируя рост звездной компоненты галактик центральной части взаимодействующих скоплений.

Третье - форма пространственного распределения периферийного горячего газа (определяемого по его рентгеновскому излучению). Замечательная форма. Симметричная, ненарушенная, гладкая. Нынче такой не найти. Лишнее подтверждение тому, что сливающиеся кластеры формировались в ненарушенном виде в ранней Вселенной.

В общем, если присмотреться поближе - оказывается, что это феномен для теории безопасен и очень любопытен.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 16 Янв, 2023, 11:42:58


Спиральную галактику М74 (31 миллион световых лет от нас) часто называют самой совершенной спиральной галактикой космоса.
Словом, то ли подлинная Мисс Вселенная, то ли Мисс Спиральная галактика. С интересным собственным именем Phantom Galaxy.

Фотография мисс - ниже под катом
(https://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2009/09/M74.jpg)
Фотографии в подробностях:
(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/large/potw2235c.jpg)

Слева - ближний инфракрасный диапазон, справа - более дальний, в центре - комбинированная фотография.
Полюбовались? Хороша, конечно...

Мы видим ее практически перпендикулярно лучу зрения, так что все основные детали строения мисс налицо - два выраженных спиральных рукава, окаймляющие их области активного звездообразования...
Кстати, диаметр диска Мисс Спиральной галактики - 95 тысяч световых лет. Чуть-чуть меньше видимого диска нашей Галактики. Или у нас чуть-чуть больше, чем у нее.

Кое-какие подробности на фотографиях все же не видны.
Например, галактика интересна тем, что в ней обнаружен очень редкий объект - черная дыра промежуточной массы (около десяти тысяч масс Солнца). Происхождение таких объектов в целом (за редкими исключениями - см. предыдущий пост) и этой дыры в частности остается не до конца ясным - то ли все они являются центральными черными дырами маленьких поглощенных галактик, то ли некоторые из них формируются из черных дыр звездных масс в процессе последовательного поглощения ими вещества и окружающих звезд, то ли какие-то являются продуктом коллапса плотных звездных скоплений (а возможно, между этими теориями нет принципиальной разницы, вспомним http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78242#msg78242). Для любителей мистики и конспирологии напомню даже, что до сих пор бытует и не опровергнута теория о том, что это - остатки Большого взрыва, реликтовые образования.
Собственно, известны считанные единицы черных дыр промежуточных масс.

Мисс интересна еще и игривым нравом, сиречь, высокой активностью сверхновых - три за последние двадцать лет и еще один импостор (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96464#msg96464 - помните?). Одна сверхновая была интересна - 29 января 2002 года взорвалась гиперновая (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77146#msg77146 ) SN2002ap - в ее спектре не было не только водорода, но и гелия, а следовательно, гипергигант перед гибелью утратил всю оболочку, содержащую эти элементы, и представлял собой обнаженное ядро звезды, состоящее из одних металлов (звезда Вольфа-Райе, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96919#msg96919 ).
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 16 Янв, 2023, 12:22:54
Просто так

(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen/heic1412c.jpg)

Вот так выглядят фотографии галактик, сделанные орбитальным телескопом в режиме спектрографирования
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 16 Янв, 2023, 12:51:12
Подумайте!

Пока Вы читали этот пост, ближайший к нам (и имеющий наибольшую видимую яркость) блазар 3С273 удалился от Вас более, чем на полмиллиона километров.
Самая дальняя известная галактика - почти на десять миллионов километров.

За это же время температура Вселенной снизилась на 0,00000000000000018 градуса, а в наблюдаемой Вселенной взорвалось около тысячи сверхновых.

Это - если Вы этот пост прочитали быстро.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 17 Янв, 2023, 01:53:20
И еще загадка

На загадку о причине зависимости градиента металличности звезд в диске от их возраста http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112866#msg112866 ответить никто не захотел.
Даю подсказку: возраст звезд зависит от времени их образования: чем старше звезда, тем раньше она образовалась, и тем больше времени прошло с момента ее образования (неожиданно, правда?).

А за это - еще одна загадка.
Наблюдения показали, что за последнее время, точнее, за последние десять миллиардов лет, в скоплениях галактик увеличилась суммарная барионная масса галактик. Это  понятно - причина в аккреции межгалактического газа на галактики.
Но при этом наблюдения показали, что суммарная (барионная плюс темная) масса скоплений галактик выросла еще больше - то есть, со временем у скоплений галактик постепенно вырастает и масса темной материи.
Почему?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 17 Янв, 2023, 14:24:21
Кое-что о внегалактическом звездообразовании

Под катом - фотография скопления галактик SDSS J1531+3414, расположенного на красном смещении z=0,3545 (около четырех миллиардов световых лет по времени распространения).

(https://stsci-opo.org/STScI-01EVVKNNVN1ZE5KH3VBJ1W45T4.jpg)

Скопление, как нетрудно видеть, интересное - в основном оно состоит из гигантских эллиптических галактик с небольшим количеством спиральных. А центральная доминирующая галактика - сверхгигантская, и хорошо видно, что она сформирована недавним большим мерджингом и имеет два ядра.
Голубые кольца вокруг центральной галактики - это линзированное изображение удаленных фоновых галактик, находящихся за ней.

А вот теперь стоит посмотреть на фотографию центральной галактики поближе.

(https://stsci-opo.org/STScI-01EVVQG47WGEJ9WKST96MM6026.jpg)

Цепочка голубых пятен перед эллиптической галактикой - это молодые гигантские области звездообразования, сформировавшиеся в результате мерджинга и окаймляющие образовавшуюся эллиптическую галактику. В сущности, они состоят из газа, оставшегося после слияния, и теперь конденсируются вне галактики, образуя звезды, которым будет суждено войти в состав ее гало.

Структура этой цепочки интересна - она имеет длину более ста тысяч световых лет и состоит из множества перевитых друг вокруг друга потоков газа, на которые почти равномерно нанизаны гигантские области звездообразования - в сущности, звездные суперкластеры http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91777#msg91777. В целом она просто классически демонстрирует гравитационную неустойчивость плотного газового потока.

А в общем, это - очередная иллюстрация того факта, что звезды могут образовываться вне галактик. В изрядном количестве.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 18 Янв, 2023, 01:35:58
А тем временем...

В очередной, если не ошибаюсь, четвертый за последние десять лет, раз (и вновь, как в предыдущем случае, попутно и мимоходом) подтвержден любопытный факт: доля темной материи в общей массе галактик сходных типов и размеров практически не зависит от средней плотности галактик в единице объема, в котором они наблюдаются (то есть, от количества и суммарной массы галактик-соседей в одной и той же окрестности).
Или, что то же самое,  отношение доли темной материи к общей массе галактики не зависит от того, существует ли эта галактика уединенно или находится в тесном окружении других галактик.

На первый взгляд может показаться неясным, что тут особенного и интересного. Но это - только на первый взгляд. А если вдуматься, станет ясным, что это опять и наглядно подтверждает, что темная материя имеет бесстолкновительный характер и не взаимодействует ни сама с собой, ни с видимой материей никак и ничем, кроме гравитации, и ее частицы друг с другом не сталкиваются и импульсами и энергией не обмениваются.

В самом деле - независимость доли темной материи галактик от плотности окружения говорит о том, что темные гало (основная масса галактики, представляющая собой компактное сгущение темной материи) галактик при столкновениях друг друга "не видят" - темное гало одной галактики при столкновении с темным гало другой галактики не разрушается и не деформируется: темная материя участвует исключительно в гравитационном взаимодействии.

Здесь может возникнуть вопрос: отчего же темные гало галактик при мерджингах не пролетают друг сквозь друга и не улетают дальше, оставив "за спиной" барионную материю столкнувшихся галактик - так же, как это происходит при столкновениях скоплений галактик (вспомните, я несколько раз об этом рассказывал с присовокуплением эффектных фотографий - разогретое столкновением до высоких температур в десятки и даже сотни миллионов градусов излучающее в рентгеновском диапазоне облако межгалактического газа ("ядерная часть" или, как я однажды выразился, "рентгеновская юбочка", потому что на рентгеновской фотографии в высоком разрешении она именно так и выглядит - газ же нагревается по поверхности столкновения!) остается на месте столкновения - а определенные по гравитационному воздействию основные массы столкнувшихся скоплений спокойно движутся дальше друг сквозь друга).

Ответ прост: мерджинг, слияние/поглощение галактик - это отнюдь не лобовое столкновение автомобилей на шоссе; взаимные скорости галактик в этом процессе являются намного меньшими скоростей убегания и не позволяют преодолеть силу тяготения, так что темные гало взаимодействующих галактик остаются гравитационно связанными, формируя единый объект.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 18 Янв, 2023, 11:10:07
Этого Канта надо было не на Соловки, а на форум. Почитал бы все про "звездное небо над нами" и понял, какая фигня этот ваш "нравственный закон" по сравнению с Мирозданием.
При нажатии кнопки "Отправить" поискал, нет ли продолжения "на Соловки". :D
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 18 Янв, 2023, 11:42:13
Ну, все про звездное небо на форуме не найти. Так, гладкие камешки и красивые раковины на берегу великого океана истины...

Вот взять бы этого Канта и спросить, что больше - темп снижения звездообразования во Вселенной или темп снижения содержания свободного газа в галактиках. А потом - на Соловки (если не ответит).


Кстати, а в самом деле, что больше?  :) 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 18 Янв, 2023, 11:53:49
Четыре источника и три составные части: о газе в галактике

Начну с самых общих соображений.

Как известно, разнообразные вещи (объекты или явления) в мире (кроме самой Вселенной, с которой не все ясно) обычно имеют источник (источники) происхождения, а некоторые из них, относительно сложные, еще и включают в себя различные составные части.

Источник обычно один. Иногда - два. У некоторых вещей - больше. И составных частей обычно несколько. Скажем, в некоторых кругах в свое время и в определенных местах были в моде явления, имеющие (по мнению авторитетов) три источника и три составные части.

Газ в галактике - это тоже объект, а может, даже явление, и тоже имеет источники и составные части. При этом составных частей у газа - преимущественно, три, а основных источников - четыре.
И что интересно - в основном, списки источников и составных частей совпадают (то есть, большинство составных частей имеют свой индивидуальный источник).

Первый источник и первая составная часть - газ первичный. Если назвать его красиво - примордиальный. Это - газ, приобретенный галактикой еще при ее рождении и до ее рождения слагавший догалактическое вещество, сформированное в барионную эру http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77234#msg77234.
Состав первичного газа достаточно унифицирован для различных галактик, поскольку состав вещества (барионной материи) Вселенной на момент рекомбинации (отделения вещества от электромагнитного излучения и рождения реликтового фонового излучения) был весьма однородным.
О судьбе примордиального газа догадаться нетрудно. Что не съели - то ушло с галактическим ветром http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96784#msg96784, а остальное обогатилось металлами, продуктами звездной эволюции, и смешалось с другими частями. И только в древнейших карликовых галактиках, счастливо избежавших потрясений и взаимодействий, первичный газ сохранился в первозданном виде и в заметном количестве.

Второй источник и вторая составная часть - газ вторичный. Он происходит из первичного газа, переработанного в процессе эволюции галактики.
Переработка происходит в основном при звездной эволюции (сброшенные оболочки звезд, взрывы сверхновых и т.п.). Вспомним http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78796#msg78796.
Но кроме эволюции звезд, вторичный газ может происходить и из других источников - скажем, перерабатываться и приобретать свой состав и характеристики в аккреционных дисках ядра галактики, в джете ее ядра (и, будучи выброшенным, "расплыться" по галактике). Еще один возможный источник вторичного газа может относиться даже к временам, предшествующим формированию самой галактики, и быть обусловлен механизмами формирования ее ядра - скажем, перерабатываться из первичного газа в процессе прямого холодного коллапса или в оболочке квазизвезды http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78242#msg78242.

Третий источник и третья составная часть - газ межгалактической среды, аккрецирующий на галактику. Галактика всегда понемногу тянет межгалактический газ - если он плотный и холодный, быстрее, если он нагрет (скажем, активностью ее ядра или ударными волнами от прохождения по нему спутников галактики на сверхзвуковой скорости) - медленнее.
Состав межгалактического газа обычно достачно близок к первичному газу - но все же как правило от него отличается, и иногда отличается заметно, особенно, в окрестностях крупных галактик в богатых скоплениях http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77530#msg77530. Причина отличий очевидна - межгалактический газ вблизи галактик, особенно, крупных, обогащается выбросами из них (материалом тех же джетов, взрывов сверхновых) и прочими продуктами эволюции галактик. А еще и ионизируется.

Четвертый источник - газ, состоящий из всех перечисленных составных частей и привнесенный в галактику при мерджингах или похищенный у спутников. Если мерджинг http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42670#msg42670 или стриппинг http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42672#msg42672 произошли достаточно давно, захваченный газ успешно включается в общий процесс эволюции газа в галактике.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 18 Янв, 2023, 23:35:37
Говоря об активных ядрах галактик и их центральных черных дырах, следует иметь в виду одно обстоятельство.
И теория гласит, и наблюдения уже давно, лет восемь, ее исправно подтверждают, что практически все галактики с активными ядрами относятся к числу галактик скопления, а у галактик поля активных ядер практически не бывает. О галактиках скопления и поля, напомню - http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91716#msg91716.

В принципе, основная причина - в том, что важнейшим драйвером активности ядер галактик все же являются мерджинги, которые, разумеется, для галактик скопления имеют место гораздо чаще, чем для галактик поля.

Зато при этом нужно отметить интересный факт: по всем существующим данным сверхмассивные черные дыры особо высокой массы (более ста миллионов солнечных) встречаются и у галактик поля, и у галактик скопления с практически равной частотой.

А вот это понять на первый взгляд сложнее - казалось бы, чем выше частота мерджингов, тем больше должны быть масса центральной черной дыры.
А в принципе, этот факт является аргументом в пользу того, что во-первых, галактики поля умеют потреблять материал не хуже галактик скопления, только в не столь бурных формах, а во-вторых, что, пожалуй, еще более важно - формирование черных дыр столь большой массы может протекать независимо от слияний и поглощений, пережитых галактикой, и, скорее всего, их большая масса обусловлена не последующей, а ранней историей формирования родительской галактики и начальными условиями и особенностями сценария рождения самой черной дыры - вспомним, в частности, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78242#msg78242.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 19 Янв, 2023, 13:01:11
Великий Аттрактор и прочие окрестности

Все началось с того, что тщательнейшие измерения энергии фонового излучения, оставшегося от Большого взрыва, показали, что в направлении созвездия Гидра оно имеет энергию, на 0,1% большую, чем в противоположном направлении. А поскольку Вселенная, наполненная реликтовым излучением, относительно нас вряд ли движется, это означает, что мы всей галактикой, а вернее, всем скоплением галактик, движемся в указанном направлении, так что фотоны, на которые мы налетаем, оказываются чуть более "горячими", чем те, от которых мы убегаем.
Итак, для начала мы узнали, что все наше скопление галактик движется в определенную сторону со скоростью около пятисот километров в секунду.
Следующим этапом началось измерение скоростей других галактик поблизости - и всей местной группы, включающей туманность Андромеды с ее спутниками, и грандиозного сверхскопления галактик в созвездии Дева - и статистическая обработка результатов.
И вот тут началось интересное. Оказалось, что после аккуратного расчета можно сделать однозначный вывод - сотни и тысячи галактик нашего и соседних сверхскоплений неторопливо притягиваются к некоему объекту колоссальной массы, расположенному в известном направлении. Этот объект назвали Великим Аттрактором, после чего возник вполне закономерный вопрос о природе этого монстра.
И вот тут-то таилась большая печаль. Направление на Великий Аттрактор оказалось недоступным для телескопов - как назло, наша галактика расположена плоскостью диска прямо в направлении от нас к Аттрактору, так что звезды, пыль и газ диска Млечного пути надежно закрывают его от средств наблюдения. Мало того, направление на Аттрактор проходит совсем рядом с направлением на центр нашей собственной галактики, а сквозь эту зону с учетом плотности звезд в балдже Млечного пути рассмотреть что бы то ни было почти невозможно.
Печально... Что-то есть, что-то грандиозное и пугающее - а рассмотреть нельзя.
Помогли только радиотелескопы - они сквозь газ и пыль могли рассмотреть хоть что-то.

После длительного и изощренного изучения обнаружилось кое что. Оказалось, именно в том направлении, в созвездии Наугольника на удалении примерно в 250 миллионов световых лет расположено колоссальное сверхскопление галактик - Abell 3627. Масса, рассчитанная по динамике многих тысяч притягиваемых им галактик, равна примерно пятидесяти квадриллионам (я не шучу!) солнечных масс. Ну, или проще - пятидесяти миллионам миллиардов. Или, еще проще - нескольким десяткам тысяч масс нашей собственной весьма немаленькой галактики.
Несколько лет Великий Аттрактор (а потом - и другие, на нас не влияющие, более дальние и подчас еще большие аттракторы) озадачивали астрономов. Больно уж неясна была их природа. Дело в том, что из-за почти полной невозможности увидеть то, что там, в районе аттрактора творится, казалось, что там нет почти ничего видимого - и появилась гипотеза, что Великий Аттрактор есть просто скопление загадочной темной материи. Потом понемногу разобрались, начали с помощью различных средств находить в районе аттрактора нечто осязаемое, и в конце концов поняли, что по крайней мере, десять, а то и пятнадцать процентов массы гиганта можно увидеть и объяснить.
Ну, а остальные 85-90% - это все та же загадочная темная материя.
В принципе, Великий Аттрактор и представляет собой огромное скопление темной материи, притянувшей к себе видимое вещество.
А с другой стороны, это же можно сказать про любую галактику или их скопление. Разница - лишь в масштабах.
Вообще, подобные колоссальные скопления массы отражают принципиальную закономерность формирования структуры Вселенной, так что каких-то экзистенциальных загадок в нем нет.

Ну, а в завершение - специальная карта для тех, кто захочет поискать Великий Аттрактор, а то и, чего уж там, к нему наведаться.
Это - карта неба в инфракрасном свете (длина волны 2,2 мкм)

(http://astro-nibiru.narod.ru/olderfiles/2/800px-2MASS_LSS_chart-NEW_Nasa_rus.jpg)

Ее трехмерное изображение:

(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1f/Nearsc_rus.gif/640px-Nearsc_rus.gif)

Итак, что на ней изображено.
Ближайшие источники (до z=0,01, около 140 миллионов световых лет) - синие.
Более удаленные (до z=0,04, около 540 миллионов световых лет) - зеленые.
Еще более удаленные (до z=0,1, то есть, до 1,3 миллиарда световых лет) - красные.
Все указанные объекты надписаны, в скобках указано расстояние (в единицах красного смещения, а до ближайших - не мудрствуя лукаво в мегапарсеках, Мпк, 3,2616 миллиона световых лет).
Из того, что не расшифровано: M31 - это галактика Андромеды, LMC - Большое Магелланово облако.
Диполи IRAS и CMB - направление движения относительно реликтового фонового излучения (наше и нашего скопления галактик).
То, что расшифровано:
Сверхскопление Северной Короны: расстояние 950 миллионов световых лет, диаметр сверхскопления - 250 миллионов световых лет.
Сверхскопление Волопаса: расстояние 825 миллионов световых лет, диаметр сверхскопления - 150 миллионов световых лет.
Сверхскопление Волос Вероники - расстояние 290 миллионов световых лет, диаметр сверхскопления - 100 миллионов световых лет. Является центром Великой стены - огромной плоской суперструктуры - филамента (500х300х15 миллионов световых лет), состоящей из скоплений галактик.
Скопление Девы - ближайшее к нашему Местному скоплению крупное скопление галактик, элемент нашего Местного сверхскопления (почти две тысячи галактик)
Сверхскопление Льва - расстояние 440 миллионов световых лет, диаметр сверхскопления - 150 миллионов световых лет.
Сверхскопление Шепли - расстояние 650 миллионов световых лет, диаметр сверхскопления - 200 миллионов световых лет.
Скопление Центавра и скопление Гидры - два элемента, формирующие сверхскопление Гидры-Центавра (расстояние 150 - 200 миллионов световых лет, диаметр около 150 миллионов световых лет).
В 2014 году сверскопление Гидры-Центавра вместе с нашим сверскоплением Девы, комплексом Великого Аттрактора со скоплением Наугольника и некоторыми другими элементами включено во вновь выделенное сверхскопление Ланиакеа (см. выше).
Скопление (иногда считаемое сверхскоплением) Голубя - расстояние 460 миллионов световых лет, диаметр менее 100 миллионов световых лет.
Скопление Печь - удаленное на 65 миллионов световых лет скопление галактик, принадлежащее нашему Местному сверхскоплению (второе по размеру после скопления Девы; наше Местное скопление является третьим).
Сверхскопление Часов - крупное сверхскопление, расстояние 900 миллионов световых лет, диаметр сверхскопления - 550 миллионов световых лет.
Сверхскопление Павлина-Индейца - небольшое и неплотное сверхскопление, расстояние 235 миллионов световых лет, диаметр сверхскопления - 100 миллионов световых лет.
Сверхскопление Скульптора - часть филамента Стена Скульптора, расстояние 670 миллионов световых лет, диаметр 100 миллионов световых лет.
Сверхскопление Кита-Рыб (неплохое название!) - крупное сверхскопление, расстояние 815 миллионов световых лет, диаметр 350 миллионов световых лет. Дало название всему нашему филаменту - гиперскоплению Кита-Рыб, одной из стен, являющихся крупнейшими структурными элементами Вселенной. Диаметр нашего гиперскопления составляет около одного миллиарда световых лет.
Сверхскопление Персея-Рыб - плотное сверхскопление, расстояние 220 миллионов световых лет, диаметр 100 миллионов световых лет, более тысячи галактик.
Abell 569 и 634 - скопления галактик (расстояния 260 и 340 миллионов световых лет).
Скопление (часто считается сверхскоплением) Змееносца - расстояние 380 миллионов световых лет, размеры 85х65 миллионов световых лет.
Сверхскопление Большой Медведицы - расстояние 770 миллионов световых лет, диаметр сверхскопления - 100 миллионов световых лет.
Сверхскопление Геркулеса - расстояние 415 миллионов световых лет, диаметр сверхскопления - 100 миллионов световых лет.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 19 Янв, 2023, 13:38:52
И еще немного о наших ближайших окрестностях

Вы знаете, что во Вселенной галактики, как правило, поодиночке не ходят. Встречаются они группами (кластерами или скоплениями). А если встречается одиночная галактика - скорее всего, она просто по какой-то причине сбежала (или была изгнана) из своего кластера.
Тут стоит пояснить, что те галактики, которые являются галактиками поля http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91716#msg91716 - это галактики не столько одиночные, сколько просто находящиеся на периферии своего скопления и почти не взаимодействующие с его членами, причем иногда настолько, что при случайных воздействиях со стороны другого скопления (или скоплений) утратили со своим гравитационную связь.

Следует помнить, что кластеры имеют трехмерную "объемную" форму, а галактики, входящие в кластер, гравитационно друг с другом связаны (последнее означает, в частности, что расширение Вселенной не приводит к заметному "разбеганию" галактик кластера, которые останутся гравитационно связанными практически в любом правдоподобном сценарии развития мироздания (исключая апокалиптической и считающейся весьма сомнительной возможности катастрофического ускорения расширения Вселенной ("Большого разрыва") в далеком будущем).

Там же по ссылке я писал, что перспективы развития кластеров заключаются в слиянии составляющих их галактик и эволюции от типа III к типу I с формированием колоссальной супергалактики - ископаемого кластера http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91661#msg91661.

Все мы помним также, что кластеры во Вселенной распределены не хаотично и/или равномерно: они составляют двумерные колоссальные суперструктуры - суперкластеры (сверхскопления галактик), в свою очередь формирующие максимальные компоненты крупномасштабной структуры Вселенной - филаменты ("стены" и "нити", иногда именуемые гиперскоплениями), размер которых подчас превышает миллиард световых лет. Это - результат распространения в плазме ранней Вселенной акустических колебаний (звуковых волн), о которых я не раз рассказывал.

