Изучая тепловую историю Вселенной за последние 10 миллиардов лет, ученые обнаружили, что средняя температура межзвездного газа во Вселенной увеличилась более чем в 10 раз за этот период времени. Сегодня температура газа достигла около 2 млн градусов по Цельсию.
«Впервые мы можем подтвердить точное значение температуры Вселенной и то, как она меняется со временем», — говорит астрофизик И-Куан Чан из Университета штата Огайо в Колумбусе. Он поделился новыми выводами в Astrophysical Journal.
Отслеживание температуры помогает астрономам понять, как во Вселенной сформировались гигантские структуры. К ним относятся скопления богатых звездами галактик. Эти скопления могут содержать сотни галактик, разбросанных на миллионы световых лет. Когда кластеры собираются, они выделяют энергию. Гравитация превращается в тепло, которое нагревает окружающий газ.
По словам Чанга, измеряя, как температура этого газа меняется с течением времени, астрономы могут «прощупать прогресс» по мере того, как скопления формируются в крупномасштабные структуры.
«Холодное» глобальное потепление
По словам Мартины Локкен, астрофизика из Университета Торонто в Канаде, новое измерение температуры очень хорошо согласуется с тем, что ожидали астрономы. Она использует компьютерные модели и данные телескопов, чтобы понять, как газ и галактики соединяются во Вселенной, образуя галактические нити. Сегодня эти модели хорошо воссоздают вид через телескопы, говорит Локкен. В частности, мы видим, что происходит постоянный нагрев газа по мере того, как галактики попадают в эти действительно массивные, плотные области космической паутины.
Два миллиона градусов по Цельсию — это звучит довольно горячо. Но это почти невозможно ощутить, оказавшись рядом с этим межзвездным газом. Все потому, что космос — очень разреженная среда. Плотность вещества на кубический сантиметр в межзвездной среде составляет не более 2-3 молекул. Вы бы даже не ощутили, что окружены газом. Было бы не жарко, а скорее холодно, по мере того как ваше тело бы начало остывать, но не получать никакого нагрева от горячего межзвездного газа.
«То, как мы, люди, ощущаем тепло на Земле, на самом деле связано с передачей тепловой энергии, когда мы к чему-то прикасаемся. Горячая плита кажется горячей, потому что вокруг нее летает множество молекул. Эти молекулы продолжают сталкиваться с вашей рукой, и они передают вам тепло от плиты», — объясняет Локкен.
Как измерить температуру Вселенной?
Измерить температуру межзвездного газа непросто. Но телескопы — это машины времени. Когда астрономы смотрят вдаль, они также оглядываются назад во времени. Представьте себе галактику, которая находится на расстоянии 1 млрд световых лет от Земли. Свету из этой галактики потребовалось миллиард лет, чтобы добраться до нас. Когда мы смотрим на эту галактику, мы видим ее не такой, какая она есть сейчас. Мы видим, как это было миллиард лет назад.
Чтобы измерить температуру газа, ученым помог очень древний свет. Этот свет называется космическим микроволновым фоном. Это слабое свечение со всех сторон, оставшееся вскоре после Большого взрыва около 13,8 млрд лет назад. Когда свет путешествует в космосе, часть его попадает в газ вокруг скоплений галактик. Когда это происходит, он получает энергию от электронов, вращающихся внутри этого газа. Электроны немного увеличивают частоту света. Насколько изменится частота, зависит от того, насколько горячий газ.
Данные о свете, полученные с помощью двух миссий, Planck и Sloan Digital Sky Survey, помогли понять эволюцию температуры Вселенной. Ученые объединили данные обеих миссий и оценили расстояние до горячих газов вблизи и вдали, измерив их красное смещение. Так ученые могли измерять среднюю температуру газов в ранней Вселенной. Затем они сравнили это значение со средней температурой газов ближе к Земле. Эти газы достигают температуры около 2 млн градусов по Цельсию вокруг объектов, расположенных ближе к Земле. Оказалось, что сегодня температура межзвездных газов в 10 раз выше, чем была в прошлом.
Напомним, что ранее мы рассказывали о самой холодной планете Солнечной системы.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
