Презентация на тему межзвездная среда. Туманность межзвездное облако, состоящее из пыли, газа и плазмы, выделяющееся своим излучением или поглощением по сравнению с окружающей его межзвёздной

Первоначально туманностями в астрономии называли любые неподвижные протяжённые (диффузные) светящиеся астрономические объекты, включая звёздные скопления или галактики за пределами Млечного Пути, которые не удавалось разрешить на звёзды. Некоторые примеры такого использования сохранились до сих пор. Например, Галактику Андромеды иногда называют «Туманностью Андромеды». Так, Шарль Мессье, интенсивно занимавшийся поиском комет, составил в 1787 г. каталог неподвижных диффузных объектов, похожих на кометы. В каталог Мессье попали как собственно туманности, так и галактики (например, упомянутая выше галактика Андромеды М31) и шаровые звёздные скопления (М13 скопление Геркулеса). По мере развития астрономии и разрешающей способности телескопов, понятие «туманность» всё более уточнялось: часть «туманностей» была идентифицирована как звёздные скопления, были обнаружены тёмные (поглощающие) газопылевые туманности и, наконец, в 1920-х гг. сначала Лундмарку, а затем и Хабблу удалось разрешить на звёзды периферийные области ряда галактик и тем самым установить их природу. С этого времени термин «туманность» употребляется в приведённом выше смысле.

Первичный признак, используемый при классификации туманностей поглощение или излучение (рассеивание) ими света, то есть по этому критерию туманности делятся на тёмные и светлые. Первые наблюдаются благодаря поглощению излучения расположенных за ними источников, вторые благодаря собственному излучению или отражению (рассеиванию) света расположенных рядом звёзд. Природа излучения светлых туманностей, источники энергии, возбуждающие их излучение, зависят от их происхождения и могут иметь разнообразную природу; нередко в одной туманности действуют несколько механизмов излучения. Деление туманностей на газовые и пылевые в значительной степени условно: все туманности содержат и пыль, и газ. Такое деление исторически обусловлено различными способами наблюдения и механизмами излучения: наличие пыли наиболее ярко наблюдается при поглощении излучения тёмными туманностями расположенных за ними источников и при отражении или рассеивании, или переизлучении пылью, содержащейся в туманности излучения расположенных поблизости или в самой туманности звёзд; собственное излучение газовой компоненты туманности наблюдается при её ионизации ультрафиолетовым излучением расположенной в туманности горячей звезды (эмиссионные области H II ионизированного водорода вокруг звёздных ассоциаций или планетарные туманности) или при нагреве межзвёздной среды ударной волной вследствие взрыва сверхновой или воздействия мощного звёздного ветра звёзд типа Вольфа Райе.

Тёмные туманности представляют собой плотные (обычно молекулярные) облака межзвёздного газа и межзвёздной пыли, непрозрачные из-за межзвёздного поглощения света пылью. Обычно они видны на фоне светлых туманностей. Реже тёмные туманности видны прямо на фоне Млечного Пути. Таковы туманность Угольный Мешок и множество более мелких, называемых гигантскими глобулами. Туманность Конская Голова, снимок телескопа Хаббл

Межзвёздное поглощение света A v в тёмных туманностях колеблется в широких пределах, от 110 m до m в наиболее плотных. Строение туманностей с большими A v поддаётся изучению только методами радиоастрономии и субмиллиметровой астрономии, в основном по наблюдениям молекулярных радиолиний и по инфракрасному излучению пыли. Часто внутри тёмных туманностей обнаруживаются отдельные уплотнения с A v до m в которых, по-видимому, формируются звёзды. В тех частях туманностей, которые полупрозрачны в оптическом диапазоне, хорошо заметна волокнистая структура. Волокна и общая вытянутость туманностей связаны с наличием в них магнитных полей, затрудняющих движение вещества поперёк силовых линий и приводящих к развитию ряда видов магнитогидродинамических неустойчивостей. Пылевой компонент вещества туманностей связан с магнитными полями из-за того, что пылинки электрически заряжены.

Отражательные туманности являются газово-пылевыми облаками, подсвечиваемые звёздами. Если звезда (звёзды) находятся в межзвёздном облаке или рядом с ним, но недостаточно горяча (горячи), чтобы ионизовать вокруг себя значительное количество межзвёздного водорода, то основным источником оптического излучения туманности оказывается свет звёзд, рассеиваемый межзвёздной пылью. Примером таких туманностей являются туманности вокруг ярких звёзд в скоплении Плеяды. Отражательная туманность «Ангел» находится на высоте 300 пк над плоскостью галактики