Классическим примером может служить наше собственное Местное сверхскопление (оно же сверскопление Девы), имеющее диаметр около двухсот миллионов световых лет, толщину (определяемую по шестидесяти процентам входящих галактик) всего лишь в десять миллионов световых лет, включающее в себя около ста кластеров и имеющее суммарную массу примерно в квадриллион масс Солнца. Оно является частью большого сверхскопления Ланиакеа, включающего в себя еще и сверхскопление Гидры-Центавра и Великий Аттрактор (только что описанный), к которому притягивается все наше сверхскопление.
А само сверхскопление Ланиакеа входит в гиперскопление Рыб-Кита, филамент размером 1000х150 миллионов световых лет, обрамляющее крупный войд Печи.

Карты окрестностей, напомню, есть здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91719#msg91719

Замечу, кстати, что в сверхскоплениях галактики и кластеры уже не связаны друг с другом гравитационно, так что по мере расширения Вселенной сверхскопления тоже расширяются, и расстояние между кластерами, формирующими сверхскопление, увеличиваются.

Ну, а теперь посмотрим поближе - на наше скопление, Местную группу.
Она интересна тем, что это - один из самых небольших кластеров, известных астрономии. Собственно, она состоит всего лишь из трех крупных галактик - двух гигантских спиральных галактик Млечный путь и М 31 (галактика Андромеды), гигантской спиральной галактики М33 (галактика Треугольника или Вертушка), уступающей нашей Галактике по размеру более, чем в два раза, а по массе - примерно на порядок, и карликовых галактик-спутников, располагающихся поблизости от перечисленных гигантов (их известно примерно под сотню, не считая двух-трех, которые уже находятся внутри поглотивших их гигантов.
Неподалеку есть и еще небольшие группы галактик, карликовые кластеры, например, группа Маффеи http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91769#msg91769.

А причина того, что наша Местная группа столь невелика, проста и прозаична - мы находимся почти у самой границы сверскопления, на отшибе, и расстояние от нас до войда - всего лишь несколько миллионов световых лет. И это хорошо видно на карте:

(http://www.atlasoftheuniverse.com/virgocls.gif)

В
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 19 Янв, 2023, 14:25:44
Ну, и логический вывод.

Еще раз повторю, что все мы (вроде бы, без исключений) обитаем (по мере обобщения и расширения взгляда на вещи):
- на планете Земля - третьей планеты Солнечной системы. Планета относится к типу миниземель или земель - в зависимости от классификации;
- в планетной системе звезды Солнце. Звезда спектрального класса G2V;
- в галактике Млечный путь. Гигантская спиральная галактика;
- в скоплении галактик (кластере) Местная группа. Очень небольшой кластер;
- в Местном сверскоплении галактик (суперкластере Девы);
- в сверхскоплении Ланиакеа, выделенном недавно и в совокупности включающем  в себя суперкластеры Девы, Гидры-Центавра с Великим Аттрактором, Павлина-Индейца и иногда выделяемое Южное сверсхопление;
- в гиперкластере (филаменте)  Рыбы-Кита, включающем  суперкластеры Ланиакеа, Рыб-Кита, Персея-Пегаса (с выделяемым в нем отдельно супекластером Персея-Рыб), Пегаса-Рыбы, Скульптора (иногда рассматриваемым как цепь отдельных сверхскоплений Скульптора и Геркулеса).

Таким образом, считать себя землянами - это очень узкий взгляд на вещи. Если смотреть шире - мы ланиакейцы. А если смотреть на вещи с максимально возможной широтой, то мы - рыбокитяне. Шире некуда: гиперкластеры - крупнейшие структурные элементы Вселенной.
Ну, а если вспомнить английский язык, то наш гиперкластер именуется Pisces-Cetus. Так что если кому-то не нравится слово "рыбокитяне", то вполне можно именоваться пайсисситцами
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 20 Янв, 2023, 02:49:27
Интересное

Полюбуйтесь фотографией под катом.
(https://esahubble.org/static/archives/images/wallpaper5/heic0108a.jpg)

Это - интересное звездное скопление NGC 1850 в Большом Магеллановом Облаке.

Оно уникально тем, что, будучи по структуре типичным шаровым звездным скоплением http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91780#msg91780, оно резко отличается от них по возрасту - как правило, им многие миллиарды лет, а ему лишь сорок миллионов.

Оно уникально еще и тем, что оно - двойное. Посмотрите на него внимательно - справа внизу находится маленькое скопление NGC 1850B. Его трудно считать частью большего скопления из-за его ошеломляющего возраста: всего четыре миллиона лет. Фактически, оно образовалось даже не вчера, а по астрономическим меркам сегодня.

Слева на фотографии - эмиссионная туманность http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77151#msg77151, остаток многочисленных взрывов сверхновых - недавно погибших гигантских звезд скопления.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 20 Янв, 2023, 13:30:28
А между тем

Ответа на старый вопрос, заданный в теме "Космос" еще 27 декабря 2020 года в 18 часов 27 минут 01 секунду по форумному времени - какой видимый объект неба имеет координаты R.A. 02ч 31м 48.7с, dec. +89° 15′ 51″ - за прошедшее время так и не последовало.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 20 Янв, 2023, 15:13:26
Список ближайших звезд

Список ближайших к Солнцу звезд, находящихся в радиусе двенадцати световых лет, представляет собой интересную статистическую выборку звезд в космосе (в диске Галактики).

Расстояние приводится в световых годах. Масса - в единицах массы Солнца. Температура поверхности - в градусах Кельвина. Спектральные классы, напомню - http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77140#msg77140, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141.

1. Проксима Центавра. Расстояние - 4,24. Масса - 0,123. Возраст - 4,85 млрд. лет. Температура - 3050 градусов. Спектральный класс - М5V. Красный карлик. Возможно, составляет тройную систему с альфой Центавра (вторым номером списка). Имеет планетную систему.

2. Альфа Центавра. Двойная система. Расстояние - 4,36. Массы - 1,1/0,9. Возраст - 6 млрд. лет. Температура - 5750/5250 градусов. Спектральные классы - G2V/K1V. Желтые карлики, напоминающие Солнце (или, если угодно, пара желтый/оранжевый карлики). Долго считалось, что Альфа Центавра B, возможно имеет по крайней мере, одну планету, но после дополнительного изучения эта идея была отвергнута.

3. Звезда Барнарда. Расстояние - 5,96. Масса - 0,17. Возраст - 10 миллиардов лет. Температура - 3134 градуса. Спектральный класс - М4V. Красный карлик.

4. Луман 16 (WISE J104915.57-531906). Расстояние - 6,516. Масса - 0,045/0,04. Возраст - оценочно, 800 млн. лет. Температура - 1350/1210 градусов. Пара близко расположенных (3,5 астрономических единицы) коричневых карликов - нерожденных звезд, масса которых недостаточна для компенсации их остывания за счет ядерных реакций.

5. Вольф 359. Расстояние - 7,78. Масса - 0,11. Возраст - 10 миллиардов лет. Температура - 2800 градусов. Спектральный класс - М6V. Красный карлик.

6. Лаланд 21185. Расстояние - 8,29. Масса - 0,46. Возраст - 7-8 миллиардов лет. Температура - 3400 градусов. Спектральный класс - М2V. Красный карлик.

7. Сириус. Двойная система с белым карликом. Расстояние - 8,6. Массы - 2,12/0,98. Возраст - 0,238 млрд. лет. Температуры - 9940/25200 градусов. Спектральные классы - A1V/DA2(белый карлик).

8. UV Кита. Двойная система. Расстояние - 8,73. Массы - 0,1/0,1. Температуры - 2670/2600 градусов. Спектральные классы М5,5V/М6V. Пара относительно молодых (менее миллиарда лет) вспыхивающих красных карликов.

9. WISEPA J154151.66-225025,2 (WISE 1541-2250). Расстояние - 9,0. Масса - около 0,01 (12 масс Юпитера). Температура - 350 градусов (около 80 градусов Цельсия!). Коричневый карлик.

10. Росс 154. Расстояние - 9,7. Масса - 0,17. Температура - 3105 градусов. Спектральный класс - М3,5V. Относительно молодой (менее миллиарда лет) вспыхивающий красный карлик.

11. Росс 248. Расстояние - 10,3. Масса - 0,4. Температура - 3200 градусов. Спектральный класс - М6е. Вспыхивающий красный карлик.

12. Эпсилон Эридана. Расстояние - 10,5. Масса - 0,85. Температура - 5100 градусов. Спектральный класс - К2V. Возраст - 0,5 млрд. лет. Оранжевый карлик. Имеет два пояса астероидов и, по крайней мере, одну планету.

13. Лакайль 9352. Расстояние - 10,74. Масса - 0,47. Температура - 3340. Спектральный класс - М0,5V. Красный карлик.

14. Росс 128. Расстояние - 10,92. Масса - 0,156. Температура - 2800. Спектральный класс - М4V. Вспыхивающий красный карлик.

15. EZ Водолея. Тройная система. Расстояние - 11,27. Массы - 0,11/011/0,1. Температура - 2800 градусов. Спектральный класс компонентов - М5V. Два компонента - тесная система с периодом 3,8 дня, третий находится от них на расстоянии 182 миллиона километров и имеет период обращения 1,22 года. Достаточно старые красные карлики.

16. Процион. Двойная система с белым карликом. Расстояние - 11,4. Массы - 1,5/0,6. Возраст - 1,7 млрд. лет. Температуры - 6600/9700 градусов. Спектральные классы - F5IV(субгигант)/DA(белый карлик).

17. 61 Лебедя. Двойная система оранжевых карликов. Расстояние - 11,36. Массы - 0,7/0,63. Возраст - 10 млрд. лет. Температуры - 4640/4440 градусов. Спектральные классы - К5V/K7V.

18. Струве 2398. Двойная система. Расстояние - 11,53. Массы - 0,35/0,26. Температуры - около 3000 градусов. Спектральные классы - М3V/М3,5V. Пара вспыхивающих красных карликов.

19. Грумбридж 34. Двойная система. Расстояние - 11,6. Массы - 0,404/0,156. Температуры - 3730/2000 градусов. Спектральные классы - М1,5V/М3,5V. Пара вспыхивающих красных карликов.

20. Эпсилон Индейца - интересная тройная система. Расстояние - 11,824. Масса главного компонента - 0,77. Возраст системы - 1,3 млрд. лет. Температура главного компонента - 4620 градусов. Спектральный класс главного компонента - К5V (оранжевый карлик). Два остальных компонента - коричневые карлики (нерожденные звезды) массами 47 и 28 масс Юпитера, спектральных классов T1V и T6V, с температурами 1280 и 850 градусов, удаленные на 1500 а.е. от главного компонента и вращающиеся друг вокруг друга.

21. DX Рака. Расстояние - 11,826. Масса - 0,087. Температура - около 2500 градусов. Спектральный класс - М6,5V. Вспыхивающий красный карлик.

22. Тау Кита. Расстояние - 11,88. Масса - 0,81. Возраст - 5,8 млрд. лет. Температура - 5380 градусов. Спектральный класс - G8V. Желтый карлик. Имеет мощное астероидное облако, на порядок превосходящее такое же облако вокруг Солнца, и планетную систему.

23. LHS 1565. Расстояние - 11,94. Масса - 0,113. Возраст - порядка 10 млрд. лет. Температура - 2800 градусов. Спектральный класс - M5,5V. Красный карлик.

Для сравнения - характеристики Солнца.
Масса - 1. Возраст - 4,57 млрд. лет. Температура - 5778 градусов. Спектральный класс - G2V. Желтый карлик.

Выводы напрашиваются.
Вообще, из сотни ближайших звезд семьдесят процентов - красные карлики с массой до 0,4 солнечных.

И небольшое примечание.
В этот список уже почти десять лет просится объект WISE J085510.83-071442.5, удаленный на 7,15 светового года.
Правда, с ним все непросто: температура объекта - около 240 градусов Кельвина, масса пока неясна, но оценивается в 3 - 10 масс Юпитера. Если оценка массы подтвердится, объект окажется не звездой, а планетой (субкоричневым карликом, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77637#msg77637), вернее, бродячим планемо.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 20 Янв, 2023, 20:26:47
Посмотрите, пожалуйста, на эту фотографию.

(https://i.natgeofe.com/n/34c62e2c-b6ea-4091-b5e0-a27c6eb85ee7/01supernova.jpg)

Это, собственно, скопление галактик MACS J1149.6+2223 (иногда называемое проще - MACS J1149+2223). А в красных кружках - множественное изображение расположенной за ним линзированной гравитацией скопления галактики.

Само скопление находится на красном смещении z=0,544 (почти 5,4 миллиарда световых лет по времени распространения), линзируемая галактика - на красном смещении z=1,491 (без малого девять с половиной миллиардов световых лет по времени распространения).

Линзируемая галактика, как мы видим - спиральная, достаточно крупная и развитая для своего времени, сама по себе интересная. Но я хотел бы поговорить не о ней.
Видите - в некоторых изображениях есть яркие точки? Это - взорвавшаяся в дальней линзируемой галактике сверхновая.
Фотография сделана в 2014 году - и она на одних изображениях линзируемой галактики видна, а на других - нет. Причина проста - длина светового пути от линзируемой галактики до нас для каждого из изображений различна - ведь фотоны летят по искривленному гравитацией линзирующего объекта пути, и для каждого изображения длина пути разная. А это значит, что каждое изображение имеет различный возраст - на одном сверхновая уже взорвалась, на другом взрыв уже заканчивался, на третьем - еще не начался.

Через несколько месяцев, разумеется, сверхновая погасла. А в 2015 году опять появилась - на другом изображении:
     
(https://external-preview.redd.it/OQ-KjTxNpx4t9jS4sn54y-s0jUxTKn9dujydLVqLLs8.jpg?auto=webp&s=91c6b6680cf48140e81b83cd415c1c6e3cf73deb)

Как мы помним, ранее во множестве получались линзированные изображения и галактик, и квазаров. Я о них не раз писал.
Но линзированная сверхновая встретилась впервые.

А еще интересно то, что исследование этого изображения помогло совершить очередной астрономический подкоп под популярную идею о ячеистой структуре пространства. Если кому-то интересно - то вот большая pdf: https://www.researchgate.net/publication/268819827_New_Constraints_on_Quantum_Gravity_from_X-ray_and_Gamma-Ray_Observations
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 21 Янв, 2023, 01:35:52
Попытки к бегству...

Посмотрите на эти фотографии. Особенно, на левую...

(https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/hs-2015-28-a-print-crop.jpg)

Крестиками отмечены места взрывов сверхновых типа Ia.

Казалось бы, совершенно неожиданное место для сверхновых типа Ia (напомню, что это - сверхновые, взрывающиеся в результате аккреции газа на белый карлик в двойной системе. В результате аккреции газа масса белого карлика растет - и рано или поздно происходит мощнейший термоядерный взрыв).

Оказалось, двойные системы, бывшие прогениторами взрывов, оказались на периферии своих галактик (и даже за ее пределами) не просто так. При анализе вспышек удалось установить скорость движения прогениторов - и выяснилось, что они двигались по направлению от центра галактики со скоростью, близкой к скорости убегания.
И вот тут все начало проясняться. Приобрести такую скорость естественным путем эти системы не могли. Для одиночной звезды есть вероятность приобрести большую скорость при разрушении кратной системы (например, в несимметричной двойной системе при взрыве очень массивного компонента вторая звезда может быть выброшена с высокой скоростью) - но для двойной системы это практически невероятно. Почти достоверным является один вариант - эти системы были выброшены из галактики гравитационным взаимодействием с центральной черной дырой.

И тут стоит вспомнить, что в нашей собственной Галактике известны сотни звезд, которые ее покидают или уже покинули. Их наблюдать сравнительно нетрудно - а вот теперь повезло, и удалось увидеть звезды, погибшие при попытке бегства от чужой галактики.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 21 Янв, 2023, 06:34:55
Вообще, из сотни ближайших звезд семьдесят процентов - красные карлики с массой до 0,4 солнечных.
Это хорошо. Иначе мог бы возникнуть комплекс неполноценности.
Конечно, если бы было у кого возникать :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 21 Янв, 2023, 07:47:49
Это да.
Но есть еще один нюанс - пряников, кстати, всегда не хватает на всех: будь начальная функция масс звезд диска иной, с преобладанием звезд солнечной массы, звезд в диске было бы куда меньше (при той же суммарной звездной массе).
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 21 Янв, 2023, 08:54:07
Todas las promesas de amor se irán contigo...

Моделирование показывает: при формировании планетной системы не менее двадцати процентов случаев существенного обмена импульсами между несимметричными протопланетными телами (например, при тесном сближении формирующейся планеты с небольшим протопланетным телом или протопланетой намного меньшей массы) приводят к тому, что меньшее тело покидает систему.

Это - к вопросу о том, откуда берутся межзвездные метеориты.

Отчего такой заголовок? Это строка из когда-то популярной песенки Porque te vas - Потому что ты уходишь.
https://youtu.be/CaFzyuW0t0g
Todas las promesas de amor se irán contigo, me olvidarás, все обещания любви уйдут с тобой, ты забудешь меня...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 21 Янв, 2023, 09:26:44
Apertado assim, colado assim, calado assim

Посмотрите на эту фотографию

(https://www.aanda.org/articles/aa/full/2001/19/aa1059/Timg20.gif)

Это - находящаяся на красном смещении z=0,2784, то есть, удаленная примерно на три с половиной миллиарда световых лет гигантская эллиптическая галактика  PKS1302-102. Имеет активное ядро. Квазар.

 И что, казалось бы. Квазаров явно известно около трехсот тысяч, неизвестно еще много миллиардов, все они интересные, все особенные.
Но этот квазар имеет интересное свойство. Он переменный. Причем, регулярно переменный с явно выраженным периодом колебаний яркости около 5 лет (точнее - 1884 дня).

А это интересно - ибо свидетельствует о том, что в трех с небольшим миллиардах световых годах от нас обращаются друг вокруг друга две сверхмассивных черных дыры суммарной массой в несколько сотен миллионов масс Солнца, причем обращаются они на расстоянии друг от друга порядка нескольких тысяч астрономических единиц (! - одна-две сотых долей светового года!)
Представляете гравитационные поля в их окрестности? Представляете внутреннюю часть их общего аккреционного диска?

Славная пара при такой конфигурации интенсивно тормозит вращение (преимущественно, за счет излучения гравитационных волн) и сближается. Ориентировочно, до слияния этих черных дыр (с взрывным выделением энергии, превышающим энергию взрыва обычной сверхновой на шесть-семь порядков) осталось порядка миллиона лет. Практически, ничего не осталось.

А этот заголовок - строка из чудесной песни Жобина Chega de saudade - Прочь, грусть.
https://youtu.be/5LfaYKdqfnY
Apertado assim, colado assim, calado assim -
так крепко, так близко, так тихо.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 21 Янв, 2023, 12:09:10
Apertado assim, colado assim, calado assim
так крепко, так близко, так тихо.
...так далеко, так спокойно
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 21 Янв, 2023, 12:28:46
Это от нас далеко. А им - близко, один-два процента ly.
Как там в песне? Dentro dos meus braços os abraços hão de ser milhões de abraços apertado assim, colado assim, calado assim - обниму миллионами объятий так крепко, так близко, так тихо...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 21 Янв, 2023, 12:38:10
Так то в песне.
А я как закоренелый эгоист тихо радуюсь, что они обнимаются в миллиардах световых лет от нас.
И пусть себе. Я ведь не сторож квазару своему. И даже чужому.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 21 Янв, 2023, 12:46:13
A я слушаю Жобина и прагматично думаю, что если бы они обнимались в наших краях, мы бы от этого не огорчались. За отсутствием нас как субъектов огорчения.
Зато если бы эти abraços происходили поближе, скажем, в галактике Андромеды - как было бы интересно!
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 22 Янв, 2023, 15:38:08
И еще немного о длинных гамма-всплесках

О том, что скорость света является фундаментальной постоянной, определяемой свойствами нашего физического пространства, и определяет максимально возможную скорость движения объекта и/или сигнала во Вселенной, знают все. Ну, или почти все - кроме тех немногих, кто еще не знает (вспомним, к примеру, кандидата улароведческих наук, некоего Джабраила Базиева, который, защитив диссертацию об экологии уларов (есть на Кавказе такие птицы), начал именовать себя физиком и посредством обыкновенного фотоаппарата и секретной приставки к нему повадился фотографировать лучи красного света. В результате своих занятий он обнаружил, что они, лучи красного света, распространяются в восемь раз быстрее скорости света. С тех пор уже больше десяти лет человек уныло жалуется на официальную науку, не оценившую, как он "разбил теорию Эйнштейна").

Но, увы, не все все помнят, что эта самая скорость света - это не просто отношение пути, пройденного фотонами, к времени, за которые они этот путь проделали. Вспомним - например, в Солнце фотонам на то, чтобы добраться от его ядра до внешних областей, требуется сто семьдесят тысяч лет. Скорость света - это скорость распространения фотонов в вакууме. Точнее, говоря, скорость света - более общее понятие, и правильно говорить, что только в вакууме фотоны распространяются со скоростью света. В любой же среде скорость фотонов снижается. Если вспомнить школьный курс физики, именно на этом, в частности, основана работа любой линзы.

Если заряженная частица начинает двигаться в какой-то среде со скоростью, превышающей нормальную скорость света в ней, она начинает тормозиться и при этом генерировать излучение (излучение Черенкова) - в сущности, это очень сильно напоминает по эффекту и описанию движение тела в среде со сверхзвуковой скоростью с торможением и излучением ударной волны.
Если же в среде оказывается высокоэнергетический фотон, он при взаимодействии с атомами среды может порождать такие заряженные частицы, которые в свою очередь генерируют излучение Черенкова.

Если быстровращающаяся звезда-гипергигант незадолго до взрыва сбросила оболочку, то эта оболочка с точки зрения распространения электромагнитного излучения представляет собой среду, скорость распространения фотонов в которой, как и положено, ниже скорости света. И если после этого происходит взрыв звезды, то случится то, что я уже не раз описывал - длинный гамма-всплеск. И при этом излучаются не только фотоны (гамма-лучи), но и заряженные частицы джета, вылетающие с околосветовой скоростью (скорость движения частиц в джете может превышать 99,996% скорости света).

Собственно, изначально как раз эти ульрарелятивистские частицы, разогнанные в процессе коллапса, и выбрасываются с полюсов коллапсара - а гамма-лучи уже генерируются вторично, за счет торможения этих частиц в мощнейшем, фактически, предельно физически возможном магнитном поле, возникающем в последние мгновения перед коллапсом.
(Почему предельно возможном? Потому что при большей напряженности происходит так называемая поляризация вакуума - магнитное поле само начинает генерировать пары "частица-античастица", и в результате повысить его напряженность уже невозможно: сколько ни старайся, в результате будет только рождаться все больше пар).
Замечу кстати, что именно потому, что гамма-лучи генерируются торможением заряженных частиц в сверхмощном магнитном поле (такое излучение называется синхротронным. Напомню, кстати, что оно еще отвечает за излучение блазаров), фотоны излучения оказываются строго поляризованными. Именно это обстоятельство помогает анализом поляризации фотонов гамма-всплеска проверять однородность пространства - я и об этом рассказывал.

Разумеется, догнав ранее сброшенную оболочку, и гамма-лучи, и ультрарелятивистские частицы джета начинают двигаться в ней со скоростями, превышающими скорость распространения света в самой оболочке. Оболочка по описанным причинам вспыхивает ярким светом (это называется послесвечением, afterglow. Мощное послесвечение является самым ярким оптическим объектом Вселенной: самое яркое послесвечение гамма-всплеска, как я рассказывал, наблюдалось 19 марта 2008 года при гамма-всплеске GRB 080319B и могло полминуты быть видным невооруженным глазом с чудовищного расстояния в 7,5 миллиардов световых лет; оно было в два с половиной миллиона раз ярче ярчайшей из когда-либо наблюдавшихся сверхновых), а джет, излучая в ней, проходит ее насквозь и улетает дальше.

Доля энергии самого гамма-всплеска, израсходованной на его послесвечение, очень невелика. Сами послесвечения, увы, наблюдаются достаточно редко.
Почем наблюдаются редко? Во-первых, как мы помним, коллапсар - звезда быстро вращающаяся, и оболочку он сбрасывает, соответственно, в экваториальной плоскости - а джет излучается в направлении полюса (и наблюдается нами "в лицо"), а в эту сторону в норме оболочка не сбрасывается, а если что и сбрасывается, то в небольшом количестве. А во-вторых, даже то, что было сброшено, обычно еще до коллапса успевает более или менее рассеяться. Так что при дальнем гамма-всплеске даже если оболочка не полностью рассеялась, увидеть послесвечение обычно не удается. В результате зафиксировать гамма-всплеск легко - за сутки их подчас обнаруживается четыре - а вот увидеть при гамма-всплеске оптическое послесвечение - это нечастая удача.
Почему удача? Потому что именно по послесвечению, точнее, по его красному смещению, можно весьма точно измерить расстояние до гамма-всплеска. Другие способы сугубо оценочны,точность очень низка, гарантии результата - никакой.

