Перша 3D-карта теплових фаз міжзоряного газу показала несподіваний результат

Газ між зорями виявився значно складнішим, ніж описує класична двофазна модель. Астрономи вперше побудували тривимірну карту теплової структури міжзоряного середовища в околицях Сонця й виявили, що поблизу галактичної площини 41 % маси цього газу перебуває в термічно нестабільному стані. Для науковців, які спиралися на класичну двофазну модель, це стало несподіванкою.

Тривимірне зображення теплових фаз міжзоряного середовища з холодним газом синього кольору, нестабільним жовтого та прозорим теплим газом, поряд зі зрізами через галактичну площину.
Холодний газ позначений синім, нестабільний — жовтим, теплий — прозорим. На зрізах унизу подана густина газу, інтенсивність ультрафіолету та класифікація фаз. Концентричні кола позначають відстані 150, 300 і 450 парсеків від Сонця. Авторство: arXiv (2026)

Як створили карту

Команда під керівництвом Джонатана Шелеста з Техніону, Ізраїльського технологічного інституту, розробила інструмент 𝒫3D. Він поєднує тривимірну карту міжзоряного пилу, нову тривимірну карту ультрафіолетового випромінювання від найближчих масивних зір і модель, що визначає теплову фазу газу в кожній точці простору. Результати опубліковані на arXiv і проходять рецензування в журналі Nature Astronomy, повідомляє Phys.org.

Отримана теплова карта охоплює ділянку завширшки близько одного кілопарсека, а це понад 3200 світлових років, із Сонцем у центрі. Вона вперше показує не усереднену температуру вздовж променя зору, а просторовий розподіл холодних, теплих і нестабільних областей.

Нестабільна більшість

Класичне уявлення про міжзоряний газ спирається на дві стабільні фази. Холодні щільні хмари з температурою близько 200 кельвінів і тепле розріджене середовище з температурою приблизно 7000 кельвінів. Натомість карта показала іншу пропорцію. Поблизу галактичної площини нестабільний газ становить 41 % маси, холодна фаза — 27 %, а тепла — 32 %.

Космос для кожного

Магазин від Universe Space Tech

Журнал №5 2021 (186)

До товару

Така частка означає, що газ постійно курсує між теплим і холодним станами. Повний цикл переходу, за оцінкою дослідників, триває від 3 до 6 млн років. Причиною цього безперервного перемішування є турбулентність, яка не дає міжзоряному середовищу заспокоїтись і розділитись на два чіткі табори.

Холодні хмари зсередини

На карті холодні хмари нагадують щільні ядра, оточені оболонками з нестабільного газу. Фізика цієї структури зрозуміла. Всередині хмари газ достатньо щільний, щоб швидко охолоджуватися, а пил блокує зовнішнє ультрафіолетове випромінювання. На межі хмари густина падає, охолодження слабшає, але ультрафіолету ще недостатньо для повного прогріву, тому межа залишається нестабільною.

Несподіванка чекала всередині самих холодних ядер. Попри турбулентне оточення, газ у них виявився напрочуд спокійним. Його внутрішня густина майже не змінюється, а це суперечить багатьом моделям зореутворення, які розглядають холодний газ як ізольоване й украй турбулентне середовище.

Нова картина для майбутніх моделей

Отриманий результат змушує переглянути усталений підхід. Холодний газ, з якого народжуються нові зорі, не є замкненим резервуаром. Він постійно обмінюється речовиною з набагато більшою й неспокійною багатофазною системою. Саме цю складну взаємодію, а не поведінку окремо взятого холодного фрагмента, варто враховувати в майбутніх симуляціях. 

В Україні міжзоряне середовище також досліджують в Астрономічній обсерваторії Львівського національного університету імені Івана Франка й на кафедрі астрономії та фізики космосу Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Новини інших медіа
Складні ароматичні вуглеводні можуть утворюватися в космосі достатньо просто
Фізики розплавили алмаз і підтвердили парадокс щільності вуглецю
Нова модель розкриває парадокс атмосфер на лавових світах
Таємничі хмари Венери можуть ховати надзвичайно сильний поглинач світла
У Космічних силах США не знали про механізм закупівлі даних
Усі свідчення існування темної матерії навколо Чумацького Шляху можна пояснити його гравітацією
Чому прощальний знімок Voyager 1 актуальніший сьогодні, ніж 36 років тому
Спілкування з Марсом робить Землю помітною для іншопланетян
Версію про сфери Дайсона біля двох зір остаточно відхилили
В очікуванні відкриттів: обсерваторію Nancy Grace Roman підготували до старту