Большинство отражательных туманностей расположено вблизи плоскости Млечного пути. В ряде случаев наблюдаются отражательные туманности на высоких галактических широтах. Это газово-пылевые (часто молекулярные) облака различных размеров, формы, плотности и массы, подсвечиваемые совокупным излучением звёзд диска Млечного Пути. Они трудны для изучения из-за очень низкой поверхностной яркости (обычно много слабее фона неба). Иногда, проецируясь на изображениях галактик, они приводят к появлению на фотографиях галактик несуществующих в действительности деталей хвостов, перемычек и т. п. Некоторые отражательные туманности имеют кометообразный вид и называются кометарными. В «голове» такой туманности находится обычно переменная звезда типа Т Тельца, освещающая туманность. Такие туманности нередко имеют переменную яркость, отслеживая (с запаздыванием на время распространения света) переменность излучения освещающих их звёзд. Размеры кометарных туманностей обычно малы сотые доли парсека.

Редкой разновидностью отражательной туманности является так называемое световое эхо, наблюдавшееся после вспышки Новой звезды 1901 г. в созвездии Персея. Яркая вспышка новой звезды подсветила пыль, и несколько лет наблюдалась слабая туманность, распространявшаяся во все стороны со скоростью света. Кроме светового эха после вспышек новых звёзд образуются газовые туманности, подобные остаткам вспышек сверхновых звёзд. Отражательная туманность Меропы

Многие отражательные туманности имеют тонковолокнистую структуру систему почти параллельных волокон толщиной в несколько сотых или тысячных долей парсека. Происхождение волокон связано с желобковой или перестановочной неустойчивостью в туманности, пронизанной магнитным полем. Волокна газа и пыли раздвигают силовые линии магнитного поля и внедряются между ними, образуя тонкие нити. Изучение распределения яркости и поляризации света по поверхности отражательных туманностей, а также измерение зависимости этих параметров от длины волны позволяют установить такие свойства межзвёздной пыли, как альбедо, индикатрису рассеяния, размер, форму и ориентацию пылинок.

Туманности, ионизованные излучением, участки межзвёздного газа, сильно ионизованного излучением звёзд или других источников ионизующего излучения. Самыми яркими и распространёнными, а также наиболее изученными представителями таких туманностей являются области ионизованного водорода (зоны H II). В зонах H II вещество практически полностью ионизовано и нагрето до температуры ~10 4 К ультрафиолетовым излучением находящихся внутри них звёзд. Внутри зон HII всё излучение звезды в лаймановском континууме перерабатывается в излучение в линиях субординатных серий, в соответствии с теоремой Росселанда. Поэтому в спектре диффузных туманностей очень яркие линии Бальмеровской серии, а также линия Лайман-альфа. Лишь разреженные зоны H II низкой плотности ионизованы излучением звёзд, в т. н. корональном газе.

Туманности, ионизованные излучением, возникают также вокруг мощных рентгеновских источников в Млечном Пути и в других галактиках (в том числе в активных ядрах галактик и квазарах). Для них часто характерны более высокие температуры, чем в зонах H II, и более высокая степень ионизации тяжёлых элементов Гигантская область звездообразования NGC 604.

Разновидностью эмиссионных туманностей являются планетарные туманности, образованные верхними истекающими слоями атмосфер звёзд; обычно это оболочка, сброшенная звездой-гигантом. Туманность расширяется и светится в оптическом диапазоне. Первые планетарные туманности были открыты У. Гершелем около 1783 г. и названы так за их внешнее сходство с дисками планет. Однако далеко не все планетарные туманности имеют форму диска: многие имеют форму кольца или симметрично вытянуты вдоль некоторого направления (биполярные туманности). Внутри них заметна тонкая структура в виде струй, спиралей, мелких глобул. Скорость расширения планетарных туманностей км/с, диаметр 0,010,1 пк, типичная масса около 0,1 массы Солнца, время жизни около 10 тыс. лет. Планетарная туманность «Кошачий глаз».

Разнообразие и многочисленность источников сверхзвукового движения вещества в межзвёздной среде приводят к большому количеству и разнообразию туманностей, созданных ударными волнами. Обычно такие туманности недолговечны, так как исчезают после исчерпания кинетической энергии движущегося газа. Основными источниками сильных ударных волн в межзвёздной среде являются взрывы звёзд сбросы оболочек при вспышках сверхновых и новых звёзд, а также звёздный ветер. Во всех этих случаях имеется точечный источник выброса вещества (звезда). Созданные таким образом туманности имеют вид расширяющейся оболочки, по форме близкой к сферической. Выбрасываемое вещество имеет скорости порядка сотен и тысяч км/с, поэтому температура газа за фронтом ударной волны может достигать многих миллионов и даже миллиардов градусов.