А теперь прочитав это, оцените фразу, которая, увы, встречается достаточно часто - даже во внешне серьезных популяризаторских рассказах: "Ученые доказали, что взрывы гамма-всплесков могут превышать скорость света". Ага...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 22 Янв, 2023, 19:58:10
   фок Гюнце, согласен с вами про скорость света. Есть максимальная скорость, которая является предельной не только для света, но и для всех прочих взаимодействий, в том числе и для гравитационных волн. Но люди больше привыкли к названию "скорость света".
   
    Заинтересовало про будущее столкновение сверхмассивных черных дыр. Это же какая катастрофа для всей их галактики, а быть и может и для их соседей?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 22 Янв, 2023, 20:17:51
Да, по всей округе мало не покажется.
Особенно, в перспективе - если гравитационной  отдачей полученную  дыру еще и выбросит из галактики.
Впрочем, и без того будет много всякого. Думаете, случайно как правило, в больших эллиптикалах подчас отмечается заметное падение звездной плотности в радиусе порядка одного, а то и нескольких десятков тысяч световых лет от центра, несмотря на динамическое трение, вызывающее опускание звезд к центру?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 23 Янв, 2023, 14:41:59
   фок Гюнце, не совсем понял про
Цитировать
динамическое трение, вызывающее опускание звезд к центру
. Обо что трутся звезды при таких расстояниях между ними? Об газопылевую среду?

    Околонаучные журналисты пугают народ столкновением галактик, хотя явление это очень медленное. Больше следовало бы бояться, если в галактику влетит осиротевшая сверхмассивная черная дыра. Внутри галактики она сразу захочет стать квазаром. И если хватит межзвездного материала то светопреставление  будет грандиозное...

    Интересно, что сказал бы интересующемуся дилетанту такой знаток астрономии. Ускоренное расширение Вселенной определяют по сверхновым определенной мощности. Но что если несколько миллиардов лет назад просто термоядерные реакции в звездах шли немного иначе? Я имею в виду не разницу в металличности звезд. Ее астрономы, как я думаю, несомненно учитывают. А именно то, что скорость реакций отличалась. Это странное предположение, но предположение о "тёмной энергии" тоже экстраординарное.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 23 Янв, 2023, 15:23:02
   фок Гюнце, не совсем понял про
Цитировать
динамическое трение, вызывающее опускание звезд к центру
. Обо что трутся звезды при таких расстояниях между ними? Об газопылевую среду?
Да не обо что.
Про динамическое трение (эффект Чандрасекара - выравнивание скоростей гравитирующих объектов в гравитационно связанной группе) в результате их гравитационного взаимодействия я несколько раз рассказывал. В частности, вот тут: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78782#msg78782 (под катом). Результатом эффекта динамического трения является постепенное "опускание" звезд к центру масс. Кстати, еще одним результатом является сближение галактик в кластерах с их поглощением доминирующей галактикой (галактиками) и ускоренным формированием ископаемого кластера. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91661#msg91661.

    Околонаучные журналисты пугают народ столкновением галактик, хотя явление это очень медленное. Больше следовало бы бояться, если в галактику влетит осиротевшая сверхмассивная черная дыра. Внутри галактики она сразу захочет стать квазаром. И если хватит межзвездного материала то светопреставление  будет грандиозное...
Вообще, единственным опасным следствием столкновения галактик является повышение темпа звездообразования - мы же помним, что именно мерджинги являются нынче основным драйвером звездообразования во Вселенной: при мокром мерджинге темп звездообразования растет на порядки, при сухом - в разы; а звездообразование - очень опасный для жизни процесс.
Больше, вроде, ничего страшного - см. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg86777#msg86777.

    Интересно, что сказал бы интересующемуся дилетанту такой знаток астрономии. Ускоренное расширение Вселенной определяют по сверхновым определенной мощности.
Вовсе не только. вот, к примеру, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91881#msg91881.

Но что если несколько миллиардов лет назад просто термоядерные реакции в звездах шли немного иначе? Я имею в виду не разницу в металличности звезд. Ее астрономы, как я думаю, несомненно учитывают. А именно то, что скорость реакций отличалась. Это странное предположение, но предположение о "тёмной энергии" тоже экстраординарное.
Да нет, темная энергия - дело понятное (концептуально). А вот как могут измениться термоядерные реакции - непонятно. Что в мировых константах должно измениться? Как? И почему не видно?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 23 Янв, 2023, 18:40:03
   фок Гюнце, про фотоны, пролетающие сквозь массивные скопления галактик - это очень остроумно. Мне очень понравился такой подход к проблеме.
   Только представить страшно сколько всего учитывать надо и с какой аккуратностью это всё вычислять астрономам придется. А ведь этому эффекту Сакса-Вольфа подвластны не только фотоны реликтового излучения, но и фотоны исходящие из галактик за расширяющимися сверхскоплениями. Это ведь по сдвигу спектральных линий тоже чего-то понять можно. Хотя тоже сложно...

    Не знаю были ли в ранней Вселенной константы другими. В первые доли секунды возникновения вполне возможно, что были другими, а несколько миллиардов лет назад, вроде не должны отличаться.
    Но ранняя Вселенная отличалась еще кое-какими условиями. Тогда был более плотным и насыщенным реликтовый фон. И я говорю не о реликтовом излучении электромагнитном, а о реликтовом фоне нейтрино. Они очень слабо взаимодействуют с обычным веществом, но их очень много. А еще их взаимодействие с ядрами атомов сильно зависит от энергии. Правда несколько миллиардов лет назад энергии реликтовых нейтрино уже было маловато для вмешательства в реакции. Хотя скорость их всё равно была гораздо больше чем могли удержать в себе галактики, так что вряд ли они скапливались в галактиках и звездах.

    Я задумывался, что черные дыры вполне могли поглощать реликтовые нейтрино, но дыры звездной массы просто по размеру слишком малы для того, чтобы в них попадало много. А вот черные дыры в центрах галактик вполне даже могут их всасывать в приличном количестве. А так же темную материю. Она же не образует аккреционного диска и должна падать без задержки, то есть до тех пор пока энергия не достигнет электрослабого и Великого Объединения, когда нейтрино, темная и обычная материя становятся равны.
    По несоответствию окраин и почти самого центра аккреционного диска можно понять, что черная дыра жрет темную материю, а не только обычную. К сожалению до таких черных дыр далеко лететь, а издалека мы такие тонкости не разглядим.
   
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 23 Янв, 2023, 19:30:08
Реликтовый нейтринный фон прекратил влиять на ядерные реакции задолго до времени рекомбинации. То есть, до момента отделения вещества от реликтового фотонного излучения (380 тысяч лет от большого взрыва).

Кстати, тот факт, что картирование температуры реликтового фона показывает ее корреляцию  с расположением ближних войдов, автоматически подтверждает ускорение расширения Вселенной

А вот возможность раннего поглощения темной материи черными дырами активно изучается, дебатируется   и моделируется. Только в любом случае, многого от этого процесса ожидать не приходится: темная материя, конечно, холодная, но не настолько, чтобы ее могло захватывать в достаточном количестве, к тому же она бесстолкновительная и диффузная, плотность ее очень невелика (для примера - помните заговор диск-гало? Я о нем писал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg104594#msg104594 - в дисковидной галактике масса диска и масса темной материи в пределах радиуса диска равны).
Хотя с другой стороны, существуют достаточно элегантные и остроумные (другой вопрос - насколько правдоподобные) модели, в которых собственно центральные черные дыры преимущественно темной материей и формировались. Но они, в принципе, требуют достаточно многого уже от физиков. 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 24 Янв, 2023, 11:50:22
Полюбуйтесь этой фотографией:
(https://media-cldnry.s-nbcnews.com/image/upload/t_fit-560w,f_auto,q_auto:best/newscms/2018_06/2317396/180205-exoplanet-discovery-ou-njs-315p.jpg)
Если она не нравится, посмотрите на это же в ином виде:
(https://www.nasa.gov/sites/default/files/rxj1131.jpg)

Если этот вид Вам более привычен - то поздравляю: это фотография того же объекта в рентгеновских лучах, "наложенная" на оптику.

Ну, а если перейти к нормальному, не передержанному оптическому изображению, то это выглядит так:
(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen/heic1702d.jpg)

Красиво, правда?

Это - линзированное http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg92011#msg92011 изображение удаленного от нас примерно на шесть миллиардов световых лет по времени распространения квазара RXJ1131-1231 (масса черной дыры - от ста до двухсот миллионов солнечных масс).
В центре изображения - линзирующая гигантская эллиптическая галактика, удаленная примерно на 3,8 млрд световых лет, гравитационное поле которой искривляет световые лучи, идущие от расположенного за ней квазара. В результате изображение квазара деформируется в кольцо, на котором видны четыре изображения все того же квазара (три с одной стороны, одно - с другой), и самое яркое из них увеличено примерно в 30-50 раз.

Некоторое время назад объект наделал шумиху в определенных кругах.
Вспомним http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg77705#msg77705 - самые дальние экзопланеты наблюдаются именно по гравитационному линзированию. Ну, и при изучении спектра RXJ1131-1231 в нем было зафиксировано столько слабых кратковременных вариаций яркости, что по оценкам, это соответствовало эпизодическому "вмешательству" в линзирование примерно двух тысяч экзопланет, скорее всего, в основном, бродячих планемо http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77637#msg77637, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg92011#msg92011, находящихся в линзирующей галактике.

Правда, я до сих пор так и не могу понять, по какому поводу был шум. Что в гигантской эллиптической галактике, массой намного превосходящей Млечный путь, должно быть множество планемо, было очевидно. Что они никак не будут искать траекторий, позволяющих не попасть на луч зрения, направленный на расположенный за ними квазар - еще более очевидно. Что, спрашивается, нового, неожиданного и/или интересного увидели?

А вот новое, неожиданное и интересное нужно искать совсем в другом месте наблюдаемого объекта. А именно, в квазаре, а точнее, в его черной дыре.

Про черные дыры я рассказывал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg77862#msg77862. И там же рассказывал про вращающиеся черные дыры и странности описывающей их метрики Керра, при этом упомянув о феноменальных свойствах решения Керра для быстровращающейся черной дыры (горизонт событий отсутствует, черная дыра является бесконечно тонким массивным и быстро вращающимся кольцом с диаметром, определяемым соотношением массы и момента, а мир распадается на две части ("листа"), расположенные с двух сторон кольца. Любое тело, пролетевшее через кольцо, оказывается в другом листе, так что при этом с точки зрения внешнего наблюдателя его заряды, масса и направление времени для него меняются на противоположные).

Так вот. Изучение линзированных изображений квазара RXJ1131-1231 позволило косвенными методами измерить скорость его вращения. Она оказалась феноменальной - внешняя граница эргосферы (см. там же, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg77862#msg77862) вращается со скоростью около двухсот тысяч километров в секунду (линейная экваториальная скорость внешней границы эргосферы). Получается, эта черная дыра вращается с моментом, пугающе близким к критическому - после которого происходят все описанные чудеса.

Кстати, стоит заметить, что столь быстрое вращение сверхмассивной черной дыры говорит о ее весьма быстром формировании - основная часть массы этой черной дыры сформировалась практически одномоментно путем захвата одной "порции" вещества.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 25 Янв, 2023, 12:51:46
И такое бывает

Под катом - фотографии двух сравнительно близких галактик 2MASS 02314715-1020112 (около семисот миллионов световых лет от нас) и 2MASX J02344872-4419325 (около двухсот пятидесяти миллионов световых лет от нас).
(https://www.aip.de/media/images/Teaser.original.jpg)
Галактики известны и ни разу не проявляли признаков активности ядра. А в 2020 году (в 2MASS 02314715-1020112 в первом полугодии, в MASX J02344872-4419325 - в конце июля) внезапно - буквально на глазах исследователей - их ядра активизировались Здесь же на фотографии наложены появившиеся у них периодические (для первой - с периодичностью 18,5 часов, для второй - 2,4 часа) интенсивные всплески рентгеновского излучения их ядер.

Интересно то, что внимательные исследования галактик показали, что первая из них - это "пассивная галактика", галактика поля http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91716#msg91716 с низким темпом звездообразования в течение всей истории, а вторая - галактика с достаточно активным звездообразованием - и ни в одной из них нет никаких признаков прошлой активности ядра. То есть, внезапная активизация ядра - это не активизация после некоторой паузы, а первое за миллиарды лет проявление активности, развившееся в течение считанных дней или недель.

Отсюда мог бы последовать странный вывод - морфологически активность ядра может запускаться без аккреционного диска (такое образование внезапно появиться не может) одной лишь черной дырой. Непонятно только, как.

Правда, есть другой, не столь странный вариант - в обоих случаях произошел орбитальный захват центральными черными дырами галактик объекта меньшей массы, и теперь наблюдается излучение, соответствующее его периоду обращения. Проверить, так ли это, можно систематическими наблюдениями в течение следующих лет, чтобы увидеть возможную орбитальную эволюцию системы.
Жаль, что чувствительность существующих детекторов гравитационных волн не позволяет проверить излучение от центров этих галактик.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 25 Янв, 2023, 14:33:40
Про гравитационное линзирование сверхновой я недавно рассказывал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg113148#msg113148.
Но бывают и более интересные вещи.
Года полтора назад, проанализировав данные наблюдения старого гамма-всплеска GRB950830 (1995 года), интересного при наблюдении двойным пиком гамма-квантов, заподозрили, причем, весьма убедительно - вероятность около 99,8% - что он по пути к нам подвергся гравитационному линзированию черной дырой промежуточной массы с массой 45 - 70 тысяч масс Солнца.

Гамма-всплеск произошел примерно на красном смещении z=2 (около 10,5 миллиардов световых лет по времени распространения http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77531#msg77531 ), линза находилась ориентировочно на красном смещении z=1 (порядка восьми миллиардов световых лет).
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 25 Янв, 2023, 15:59:49
     фок Гюнце, у Вайнберга нейтрино вышли из равновесия с другими частицами когда температура Вселенной упала до 10 миллиардов, это примерно от секунды до полутора секунд от начальной сингулярности. Но это процесс постепенный, они еще некоторое время могли оказывать влияние. Правда, как Вы говорите, до возраста фотонного реликтового фона это действительно практически сошло на нет. Но может быть не всё так просто. Даже в ядре звезды некоторые реакции идут очень медленно, поскольку зависят от слабого взаимодействия. Шанс вступить в такую реакцию у отдельного ядра выпадает за время большее чем время жизни звезды.  Плотность нейтрино для этого может быть не безразлична.  Однако, речь об очень медленных процессах. Так что я соглашусь, что на взрывы сверхновых это не должно влиять.

     Популяризаторы астрономии очень часто упоминают, но ни разу не смогли внятно объяснить кое-что о расширении Вселенной.
    Часто рассказывают, что если плотность Вселенной больше некоторой критической то Вселенная замкнутая, а если плотность меньше, то открытая. Но ведь Вселенная расширяется. Это значит, что плотность меняется. Даже если сейчас плотность ниже критической, то раньше она точно была выше критической!
     Это получается, что Вселенная была замкнутая, но вывернулась что ли?  ??? Что-то тут не так или объяснить простыми словами не могут?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 25 Янв, 2023, 18:28:35
     фок Гюнце, у Вайнберга нейтрино вышли из равновесия с другими частицами когда температура Вселенной упала до 10 миллиардов, это примерно от секунды до полутора секунд от начальной сингулярности.
Здесь, если позанудствовать,  сам собой возникает, конечно, вопрос, откуда известна масса нейтрино - пока, в лучшем случае, известно только примерное ограничение сверху на сумму масс флейворов (0,00000022 массы электрона, не более). А говоря очень формально, и само количество флейворов нейтрино неизвестно - хотя, конечно, измеренное по угловому распределению регулярных неоднородностей реликтового фона значение 3,26±0,35 - это все же три, и как раз три флейворов нейтрино нам известны.
Так что так уж точно определить это время не так просто.
Ну, да ладно - на последующую историю нуклеосинтеза до рекомбинации это все равно влиять не могло; а уж на термоядерные реакции последующих сотен миллионов и миллиардов лет - тем более.

Но это процесс постепенный, они еще некоторое время могли оказывать влияние.
/*С любопытством*/ Какое?
Расширение Вселенной с падением плотности энергии - процесс непрерывный; термодинамическое равновесие первых секунд при тех величинах горизонта было строгим; откуда разброс энергий частиц, необходимый для того, чтобы процесс отделения нейтрино от остального вещества длился сколько-нибудь значимое время?

Правда, как Вы говорите, до возраста фотонного реликтового фона это действительно практически сошло на нет. Но может быть не всё так просто. Даже в ядре звезды некоторые реакции идут очень медленно, поскольку зависят от слабого взаимодействия. Шанс вступить в такую реакцию у отдельного ядра выпадает за время большее чем время жизни звезды.
Разумеется. Но отчего этот шанс, сиречь интенсивности реакций, вдруг изменился со временем?

Плотность нейтрино для этого может быть не безразлична.
Да, если речь идёт о величинах, характерных, скажем, для нейтринного потока при взрыве сверхновой типа II. Но таких нейтринных полей с момента отделения нейтрино уже не бывает. 
 
     Популяризаторы астрономии очень часто упоминают, но ни разу не смогли внятно объяснить кое-что о расширении Вселенной.
    Часто рассказывают, что если плотность Вселенной больше некоторой критической то Вселенная замкнутая, а если плотность меньше, то открытая. Но ведь Вселенная расширяется. Это значит, что плотность меняется. Даже если сейчас плотность ниже критической, то раньше она точно была выше критической!
     Это получается, что Вселенная была замкнутая, но вывернулась что ли?  ??? Что-то тут не так или объяснить простыми словами не могут?
Понимаете, критическая плотность обычно приводится в виде ρс = 3Н2/(8πG), где Н - постоянная Хаббла, а G - гравитационная постоянная.
Ну, а если вспомнить, что в норме для любого момента времени при равномерном расширении Н = 1/Т, где Т - текущий возраст Вселенной, получаем ρс ~ Т-2. Критическая плотность снижается со временем.
И если сейчас плотность - критическая (а Вселенная плоская, и средняя сумма углов треугольников в ней равна 180°), то и раньше она была критической (а Вселенная плоской), и позже останется  критической (а Вселенная плоской).
Есть, конечно, модели, в которых плотность в будущем будет ниже критической - но они сомнительны. И весьма.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 26 Янв, 2023, 15:20:14
Интересное

На расстоянии около 160 миллионов световых лет от нас есть интересная галактика NGC 3393. Обычно ее считают спиральной галактикой с баром.
Вот она какая.
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e1/Active_Nucleus_of_NGC_3393.png)

По активности ядра галактика относится к сейфертовским (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76866#msg76866).

Присмотревшись (внимательно присмотревшись!), нетрудно понять, что структура галактики не слишком обычна для обыкновенных спиральных галактик с баром. Бар виден, балдж виден - а вот что такое старая (судя по желтому цвету - это значит, что в ней больших короткоживущих голубых звезд уже не осталось) обрамленная кольцеобразной голубой зоной звездообразования  центральная область? И отчего столь бледна и неплотна остальная, периферийная часть галактики, в которой даже рукава видны лишь по областям звездообразования?

Если присмотреться к галактике получше - а именно, посмотреть на ее комбинированное (оптика плюс рентген) изображение, все станет еще интереснее: 

(https://heasarc.gsfc.nasa.gov/Images/objects/heapow/active_galaxies/ngc3393_chandra.jpg)

Здесь оптическое изображение золотистое, ренгеновское - синее.
Голубой цвет - мягкий рентген. Это - излучение горячего газа, демонстрирующее активность ядра, нагревающего и выбрасывающего газ в централной области галактики.
А на вставке справа сверху - более жесткое рентгеновское излучение. Очень горячий, десятки и сотни миллионов градусов, газ. И две яркие области. Это уже - внутренние части двух аккреционных дисков в центре галактики.
Да, сверхмассивная черная дыра в этой галактике - двойная. Кстати, ближайшая к нам двойная сверхмассивная черная дыра.

Ну, и чтобы не интриговать далее - выводы вкратце.

Галактика NGC 3393 является продуктом слияния двух галактик - крупной спиральной и небольшой эллиптической - произошедшего немногим более миллиарда лет назад. В результате такого слияния галактик разных масс структура спиральной галатики, как бар, так и балдж, состоящие из старых красных звезд, ухитрилась сохраниться и осталась достаточно четко наблюдаемой, хотя сама галактика приобрела необычные черты. Зато на нее "наделась" морфология захваченного маленького эллиптикала.

При этом от каждой из родительских галактик NGC 3393 унаследовала по центральной сверхмассивной черной дыре. В результате в данный момент в ядре NGC 3393 находятся две обращающиеся вокруг общего центра масс черные дыры массами примерно в миллион и восемьсот тысяч масс Солнца, разделенные очень малым расстоянием в 490 световых лет.
Двойных сверхмассивных черных дыр известно, как я говорил, не так уж мало, и все такие системы образуются при слиянии галактик - но наблюдать двойную дыру в центре спиральной галактики, сохранившей типичную спиральную структуру, достаточно необычно.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 27 Янв, 2023, 11:30:23
Segue 2

Полюбуйтесь галактикой Segue 2...

(https://cdn.sci.news/images/enlarge/image_1147_1e-segue-dwarf-galaxy.jpg)

Она является очень хорошим примером того, зачем нужно определять понятие галактики и отличать галактики от шаровых звездных скоплений.

Обычные шаровые звездные скопления насчитывают от десяти тысяч до миллиона звезд. В галактике Segue 2 - карликовой сферической галактике класса dSph, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76818#msg76818, былой жертве эффекта Матфея http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77234#msg77234 и, особенно, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91726#msg91726 - насчитывается всего лишь чуть больше тысячи звезд, так что она не тянет даже на небольшое звездное скопление. Светимость галактики в триста раз превышает солнечную, то есть, эта, с позволения сказать, галактика сравнима по яркости с небольшой звездой-гигантом и далеко уступает звездам - сверхгигантам (яркость галактики в несколько сотен раз слабее, например, яркости Бетельгейзе или в шестнадцать тысяч раз меньше яркости знаменитой эты Киля. А чемпиону по светимости - звезде R136a1 в Большом Магеллановом Облаке - она уступает почти в тридцать тысяч раз).

Но тем не менее, это странное небесное создание - галактика. Изучение скоростей звезд, входящего в ее состав, показывает, что ее суммарная масса по оценкам равна примерно шестистам тысячам масс Солнца. И, соответственно, примерно 99,9% ее массы составляет темная материя, а видимое вещество весит примерно лишь одну тысячную ее массы.  Металличность звезд галактики уступает солнечной на два порядка, звездообразование в ней прекратилось не менее десяти миллиардов лет назад.

И вот тут стоит задуматься о том, что в обыденной жизни при слове "галактика" представляются миллиарды, сотни миллиардов и триллионы звезд... Ан, нет, вот Вам, скромный батальон, вполне обоснованно причтенный к полноценным армиям. И вот тут стоит осознать, что в нашей Вселенной примерно 90% галактик имеют светимость, уступающую светимости любой звезды класса О.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: passer-by от 27 Янв, 2023, 11:49:52
Цитировать
И вот тут стоит задуматься о том, что в обыденной жизни при слове "галактика" представляются миллиарды, сотни миллиардов и триллионы звезд... Ан, нет, вот Вам, скромный батальон, вполне обоснованно причтенный к полноценным армиям. И вот тут стоит осознать, что в нашей Вселенной примерно 90% галактик имеют светимость, уступающую светимости любой звезды класса О.

