Вивчаючи теплову історію Всесвіту за останні 10 мільярдів років, вчені виявили, що середня температура міжзоряного газу у Всесвіті збільшилася у понад 10 разів за цей період. Сьогодні температура газу досягла майже 2 мільйони градусів за Цельсієм.
«Вперше ми можемо підтвердити точне значення температури Всесвіту і те, як він змінюється з часом», — говорить астрофізик І-Куан Чан з Університету штату Огайо в Колумбусі. Він поділився новими висновками в Astrophysical Journal.
Відстеження температури допомагає астрономам зрозуміти, як у Всесвіті сформувалися величезні структури. До них належать скупчення багатих зорями галактик. Ці скупчення можуть містити сотні галактик, розкиданих на мільйони світлових років. Коли кластери збираються, вони виділяють енергію. Гравітація перетворюється на тепло, яке нагріває навколишній газ.
За словами Чанга, вимірюючи, як температура цього газу змінюється з часом, астрономи можуть перевірити прогрес у міру того, як скупчення формуються у великомасштабні структури.
«Холодне» глобальне потепління
За словами Мартін Локкен, вченої-астрофізика з Університету Торонто в Канаді, новий вимір температури дуже добре узгоджується з тим, що очікували астрономи. Вона використовує комп’ютерні моделі та дані телескопів, щоб зрозуміти, як газ та галактики з’єднуються у Всесвіті, утворюючи галактичні нитки. Сьогодні ці моделі добре відтворюють вигляд через телескопи, каже Локкен. Зокрема, ми бачимо, що відбувається постійне нагрівання газу в міру того, як галактики потрапляють у ці справді масивні, щільні області космічного павутиння.
Два мільйони градусів за Цельсієм — це звучить досить гаряче. Але це майже неможливо відчути, опинившись поруч із цим міжзоряним газом. Все тому, що космос — дуже розріджене середовище. Щільність речовини на кубічний сантиметр у міжзоряному середовищі становить трохи більше 2-3 молекул. Ви б навіть не відчули, що оточені газом. Було б не жарко, а швидше холодно, у міру того як ваше тіло почало остигати, але не отримувати ніякого нагріву від гарячого міжзоряного газу.
«Те, як ми, люди, відчуваємо тепло на Землі, насправді пов’язане з передачею теплової енергії, коли ми торкаємося чогось. Гаряча плита здається гарячою, бо довкола неї літає безліч молекул. Ці молекули продовжують стикатися з вашою рукою, і вони передають вам тепло від плити», — пояснює Локкен.
Як виміряти температуру Всесвіту?
Виміряти температуру міжзоряного газу непросто. Але телескопи — це машини часу. Коли астрономи дивляться в далечінь, вони також озираються назад у часі. Уявіть собі галактику, що розташована на відстані 1 млрд світлових років від Землі. Світлу з цієї галактики знадобилося мільярд років, щоб дістатися до нас. Коли ми дивимося на цю галактику, ми бачимо її не такою, якою вона є зараз. Ми бачимо, як це було мільярд років тому.
Щоб виміряти температуру газу, вченим допомогло дуже давнє світло. Це світло називається космічним мікрохвильовим фоном. Це слабке світіння з усіх боків, що невдовзі після Великого вибуху залишилося близько 13,8 млрд років тому. Коли світло подорожує в космосі, частина його потрапляє в газ навколо скупчень галактик. Коли це відбувається, він отримує енергію від електронів, що обертаються усередині цього газу. Електрони збільшують частоту світла. Наскільки зміниться частота залежить від того, наскільки гарячий газ.
Дані про світло, отримані за допомогою двох місій, Planck та Sloan Digital Sky Survey, допомогли зрозуміти еволюцію температури Всесвіту. Вчені об’єднали дані обох місій та оцінили відстань до гарячих газів поблизу та вдалині, вимірявши їхнє червоне зміщення. Так вчені могли вимірювати середню температуру газів у ранньому Всесвіті. Потім вони порівняли це значення із середньою температурою газів ближче до Землі. Ці гази досягають температури майже 2 млн градусів за Цельсієм навколо об’єктів, розташованих ближче до Землі. Виявилося, що сьогодні температура міжзоряних газів у 10 разів вища, ніж була у минулому.
Нагадаємо, що раніше ми розповідали про найхолоднішу планету Сонячної системи.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