Газ, нагретый до температуры несколько миллионов градусов, излучает главным образом в рентгеновском диапазоне как в непрерывном спектре, так и в спектральных линиях. В оптических спектральных линиях он светится очень слабо. Когда ударная волна встречает неоднородности межзвёздной среды, она огибает уплотнения. Внутри уплотнений распространяется более медленная ударная волна, вызывающая излучение в спектральных линиях оптического диапазона. В результате возникают яркие волокна, хорошо заметные на фотографиях. Основной ударный фронт, обжимая сгусток межзвёздного газа, приводит его в движение в сторону своего распространения, но с меньшей, чем у ударной волны, скоростью. Туманность Карандаш - Ударная волна от вспышки Сверхновой

Наиболее яркие туманности, созданные ударными волнами, вызваны взрывами сверхновых звёзд и называются остатками вспышек сверхновых звёзд. Они играют очень важную роль в формировании структуры межзвёздного газа. Наряду с описанными особенностями для них характерно нетепловое радиоизлучение со степенным спектром, вызванное релятивистскими электронами, ускоряемыми как в процессе взрыва сверхновой, так и позже пульсаром, обычно остающимся после взрыва. Туманности, связанные со взрывами новых звёзд, малы, слабы и недолговечны Крабовидная туманность остаток вспышки сверхновой 1054 г

Другой тип туманностей, созданных ударными волнами связан со звёздным ветром от звёзд Вольфа Райе. Эти звёзды характеризуются очень мощным звёздным ветром с потоком массы в год и скоростью истечения (1 3)×10 3 км/с. Они создают туманности размером в несколько парсек с яркими волокнами. В отличие от остатков вспышек сверхновых звёзд радиоизлучение этих туманностей имеет тепловую природу. Время жизни таких туманностей ограничено продолжительностью пребывания звёзд в стадии звезды Вольфа Райе и близко к 10 5 лет. Шлем Тора туманность вокруг звезды Вольфа Райе

Ударные волны меньших скоростей возникают в областях межзвёздной среды, в которых происходит звездообразование. Они приводят к нагреву газа до сотен и тысяч градусов, возбуждению молекулярных уровней, частичному разрушению молекул, нагреву пыли. Такие ударные волны видны в виде вытянутых туманностей светящихся преимущественно в инфракрасном диапазоне. Ряд таких туманностей обнаружен, например, в очаге звездообразования, связанном с туманностью Ориона. Туманность Орион А гигантская область звездообразования

«Вопросы по астрономии» - Передача изображения. М.В. Ломоносов. Какие астрономические знаки изображены на флагах. Сатурн. Каккони в Моррисон предложили очень изящную идею. Разгадайте кроссворд. Юпитер. Планета Солнечной системы имеет наименьшие размеры. Этот физический параметр любого тела равен нулю. 4 октября 1957 г с помощью мощной ракеты развил скорость 28 000 км/ч.

«Астрономическая конференция» - XI конференция “Физика Галактики” проходила на турбазе “Хрустальная” в живописных окрестностях Свердловска. Незабываемы встречи с В.С.Осканяном, Н.С.Черных и др. Благоприятные возможности для оценки и самооценки научной и профессиональной подготовки специалистов различными вузами. П.Е.Захарова Уральский государственный университет.

«Методы астрономии» - Излучение в радиолиниях. Вспомогательные инструменты и методы астрономии. Внегалактические исследования. Т. Метьюз и А. Сендидж. Наблюдательные основания. Теория радиальных пульсаций. Хендрик ван де Хюлст. Внегалактическая радиоастрономия. Роберт Трюмплер. Солнечные вспышки. И.С. Шкловский. Б.В. Кукаркин.

«Астрофизика» - Открытие Урана. Первые измерения параллаксов. Мы получили совсем другую картину мира. Снимки Хаббла. Неожиданное открытие. Как это работает. Какая экзопланета была открыта первой. Открытие раздвинуло границы Солнечной системы. Открытие межзвездной среды. Впервые надежно был задан масштаб межзвездных расстояний.

«Галактические космические лучи» - Магнитосфера Земли. Наземные установки. Пример оптического детектора. История открытия космических лучей. Радиация. Частицы. Бруно Росси. Спутники. Разрядка электроскопа. Солнечный протуберанец. Первые научные гипотезы. Космические лучи. Регистрация ШАЛ на земле. США. Эксперименты. Скобельцын. Результаты измерений.

«Космические лучи» - Учебный процесс. Цетральная часть. Berkeley Lab Cosmic Ray Detector. Сцинтилляционный детектор. Космические лучи. Переизлучатели. Ливневая установка. Сцинтилляционная сборка. Термостабилизация в действии. Электроника детектора. Методика регистрации ШАЛ. Коммуникации. Схема сцинтилляционной сборки детектора.