Именно так всегда и представлялось.  :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 27 Янв, 2023, 11:51:05
Список ближайших к нам и к Млечному пути галактик

1. Карликовая галактика Большого Пса. Удалена от центра Млечного пути на 42 kly (тысяч световых лет), от Солнца - на 25 kly (ее центр находится к нам ближе,чем центр нашей собственной Галактики). Насчитывает около миллиарда звезд. Практически разрушена гравитацией Млечного пути, ее звезды образуют звездный поток http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112865#msg112865, опоясывающий нашу Галактику в три оборота.
2. Карликовая эллиптическая галактика в Стрельце. Удалена от центра Млечного пути на 50 kly, от нас - на 65 kly. Диаметр галактики - около 10 kly.
3. Segue 2 в Овне. Чуть ли не самая маленькая из известных галактик (меньше ее только Willman 1, имеющая зато чуть большую яркость). О ней - в предыдущем посте. Насчитывает несколько тысяч звезд - меньше, чем любое шаровое звездное скопление. При этом ее масса равна 550 тысячам солнечных, и 99,9% массы галактики составляет темная материя.
4. Карликовая галактика Большой Медведицы II. Удалена от центра Млечного пути на 98 kly. Крошечная галактика размерами 815х408 световых лет насчитывает несколько тысяч звезд и имеет яркость, меньшую, чем, к примеру, Канопус.
5. Карликовая галактика Волопас II. Удалена на 136 kly. Светимость - всего тысяча солнечных, более 99% массы галактики определяются темной материей.
6. Карликовая галактика Волос Вероники. Удалена на 137 kly. Яркость - 3700 солнечных, также состоит практически только из темной материи (суммарная масса - около 1,2 миллиона солнечных).
7. Карликовая галактика Волопас III. Удалена на 150 kly. Яркость - 18000 солнечных, диаметр - около тысячи световых лет.

Особенностью всех перечисленных галактик является то, что их звездное население принадлежит ко II типу (звезды второго поколения) и насчитывает около 12 миллиардов лет от роду, то есть эти галактики - очень старые, не переживавшие звездообразования с момента формирования и относящиеся к древнейшему типу галактик Вселенной. Причины того, что они маленькие и тусклые, приведены здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91726#msg91726.
И только на восьмом месте находится ярчайший и крупнейший спутник Млечного пути - Большое Магелланово облако (LMC). Удалено на 163 kly. Содержит 30 миллиардов звезд, имеет массу в 3% массы Млечного пути и размер - до 20 kly. Является достаточно крупной галактикой с весьма активным звездообразованием. О нем - http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91753#msg91753.
А вот Малое Магелланово облако (SMC), удаленное примерно на 197 kly и насчитывающее 1,5 миллиарда звезд, по расстоянию от Млечного пути находится лишь на одиннадцатом месте - карликовые галактики Малой Медведицы и Волопас I находятся на 3 - 5 тысяч световых лет ближе.
А вообще, на расстоянии менее восьмисот тысяч световых лет находится не менее двадцати пяти галактик-спутников Млечного пути.

Для сравнения: Млечный путь имеет массу от одного до двух триллионов солнечных масс (скорее всего, ближе к верхнему пределу), насчитывает около двухсот-трехсот (примерно) миллиардов звезд и имеет диаметр около 120 kly.
Ну, и просто, чтобы напомнить - шаровое скопление ω Центавра, расположенное от нас в 18300 световых годах, является остатком древней карликовой галактики, поглощенной Млечным путем. Можно попытаться принять его за ближайшую галактику, расположенную внутри нашей родной (хотя этого никто не делает). Напомню, что оно такое не одно  есть еще и 47 Тукана, и  FSR 1758 http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112996#msg112996.
Замечу, кстати, что и по массе, и по светимости эти поглощенные галактики заметно превосходят большинство галактик приведенного списка. Так что если наша Галактика прихватила в прошлом галактики типа Willman 1 или Segue 2, найти их нынче будет практически невозможно - и тут мы вспомним, например, звездный поток GD-1 http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112865#msg112865. Или Гиады http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91895#msg91895.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 27 Янв, 2023, 11:54:01
Цитировать
И вот тут стоит задуматься о том, что в обыденной жизни при слове "галактика" представляются миллиарды, сотни миллиардов и триллионы звезд... Ан, нет, вот Вам, скромный батальон, вполне обоснованно причтенный к полноценным армиям. И вот тут стоит осознать, что в нашей Вселенной примерно 90% галактик имеют светимость, уступающую светимости любой звезды класса О.

Именно так всегда и представлялось.  :)
А галактика - это скопление темной материи. Если что-то видимое к ней и притянулось - это уже не принципиально (хотя видимая материя на галактику все же как-то действует - вспомним, например, гравитационную обратную связь http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91945#msg91945 и ее последствия).   
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 27 Янв, 2023, 14:11:38
Хорошая вещь - научный язык...

"Очевидно, что покраснение эллиптических галактик с ростом их светимости и обрезание наблюдаемого распределения их звезд по металличности на высоких значениях однозначно подтверждают зависимость интенсивности галактического ветра в эллиптических галактиках от их массы".
Ну, и возражение:
"Указанный факт на самом деле не столь очевиден, поскольку как наблюдаемая для эллиптических галактик зависимость "цвет-светимость", так и обрезание распределения звезд на высоких значениях металличности могут определяться ранними событиями сухого мерджинга, характерными для массивных галактик".
Просто и изящно. Если понять, что сказано...
Очевидно же!

В общем, в переводе на человеческий язык, сказано в диалоге следующее:

Известно, что эллиптические галактики обладают интересным свойством - с ростом их абсолютной светимости их показатель цвета также растет. То есть, чем ярче эллиптические галактики, тем в среднем они являются более красными.
Также известно, что изначально во Вселенной существовали практически только водород и гелий, а более тяжелые элементы (металлы) образовывались заметно позже, после образования звезд и в результате их эволюции. Звезды первого поколения в начале жизни металлов в составе не имели, звезды второго поколения, образовывавшиеся из материала, обогащенного остатками жизнедеятельности звезд первого поколения, имели металлов немного, а звезды последующих поколений имели металлов больше.
У эллиптических галактик большой светимости отмечается обрезание звезд по металличности - практически все звезды имеют металличность (содержание элементов тяжелее гелия) не выше некоторого порогового значения, варьирующегося в зависимости от массы галактики, а звезды большей металличности практически отсутствуют.
Что это все означает...

Изначально в галактике могут рождаться звезды разных масс. Мы знаем, что, чем звезда больше по массе, тем она является более яркой. Но это еще не все - маленькие звезды являются более красными, а большие - более голубыми, то есть, показатель цвета звезды падает с ростом ее массы. Таким образом, учитывая, что именно большие яркие голубые и белые звезды вносят основной вклад в светимость (хотя их и меньше), изначально объект, в котором только что произошло или происходит звездообразование, является и выглядит ярким и голубым.
Однако продолжительность жизни звезды существенным образом зависит от ее массы и с ростом массы быстро падает. Массивные голубые звезды массами выше пятидесяти солнечных с показателем цвета B-V, равным -1 и менее, живут несколько миллионов лет, бело-голубые с показателями цвета в районе от нуля до -1 - несколько десятков миллионов лет, белые с показателем цвета нуль и несколько более - несколько сотен миллионов лет, а желтые (как наше Солнце) с показателями цвета более 0,5 - несколько миллиардов лет. Таким образом, если звездообразование в галактике прекратилось, то в дальнейшем галактика начинает краснеть за счет того, что в ней умирают голубые и белые звезды, а остаются лишь желтые и красные. И чем дольше времени прошло со времени прекращения звездообразования, тем более красной является галактика - в ней начинают умирать еще и желтые звезды.
Таки образом, покраснение эллиптических галактик с ростом их светимости означает, что чем выше светимость галактики (определяемая количеством звезд в ней), тем раньше в ней закончилось звездообразование. Казалось бы, парадоксальный вывод - интуитивно ожидаешь, что все должно быть наоборот: чем больше звезд в галактике, тем дольше они образовывались... А все обстоит наоборот - чем больше звезд в эллиптической галактике, тем раньше в ней прекратилось звездообразование (в самых массивных - не один миллиард лет назад). Даунсайзинг, как и было сказано...

Может возникнуть вопрос - а вдруг речь идет не о прекращении звездообразования, а о снижении его темпов. Тогда, казалось бы, должно наблюдаться то же явление - новые звезды образуются, но темп рождения массивных белых и голубых звезд ниже, чем темп их смерти. Или, скажем, по какой-то причине в массивных галактиках образуются только маленькие красные звезды. Тогда тоже, чем массивнее галактика тем она была бы краснее.

А вот тут вспоминаем вторую посылку первой фразы - про металличность. Последующие поколения звезд должны бы были иметь более высокую металличность, и в спектре галактики были бы видны линии металлов. А раз наблюдается отсутствие звезд высокой металличности - значит, начиная с некоторого поколения, новые звезды в галактике (пусть даже красные) не образовывались.
Таким образом, начало первой переводимой фразы ("покраснение эллиптических галактик с ростом их светимости и обрезание наблюдаемого распределения их звезд по металличности на высоких значениях") в переводе на человеческий язык означает, что чем больше эллиптическая галактика, тем в более древние времена в ней прекратилось образование новых звезд.

Далее, размышляем о возможных причинах прекращения звездообразования в массивных эллиптических галактиках.
В принципе, казалось бы, причина одна - газ кончился. И логика есть - она потому массивная, что быстро израсходовала весь газ, образовала из него много звезд и стала большой. А другие, более экономные, газ израсходовать не успели.
Однако все не так просто.
Во-первых, другие, более экономные, казалось бы, должны были израсходовать газ попозже, но все равно стать большими - так что наблюдались бы эллиптические галактики большой светимости разных цветов, и зависимости показателя цвета от светимости галактики не было бы.
Во-вторых, газ в галактике - не бензин в баке, он мгновенно кончиться не может. Он должен был бы заканчиваться постепенно, темп звездообразования тоже падал бы плавно, так что никакого обрезания звезд по металличности не было бы - наблюдалось бы не отсутствие звезд поздних поколений, а плавный и постепенный спад их количества.

Таким образом, рождается вывод - в массивных галактиках образование звезд прекращалось не потому, что газ заканчивался сам по себе, а потому, что существовал фактор, прерывающий звездообразование. И этим фактором был галактический ветер - течения в межзвездном газе, "выдувающие" его из галактики, которые были тем более сильными, чем более массивной была галактика. Собственно, галактическому ветру даже не нужно выдувать весь газ - достаточно снизить его концентрацию до того состояния, при котором плотность тепловой энергии превосходит плотность гравитационной энергии - при этом газ уже не сможет сжиматься, образовывая газовые облака, фрагментирующие на протозвезды.
Откуда берется галактический ветер? От взрывов сверхновых. Взрыв сверхновой выбрасывает потоки газа во все стороны на огромной скорости - и если эти взрывы происходят достаточно часто (а мы знаем, что при очень интенсивной вспышке звездообразования взрывы сверхновых в галактике могут происходить даже несколько раз в год), то в результате создаются мощные потоки газа (галактический ветер), который буквально выдувает газ вначале из центра галактики к периферии, а потом и из периферии - в межгалактическое пространство.

Таким образом, вторая часть первой фразы означает следующее: чем массивнее была некогда эллиптическая галактика, тем чаще в ней взрывались сверхновые, которые в результате выбросили газ из галактики, навсегда прервав образование звезд в ней.

А вся первая фраза в целом окончательно интерпретируется таким образом: чем больше эллиптическая галактика, тем в более древние времена в ней закончилось звездообразование, и объясняется это тем, что рождение самых массивных эллиптических галактик происходило в древние времена и сопровождалось мощнейшей и очень кратковременной вспышкой звездообразования, при которой родилось много массивных звезд, взорвавшихся в течение короткого времени как сверхновые, породившие галактический ветер, выдувший из галактик газ и прекративший процесс образования новых звезд, а менее массивные эллиптические галактики формировались с менее интенсивным звездообразованием, и звезды в них образовывались в течение более продолжительного времени.
Все действительно просто.

Теперь о второй фразе - возражении на первую.
Мы знаем, что большие галактики в большинстве своем окружены малыми галактиками - спутниками. Более того, мы знаем, что крупные галактики во многом формировались за счет каннибализма - поглощения большими галактиками малых, а эллиптические галактики - еще и за счет слияния крупных спиральных. Процесс поглощения большой галактикой меньшего собрата, вернее, инкорпорации галактики или скопления звезд в другую галактику, именуется, как всем (читающим тему) прекрасно известно, мерджингом.
Кроме этого, мы знаем, что гравитационное взаимодействие между галактиками может привести к интенсивному звездообразованию в них.
Самый близкий пример - Большое Магелланово облако.
В результате, если галактика-спутник приближается к гигантской галактике, в ней может произойти такая вспышка звездообразования, что весь газ в ней быстро израсходуется, в результате чего к моменту поглощения спутника гигантской галактикой газа в спутнике уже не останется - одни звезды ("сухой мерджинг" - поглощение галактики, не содержащей газа).
Таким образом, возражение переводится на человеческий язык так:
Если в древние времена крупные галактики интенсивно поглощали много галактик-спутников, предварительно провоцируя в них звездообразование, в результате будет наблюдаться именно то, что наблюдается - а именно, сверхгигантские эллиптические галактики в которых уже давно не происходит звездообразование (в поглощенных сухим мерджингом остатках, сформировавших за короткое время основную массу галактики, новым звездам просто не из чего было образовываться).

И действительно, просто...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 27 Янв, 2023, 14:15:04
О том, что молодые галактики (или области звездообразования) являются голубыми, а более старые - красными, я рассказывал. И рассказывал, почему - в процессе и сразу после завершения звездообразования в галактике или области звездообразования содержатся (в количестве, определенном начальной функцией масс http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96650#msg96650 - IMF). голубые звезды большой массы, пусть даже в незначительном количестве, а их светимость сравнительно с желтыми и красными звездами средних и малых масс непропорционально велика, так что именно они определяют, в основном, цвет (и задают светимость) галактики или области звездообразования.
Однако массивные звезды живут недолго (см. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77110#msg77110 - ориентировочная зависимость продолжительность жизни звезды на главной последовательности http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141 от ее массы) - и спустя какое-то время, по мере того, как они гибнут, взрываются сверхновыми, из их остатков рождаются другие звезды и так далее - словом, по мере эволюции региона, доля массивных звезд в нем падает все сильнее и, соответственно, он становится все более красным. Потом наступает черед менее массивных звезд белых, бело-желтых, потом, спустя миллиарды лет - еще менее массивных, желтых - и регион постаревших (в среднем) звезд краснеет все больше и больше, пока спустя десяток миллиардов лет в нем не остаются лишь красно-оранжевые и красные звезды.

Я упоминал, что этот процесс зависит еще и от металличности звезд, поскольку скорость эволюции и продолжительность жизни звезды зависит не только от ее массы, но и от содержания в ней элементов тяжелее гелия (металлов). С ростом металличности звезд время их жизни на главной последовательности при одной и той массе сокращается.

А теперь я решил привести несколько числовых данных, которые показывают, с какой скоростью краснеет галактика (или ее область) с течением времени в зависимости от металличности ее звезд. Покраснение измеряется стандартным образом - величиной интегральных показателей цвета U-B и B-V, о которых шла речь здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77390#msg77390   

Итак, для металличности исходных звезд в 20% солнечной при стандартной IMF темп покраснения (изменения интегральных показателей цвета) этой совокупности звезд выглядит так:
Спустя миллиард лет - U-B=0,10, B-V=0,41;
Спустя два миллиарда лет - U-B=0,15, B-V=0,64;
Спустя три миллиарда лет - U-B=0,17, B-V=0,74;
Спустя пять миллиардов лет - U-B=0,18, B-V=0,77;
Спустя семь миллиардов лет - U-B=0,20, B-V=0,81;
Спустя девять миллиардов лет   - U-B=0,22, B-V=0,83;
Спустя одиннадцать миллиардов лет   - U-B=0,24, B-V=0,85;
Спустя тринадцать миллиардов лет - U-B=0,26, B-V=0,86;
Спустя пятнадцать миллиардов лет - U-B=0,26, B-V=0,86.
 
Разумеется, последние величины - сугубо расчетные, ибо пока в мире еще ни разу не проходило пятнадцати миллиардов лет.

Для металличности исходных звезд, равной солнечной, темп покраснения равен:
Спустя миллиард лет - U-B=0,21, B-V=0,59;
Спустя два миллиарда лет    - U-B=0,28, B-V=0,80;
Спустя три миллиарда лет   - U-B=0,40, B-V=0,89;
Спустя пять миллиардов лет - U-B=0,45, B-V=0,93;
Спустя семь миллиардов лет - U-B=0,48, B-V=0,95;
Спустя девять миллиардов лет - U-B=0,54, B-V=0,98;
Спустя одиннадцать миллиардов лет   - U-B=0,59, B-V=1,00;
Спустя тринадцать миллиардов лет - U-B=0,64, B-V=1,02;
Спустя пятнадцать миллиардов лет - U-B=0,69, B-V=1,04.

Для металличности 2,5 от солнечной (то есть, звезд четвертого, пятого и более поздних поколений):
Спустя миллиард лет - U-B=0,36, B-V=0,79;
Спустя два миллиарда лет - U-B=0,45, B-V=0,89;
Спустя три миллиарда лет   - U-B=0,53, B-V=0,94;
Спустя пять миллиардов лет - U-B=0,69, B-V=1,03;
Спустя семь миллиардов лет - U-B=0,81, B-V=1,08;
Спустя девять миллиардов лет - U-B=0,87, B-V=1,10;
Спустя одиннадцать миллиардов лет   - U-B=0,91, B-V=1,12;
Спустя тринадцать миллиардов лет - U-B=0,95, B-V=1,13;
Спустя пятнадцать миллиардов лет - U-B=0,98, B-V=1,14.

Обратите внимание, насколько быстрее умирают звезды высокой металличности (особенно, массивные) по сравнению с низкометалличными звездами первого (особенно!) и второго поколений.

А теперь нетрудно видеть, что, определив цвет галактики и его интегральные показатели, а также зная по спектру металличность ее звезд, можно определить, когда в этой галактике закончилось звездообразование (или, по крайней мере, завершился его основной этап).
К примеру, интересно знать, что у гигантских эллиптических галактик показатель B-V с ростом их массы, как правило, растет от 0,75 до 0,92 (см, кстати, предыдущий пост).
К примеру, у ближайшего к нам ископаемого кластера http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91661#msg91661 - эллиптической галактики класса D http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76818#msg76818 NGC 6482 интегральные показатели цвета равны U-B=0,36, B-V=0,9. Делаем выводы.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 27 Янв, 2023, 14:37:34
Интересное - двойная дыра и четыре джета

Двойная черная дыра и ее четыре джета в центре гигантской эллиптической галактики NGC1128.
(http://images.ipac.caltech.edu/chandra/319/chandra_319_2400.jpg)
Синий цвет - рентгеновское излучение рассеянного газа в центральной области галактики, нагретого до нескольких миллионов градусов.
Розовый цвет - радиоизлучение джетов.
Белый цвет - раскаленные аккреционные диски вокруг черных дыр.
Дыры обращаются друг вокруг друга с орбитальной скоростью 1200 км/с, закручивая джеты и интенсивно поглощая газ. Расстояние между черными дырами - 25 тысяч световых лет (почти четверть диаметра диска Млечного пути!).
Все это вместе иногда обозначается как квазар 3С75.
Удаление от нас - 300 миллионов световых лет.
Пара образовалась при слиянии двух родительских галактик в одну эллиптическую.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 27 Янв, 2023, 18:57:34
Of Mice and Men

Много лет назад жил на свете один специалист по экспериментальной лингвистике по имени Ифтах (на русском языке его имя чаще передается как Иеффай). Из литературы известно, что на основе своих исследований он провел эксперимент по определению характеристик личности (в данном случае - ее, личности, места жительства) по особенностям речи.
Методика эксперимента описана в литературе (описание на русском языке - см. Книгу Судей, гл. 12, ст. 6). Заключалась она в том, что объекту эксперимента предлагалось произнести слово "шибболет", и на основании результата делались соответствующие выводы.
Там же указано, что эксперимент окончился успешно - гибелью 42 тысяч человек.

Эксперимент благополучно завершен, но методика осталась. Например, попросите какого-нибудь человека произнести вслух фразу: "Сверхновая небольшой массы могла запустить формирование Солнечной системы" (для этого, замечу, не нужно слепо копировать изложенную методику и искать переправу через Иордан. Эксперимент можно провести в любом другом удобном месте). При этом внимательно следите за акцентуацией.

Если человек выделяет слово "сверхновая" или блок "сверхновая могла запустить формирование Солнечной системы", то это - журналист, пересказавший очередную новость науки (тогда следует действовать далее по указанной методике) или же его невинная жертва, прочитавшая изваянную им статью (тогда закалывать ее у переправы или же в ином месте не следует).

А вот если он выделит слова "небольшой массы" - то это автор перевранной журналистом статьи или просто человек, немного знающий тему: ему и так известно, что Солнечная система образовалась как следствие произошедшего незадолго до этого взрыва сверхновой (а скорее всего, двух последовательных взрывов сверхновых), так что интересным для него является именно тот факт, что второй взрыв, непосредственно предшествовавший формированию Солнечной системы, мог быть взрывом маломассивной сверхновой массой около 12 солнечных.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 27 Янв, 2023, 20:21:44
И еще об эффекте Матфея и немного - об эгоизме

О том, что расстояния между галактиками невелики (относительно, конечно) и даже сегодня могут быть сравнимыми с размерами галактик, я писал.
Разумеется, раньше, когда пространства во Вселенной имелось намного меньше, сравнительные расстояния между галактиками были еще меньшими. А во времена формирования галактик им в мире было совсем тесно.

Об эффекте Матфея - механизме, который на заре времен приводил к тому, что большие галактики росли быстро, меньшие - меньше, а еще меньшие вообще не росли, что и вызвало наблюдающуюся сегодня дифференциацию размеров галактик, я писал не раз, например, здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77234#msg77234 и здесь http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91726#msg91726.
При этом я рассказывал, что он был связан с тем, что излучение ранних звезд "выдувало" свободный газ из галактик, так что сохранить его могли только самые большие из них.

А теперь я подумал, что стоит обратить внимание на интересные следствия этого эффекта.

Представим себе, что в силу каких-то причин в те далекие времена (или даже в более поздние, недалекие, а возможно, но менее вероятно - и в нынешние) в одной из галактик, находящеся в тесном окружении, началась бурная вспышка зведообразования. Эта вспышка сопровождалась мощным ультрафиолетовым излучением рожденных гигантов, взрывами сверхновых, потоками высокоэнергичного звездного ветра - словом, многими эффектами, приводящими к нагреву и ионизации окружающего газа. Как показывают наблюдения, эффект ионизации газа может наблюдаться вокруг галактики с активным звездообразованием на растояниях порядка сотен тысяч световых лет - а в таком радиусе может находиться несколько галактик - соседей. Вспомним наши собственные окрестности http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg113336#msg113336

А результат оказывается интересным: особо активное звездообразование в одной из галактик нагревает и ионизирует газ в ее соседях - а это означает, что в соседних галактиках коллапс газовых облаков и образование звезд становятся менее вероятными.
Таким образом, активное звездообразование в какой-либо галактике может весьма эффективно подавлять зведообразование в соседних с ней галактиках.

Замечу, кстати, что в древние времена рождения и бурного роста галактик чем большей (даже случайно) оказывалась юная галактика (или чем раньше по сравнению с соседями она начинала формировать свой звездный состав), тем более интенсивным (в силу ее большего размера) было ее звездообразование, а значит, тем более энергично она подавляла рост соседей.
Вот и еще один механизм ранней дифференциации масс галактик и даунсайзинга http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91726#msg91726
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Янв, 2023, 02:30:37
Кстати, о даунсайзинге

Полюбуйтесь этой фотографией:

(https://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2013/04/starburst_galaxy_hfls3/12629415-1-eng-GB/Starburst_galaxy_HFLS3_pillars.jpg)
Это - затерявшаяся на небе далекая галактика HFLS3 (кстати, по фотографии очень хорошо видно, что такое "затерявшаяся на небе") в разных длинах волн.

Галактика - HLIRG (напомню: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42670#msg42670 - HLIRG, hyperluminous infrared galaxy, гиперъяркая инфракрасная галактика -  это галактика со светимостью в инфракрасном диапазоне более, чем десять триллионов светимостей Солнца), а значит, это галактика со сверхактивным звездообразованием.

По темпу звездообразования она не является рекордной - в ней звезды образуются "всего лишь" в темпе 2900 масс Солнца в год, что в несколько раз уступает рекордному значению, зато на три с половиной порядка превосходит SFR (темп звездообразования) нашей Галактики.
 
