Міжзоряне середовище – радіоактивна картина

…мне представляется, что химия внутренних слоев Облака очень сложна — сложные молекулы, сложные структуры, построенные из этих молекул, сложная нерв­ная деятельность. Короче говоря, я думаю, у Облака есть мозг.

С появлением радиотелескопов изучение межзвезд­ной среды превращается в самостоятельную ветвь аст­рономии. Распределение в Галактике нейтрального ато­марного водорода (области HI) было изучено по его радиоизлучению в линии 21 см. Горячий ионизирован­ный газ (области НИ) давал о себе знать оптическим излучением, а также синхротронным радиоизлучением, вызванным движением заряженных частиц в магнитном поле.

До 1970 г. астрофизиков вполне удовлетворяло пред­ставление о межзвездном веществе как о двухкомпо­нентной среде: в пространстве, заполненном горячим га­зом с температурой Т ~ 10⁴ К, плавают холодные обла­ка (Т—100 К). Это была, так сказать, основная рабо­чая модель, на фоне которой происходили различные скоротечные явления: одни звезды теряли вещество в виде разреженного и очень горячего (Т ~ 10⁶ К) звезд­ного ветра, другие — в виде плотных и не очень горя­чих планетарных туманностей. Холодные облака частич­но испарялись при взаимных столкновениях или от близ­кого соседства с горячими звездами, частично же осты­вали и сжимались, порождая новые поколения звезд. Но в целом ситуация в межзвездной среде характери­зовалась стабильным балансом межоблачной среды и облаков размером 0,1—50 пк и массой 0,1—10⁴ Мс.

В начале 70-х годов радиоастрономы обнаружили в межзвездной среде несколько достаточно сложных молекул, содержащих до семи атомов; такие молекулы могли образоваться и жить лишь в очень плотных и холодных облаках. В то же время с помощью выведен­ных на орбиту ультрафиолетовых телескопов был обна­ружен чрезвычайно горячий, так называемый корональ­ный, межзвездный газ низкой плотности, возникший в результате взрывов сверхновых звезд. Потребовалось пересмотреть модель межзвездной среды. Современный ее вид представлен в табл. 1. Облака сейчас разделяют по крайней мере на три типа:

В особую разновидность выделяют компактные газо­пылевые глобулы в основном из-за их малой массы и резко очерченной формы. Особая роль ГМО в процес­се звездообразования и в эволюции межзвездной сре­ды, как мы увидим дальше, также выделяет их в са­мостоятельную популяцию. Однако кажется вполне оче­видным, что границы между различными типами обла­ков являются достаточно условными, а сами облака часто имеют иерархическую структуру и взаимно про­никают друг в друга.

Хотя содержание некоторых химических элементов (особенно водорода и гелия) определяется с большим трудом, считается, что состав межзвездной среды во всех областях примерно одинаков: на 100 атомов водо­рода приходится около 9 атомов гелия и 0,13 атома всех прочих, более сложных химических элементов. Впрочем, доля тяжелых элементов может быть несколь­ко иной, и это является индикатором предшествующей эволюции данной области пространства: например, по­казывает, насколько часто в ней взрываются сверхновые звезды — основные источники тяжелых элементов.

В горячих и теплых областях атомы находятся в ионизованном или нейтральном состоянии, но молекул практически не образуют. Лишь в глубине плотных об­лаков, защищенные непрозрачным слоем пыли от раз­рушительного влияния ультрафиолетового излучения звезд, атомы межзвездного газа охотно объединяются в молекулы. При этом пылинки не только защищают молекулы от ультрафиолетовых квантов, но и играют роль катализатора химических реакций: «прилипнув» к поверхности пылинок, атомы значительно охотнее объ­единяются в молекулы.

Радиоастрономическими методами уже зарегистриро­ваны молекулы, содержащие до 13 атомов (табл. 2), но мы в этой брошюре будем в основном говорить лишь о двух простейших: о молекуле водорода Н₂ и угарного газа СО. Первая важна тем, что гигантские молекуляр­ные облака на 75% по массе состоят из молекулярного водорода, а вторая — тем, что ее излучение легко реги­стрируется и является важнейшим источником инфор­мации об этих облаках.

• ← Міжзоряне середовище та рух зірок
• Молекули Н2 та СО →