Интересно в ней другое - она наблюдается в тот момент, когда Вселенной было всего лишь 880 миллионов лет, и к моменту наблюдения уже успела набрать барионную (видимую) массу, сравнимую с барионной массой нашей Галактики, относящейся, напомню, к числу гигантских (при этом полная светимость галактики превосходит светимость Млечного пути примерно в две тысячи раз).

Даунсайсинг как он есть - вот так умели расти будущие сверхгиганты галактического мира.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Янв, 2023, 09:00:12
Фейерверк

На фотографии - чудесная спиральная галактика с баром NGC 6946, удаленная от нас примерно на 22 миллиона световых лет.

(https://apod.nasa.gov/apod/image/1201/NGC6946-Subaru-GendlerL.jpg)

За свою форму галактика получила название Фейерверк.

Галактика отличается достаточно активным зведообразованием (в частности, начиная с 1917 года в ней наблюдались девять сверхновых (три - за первое десятилетие нашего века)).

Причину, вернее, источник столь активного звездообразования, долгое время не могли обнаружить, пока лет пять не выяснилось, что галактика активно засасывает в себя интенсивный поток межгалактического холодного газа, который, сжимаясь, служит материалом для формирования новых звезд.

Правда, происхождение интенсивного потока газа пока остается неясным - впрочем, в любом случае, такие газовые волокна грандиозного размера, вернее, уплотнения газа вдоль "нитей" (филаментов) темной материи в межгалактическом ппостранстве, на которые "нанизаны" сами галактики, вполне четко предсказываются теорией.

А вездесущие репортеры успели обозвать (обругать?) NGC 6946 галактикой-вампиром.
На себя бы посмотрели! Мрачное прошлое собственной Галактики вспомнили бы! Да и настоящее тоже - Млечный путь при случае от порции-другой дармового газа из межгалактического пространства тоже отказываться не склонен, а в том, что ему не удалось набрести на столь же тучные пажити, уж никак его заслуги нет.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Янв, 2023, 10:33:32
И кое-что о мерджингах и их видимых последствиях

Присмотритесь к очень небольшой (20 тысяч световых лет) эллиптической галактике PGC 42871 (она же ESO 381-12), удаленной на 270 миллионов световых лет.

(http://cdn.spacetelescope.org/archives/images/large/heic1516a.jpg)

На фотографии хорошо видны несколько последовательно формировавшихся оболочек, обязанных своим происхождением нескольким последовательным мокрым мерджингам (последние, судя по возрасту распределенных в соответствующих оболочках шаровых скоплениях, происходили, ориентировочно, 1,4, 1 и 0,5 миллиарда лет назад).

 Если присмотреться, видны также ударные волны в объеме галактики, вызванные, скорее всего, взаимодействием с находящейся на фотографии справа галактикой PGC 42877 (она же ESO 381-13) при сближении обеих галактик. Вторая галактика, как хорошо видно по ее цвету, отреагировала на это вспышкой звездообразования.

А теперь посмотрите на эту фотографию:

(https://www.gciencia.com/wp-content/uploads/2018/02/NGC474_CfhtCoelum_1500.jpg)

Эта, в принципе, похожая на предыдущую пара - взаимодействующие галактики Arp 227 (эллиптическая галактика NGC 474 и взаимодействующая с ней спиральная).
Эти галактики гораздо крупнее - NGC 474 имеет диаметр около 250 тысяч световых лет - и заметно ближе: пара удалена на сто миллионов световых лет.
 
Как легко видеть, внешняя часть NGC 474 тоже формировалась несколькими последовательными мерджингами, которых было не менее пяти за последнюю пару миллиардов лет, и последние еще явно не закончены. - Обращают на себя внимание также могучие приливные образования (содержащие не только звезды, но и газ и шаровые скопления), определяемые не только взаимодействием с меньшим компаньоном: часть их является остатками поглощенных галактик, ее противолежащими и пока еще не захваченными хвостами.

А еще интересно - то, что обе галактики на фотографии находятся в одном общем облаке достаточно холодного газа, подпитывающем их периферийное звездообразование.   

Забавная особенность NGC 474 - ее регулярно считают линзовидной. Впрочем, PGC 42871 - тоже. Но динамика компонентов достаточно четко указывает, что это - только видимость: обе галактики  несомненно эллиптические.

А вот еще одна галактика, окруженная несколькими оболочками из звезд и газа - остатками былых мерджингов:

(https://i.redd.it/nrf3uyopk5k51.jpg)

Это галактика PGC 6240 (она же AM 0139-655, 2MASX J01413090-6536564, IRAS 01399-6552, IRAS F01400-6551 или APMBGC 080-064+043. Можете назвать ее 6dFGS gJ014131.0-653656, если выговорите), удаленная на 345 миллионов световых лет.

Полюбуйтесь, кстати, множеством далеких фоновых галактик.
 
Основная часть галактики имеет диаметр немногим более ста тысяч световых лет, внешние оболочки увеличивают эту величину раз в пять.
Интересная особенность галактики связана с ее шаровыми звездными скоплениями. Они распределены по возрасту мультимодально - молодое поколение скоплений имеет возраст около четырехсот миллионов лет, следуюшее -  около миллиарда лет, более половины - старые, с возрастом, скорее всего, равным возрасту самой галактики. Думаю, что никого не удивит тот факт, что молодая звездная оболочка тоже имеет возраст четыреста миллионов лет, вторая - постарше, около миллиарда лет.
Да, эти поколения шаровых скоплений и внешние оболочки галактики формировались синхронно.

Забавная подробность: в общем, галактика имеет еще одно собственное имя - ее часто называют  White Rose Galaxy. А в русскоязычной литературе распространено название  Бледная Роза. В общем, английский - он у каждого свой.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 28 Янв, 2023, 17:30:03
   фок Гюнце, про критическую плотность Вселенной вы объяснили понятнее, чем многие авторы научно-популярных книг, большинство которых просто повторяет друг друга.

    Заинтересовало про мельчайшую галактику. Значит галактику от звездного скопления отличают по темной материи. Но разве в шаровых звездных скоплениях совсем нет темной материи?
    В отличие от рассеянных звездных скоплений, существующих внутри галактики, шаровые относительно самостоятельны.
   
    Недавно услышал в видео физика Бояршинова, он рассказывал, что при столкновении сверхмассивных черных дыр в энергию гравитационных волн переходит так много массы, что сотрясается вся галактика. Сотрясается так, что это влияет на звездообразование и вообще галактическая катастрофа. Он сильно преувеличивает?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 28 Янв, 2023, 18:07:16
    Заинтересовало про мельчайшую галактику. Значит галактику от звездного скопления отличают по темной материи. Но разве в шаровых звездных скоплениях совсем нет темной материи?
Аккуратно сформулирую так: плотность темной материи в шаровом звёздном скоплении принципиально не отличается от ее плотности в окружающем пространстве и заметно уступает плотности барионной материи в нем  Конечно, теоретически, за счёт притяжения звезд скопления плотность темной материи в нем и его окрестности должна несколько возрастать, но заметного влияния на динамику скопления это не оказывает.

А минимальный размер галактики определяется, в принципе,  в рамках модели ΛCDM и зависит от температуры (и, стало быть, массы частиц) темной материи как минимальная масса фрагмента темной материи, в котором в правдоподобное время с момента Большого взрыва гравитационная энергия превзошла тепловую (то есть, который мог под действием собственной гравитации начать сжиматься, повышая плотность) на пике плотности первичных  волн в темной материи (соответствовавших акустическим волнам в барионной материи, но отделившихся от них до рекомбинации).
В принципе, если знать точное время начала формирования карликовых галактик и распределение первичных галактик по массам, температура и масса частиц темной материи (или ее основной части) будут отсюда однозначно рассчитаны.

    В отличие от рассеянных звездных скоплений, существующих внутри галактики, шаровые относительно самостоятельны.
Конечно - они намного более массивны, плотны и являются гравитационно связанными.
В принципе, при анализе внутренней динамики галактики шаровые скопления вполне адекватно рассматриваются как единые массивные объекты.
   
    Недавно услышал в видео физика Бояршинова, он рассказывал, что при столкновении сверхмассивных черных дыр в энергию гравитационных волн переходит так много массы, что сотрясается вся галактика. Сотрясается так, что это влияет на звездообразование и вообще галактическая катастрофа. Он сильно преувеличивает?
Ну, технически, конечно, в ближней окрестности дыры это должно провоцировать некоторый рост звездообразования - но в более удаленных областях плотность энергии уже не столь велика - да и процесс кратковременный.
Интересно, кстати, что должны в основном провоцировать звездообразования в окрестности слившихся SMBHs даже не столько собственно гравитационные волны непосредственно, сколько вторичные эффекты, в первую очередь, вызванные ими акустические волны.
Там вообще любопытно - в принципе, физически, достаточно плотная и протяженная газовая среда еще и должна заметно "гасить и размывать" гравитационные волны.
Впрочем, замечу, есть нюанс: в большинстве своем, такие слияния должны происходить в больших эллиптических галактиках, где и плотного холодного газа, пригодного для звездообразования, уже давно практически нет, да и самого звездообразования тоже.
Впрочем, помнится, развлекались расчетами распространения гравитационных волн в таких средах: оказалось, звездная среда тоже должна заметно влиять на гравитационные волны.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 29 Янв, 2023, 14:57:26
Вертушка северная

Это - комбинированная фотография галактики М101 (она же NGC 5457, я и еще ее имена могу привести: IRAS14013+5435, UGC 8981, ZWG 272.21, MCG 9-23-28, KARA 610, VV 344, Arp 26, PGC 50063) Вертушка, Pinwheel, удаленной от нас примерно на 21 миллион световых лет и размерами несколько превосходящей нашу Галактику.

(https://apod.nasa.gov/apod/image/1104/M101HST-Gendler900.jpg)

Классический пример спиральной галактики с чудесно видимыми рукавами и маленьким но хорошо видным балджем.

А широкоугольная фотография позволяет полюбоваться на нее в окружении семи карликовых галактик-спутников (тех спутников, которые покрупнее размером):
   
(https://d1jqu7g1y74ds1.cloudfront.net/wp-content/uploads/2014/07/fov_lines_large1.jpg)

И на ней мы наглядно видим разницу между гигантскими и карликовыми галактиками (обязанную своим происхождением, напомню, древним временам реионизации и"эффекту Матфея", о котором я столько говорил) - и, заодно, причину, по которой так трудно наблюдать карликовые галактики, проводить их статистические исследования и изучать присущие им закономерности.
Ведь это все - совсем близко, в общем, по соседству, всего всего 21 миллион световых лет. А представляете себе изучение таких карликовых галактик в сотнях миллионов, а тем более, нескольких миллиардов световых лет?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 29 Янв, 2023, 15:18:09
Вертушка южная

Только что я рассказывал про галактику М101 Вертушка.
Следует знать, что это - Вертушка северная, находится она в созвездии Большой Медведицы с координатами http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77129#msg77129 R.A 14ч 03м 12,51с, dec. +54° 20′ 53,10″.

Соответственно, чтобы была хоть какая-то справедливость, есть на свете еще и Южная Вертушка, Southern Pinwheel, М83 (она же NGC 5236, PGC 48082 или UGCA 366). Она находится в созвездии Гидра, координаты ее R.A 13ч 37м 0,92с, dec. −29° 51′ 56,74″.

Так что любому жителю Земли хотя бы на какую-нибудь из вертушек всегда можно посмотреть. Если, конечно, у него телескоп найдется - невооруженным глазом они, разумеется, не видны: они словно сговорились, и их видимая звездная величина http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77390#msg77390 почти одинакова и равна примерно 7,5 (а при звездной величине больше шести объект глазом уже невидим).
Впрочем, если знать, куда смотреть, можно обойтись без телескопа - в хороший бинокль Вертушки тоже увидеть можно.

Сама Южная Вертушка на вид хороша:

(https://3.bp.blogspot.com/-ltNe9A1ul-g/UxCEPrc2fvI/AAAAAAAAQXY/9BWEkbl2WFU/s280/m83_MQ1.jpg)

Как легко видеть по пурпурным пятнам (а мы же понимаем, что это - фотография в инфракрасном излучении, и пурпур показывает нагретую рождающимися звездами пыль) в рукавах галактики происходит весьма активное звездообразование. Недаром всего лишь за 60 лет - c 1923 по 1983 - в ней взорвалось шесть сверхновых.

Видимая часть галактики относительно невелика - сорок тысяч световых лет. При этом галактика обрамлена достаточно разреженным кольцом новорожденных звезд диаметром 140 тысяч световых лет, свидетельствующим о процессе формирования звезд на внешнем резонансном радиусе Линдблада http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76820#msg76820.

А кружком на фотографии отмечено место расположения в галактике микроквазара http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112668#msg112668

Вот он, поближе:

(https://cdn.mos.cms.futurecdn.net/agRazquyz5a84unFjiSacK-480-80.jpg)

Сам микроквазар невелик - диаметр черной дыры составляет около ста километров - но длина выбрасываемых им джетов превышает двадцать световых лет.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 29 Янв, 2023, 17:31:06
Кстати, чем хороша астрономия - в частности, тем, что в ней многое куда проще, чем вне ее

Вот, скажем, стратосфера. Что касается Земли - тут существуют разные мнения, и в результате не всегда поймешь, что это у нас такое, чем отличается от чего-то другого, откуда начинается, где заканчивается и почему. А в астрономии - все просто: стратосфера - это область атмосферы с температурной инверсией (ростом температуры с высотой). Вон она, в 850 световых годах от нас на планете WASP-121b, сегодня в другой теме упомянутой - полюбуйтесь!

Или, скажем, металл. Как известно всем и каждому, кто темы "Космос" читал, металл в астрономии - это любой химический элемент, кроме водорода и гелия.
А попробуйте отрешиться от астрономии - и сразу поймёте, как сложен для понимания мир, познаваемый другими науками. Вам сразу напомнят, что слово "металл" является очень многозначным, происходит оно от древнегреческого μεταλλον - горная разработка, копь, рудник, и считается производным от архаичного древнегреческого μέττος, восходящего к праиндоевропейскому *medʰyo - "между", "внутри" (ср. "промежуток", "мезон", "медиана") - ср. праностратический корень "mat(h)" - середина, внутренность.
Заимствованное латинское metallum - горная выработка, рудник; ископаемое, минерал.
И если после этого с происхождением слова разобраться получится, то с его значением - уже сложнее.

Химия объяснит, что металл - это химический элемент, у которого электроны внешней оболочки имеют низкую энергию связи. И пересчитает их Вам поодиночке. Так что, скажем, железо или медь - металлы, а бронза или сталь - вовсе нет. Это вообще не элементы. И предложит выучить список металлов наизусть, потому что у большинства из них на лбу (или в другом месте) не написано. О водороде, скажем, при этом задумается.

Физика начнет спорить, заявляя, что металл - это твердое (или жидкое) вещество (не обязательно химический элемент, может быть и, например, сплав) с электронным газом в своем составе. И заверит Вас, что бронза со сталью - безусловно, металлы. А вообще, берите приборы, скажем омметр - и изучайте. На вопрос, является ли металлом водород или углерод, при этом дипломатично увернется - это, мол, как им повезет.

Не искушенные в физике и химии собеседники будут Вас уверять, что металлом называется любое твердое блестящее и тепло- (а также электро-)проводное вещество. Элемент ли оно или не элемент. Особенно, бронза со сталью. И в спорных случаях предложат потрогать. От ответа на вопрос, является ли металлом твердый водород или, скажем, сильно сжатый углерод, собеседники при этом обычно так или иначе уклоняются, трогать их отказываются.

И только астрономия, повторюсь, отвечает просто и без экивоков: металл - это любой элемент, если он не водород и не гелий. И бронза со сталью, разумеется, в астрономии никак не могут быть металлами - только их смесью. В отличие от серы, фосфора, углерода или кислорода, которые, безусловно, металлами являются.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Янв, 2023, 04:32:14
Красивое. Arp 116 = М60 + NGC 4647

Это - замечательная пара галактик Arp 116, состоящая из гигантской эллиптической галактики (класса Е2) М60 (что? нет, не танк. И не пулемет. Эллиптическая галактика) и спиральной галактики NGC 4647. Я как-то раз их упоминал и показывал.

(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/large/heic1213a.jpg)

М 60 по диаметру больше диска нашей Галактики, хотя и ненамного, но имеет существенно, на порядок большую массу (помните, я рассказывал, что из-за динамического трения гигантские эллиптикалы намного плотнее гигантских дисковидных галактик?) В ее центре находится сверхгигантская черная дыра, масса которой оценивается примерно в 4,5 миллиарда солнечных масс (на три порядка более массивная, чем центральная черная дыра Млечного пути).
Спиральная галактика NGC 4647 немного уступает по размерам и массе нашей Галактике.

У пары - любопытная история изучения.

Изначально считалось, что NGC 4647, хотя и относится к гигантским галактикам, является спутником колосса М60. Потом у этом усомнились - по всем теориям и наблюдениям взаимодействующих галактик, как известно, их гравитационное взаимодействие должно провоцировать вспышку звездообразования. Пусть даже в М60 свободного газа мало, как и должно быть в эллиптических галактиках (они потому и эллиптические, что образовались при слиянии других галактик, пережили при этом активное звездообразование, израсходовали свободный газ и теперь состоят из старых желтых и красных звезд, а яркие голубые успели уже вымереть - и различие цветов хорошо видно на фотографии) - но в NGC 4647 взаимодействие должно было вызвать рождение новых звезд, а его признаков в галактике не отмечено.

Потом решили, что это - визуально двойные галактики, изображение которых случайно находится так близко. И в самом деле, после кропотливых уточнений выяснилось, что расстояние до М60 равно 54 миллионам световых лет, а до NGC 4647 - 63 миллионам, то есть они в действительности находятся друг от друга на расстоянии, раза в четыре превышающем расстояние от нас до галактики Андромеды.

А в конце концов оказалось, что, даже несмотря на то, что их разделяет столь большое расстояние, слабые признаки приливного взаимодействия между галактиками все же присутствуют. Хотя окончательного ответа на вопрос, насколько они в настоящее время гравитационно связаны в своем движении, все же нет.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Янв, 2023, 09:39:18
Красивое. Arp 142 = NGC 2937 + NGC 2936

На этой картинке - пара взаимодействующих галактик: эллиптическая галактика класса Е NGC 2937 и NGC 2936, некогда бывшая спиральной.

(https://apod.nasa.gov/apod/image/1306/arp142_hubble_960.jpg)

В галактике NGC 2936, неофициально именуемой Пингвин (кому-то заблагорассудилось увидеть в этой паре пингвина, охраняющего яйцо), можно рассмотреть остатки спиральной структуры, в частности искаженный приливными силами балдж ("глаз Пингвина", вокруг которого видны остатки бара и основания бывших рукавов). Как это обычно бывает с галактиками, подвергающимися приливным взаимодействиям, в NGC 2936 мы видим мощную вспышку звездообразования.
Разумеется, в эллиптической галактике, в которой практически весь доступный для звездообразования материал давно исчерпан, вспышки звездообразования ожидать не приходится.

Кстати, обратите внимание на многократно упоминавшуюся мной разницу в массах и плотностях: NGC 2936 выглядит намного большей, чем NGC 2937 - а ведь масса последней существенно больше, и она явно гравитационно доминирует в этой паре.

Пара удалена от нас на расстояние около 320 миллионов световых лет и в совокупности составляет систему Arp 142.
Спустя всего лишь несколько сотен миллионов лет галактики сольются и образуют гигантскую эллиптическую галактику класса gE.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Янв, 2023, 12:37:46
Эта бурная тихая жизнь...

Полюбуйтесь фотографией.
Правда, прелесть?

(https://www.nasa.gov/sites/default/files/images/748993main_chandra_full_full.jpg)

Прелесть - это комбинированная фотография небольшой, тихой и спокойной эллиптической галактики 4C+29.30, удаленной на 850 миллионов световых лет.

Золотистый цвет - видимое изображение галактики (диаметр - всего лишь около 200 тысяч световых лет, примерно, как диск Млечного Пути). Голубой - рентгеновское излучение, генерируемое нагретым до многих миллионов градусов веществом. Розовое - радиоизлучение, возникающее там, где это вещество, разогнанное до релятивистских скоростей, тормозится магнитным полем.

Не видим мы на фотографии ничего особенного, поражающего воображение, выдающегося или рекордного - обычное для больших эллиптикалов дело: джеты, выброшенные центральной сверхмассивной черной дырой (не столь уж большой - порядка сотни миллионов солнечных масс), вспарывают насквозь собственную галактику. Бывают джеты, на один-два порядка большие по масштабам, чем эти.
А визуально - мирная эллиптическая галактика, в которой, казалось бы, и традиционно считается, ничего не происходит.

PS А отчего все же происходит, причем, закономерно, кое-что рассказывалось здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78782#msg78782
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 30 Янв, 2023, 13:08:58
    фок Гюнце, как мы все уже знаем, при слиянии черных дыр звездной массы возникают гравитационные волны с длиной волны несколько километров. При слиянии сверхмассивных черных дыр длина волны уже измеряется астрономическими единицами.
    В центрах шаровых скоплений есть черные дыры промежуточной массы. Если бы они сливались, то длина волны была бы сравнима с размерами звезд. И поэтому возникает мысль, а не может ли такая гравитационная волна, проходя сквозь скопление множества звезд, совпасть по длине и вызвать резонанс? И если среди множества звезд есть неустойчивая, то гравитационная волна могла бы ее раскачать и вызвать коллапс или взрыв сверхновой.
    Правда в шаровых скоплениях вроде не бывает сверхновых, но и в самой галактике есть звезды гиганты, которые сравнимы с гравитационными волнами от слияния сверхмассивных черных дыр, а не только массивных.
    Интересно, астрономам приходила идея обнаруживать гравитационные волны от слияния свехрмассивных черных дыр с помощью близких сверхновых? В ядре галактики очень много звезд, теоретически слияние сверхмассивных черных дыр их может затронуть своей волной.
   Интересно, а слияния черных дыр в шаровых скоплениях известны? Сливаются ли вообще шаровые скопления?
   А то может быть появилась бы возможность увидеть как расходящаяся волна вызывает синхронное изменения яркости или каких-то других параметров  у звезд шарового скопления. Прохождение волны от центра до окраин шарового скопления заняло бы примерно столетие или чуть меньше.
   
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Янв, 2023, 13:53:37
    фок Гюнце, как мы все уже знаем, при слиянии черных дыр звездной массы возникают гравитационные волны с длиной волны несколько километров.
Больше - тысячи километров. Там речь идет преимущественно о частотах порядка сотен герц - килогерц.

При слиянии сверхмассивных черных дыр длина волны уже измеряется астрономическими единицами.
И даже больше - там периоды могут быть многочасовыми и даже многосуточными.

    В центрах шаровых скоплений есть черные дыры промежуточной массы.
В норме их там нет.
Разве что, случайно, теоретически, если в результате аккреции вещества (в основном, захвата звезд) образовавшаяся черная дыра звездной массы вдруг вырастет до промежуточного размера. Но в том, что такое может случаться относительно часто, есть большие сомнения. Все же не столь уж малы межзвездные расстояния даже в достаточно плотных шаровых скоплениях. Да и будет она вовсе не в центре.
А если в центре шарового скопления обнаруживается черная дыра заметной (той же, промежуточной) массы - это почти наверняка вовсе не шаровое скопление.
И, замечу, черные дыры промежуточных масс существуют не только в центрах давно захваченных галактик, маскирующихся под шаровые скопления. Есть они и просто в центрах небольших галактик, и могут даже просто бродить по большим галактикам. Я рассказывал. И даже показывал фотографию - http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg113015#msg113015.

Если бы они сливались, то длина волны была бы сравнима с размерами звезд.
Да нет, больше.

И поэтому возникает мысль, а не может ли такая гравитационная волна, проходя сквозь скопление множества звезд, совпасть по длине и вызвать резонанс?
Звезды и не такое переживут - уж изменение размера на несколько миллиметров (и даже намного большее) их точно не побеспокоит.

    Интересно, астрономам приходила идея обнаруживать гравитационные волны от слияния свехрмассивных черных дыр с помощью близких сверхновых?
Астрономам приходила в голову идея обнаруживать гравитационные волны от слияния сверхмассивных черных дыр с помощью пульсаров. Уже давно. И сейчас тайминг импульсов пульсаров ведется, в том числе, и с этой целью - колебания расстояния между нами и пульсаром при прохождении сверхдлинной гравитационной волны более или менее приличной амплитуды будет зафиксирован достаточно надежно.

В ядре галактики очень много звезд, теоретически слияние сверхмассивных черных дыр их может затронуть своей волной.
И что?
Интересно тут лишь то, что в результате амплитуда гравитационной волны при прохождении множества гравитирующих объектов снижается, а спектр частот - "размазывается"

   Интересно, а слияния черных дыр в шаровых скоплениях известны? Сливаются ли вообще шаровые скопления?
Шаровым скоплениям, в принципе, ничто сталкиваться и слиться не мешает - другое дело, что такое может происходить весьма редко.
Но что касается черных дыр - см. выше.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Янв, 2023, 16:56:19
Еще одно напоминание.

Шаровое скопление - это гравитационно связанное скопление звезд, большое, компактное и плотное (плотность расположения звезд на три-пять порядков большая, чем в  окрестностях Солнца).
Генетически оно возникает при эволюции соответствующего скопления газа. Черные дыры в нем могут завестись только в  процессе звездной эволюции и опускаются к центру очень долго. Плотность темной материи в нем может быть повышена только за счет той, которую притянет к себе масса звезд скопления. Видимая (барионная, рассчитанная по количеству звезд) масса скопления практически равна динамической (полной, определенной по движению звезд скопления) массе.
Форма скопления, если оно не деформировано взаимодействием с массивным объектом - равновесная гравистатическая, шаровая.

Карликовая галактика - это скопление темной материи (как и любая другая), к которому притянулась и сумела сохраниться, не потерявшись, какая-то барионная материя. Генетически это - фрагментированный участок первичной волны плотности темной материи (соответствующей первичной акустической волне, рождённой еще в первые мгновения Вселенной). Центральная черная дыра в ней появляется по тому же механизму, как и у прочих галактик. Видимая барионная масса намного, иногда на порядки меньше динамической. Форма соответствует форме фрейма темной материи - более или менее трехосный эллипсоид.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 30 Янв, 2023, 19:04:51
Интересное

У крупнейшей галактики нашей группы (в которой, напомню, всего-то три больших галактики) - галактики Андромеды - есть, как и положено теорией, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42672#msg42672, уйма галактик-спутников.

Один из этих спутников - карликовая галактика Андромеда II (класс dSph, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76818#msg76818 ). Масса галактики достаточно велика для своего класса, всего на порядок с лишним уступает массе Млечного пути. В остальном все более или менее типично: темной материи в галактике - более 95%, возраст звездного населения галактики около девяти миллиардов лет (впрочем, и в этом она - тоже не самая типичная карликовая сферическая галактика, в большинстве своем они постарше; впрочем, совсем уже аномальной ее не  назовешь), металличность составляет около трех процентов солнечной.

А вот что совсем нетипично - галактика имеет в своем составе упорядоченный звездный поток http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91895#msg91895 возраста свыше десяти миллиардов лет. Это показывает, что эта крошечная галактика образована мерджингом и сама по себе является продуктом слияния двух карликовых галактик.

Это - редкое наблюдение мерджинга карликовых галактик. Причем интересно то, что мерджинг произошел спустя достаточно длительное время после формирования галактик, слияние которых породило Андромеду II - галактики при мерджинге были уже достаточно зрелыми.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 31 Янв, 2023, 00:04:40
Красивое. И очень интересное

(https://esahubble.org/static/archives/images/screen/potw1407a.jpg)

Посмотрите на фотографию - она того заслуживает.
 LIRG http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42670#msg42670 - кстати, еще и сейфертовская галактика http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76866#msg76866 - MCG-03-04-014 c расстояния в четыреста пятьдесят миллионов световых лет.

Галактика не просто со сверхактивным звездообразованием - если посмотреть на фотографию, становится ясным, что у нее есть интригующая (и давно) особенность: звездообразование является выраженно асимметричным. Да и симметрия формы галактики тоже нарушена - обратите внимание на "рваный край" с левой верхней стороны, с той самой, в которой преимущественно сосредоточено звездообразование.

В принципе, картина достаточно типична для приливного взаимодействия с сосредоточенной большой массой - скажем, с иной достаточно массивной галактикой. Вот только где она? Ни на этой фотографии, ни на более крупномасштабном обзоре ни одного объекта, который мог бы вызвать такое взаимодействие, не видно.

Остается подозревать, что мы видим взаимодействие с невидимым объектом - а именно, с близко расположенной темной галактикой, не содержащей барионной материи. Только вот... Оцените величину этой темной массы - ведь MCG-03-04-014 достаточна велика, уступает по массе нашей Галактике менее, чем на порядок, а скорее всего, лишь в несколько раз.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 31 Янв, 2023, 14:06:25
(https://alma-telescope.jp/assets/uploads/2012/06/fig2_e-thumb-320xauto-2738.jpg)

Это - инфракрасная фотография галактики LESS J0332 на длине волны 1,12 мм. На ней видно излучение дважды ионизированного азота с длиной волны 0,205 мм (разумеется, излучение за время пути к нам претерпело красное смещение, и в результате то излучение, которое имело при рождении длину волны 205 мкм, принимается нами с длиной волны 1120 мкм).
Нетрудно видеть, что красное смещение галактики составляет z=4,7555, что соответствует расстоянию около 12,4 миллиарда световых лет от нас. То есть, галактика наблюдается в момент, когда Вселенной было менее 1,4 миллиарда лет.

При этом обращает на себя внимание интересное обстоятельство: металличность этой галактики достаточно близка к металличности Млечного пути - галактики с возрастом, большим в десяток с лишним раз.

Напомню, что изначально, начиная с возраста 380 тысяч лет, "видимое" (барионное) вещество Вселенной состояло лишь из водорода и гелия со следовыми количествами лития, а более тяжелые элементы (металлы) начали образовываться лишь в эру реионизации (от ста пятидесяти миллионов лет, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77234#msg77234 ) как результат эволюции и гибели первых звезд (третьего типа населения).

Получается, что химический состав наблюдаемой галактики менее чем через полтора миллиарда лет после рождения Вселенной (и примерно через миллиард лет после ее формирования) был близок к современному, то есть, звездное население галактики эволюционировало очень быстро (как результат очень бурного звездообразования на ранних стадиях развития и большого размера (и кратковременности существования) звезд первого поколения).
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 31 Янв, 2023, 14:14:42
И еще о сверхтонких галактиках

О сверхтонких галактиках я недавно рассказывал - http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112864#msg112864.

А вот показать - не показал.
Очень наглядным примером сверхтонких галактик является IC 2233, удаленная всего на 42 миллиона световых лет. Наглядна она еще и потому, что видна с ребра.
Вот она какая:

(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/large/potw1251a.jpg)


Вот такая галактика - с очень тонким диском и крошечным балджем.

Обратите внимание - диск не только тонкий, но еще и имеет низкую звездную плотность: это хорошо видно хотя бы по тому факту, что желтый балдж с размером оси лишь немного большим толщины диска, вполне нормально просвечивает через этот самый диск.
При этом звездообразование в самом диске есть - обратите внимание на голубые крапинки областей активного звездообразования.
И, кстати, присмотритесь к их расположению - над плоскостью симметрии диска.

И при этом у диска нет такого обычного, классического признака предшествующего звездообразования, как осевая полоса пыли, в норме при виде на диск с ребра хорошо заметная темная тонкая полоса в плоскости симметрии диска.

В общем, галактика, видимая мы на фотографии, имеет явные признаки LSBG, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91716#msg91716 и http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112781#msg112781.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 02 Фев, 2023, 00:16:30
Это - фотография галактики 2MASX J05210136-2521450, одной из ближайших ULIRG, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg42670#msg42670, галактики с мощнейшим звездообразованием, находящейся на красном смещении z=0,0426 (примерно 580 миллионов световых лет).

(https://esahubble.org/static/archives/images/screen/potw1318a.jpg)

Легко видеть, что она (и ее активнейшее звездообразование) является результатом столкновения двух галактик, сформировавшего кольцеобразные и спиралевидные структуры вокруг очень яркого ядра.

Справа виден остаток приливного хвоста одной из слившихся галактик
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 02 Фев, 2023, 17:41:03
фок Гюнце, между нейтронными звездами и черными дырами могут быть промежуточные состояния, предсказываемые разными теориями, о чем вы несомненно слышали. С увеличением массы и плотности, в глубине нейтронной звезды может быть ядро из гиперонов, еще плотнее может быть гиперонная звезда, потом кварковая звезда и где-то за ней неведомая грань, отделяющая материю от окончательного коллапса в черную дыру. Это я клоню к тому, что на определенной стадии звезда становится неустойчивой и готова провалится сама в себя от малейшего колебания. Этим колебанием может быть гравитационная волна.
   Вопрос в том с какого расстояния слияние черны дыр может вызвать схлопывание гиперонных или кварковых звезд.
    фок Гюнце, вы часто упоминали понятие металличность. Ну, как мне кажется, это потому, что после водорода и гелия, третий элемент это металл литий. И были какие-то теории, которые придают литию особое значение в периодической системе элементов. Правда в звездах лития мало, он быстро заканчивается.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 02 Фев, 2023, 18:29:38
фок Гюнце, между нейтронными звездами и черными дырами могут быть промежуточные состояния, предсказываемые разными теориями, о чем вы несомненно слышали.
Нет, про переходные состояния между черной дырой и чем-то материальным я не слышал.

С увеличением массы и плотности, в глубине нейтронной звезды может быть ядро из гиперонов, еще плотнее может быть гиперонная звезда, потом кварковая звезда
Это все - различные гипотетические физические модели, описывающие возможные варианты конфигурации нейтронных звезд. Вопрос об устойчивости таких конфигураций и, соответственно, их физической реализации не разрешен - и при этом принципиально наблюдаемую картину и физические проявления по сравнению с другими моделями он не изменяет. Преимущественно, наблюдаемая картина изменяется лишь различными (причем, не столь уж существенно различающимися) оценками предела TOV (предел Толмена-Оппенгеймера-Волкова, максимум массы, после которого происходит коллапс нейтронной звезды в черную дыру).
Интересно то что по оценкам влияние модели нейтронной звезды на ее максимальную возможную массу меньше влияния ее момента. То есть, проще говоря, вопрос о том, а есть ли гиперонные или же кварковые звезды и в каких случаях, менее значим для наблюдаемой картины,чем вопрос о том, с какой скоростью звезда вращается.

и где-то за ней неведомая грань, отделяющая материю от окончательного коллапса в черную дыру.
Вот эта грань и называется пределом TOV.

Это я клоню к тому, что на определенной стадии звезда становится неустойчивой и готова провалится сама в себя от малейшего колебания.
Да вот как раз малейшие колебания очень мало значат - аккреция значит куда больше. И потеря момента значит куда больше. А и то, и другое происходит неотвратимо и постоянно.

Этим колебанием может быть гравитационная волна.
   Вопрос в том с какого расстояния слияние черны дыр может вызвать схлопывание гиперонных или кварковых звезд.
Да ни с какого.
Для звезды массой, более или менее далекой от предельной, эти колебания никак не критичны.
А когда состояние звезды близко к предельному - она и так сколлапсирует в ближайшее же время. Ну, а так - условно говоря, на час или неделю раньше. И что? 

    фок Гюнце, вы часто упоминали понятие металличность. Ну, как мне кажется, это потому, что после водорода и гелия, третий элемент это металл литий. И были какие-то теории, которые придают литию особое значение в периодической системе элементов. Правда в звездах лития мало, он быстро заканчивается.
Литий в первичной плазме в момент рекомбинации присутствовал в совершенно ничтожных количествах, ни на что не влиявших и, в принципе, практически ненаблюдаемых.
Сущность металличности как параметра - в том, что она показывает долю элементов (в целом или характерных, скажем, железа или α-элементов), заведомо появившихся в процессе эволюции барионной материи после рекомбинации, а также, во многих случаях, степень, характерные этапы этой эволюции и историю (иногда - с предисторией) применительно к тому или иному объекту (или самым разнообразным объектам), либо сама по себе, либо в корреляции с иными характеристиками.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: zloradovich от 03 Фев, 2023, 11:41:59
    фок Гюнце, да, вы совершенно правы, что если сжавшаяся звезда становится меньше критического радиуса то оказывается под горизонтом событий вне зависимости от своего внутреннего строения. Так что масса и форма имеют тут гораздо большее значение.
    А от внутреннего строения зависело бы насколько материя сопротивляется давлению. (То есть насколько сжимаемо гиперонное и кварковое вещество). Но неужели нет таких условий в которых это сопротивление имеет значение?
    Учитывая сплюснутость быстро вращающихся пульсаров, коллапс у них должен начинаться с полюсов? Может быть внутреннее строение отчасти как -то влияет на сопротивляемость сплющиванию.

    А ведь черная дыра, судя по всему, может линзировать гравитационные волны. Он может ее как-то сфокусировать волну на себя? Тогда влияние гравитационных волн на такие объекты побольше, чем на обычные звезды, сквозь которых волна проходит свободно.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 03 Фев, 2023, 12:45:43
    фок Гюнце, да, вы совершенно правы, что если сжавшаяся звезда становится меньше критического радиуса то оказывается под горизонтом событий вне зависимости от своего внутреннего строения. Так что масса и форма имеют тут гораздо большее значение.
    А от внутреннего строения зависело бы насколько материя сопротивляется давлению. (То есть насколько сжимаемо гиперонное и кварковое вещество). Но неужели нет таких условий в которых это сопротивление имеет значение?
Скажем так. Предел устойчивости вырожденного газа пока может рассчитываться не слишком точно. Какие условия в устойчивом вырожденном нейтронном газе, соответственно, могут создаваться и каким окажется его состав в пределах, достаточно близких к пределу устойчивости - тоже (в первую очередь, по этой причине). А значит, окончательного представления о составе вырожденного нейтронного газа в центральной части нейтронной звезды к моменту потери устойчивости (то есть, появляется ли в ядре кварковая плазма и какой объем она может занять; или же до момента потери устойчивости плотность энергии в ядре еще недостаточна; и вообще, каков состав ядра) нет. Соответственно, рассчитать с высокой точностью величину предела  TOV еще невозможно - вполне вероятно, что уточнение моделей будет проводиться наблюдательно, по максимальным массам нейтронным звезд и минимальным - черных дыр.
Но это принципиально никак картину не меняет.

    Учитывая сплюснутость быстро вращающихся пульсаров, коллапс у них должен начинаться с полюсов? Может быть внутреннее строение отчасти как -то влияет на сопротивляемость сплющиванию.
Коллапс инициируется в ядре. И скорость вращения нейтронной звезды имеет значение постольку, поскольку она снижает напряжения в ядре (давление).
Само ядро при своей жесткости явно не сплюснуто - там эффекты формы сказываются лишь в коре.

    А ведь черная дыра, судя по всему, может линзировать гравитационные волны.
Естественно. Лет, пожалуй, двадцать пять минимум на эту тему народ пишет.

Он может ее как-то сфокусировать волну на себя? Тогда влияние гравитационных волн на такие объекты побольше, чем на обычные звезды, сквозь которых волна проходит свободно.
Ну, что значит, сфокусировать на себя? Прихватизировать вокруг горизонта событий? Запросто. В теории. Но какая там амплитуда, помилуйте! Ничтожная. 
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Фев, 2023, 06:56:15
А ведь, казалось бы, все слова понятны...

These results suggest that weak interactions are not necessary and/or sufficient to trigger nuclear activity.

Кого угодно спросите, казалось бы - он присягу принесет в том, что фраза эта относится к ядерной физике, после чего подивится ее смыслу (слабые взаимодействия, мол, не являются ни необходимыми, ни достаточными для того, чтобы вызвать ядерную активность).
А это - вовсе не физика...

Речь идет о том, что не обнаружено корреляции между наличием гравитационного взаимодействия между галактиками ("слабого", формирующего пары галактик, но не являющегося мерджингом и не меняющего существенно форму и морфологию галактики) и активностью их ядер - одного лишь гравитационного взаимодействия недостаточно для запуска активности ядра.

Это, казалось бы, логично - в первую очередь, активность ядра определяется наличием большого количества газа, который может падать (аккрецировать) на центральную черную дыру галактики, а вовсе не притяжением соседней галактики.
На второй же взгляд результат не слишком тривиален, ибо взаимодействие галактик, казалось бы, должно провоцировать формирование в их дисках рукавов, в которых газ будет тормозиться и опускаться к центру галактики, стимулируя активность ядра.
Но тем не менее...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Фев, 2023, 07:00:48
О конфетах и букетах...

(https://esahubble.org/static/archives/images/screen/potw1325a.jpg)

Эта очень милая, славная пара взаимодействующих галактик находится примерно в 450 миллионах световых годах от нас.
Именуется пара MRK 1034 и состоит из двух спиральных галактик PGC 9074 и PGC 9071. Они совсем недавно познакомились и еще только начинают взаимодействовать, практически не изменив структуру.

Кстати, полюбуйтесь попавшими в кадр дальними галактиками.

На структуре и морфологии пары развивающийся процесс взаимодействия еще не сказался. Но некоторые вполне классические признаки взаимодействия - налицо. И о них стоило бы рассказать.

Если присмотреться к верхней галактике PGC 9071, видно нарушение симметрии периферии -  внешняя часть ближнего к нижней галактике (PGC 9074) рукава несколько более яркая и густая, чем противоположная ей часть дальнего рукава. А сама периферийная часть галактики (точнее, ее диска) уже начала за счет приливных взаимодействий приобретать эллиптическую форму.
У PGC 9074 эллиптическая форма еще лучше выражена - и не только потому, что диск виден в ракурсе, но еще и потому, что из нее начинают вытягиваться приливные хвосты.

Напомню, в экстремальной форме такие приливные хвосты со временем иногда могут приобретать вот такой вид:
 
(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/thumb700x/heic0206h.jpg)

Именно взаимодействию этой пары часто (и даже в специальной литературе) приписывают тот факт, что ядра обеих галактик - активные. А они действительно активные, причем, если у PGC 9074 активность ядра пока выражается просто в форме немотивированного повышенного широкополосного излучения центральной части (немотивированного - в смысле его в такой галактике, как правило, быть уже не должно) вызванного аккрецирующим на центральную черную дыру газом, то PGC 9071 представляет собой вполне нормальную галактику Сейферта http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76866#msg76866.

Но тут не все так просто: вспомним предыдущий пост: the weak interactions are not necessary and/or sufficient to trigger nuclear activity. Вполне возможно, что ядра этих галактик активны сами по себе и на данном этапе взаимодействия оно их активности существенным образом не стимулирует. Хотя, в принципе, возможно и то, что интенсивность гравитационного взаимодействия в этой паре уже достаточна для активизации перекачки газа рукавами к центрам галактик (см. http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76820#msg76820 ).

PS И еще не рассказал: хотя галактики PGC 9071 и PGC 9074  и познакомились недавно, и пока общаются издалека и не слишком интенсивно, широкая общественность сочла, что они уже составляют пару MRK 1034; поэтому иногда они обозначаются достаточно интересно: соответственно, Mrk 1034SW и Mrk 1034NE.
А вот почему именно так, я рассказывать не буду.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 04 Фев, 2023, 10:26:18
PS И еще не рассказал: хотя галактики PGC 9071 и PGC 9074  и познакомились недавно, и пока общаются издалека и не слишком интенсивно, широкая общественность сочла, что они уже составляют пару MRK 1034; поэтому иногда они обозначаются достаточно интересно: соответственно, Mrk 1034SW и Mrk 1034NE.
Здесь отчаянно просится "широкая галактическая общественность". Ну, кроме тракашей, понятно.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 04 Фев, 2023, 10:51:53
C учетом контекста - широкая межгалактическая общественность.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Фев, 2023, 03:52:36
Все любят котиков...

Не помню, задавал я этот вопрос, или нет...

Посмотрите на фотографию
(https://secure.diary.ru/userdir/2/4/5/7/2457130/76924647.jpg)

Кто- то видит на ней кошку. Кто-то - Венеру (вон она, яркая, над ухом кошки). А я вижу материал для вопроса. 

Итак вопрос: на фотографии утро или вечер?

Подсказки:
- фотография сделана между 2010 и 2013 годом;
- за несколько дней до того, как она была сделана, в понедельник, было противостояние Марса;
- дело происходит в Северном полушарии.

Ответ - под катом.
Поискав даты противостояний Марса, можно узнать, что в указанный период противостояние Марса пришлось на март 2012 года.
Пройдясь поиском по положениям Венеры относительно Солнца, можно узнать, что в марте 2012 года Венера была в восточной элонгации, то есть, была видна к востоку от Солнца и виднелась вечером как вечерняя звезда.
Стало быть, дело происходит вечером.
.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 05 Фев, 2023, 05:20:52
Эр Гюнце, а вот вопрос, подсказанный Вашим постом в другой теме. Если образовалась пара нейтрино, одно полетело в галактику LESS J0332, а другое в земную лабораторию. И в галактике LESS J0332 то нейтрино провзаимодействовало и превратилось в е-нейтрино. А "наше" нейтрино только потом прилетело в лабораторию и было зарегистрировано, естественно, как е-нейтрино. И мы считаем, что нейтрино выбрало состояние случайным образом. А на самом деле, оно (то есть, не оно, а его напарник) выбрало состояние 10,5 миллиардов световых лет назад и уже все предопределено.
А теперь распространим эту ситуацию на ансамбли частиц. И потом на макрообьекты, которые ведь тоже состоят из частиц. И как тут не поверить в пророчества и не стать фаталистом? Достаточно просто уметь фиксировать состояния уже определившихся нейтрино во Вселенной. Просто!
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Фев, 2023, 08:21:07
Эр Гюнце, а вот вопрос, подсказанный Вашим постом в другой теме. Если образовалась пара нейтрино, одно полетело в галактику LESS J0332, а другое в земную лабораторию. И в галактике LESS J0332 то нейтрино провзаимодействовало и превратилось в е-нейтрино. А "наше" нейтрино только потом прилетело в лабораторию и было зарегистрировано, естественно, как е-нейтрино. И мы считаем, что нейтрино выбрало состояние случайным образом. А на самом деле, оно (то есть, не оно, а его напарник) выбрало состояние 10,5 миллиардов световых лет назад и уже все предопределено.
Да, и при этом мы и не знаем, что оно уже 10,5 миллиардов лет как определенное е-нейтрино.
 
А теперь распространим эту ситуацию на ансамбли частиц. И потом на макрообьекты, которые ведь тоже состоят из частиц.
Вот-вот, тут и чувствуется потрясающая глубина мироздания! Нет их,объективно существующих определенных частиц, существование каждой определяется состоянием других; нет их, ограниченных замкнутых ансамблей...

И как тут не поверить в пророчества и не стать фаталистом? Достаточно просто уметь фиксировать состояния уже определившихся нейтрино во Вселенной. Просто!
Вот только определять результат фиксации невозможно.
Ну, да, ну, да. И, рассуждая дальше:
- объективно существующим является лишь один ансамбль, определенный квантовым состоянием всех частиц Вселенной в совокупности (космический холизм, "каждый объект есть проявление единого ансамбля, его состояние определяется состояние всех объектов с совокупности, и не спрашивай, по ком звонит колокол");
- при желании можно считать, что квантовое состояние единственного объективно существующего ансамбля есть результат его наблюдения (той же фиксации при наблюдении) - антропный принцип участия: Вселенная такова, какова есть, потому что мы ее наблюдаем; она не может быть неантропной, потому что в неантропном состоянии нет наблюдателя; при любой сколь угодно малой вероятности возникновения разумной жизни Вселенная будет наблюдаться с существующей в ней разумной жизнью, потому что состояние без жизни является ненаблюдаемым.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Фев, 2023, 09:30:06
PS Кстати, именно поэтому в старинных средневековых контроверзиях номиналистов с реалистами о том, что же наделено атрибутами объективного существования, точка еще не поставлена.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 05 Фев, 2023, 09:47:50
PS Кстати, именно поэтому в старинных средневековых контроверзиях номиналистов с реалистами о том, что же наделено атрибутами объективного существования, точка еще не поставлена.
И очень надеюсь, что поставлена будет нескоро!
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Фев, 2023, 10:21:00
Хотелось бы поскорее - согласитесь, неуютно не знать о мире таких важных вещей.   
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 05 Фев, 2023, 11:38:18
Хотелось бы поскорее - согласитесь, неуютно не знать о мире таких важных вещей.
Нет уж! Боюсь, что точка тут будет поставлена лишь тогда, когда Вселенная станет ненаблюдаемой. Не хочу!
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Фев, 2023, 11:59:04
Хотелось бы поскорее - согласитесь, неуютно не знать о мире таких важных вещей.
Нет уж! Боюсь, что точка тут будет поставлена лишь тогда, когда Вселенная станет ненаблюдаемой. Не хочу!
Ну, это уже пессимизм, эксзистенцио... оа... ао .. нализм, агностицизм и неверие, товарищи, в познающую мощь человечества.
 Вот как поймем, как и почему Вселенная устроена - так и поставим точку. И перейдем к следующему вопросу
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 05 Фев, 2023, 12:16:17
Хотелось бы поскорее - согласитесь, неуютно не знать о мире таких важных вещей.
Нет уж! Боюсь, что точка тут будет поставлена лишь тогда, когда Вселенная станет ненаблюдаемой. Не хочу!
Ну, это уже пессимизм, эксзистенцио... оа... ао .. нализм, агностицизм и неверие, товарищи, в познающую мощь человечества.
 Вот как поймем, как и почему Вселенная устроена - так и поставим точку. И перейдем к следующему вопросу
Это прагматизм и эмпиризм, основанный на глубоком понимании сути проблемы!

Простите, тот же прагматизм заставляет прислушаться к голосу супруги, недвусмысленно зовущей. Спокойной ночи и до завтра :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Фев, 2023, 12:21:14
И не такие глубокие сути видывали...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 05 Фев, 2023, 14:17:24
Кстати, вот она, LESS J0332

(https://astrobites.org/wp-content/uploads/2012/05/nagao2012_fig1.png)

Это - инфракрасная фотография галактики на длине волны 1,12 мм. На ней видно излучение дважды ионизированного азота с длиной волны 0,205 мм (разумеется, излучение за время пути к нам претерпело красное смещение, и в результате то излучение, которое имело при рождении длину волны 205 мкм, принимается нами с длиной волны 1120 мкм).
Соответственно, красное смещение галактики составляет z=4,7555, что соответствует расстоянию по времени распространения около 12,4 миллиарда световых лет от нас - то есть, галактика наблюдается в момент, когда Вселенной было менее 1,4 миллиарда лет.

При этом металличность галактики достаточно близка к металличности Млечного пути - галактики с возрастом, большим в десяток с лишним раз.
 
Учитывая, что изначально, начиная с возраста 380 тысяч лет, барионное вещество Вселенной состояло лишь из водорода и гелия со следовыми количествами лития, а более тяжелые элементы (металлы) начали образовываться лишь в эру реионизации (примерно от ста пятидесяти миллионов лет) как результат эволюции и гибели первых звезд (третьего типа населения), получается, что химический состав наблюдаемой галактики менее чем через полтора миллиарда лет после рождения Вселенной (и через миллиард с небольшим лет после начала реионизации) проэволюционировал почти до современного состояния нашей Галактики. То есть, звездное население галактики эволюционировало очень быстро (как результат очень бурного звездообразования на ранних стадиях развития и большого размера (и кратковременности существования) звезд первого поколения). И даже все препятствия - внешняя реионизация, звездный ветер, активность собственного ядра - его не прервали. И до каких значений ее металличность дорастет в последующие времена - неизвестно. Ясно только, что наблюдаемый звездный состав галактики будет весьма высокометалличным - и, возможно, если когда-нибудь LESS J0332 станет большой эллиптической галактикой, что весьма вероятно, эта ее наблюдаемая ранняя стадия будет ее химически выделенным  высокометалличным плотным звездным ядром.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 06 Фев, 2023, 18:31:19
Разговором в соседней теме навеянное...

На красном смещении z=4,225 (возраст Вселенной менее полутора миллиардов лет: расстояние по времени распространения около 12,4 миллиардов световых лет) недавно обнаружена посредством гравитационного линзирования галактика SPT0418-47 с металличностью (по железу, углероду, азоту и кислороду) практически равной солнечной.
А ведь Солнце - зрелая звезда третьего поколения, рожденная материалом, переработанным двумя предшествующими поколениями звезд. И раз в столь юной галактике средняя металличность столь высока (при том, что в ней наверняка есть в большом количестве низкометалличные звезды второго поколения), значит, газ и пыль, изобильно выбрасываемые в ней сверхновыми, имеют металличность, куда большую солнечной. Ну, а следовательно, в этой галактике еще почти двенадцать с половиной миллиардов лет назад были предпосылки для формирования звезд четвертого, пятого и последующих поколений.

И здесь стоит подумать не только о столь большой дисперсии времен, историй и скоростей образования различных галактик. И не только о том, какие они, галактики, разные. И не только о бурной истории первых миллиардов лет Вселенной. Стоит подумать о другом. О жизни.

Такие галактики, как SPT0418-47, во Вселенной отнюдь не исключение. Скорее, исключением является наша Галактика, звездное население которой формировалось куда менее бурно. А теперь поразмыслим...

В наблюдаемый момент жизни SPT0418-47 при тамошнем темпе звездообразования, шансов у любой биоты в этой галактике образоваться и уцелеть практически нет ни при каких мыслимых условиях биогенеза. Плотность сверхновых, гамма-репитеров и прочих исключающих выживание факторов - на несколько порядков выше, чем в Млечном пути; а значит, если что и образуется, то быстро погибнет.
А что будет в ней позже, когда бурные события, весь происходящий в галактике штурм и дранг закончатся?

А вот тут вспоминаем, что с ростом металличности звезд время их жизни при одной и той же массе заметно снижается. И если в галактике металличность звезд оказывается заметно большей, чем у Солнца, эволюция звезды, на планетах которой образовалась жизнь, с большой долей вероятности будет заканчиваться еще до того, как из этой жизни сможет образоваться что-либо путное. По крайней мере, будь у Солнца в пару раз большая металличность - вода в земных океанах закипела бы от жары еще в мезозое. В лучшем случае.

А отсюда вывод: возможность появления разумной жизни в галактике серьезнейшим образом зависит от истории формирования самой галактики. И, соответственно, в высокометалличных галактиках богатых скоплений, которые формировались достаточно бурно, надежд на существование разумной жизни мало.

Ну, а если вспомнить еще и тот факт, что большая часть звездной массы Вселенной сосредоточена в подобных галактиках скопления, становится ясным, что это серьезно влияет на реальные оценки распространенности цивилизаций в нашем мире. Независимо от того, какими благими пожеланиями окажутся мотивированы мнения о вероятности биогенеза и последующих формирующих разумную жизнь ароморфозов.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 08 Фев, 2023, 03:42:49
На этой фотографии - центральная часть скопления галактик SPT-CLJ2344-4243 (кластера Феникса), удаленного на 5,7 миллиарда световых лет. Это один из самых крупных известных кластеров - полная масса оценивается в 1,2 - 1,5 квадриллиона масс Солнца. 
(https://www.gemini.edu/images/pio/e_newscasts/ecasts2012-01/fig1.jpg)

При наблюдениях в различных диапазонах кластер выглядит очень эффектно:
- в рентгеновском диапазоне:
(https://sciencetoday.ru/images/st/gallery/nasa/a-fresh-perspective-on-an-extraordinary-cluster-of-galaxies.jpg)
- в комбинированном радио + оптическом:
(https://chandra.harvard.edu/photo/2015/phoenix/phoenix_w44.jpg)

Кластер очень интересен по ряду причин.

Во-первых, это кластер с наибольшим из всех известных ренгеновским излучением.
Во-вторых, по процессам звездообразования: темп звездообразования в кластере составляет более семисот солнечных масс в год, на порядок больше, чем в зрелых кластерах такого же возраста и размера.
При этом кластер Феникс - это вовсе не "область, где вдруг начали рождаться галактики": галактики кластера достаточно стары, соответствуют нормальному возрасту. Просто в течение миллиардов лет звездообразование в нем шло в нормальном темпе - а потом вдруг запустилось до темпа, соответствующего временам ранней Вселенной.

С этим особенностями связаны и другие.

Скорость охлаждения горячего газа в центральных областях скопления является самой большой из когда-либо наблюдавшихся (собственно, это явно связано с рекордным темпом звездообразования: звезды из горячего газа не образуются).

Звездообразование в скоплении имеет парадоксальный характер - по перечисленным причинам оно сосредоточено в центральной части скопления, в то в время как обычно в плотных богатых скоплениях зрелого возраста оно концентририуется на периферии. 

В центральной доминирующей галактике кластера находится любопытная черная дыра. Она не рекордна по массе, хоть и огромна - около двадцати миллиардов солнечных масс - зато растет в рекордном темпе около шестидесяти солнечных масс в год. Вообразите, что с ней при таком темпе могло бы стать еще через несколько сотен миллионов (или спустя несколько миллиардов) лет. Правда, разумеется, вечно поддерживать такой темп будет весьма сложно.

 Интересно еще и то, что в центральной области активного звездообразования находятся характерные филаменты - узкие газовые волокна - рекордной длины, до трехсот тридцати тысяч световых лет, существенно больше диаметра диска Млечного пути.

Окончательного ответа на вопрос, какому механизму и как именно обязаны своим происхождением парадоксы кластера Феникс, пока нет: ясно только, что спусковым механизмом явилось гравитационное взаимодействие (либо слияние скоплений-предшественников, либо процессы эволюции конфигурации самого кластера).
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 11 Фев, 2023, 01:42:02
Я понимаю, что последующее заявление навеки погубит мою репутацию, но истина дороже. Итак, сегодня утром я открыл ежедневный газетный quiz (гугл утверждает, что русским аналогом будет викторина; ну, не знаю, как-то не звучит для меня) и отвечая на простейший вопрос "Какая из планет ближе всего к Земле?" ничтоже сумняшеся выбрал Венеру. Что и привело к эпохальному для меня открытию, что ближайшей планетой для Земли и всех прочих планет Солнечной системы является Меркурий. Пережив культурный шок, я ознакомился с первоисточником, статьей в  Physics Today, и обогатил свой ум концепцией среднего динамического расстояния применительно к космическим обьектам. Все очень просто и понятно, но очень уж counterintuitive (Шишков, прости!).
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Фев, 2023, 01:55:38
Полюбуйтесь прелестью:

(https://www.centauri-dreams.org/wp-content/uploads/2010/03/B1608_HiRes.jpg)

Красивая картинка. Вот только понять, а что это такое красивое - не так просто.

А видим мы на этой картинке:
- в середине - пару взаимодействующих галактик B1608+656, удаленных по времени распространения на шесть миллиардов световых лет;
- кольцо вокруг них с четырьмя яркими пятнами - искаженное их гравитацией и увеличенное изображение спрятанной за ними галактики, находящейся от нас по времени распространения в 9,13 миллиарда световых лет.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Фев, 2023, 02:14:15
Я понимаю, что последующее заявление навеки погубит мою репутацию, но истина дороже. Итак, сегодня утром я открыл ежедневный газетный quiz (гугл утверждает, что русским аналогом будет викторина; ну, не знаю, как-то не звучит для меня) и отвечая на простейший вопрос "Какая из планет ближе всего к Земле?" ничтоже сумняшеся выбрал Венеру. Что и привело к эпохальному для меня открытию, что ближайшей планетой для Земли и всех прочих планет Солнечной системы является Меркурий. Пережив культурный шок, я ознакомился с первоисточником, статьей в  Physics Today, и обогатил свой ум концепцией среднего динамического расстояния применительно к космическим обьектам. Все очень просто и понятно, но очень уж counterintuitive (Шишков, прости!).
Все потому, что вопрос абсолютно некорректно сформулирован - он не имеет однозначной интерпретации.
Как минимум, я вижу здесь три различных вопроса:

1. Какое небесное тело, являющееся планетой в привычном понимании этого слова, имеет наименьшее среднее за длительное время расстояние от Земли.
 Ответ: неизвестно. В вопросе должен быть указан временной промежуток - скажем, месяц, год, миллиард лет или время существования Солнечной системы.
Если ограничить этот интервал снизу, скажем, годом, а сверху - последними несколькими десятилетиями или иным сравнимым небольшим промежутком времени (скажем, десятками Myr) - то Меркурий.

2. Какое небесное тело, являющееся планетой в привычном понимании этого слова, имеет минимальное мгновенное расстояние от Земли (сближается с Землей на наименьшее расстояние).
Ответ: неизвестно. В вопросе должен быть указан временной промежуток - скажем, месяц, год, миллиард лет или время существования Солнечной системы.
Если ограничить этот интервал снизу, скажем, годом, а сверху - последними несколькими десятилетиями или иным сравнимым небольшим промежутком времени (скажем, десятками Myr) - то Венера.

3. Какое небесное тело, формально удовлетворяющее критериям IAU определения планеты, находится ближе всего к Земле.
Ответ: Луна.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 11 Фев, 2023, 02:45:23
Ну да, конечно. И это, если мы говорим о естественных небесных телах (иначе ближайшим к Земле небесным телом на данный момент времени окажется самолет, касающийся посадочной полосы в Н-ском аэропорту :)).
Это же относится и к галактикам, они ведь тоже движутся.
А вернувшись на родную планету, мы увидим, что, к сожалению, движутся и материки (не люблю землетрясений!), так что расстояние между Москвой и Веллингтоном тоже является переменной величиной :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Фев, 2023, 02:46:43
Ну, тут говорилось о планетах. А планета - это не просто небесное тело, а небесное тело, соответствующее трем определенным IAU критериям.

PS Еще раз подчеркиваю одно обстоятельство.
Гравитационно связанной системой именуется система тел, каждое из которых имеет устойчивую замкнутую траекторию в системе отсчета центра масс других тел системы

Спутником тела А в гравитационно связанной системе является тело В, гравитационное воздействие на которое со стороны тела А является большим, чем гравитационное воздействие других тел, при том, что гравитационное воздействие В на А является меньшим, чем воздействие других тел.

В системе "Солнце - Земля - Луна" Земля и Луна являются спутниками Солнца: сила притяжения Солнцем  как Земли, так и Луны превосходит суммарную силу, действующую на любое из этих тел со стороны иных объектов, в том числе, и друг друга (сила притяжения Земли Солнцем больше, чем Луной и всеми иными телами; сила притяжения Луны Солнцем больше, чем Землей и всеми иными телами). При этом и Земля, и Луна обладают достаточной массой, чтобы иметь форму гидростатического равновесия и очистить окрестности орбиты от остальных небесных тел.
Таким образом, как Земля, так и Луна соответствуют формальным критериям определения планеты (спутник Солнца, имеющий достаточную массу для обретения формы гидростатического равновесия и гравитационного доминирования на своей орбите с захватом или удалением других тел).
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Фев, 2023, 02:54:10
Кстати, о галактиках. Напомню: аналогичный вопрос о ближайшей к Земле галактике может поставить в тупик любого - наименьшее среднее расстояние, пожалуй - до галактики Млечный путь (если усреднять за сотни миллионов лет); наименьшее в данный момент - вроде до  NGC 5139 aka ω Центавра - и попробуйте так определить понятие галактики, чтобы это оспорить.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 11 Фев, 2023, 03:25:01
Кстати, о галактиках. Напомню: аналогичный вопрос о ближайшей к Земле галактике может поставить в тупик любого - наименьшее среднее расстояние, пожалуй - до галактики Млечный путь (если усреднять за сотни миллионов лет); наименьшее в данный момент - вроде до  NGC 5139 aka ω Центавра - и попробуйте так определить понятие галактики, чтобы это оспорить.
Так ведь Земля - часть галактики Млечный Путь.
Тогда для жителя, к примеру, Саратова ближайший город - Саратов :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Фев, 2023, 05:00:42
А что такое - расстояние от Земли до какой-то галактики?
Галактики - они большими бывают....
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 11 Фев, 2023, 07:34:35
А что такое - расстояние от Земли до какой-то галактики?
Галактики - они большими бывают....

А действительно...
Когда Вы говорите, что галактика или даже пара галактик расположена, скажем, в 750 миллионах световых лет от нас, что имеется в виду? Ведь галактика не точечный обьект, и размер самой галактики может быть величиной превышающей погрешность округления.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Фев, 2023, 08:22:16
Вот я и говорю: расстоянием до объекта считается расстояние до его центра. Как, кстати, и, например, со звездами. А расстояние от нас (в смысле, центра Земли) до центра Млечного пути больше, чем до центра  некоторых галактик  - если не хотим считать галактикой ω Центавра, то есть еще Карликовая галактика Большого Пса http  ://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg113336#msg113336.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 11 Фев, 2023, 08:30:32
А что такое центр галактики? Геометрический центр (что вряд ли) или центр массы (но как, если мы не видим темную материю)? Черная дыра?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Фев, 2023, 08:45:42
Вот как раз для случая удаленных наблюдений, если не удается определить центр масс - то геометрический центр. Для дисковидных галактик можно использовать центр балджа.
Но обычно положение центра масс галактики  по ее вращению вполне неплохо определяется - ведь по дисперсии спектральных линий (здесь можно вспомнить http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77543#msg77543 ) характеристики вращения барионной материи галактики определяются несложно (относительно). 
Подчас определить центр масс оказывается даже заметно более простым делом, чем разыскать центральную черную дыру.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Gileann от 11 Фев, 2023, 10:47:56
Спасибо :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Фев, 2023, 12:09:22
Может быть Вы помните, как я рассказывал про взаимосвязи между параметрами галактик?
Это было здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91941#msg91941.

Обратите внимание на рассказ о том, отчего и почему темп звездообразования в спиральной галактике антикоррелирует с массой ее балджа (в среднем, чем больше балдж, тем при прочих равных условиях меньше темп звездообразования).

Если вдуматься, отсюда следует логичный вывод: интегральный показатель цвета http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77390#msg77390 спиральной галактики просто обязан расти с ростом массы ее балджа (чем больше балдж - тем в среднем более красной оказываются галактики).

Почему - напомню: чем больше газа в балдж попало - тем большим балдж вырос, и тем меньше газа пришлось на долю диска. Чем меньше газа в диске - тем ниже в нем темп звездообразования, тем меньше, стало быть, короткоживущих горячих и ярких синих звезд и тем больше старых тусклых красных. Соответственно, чем больше балдж - тем более красной является галактика.

А отчего я вдруг решил об этом рассказать - потому, что именно эта взаимосвязь - между размером балджа и интегральными показателями цвета диска - оказывается удивительно плодотворной: она давно подтверждена, а ее все проверяют и проверяют. И с достойной иного применения регулярностью выходят работы, в которых раз за разом все на новых примерах и выборках подтверждается, что статистика показывает - цвет спиральных галактик связан с размерами их балджей...

"Одно время было модно защищать диссертации на уточнении радиуса кривизны Колеса Фортуны..." (с)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Фев, 2023, 12:17:07
Случится же такое...

Полюбуйтесь фотографией (негатив)
(https://irsa.ipac.caltech.edu/applications/finderchart/servlet/api?mode=getImage&locstr=WISEA+J102235%2e26%2b453821%2e9&subsetsize=3.25&thumbnail_size=small&survey=DSS&grid=false&dss_bands=poss2ukstu_red&type=jpgurl)
Приличной я не нашел - можно посмотреть в каталоге http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=SDSS+J120136.02%2B300305.5&NbIdent=1&Radius=2&Radius.unit=arcmin&submit=submit+id

Это - тихая мирная галактика SDSS J120136.02+300305.5 в двух с лишком миллиардах световых годах от нас. С неактивным ядром и без каких-либо ярких проявлений.

Была.

Пока вдруг в 2011 году вдруг не учинила яркую рентгеновскую вспышку. Примерно за год вспышка снизила яркость раз в триста - а потом продолжила затухать. И затухла.
Вот фотографии в ренгеновском диапазоне:   

(https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2016/08/aa28737-16/aa28737-16-fig1.jpg)

Ну, и к 2014 разобрались, что это было. Оказалось, в центре тихой незаметной галактики - двойная черная дыра с массами компонентов около 10 миллионов солнечных (больший) и около миллиона солнечных (меньший). И расстояние между ними - дивное: примерно 0,6 миллипарсек.  0,002 светового года. Или проще, около ста двадцати пяти астрономических единиц. Примерно четыре радиуса орбиты Нептуна. И в 2011 году эта славная парочка разодрала на части и съела звезду, которая на свою беду забрела слишком близко.

И вот ведь интересно: сама галактика спокойная, ядро у нее неактивное - и до этой выходки никто даже не подозревал, что оно - двойное. И не случись такого конфуза - и не заподозрил бы.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 11 Фев, 2023, 19:29:52
И кое-что о былых временах. И немного - о вращении галактик

Посмотрите на фотографию
(https://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/946xvariable_height/public/pia18004.jpg?itok=wkSG-LYf)
Яркая дуга на фотографии - изображение галактики с активным звездообразованием SDSS090122.37+181432.3, удаленной примерно на десять с половиной миллиардов световых лет и линзированной находящейся на полпути до нас эллиптической галактикой (в центре дуги).

А это - фрагмент спектра линзированной галактики.
(https://sci.esa.int/sci-images/ea/Herschel_spectrum_of_galaxy_S0901_625.jpg)
Виден двойной пик излучения ионизированного углерода (длина волны 158 мкм).
Посмотрите на него - он того стоит.
Амплитуда пика показывает, что, несмотря на юный возраст, галактика успела наработать множество металлов (это означает, что в ней уже существует достаточно много звезд поздних поколений - третьего и последующих - и ее звездное население успело глубоко проэволюционировать).

Чинная двугорбая форма спектра обязана своим происхождением эффекту Допплера: один горб - это излучение приближающейся к нам половины галактики, второй - удаляющейся, а явная выраженность формы свидетельствует о том, что галактика вращается как единое целое с видимой скоростью около 120 км/с, без явно выраженной турбулентности, вихрей и мощных потоков газа, которые нарушали бы форму кривой.

Вот так, замечу, скорость галактики и обнаруживается, и измеряется. А для более близкой галактики, фотографируя спектр послойно, для разных участков в зависимости от их положения, легко узнать радиальную зависимость скорости вращения (зависимость от удаления от центра), найти центр и по этой динамике, в частности, рассчитать полную (поэтому и именуемую динамической) - барионную плюс темную - массу.

Интересно то, что такое поведение, такая металличность и такие формы спектров характерны для зрелых и развитых современных спиральных галактик - а вовсе не для юных прелестниц эпохи z=2, как правило, предстающих в облике неугомонных резвушек с развитой турбулентностью, еще не выраженной морфологией и прочими признаками бурного нрава. При этом чинное и благонравное поведение SDSS090122.37+181432.3 отнюдь не свидетельствует о ее преждевременной старости - темпом звездообразования она не уступает ровесницам, каким-то образом совмещая его со сложившейся морфологией, установившимся вращением и высокой металличностью.

Все это лишний раз говорит об удивительном разбросе свойств галактик в ранние эпохи Вселенной.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 12 Фев, 2023, 09:51:41
Просто красивое

Эта прелесть - пара взаимодействующих галактик NGC 4490 Кокон и NGC 4485

(https://data.sponli.com/sp/images/Gallery/4400-4499/ngc4490.jpg)

Когда-то они были спиральными, что еще можно заметить, если вглядеться...

А вот, кстати, отдельная фотография NGC 4485. Обратите внимание на звездообразование в мосте, связывающем ее с NGC 4490. И на филаменты выброшенного взрывами сверхновых горячего газа в зонах особо активного звездообразования.

(https://esahubble.org/static/archives/images/screen/potw1419a.jpg)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 13 Фев, 2023, 18:30:33
И еще о гигантских эллиптических галактиках

Фотографии холодного газа в четырех гигантских эллиптических галактиках:
 
(https://www.chandra.si.edu/photo/2014/coldgas/coldgas_lg.jpg)

Они иллюстрируют причину отсутствия звездоообразования в этих галактиках - огромные массы горячего газа нагревают холодный газ, не давая ему конденсироваться в протозвездные облака. В результате газ, так и не успев сконденсироваться, опускается вследствие динамического трения к центру галактики и захватывается черной дырой. То есть, эти фотографии можно считать иллюстрациями к процессу, описанному здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg78782#msg78782.

Массы газа на двух нижних фотографиях турбулизованы джетами - выбросами активных ядер галактики, то есть, центральных черных дыр, поглощающих газ.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 14 Фев, 2023, 12:02:40
Интересное - Персей А

Под катом - галактика NGC 1275, она же Персей А, линзовидная http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76818#msg76818 сейфертовская http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76866#msg76866 галактика, центральная доминирующая галактика кластера Персея. Удалена почти на двести миллионов световых лет.
(https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/large/heic0817b.jpg)

В центре галактики находится черная дыра массой около двух с половиной миллиардов солнечных. Она формирует массивные джеты (кстати, по оценкам, их масса превышает сто миллионов солнечных масс), выбрасываемые в межгалактическое пространство.

Удивительно, но интенсивность джетов, судя по всему, в течение миллиардов лет остается постоянной - и в результате струи заряженного газа, движущиеся со скоростью, близкой к световой, двигаясь в среде межгалактическго газа, генерируют в нем акустические колебания (волны плотности), формирующие заметную "рябь" в ренгеновском диапазоне.

И интересно то, что, основываясь на измеренном расстоянии между максимумами плотности газа и расчетной скорости распространения звуковой волны в газе с такими параметрами, удалось вычислить частоту колебаний, а следовательно, и высоту звукового тона. Он практически ровно на пятьдесят восемь октав ниже си-бемоль первой октавы.

Кстати, думаю, читатели тем "Космос" не удивятся тому факту, что именно эти низкочастотные акустические колебания, генерируемые джетами в межгалактическом газе, служат основным источником нагрева газа в центральной части кластера Персея до величин порядка десятка миллионов градусов.

Посмотрите на фотографию внимательно. На переднем плане чуть выше центра видна искривленная полоса пыли - остаток поглощаемой
NGC 1275 гигантской спиральной галактики.

Само изображение комбинированное - совмещение инфракрасного с рентгеновским - и на нем хорошо видны простирающиеся на огромные расстояния, около двухсот тысяч световых лет, волокна, расходящиеся от центра NGC 1275.

Происхождение этих волокон интересно - это струи холодного (относительно своего окружения!) газа, стабилизированные магнитным полем центральной части галактики (черной дыры и ее окружения). Напряженность поля достаточно высока по галактическим меркам, хотя и уступает напряженности магнитного поля Земли на четыре порядка. Масса каждого такого волокна может составлять около миллиона солнечных, и морфологически волокна подобны солнечным протуберанцам.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 16 Фев, 2023, 12:47:54
Кстати, еще раз о плотности гигантских эллиптических галактик

Помните короткий рассказ про крупнейшую известную галактику - ископаемый кластер IC 1101?
Если не помните - он здесь: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96743#msg96743

Напомню коротко: эллиптическая галактика, размером заметно превышающая всю нашу Местную группу галактик (диаметр галактики - более шести миллионов световых лет), массой около 2,5 квадриллионов масс Солнца и количеством звезд около ста триллионов.

В этом рассказе упоминалась интересная информация: в центральной части IC 1101 резко падает яркость и звездная плотность - дефицит звездной массы в радиусе примерно десяти килопарсек от центра оценивается в 490 миллиардов солнечных масс. Причиной дефицита звезд является длинная серия мерджингов, сформировавших галактику, в результате которой сверхмассивные черные дыры захваченных и/или слившихся галактик постепенно опускались к центру галактики и сливались, захватывая, разрушая и поглощая при этом звезды.   

А теперь давайте вдумаемся. Диск Млечного пути имеет диаметр около 16 килопарсек. При этом звездная масса нашей Галактики по самым разумным оценкам - примерно 50-60 миллиардов солнечных. А в IC 1101 в пределах в полтора раза меньшего радиуса только лишь дефицит звездной массы - на порядок больше. И при этом в центре ее - отнюдь не беззвездное пространство; плотность расположения звезд там куда больше, чем у нас - просто вне центральной зоны она еще выше.
Вот и оцените плотность расположения звезд в гигантских эллиптических галактиках.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 18 Фев, 2023, 11:21:33
Водоворот

Когда речь идет о спиральных галактиках, популяризаторы любят иллюстрировать рассказ о них фотографиями известной галактики М51 Водоворот, Whirlpool Galaxy.  И правильно делают - ее диск расположен практически перпендикулярно лучу зрения, а сама галактика имеет просто-таки классическую спиральную структуру.
Кстати, спиральная структура галактик впервые была обнаружена именно у М51.
Я и сам ее фотографию приводил.

Вот она какая:

(https://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/full_width/public/thumbnails/image/m51-and-companion_0.jpg?itok=OPfxPWWf)

Галактика удалена от нас на 31 миллион световых лет.
Для гигантской галактики она относительно невелика - уступает Млечному пути по диаметру примерно в три раза, а по массе - раз в пять-восемь.

М51 взаимодействует с галактикой NGC 5195. Сейчас они расходятся, что на проекции не слишком заметно, и расстояние между ними - около пятисот тысяч световых лет (а вот миллиард лет назад оно было почти в десять раз меньшим). Результатом взаимодействия явилась вспышка звездообразования - темп его и сейчас оценочно повышен по сравнению с нормой раз в пять.
Кстати, одно из следствий - три сверхновых, обнаруженных в М51 всего за полтора десятилетия.

М51 обладает активным ядром и является слабоактивной сейфертовской галактикой

А вот - красивая комбинированная фотография в видимом (красный, синий, зеленый) и рентеновском (фиолетовый) диапазоне:

(https://www.nasa.gov/sites/default/files/m51_1.jpg)

И сразу видно - да, эта галактика живет активной жизнью, ведь высокоэнергетические рентгеновские лучи порождаются в процессах, имеющих температуру в миллионы градусов.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: passer-by от 19 Фев, 2023, 08:45:31
Очень красиво. Жаль, вижу только кусочек. А вот интересно, спирали закручиваются от центра всегда по часовой стрелке?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 19 Фев, 2023, 09:01:50
Ископаемые

Ископаемый кластер http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91661#msg91661 NGC 1132, удаленный примерно на 300 миллионов световых лет, сверхгигантская эллиптическая галактика - остаток скопления галактик после их слияния.

(https://esahubble.org/static/archives/images/screen/heic0804a.jpg)

Видимая область гиганта невелика - всего в три-четыре раза превосходит нашу Галактику. При этом вокруг нее находится слабо видимое барионное гало - область горячего газа, одиночных звезд и шаровых скоплений (их там несколько десятков тысяч), оставшихся от захваченных гигантом галактик бывшего скопления (это - то диффузное гало, о котором я упоминал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76818#msg76818, рассказывая о галактиках типа D). Диаметр всей структуры примерно равен двум с половиной миллионам световых лет - это расстояние от нашей Галактики до галактики Андромеды.
А причиной тому, что центральная область, сосредоточившая в себе основную барионную массу галактики, столь невелика по размерам сравнительно с обширным диффузным гало, является, как я рассказывал, древний возраст этой центральной области и динамическое трение. Вспомним http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91941#msg91941 - п.6.

А это - фотография еще одного ископаемого кластера ЕSO 307-17, удаленного почти на полмиллиарда световых лет.
Дымка, формирующая облик галактики - это то же диффузное гало, сотни миллиардов и триллионы звезд и тысячи и десятки тысяч шаровых звездных скоплений.
Снизу от сверхгиганта, удаленного почти на полмиллиарда световых лет, находятся постепенно поглощаемые последние галактики скопления, сравнимые по размеру с Млечным путем.

(https://c1.staticflickr.com/3/2689/4426935553_063083c233_b.jpg" alt='https://c1.staticflickr.com/3/2689/4426935553_063083c233_b.jpg)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 19 Фев, 2023, 09:08:39
Очень красиво. Жаль, вижу только кусочек. А вот интересно, спирали закручиваются от центра всегда по часовой стрелке?
Не всегда, а в 50% случаев. Это просто нам на форуме везет. :)
Хотя вот:
http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg92003#msg92003 -  все же, самая большая спираль.
Или вот: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76820#msg76820
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: passer-by от 19 Фев, 2023, 10:23:57
Спасибо.  :)
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 20 Фев, 2023, 11:51:18
Очень красиво. Жаль, вижу только кусочек. А вот интересно, спирали закручиваются от центра всегда по часовой стрелке?
Не всегда, а в 50% случаев. Это просто нам на форуме везет. :)
Не означает ли сказанное, что ориентация галактик случайна? Или их просто так много, что нельзя уловить какую-то закономерность?
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 20 Фев, 2023, 12:32:09
В целом, как теоретически (в рамках наиболее принятой теории), так и практически (в рамках наблюдений и обработки их результатов) распределение собственных моментов и, стало быть, направлений вращения галактик в любом космологически большом объеме является равномерным. Что не отрицает того факта, что не только какое-то скопление галактик, но и, скажем, некое сверхскопление может иметь собственное вращение, и в нем поэтому статистически будет обнаруживаться преимущественная ориентация вращения галактик. Слабо выраженная.

Уж сколько лет и сколько раз искали эту преимущественную ориентацию. Даже подчас что-то находили - но локально и сомнительно.   
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 20 Фев, 2023, 19:20:55
А вдруг мы все умрем?

Наряду с наиболее распространенным представлением о Большом взрыве с последующей за ним космологической инфляцией, в ходе которой родились пространство и материя нашей Вселенной, существует альтернативная экпиротическая теория, утверждающая, что Вселенная появилась, условно говоря, из столкновения двух Вселенных и последующего нагрева и расширения одной из них в результате этого столкновения.

При всей экзотичности у экпиротической теории есть свои прелести - в основном, потому что она естественным образом сразу и без затей объясняет и нулевую кривизну Вселенной, и инициализацию крупномасштабной неоднородности (тех акустических волн в первичной плазме, из которых выросли крупномасштабные сгущения материи - гиперскопления - и обрамляемые ими пустоты - войды)   и даже периодически то ли наблюдаемые и интригующие, то ли кажущиеся HLQG+CCLQG, NQ2-NQ4 GRBO, гипервойды Эридана и им подобные сомнительные и непонятные кунштюки http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg21900#msg21900.

Правда, экпиротический сценарий весьма пессимистичен - такие столкновения являются циклическим процессом, так что ждет в нем в конце концов нашу Вселенную гибель...

А самое забавное в этом - то, что еще несколько лет назад было показано возможное достаточно курьезное обстоятельство - в некоторых (и не столь уж экзотических) сценариях феноменологически принятое теорией инфляционное расширение и экпиротическая модель могут оказаться принципиально неотличимыми.

Вот так - живешь и не знаешь: вдруг все мгновенно закончится. И пока живешь - никак не узнаешь. А случись что - и узнать не успеешь...
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 21 Фев, 2023, 10:06:39
(https://data.sponli.com/sp/images/Gallery/250-299/ngc262.jpg)

Это - одна из крупнейших дисковидных галактик NGC 262.

Удаленная на двести миллионов световых лет очень тусклая галактика - LSBG, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91716#msg91716 и http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112781#msg112781 - с активным ядром, излучающим достаточно мощные релятивистские джеты, то есть,  галактика Сейферта, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76866#msg76866.

Диск галактики имеет диаметр 1,3 миллиона световых лет (на порядок больше, чем у нашей Галактики, или больше половины расстояния от нас до галактики Андромеды) и насчитывает более 15 триллионов звезд. По размеру галактика всего лишь в четыре с небольшим раза уступает величайшей из известных галактик - эллиптическому гипергиганту IC 1101, о которой я не раз рассказывал. Но именно по размеру - по массе, разумеется, их сравнивать не приходится.

Вся галактика погружена в колоссальное облако нейтрального водорода диаметром более двух миллионов световых лет - скорее всего, остаток многочисленных захваченных и похороненных в недрах колосса галактик.

Галактику странным образом часто называют линзовидной http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76818#msg76818, хотя в ее диске заметна вполне внятная спиральная структура.

Неподалеку от NGC 262 находится "нормальная" спиральная галактика NGC 266, взаимодействующая с ней. Впрочем, если посмотреть на нее поближе, станет ясным, что норма там - относительная.

(https://cdn.astrobin.com/thumbs/XpszK7O-wxn5_2560x0_n1wMX-gx.jpg)

В 2005 году в NGC 266 произошел взрыв гиперновой http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77146#msg77146 SN 2005gl. К счастью, еще в 1997 году при изучении галактики был обнаружен прогенитор взрыва - яркая голубая переменная http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77142#msg77142 NGC266 LBV1 массой примерно в сто солнечных и светимостью примерно в миллион солнечных. В максимуме яркость взрыва заметно превысила яркость родительской галактики. Выглядело это так:

(https://stsci-opo.org/STScI-01EVVNY3Q0Y8101V3SEXF61SDW.jpg)

Большое яркое пятно на фотографии - это взрыв гиперновой. Центральная часть галактики - это пятнышко в правой нижней части взрыва, остальная галактика видна лишь слабым туманным ореолом.
Учитывая, что галактика NGC 266 - отнюдь не карлик: это гигантская спиральная галактика, по размеру диска почти равная Млечному пути (может, немного его превосходящая) и отнюдь не тусклая - можете оценить, что такое взрыв гиперновой.

Это было первым случаем, когда еще до взрыва гиперновой был идентифицирован ее прогенитор - гипергигант и получены его характеристики. В результате изучение взрыва гипергиганта с заранее известными характеристиками дало много интересной и полезной информации.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 21 Фев, 2023, 15:12:53
(https://stsci-opo.org/STScI-01EVT3G9F1ER84EQ2XY9N5SGFD.jpg)

На фотографии - одна из самых удаленных известных сегодня гравитационных линз J1000+0221.

В центре фотографии видна удаленная галактика (z=1,53, расстояние, соответственно, около девяти с половиной миллиардов световых лет). Кольцо вокруг нее - это линзированное ее гравитацией искаженное и увеличенное изображение находящейся прямо за ней юной галактики (z=3,42, удаление - примерно, 11,9 миллиардов световых лет).

Удаленная галактика очень мала (примерно двести миллионов масс Солнца), имеет крайне низкую металличность (менее 5% солнечной) и чрезвычайно высокую скорость звездообразования (около пяти солнечных масс в год), то есть, ее бурный рост происходит явно за счет захвата межгалактического газа - словом, типичная юная галактика начала эпохи реионизации. Судя по всему, мы видим галактику в очень ранней стадии развития.

Интересно то, что на момент наблюдения масса выбрасываемого из галактики галактическим ветром и излучением нагретого ионизированного газа составляет примерно четверть массы захватываемого из межгалактического пространства холодного - это показывает, что такие галактики сыграли важную роль в процессе реионизации, и напоминает об эффекте Матфея http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77234#msg77234, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91726#msg91726, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg113358#msg113358.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 22 Фев, 2023, 09:14:40
Просто красивое

Под катом - комбинированная фотография галактики М106, удаленной примерно на 23,5 миллиона световых лет, с активным ядром, джетами и горячими ударными волнами (сиреневый цвет), распространяющимися над плоскостью диска.

(https://www.nasa.gov/sites/default/files/m106.jpg)

Когда исследователи начали сводить балансы по этой галактике, они удивились: по оценкам, свободного газа в галактике, позволяющего ей вести такую разгульную жизнь, осталось не более, чем на триста миллионов лет. В сущности, по галактическим меркам - на считанные мгновения.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 22 Фев, 2023, 11:58:10
И кое-что о фотографиях

Это - достаточно известная и эффектная фотография туманности Трехраздельная (она же Trifid Nebula, М20 или NGC 6514) - молодой области звездообразования в нашей Галактике - снятая в широком диапазоне.
(https://cdn130.picsart.com/243644727001212.png?r480x480)

При фотографировании в линии Lyα она еще интереснее
(http://ep.yimg.com/ay/skyimage/m20-h-alpha-trifid-nebula-9.jpg)

Интересна он тем, что, как видно на верхней фотографии, на разных участках она ухитряется быть и отражательной, и эмиссионной и темной, поглощающей http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77151#msg77151
А вот теперь посмотрите на то, как прелестно она выглядит на обыкновенной инфракрасной фотографии без изысков:
(https://i.pinimg.com/736x/c3/16/21/c3162181a1efea163045f8becc086a31--cepheid-variable-variables.jpg)

Казалось бы,  что же прелестного в этой фотографии?
А прелесть ее - именно в том, что сама туманность почти не видна. Для ближней инфракрасной области волн туманность прозрачна, и мы можем видеть расположенные за ней объекты.
А Трехраздельная туманность, замечу, расположена на небе недалеко от центра Галактики (хотя и находится гораздо ближе него - мы же помним, что удалены от центра Млечного пути примерно на 27 тысяч световых лет!). Так что на первой фотографии мы можем видеть объекты, расположенные близко к галактическому центру и даже за ним.
И вот как раз их мы и видим. Обратите внимание на две яркие звезды ниже и слева от туманности (в нижней части фотографии чуть справа от центра). Это - пара цефеид http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96404#msg96404, удаленная от нас на тридцать семь тысяч световых лет (то есть, находящихся "по ту сторону" Галактики). Они открыты относительно недавно, потому что при наблюдениях в оптике заметить их невозможно - их свет надежно блокируется Трехраздельной и иными объектами диска и балджа Галактики.

Кстати, есть о чем задуматься. Возраст открытых цефеид весьма невысок - менее пятидесяти миллионов лет. Звезды поодиночке не рождаются, тем более, крупные (а цефеиды - это звезды-гиганты). Далеко от места рождения они уйти не успели, стало быть, там, где мы их видим, за центром Галактики, есть незаметная для нас область звездообразования и, возможно, крупное молодое рассеянное звездное скопление - поле для дальнейших исследований.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 22 Фев, 2023, 12:32:02
Кошка

В связи со всякого рода домыслами и инсинуациями последнего времени в адрес астрономов, якобы выгнавших с неба кошку, показываю:

(https://in-the-sky.org/image.php?style=medium&userimg=19910715_115910_168017299a34.png)

Кошка.

Звезда HIP-48615 она же HD 85951, официально именуемая Кошка (Felis).
Находится в 570 световых годах от нас, имеет массу около 6,5 солнечных, является звездой асимптотической ветви гигантов http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77141#msg77141, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77142#msg77142, спектральный класс http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77140#msg77140 K5III, абсолютная звездная величина http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77390#msg77390 -1,43, показатели цвета (U-B) +1,93, (B-V) +1,57 (красно-оранжевая), видимая звездная величина 4,94 (вспомнив последнюю ссылку, легко понять, что невооруженным глазом она видна с трудом).
Металличность ниже солнечной, [Fe/H] -0,18, возраст - около 50 миллионов лет.

Фотография - комбинированная, в фильтрах В и R (см. там же, синий светофильтр 445 нм и красный 658 нм).
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 22 Фев, 2023, 19:41:33
Кстати, если кто-то захочет ознакомиться со всеми двадцатью девятью кошкиными именами и не названными мной свойствами - ему сюда:
 https://simbad.cds.unistra.fr/simbad/sim-id?Ident=HD+85951
Обратите внимание - она еще и весьма резвая.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 23 Фев, 2023, 19:37:12
Под катом - фотография сверхгигантской эллиптической галактики 2MASX J17222717+3207571, центральной доминирующей галактики (класс cD, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg76818#msg76818 - помним!) скопления галактик Abell 2261 - вместе со своим окружением с расстояния в три миллиарда световых лет.

(https://esahubble.org/static/archives/images/wallpaper5/heic1216a.jpg)

Советую любоваться разнообразными окружающими галактиками пока еще есть время!  Им осталось жить недолго: вскоре, через считанные миллиарды лет они будут захвачены центральной галактикой, которая превратится в ископаемый кластер.

Заодно любуемся классическим богатым скоплением I типа http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77530#msg77530

Замечу, что этот колосс является одной из наиболее любопытных галактик - он имеет диаметр более миллиона световых лет, грандиозное ядро диаметром более десяти тысяч световых лет - и при этом никаких признаков наличия черной дыры в ядре не отмечено.

Судя по всему, налицо - механизм гравитационной отдачи, который я упоминал http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg96347#msg96347 - в незапамятные времена при слиянии черных дыр, оставшихся от родительских галактик, центральная черная дыра галактики получила такой импульс, что покинула ее и нынче бродит в межгалактическом пространстве.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 23 Фев, 2023, 23:26:08
In flagranti

(https://esahubble.org/static/archives/images/screen/opo9504a.jpg)

Линзированное изображение галактики - квазара PKS2349-014 - на красном смещении z=0,173, то есть, на расстоянии по времени распространения 2,16 миллиарда световых лет, застигнутого с поличным в процессе мерджинга.
Поглощаемая галактика - немаленькая, ее масса сравнима с массой Большого Магелланова облака.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: Colombo от 23 Фев, 2023, 23:50:32
Это - достаточно известная и эффектная фотография туманности Трехраздельная (она же Trifid Nebula, М20 или NGC 6514) - молодой области звездообразования в нашей Галактике - снятая в широком диапазоне.
На триффида* похожа.
*
John Windham, "The Day of the Triffids" (1951)

Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 24 Фев, 2023, 05:08:16
Удивительно, но на латыни findere - раскалывать, разрывать, разделять (а еще - прокладывать борозду и в переносном смысле - пахать). Trifid, соответственно - разделенный (расколотый, разорванный) на три части.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: фок Гюнце от 24 Фев, 2023, 09:46:16
Галактика Треугольника

Наша Местная группа галактик, как известно, состоит из трех крупных галактик и множества галактик поменьше, которые являются их спутниками.
Крупнейшая галактика группы - галактика Андромеды, наша Галактика чуть поменьше, а третьей по размеру, самой маленькой из гигантских галактик группы, является галактика Треугольника (она же M33 или NGC 598).
Вот она какая:
(https://cdn.eso.org/images/screen/eso1424a.jpg)

Сама по себе она относительно невелика - уступает Млечному пути по диаметру почти в два раза, а по массе - более, чем в пять. Удалена она от нас на расстояние немногим менее трех миллионов световых лет.

При этом в галактике наблюдается достаточно активное, более интенсивное, чем в Млечном пути, звездообразование - и, кстати, там находится (и видна на фотографии) самая большая из расположенных поблизости от нас областей звездообразования - эмиссионная туманность http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77151#msg77151 NGC 604.
Вот она поближе:
(https://media3.s-nbcnews.com/j/MSNBC/Components/Slideshows/_production/ss-100421-hubble-hits_NEW/100421-hubble-hits-22.fit-880w.jpg)

Размер туманности составляет около полутора тысяч световых лет (в полсотни раз больше, скажем, туманности Ориона). Интересна она кроме всего прочего тем, что в ней удалось насчитать более двухсот гипергигантов - колоссальных звезд массами более сорока масс Солнца, которые живут очень недолго (несколько миллионов лет) и взрываются как гиперновые (http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77146#msg77146).
Хорошо видно, что эта туманность состоит из множества пузырей, раздутых взрывами сверхновых и гиперновых, не доживших до нашего времени. Теперь из их остатков формируются новые звезды.
По оценкам, частота взрывов сверхновых только в этой туманности сравнима с частотой взрывов сверхновых во всей нашей огромной Галактике.
Замечу еще, что с расстояния в полторы тысячи световых лет туманность NGC 604 сияла бы на небе ярче Венеры.
 
Галактика Треугольника любопытна еще по одной причине.
Мы помним, что при нормальном зрении человек невооруженным глазом может видеть на небе в благоприятных условиях наблюдения объекты звездной величиной http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77390#msg77390 не ниже шести. И в результате невооруженным глазом в норме видны только шесть галактик - наша Галактика (в виде ее тонкого диска http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77322#msg77322, видимого с ребра - собственно, того небесного явления, которое и называется Млечным путем), Большое и Малое Магеллановы Облака, галактика Андромеды и галактика Треугольника. Шестым членом списка, в общем, следует считать находящееся в Млечном пути шаровое звездное скопление ω Центавра, которое является бывшей карликовой галактикой, которую наша Галактика поглотила сотни миллионов лет назад http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91780#msg91780, http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2050.msg112996#msg112996.

Ну, и соответственно, галактика Треугольника - это самый дальний объект, который является постоянно видимым невооруженным взглядом (видимая звездная величина равна 5,7).
При этом опять напомню, что гамма-всплеск GRB 080319B http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1883.msg95939#msg95939 мог быть замечен невооруженным взглядом с расстояния, большего в две с половиной тысячи раз.
Название: Re: Космос - IV
Отправлено: prokhozhyj от 25 Фев, 2023, 18:07:32

 Продолжение темы: http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=2100.0 .