Всего в теме 23 презентации

Состав межзвездной среды

Основной компонент МЗС – это водород (~ 70 % полной массы), который присутствует там в различных формах: нейтральный атомарный

водород, молекулярный водород (H2 ), ионизованный водород.

Около 28 % массы приходится на гелий и ~ 2 % на долю остальных элементов.

Помимо газа в МЗС имеются твердые частицы (пыль). Отношение массы пыли к массе газа ~ 0.01.

Двухфазная модель межзвездной среды

В простейшей двухфазной модели в некотором интервале давлений нейтральная МЗС распадается на две устойчивые фазы (находящиеся в равновесии давлений): плотную холодную («облака»), T ~ 100 K,

n ~ 10 см-3 , и разреженную горячую («межоблачная среда»), T ~ 104 K, n ~ 0.1 см-3 .

Основные компоненты МЗС

Фаза

Корональный газ

Зоны HII низкой плотности

Межоблачная среда

Теплые области HI

Облака HI

Темные облака

Области HII

Гигантские молеку- лярные облака

Мазерные

конденсации

T (K)	n (см-3 )	M (Msun )	L (пк)
~ 5·105
~104
~104
~103
	~103			~ 10-5
	~104			~ 3·10-9
~104				~ 10-4
		~ 3·105		~ 3·10-4
	~ 1010		~ 10-5

Механизмы нагрева и охлаждения

Основные механизмы нагрева

Ультрафиолетовое излучение звезд (фотоионизация).

Нагрев ударными волнами.

Объемный нагрев газа проникающей радиацией и космическими лучами

Объемный нагрев газа жестким электромагнитным излучением (рентгеновскими и гамма-квантами).

Основные механизмы охлаждения

Свободно-свободное (тормозное) излучение

Рекомбинационное излучение

Излучение в спектральных линиях

Излучение пыли

Ионизация электронным ударом

Космические лучи

Поток космических лучей в окрестности Солнечной системы составляет ~ 1 частица/см 2 ·с. Отсюда средняя концентрация быстрых протонов в межзвездной среде ~ 10-10 –10-11 см-3 .

В составе космических лучей больше всего протонов (~ 90 % по числу частиц). Ядра гелия по числу частиц составляют около 7 %. Особенностью КЛ является относительно большое обилие ядер лития, бериллия, бора (~ 0.14 %), в то время как в межзвездной газо-пылевой среде их очень мало (~ 10-6 %).

Спектр энергии КЛ имеет степенной характер, хотя показатель спектра может меняться в разных областях. Средняя плотность энергии КЛ близка к 10-12 эрг/см3 .

Вероятнее всего КЛ ускоряются при вспышках сверхновых и (или) в пульсарах.

Дифференциальный спектр космических лучей в межпланетном пространстве вблизи орбиты Земли: 1 - протоны; 2 - -частицы галактических космических лучей; 3 - протоны от солнечных вспышек.

Для сравнения показаны

спектры протонов и -частиц

Происхождение космических лучей

Зависимость потока гамма- лучей от галактической долготы l по данным наблюдений (вертикальные чёрточки) в сравнении с результатами расчёта (сплошная кривая) на основе гипотезы об остатках вспышек сверхновых как главном источнике космических лучей.

Механизмы ускорения КЛ

Механизм Ферми .

Взаимодействие между частицей и межзвездными облаками, которые движутся вместе с вмороженными магнитными полями

(магнитная бутылка). Пробки сближаются со скоростью U << V . За одно столкновение частица приобретает скорость 2U , число столкновений в единицу времени V /2L .

			V dL

Статистический механизм ускорения (при хаотическом движении частицы между облаками). При встречных столкновениях с облаками энергия частицы возрастает, при догоняющих – уменьшается. Относительная скорость при встречных столкновениях выше, поэтому и число таких столкновений больше. Газ тяжелых облаков находится в равновесии с газом частиц. Направление процесса должно вести к установлению равнораспределения энергии между облаками и частицами. Роль магнитного поля сводится к отражению частиц от облаков.

Презентация: Туманности и звёздные скопления zelobservatory.ru.

Туманность? Туманность - это участок межзвёздной среды , выделяющейся своим излучением или поглощением... вокруг себя значительное количество межзвёздного водорода (и стать тёмной... звёзд, магнитного поля и межзвёздной среды . На картинке: Строение симметричной...

Звёзд с планетными системами, облака межзвёздного газа, ядро. Галактика, в... часть звёзд и практически всё межзвёздное вещество сосредоточены в диске... тысячи радиусов Солнца. 3. Межзвёздный газ – компонент межзвёздной среды , состоящей также из пылинок...

Презентация: Что же такое галактики? Галактики - это большие звездные системы, в которых звезды связаны друг с другом силами гравитации. Исходя из теории расширяющейся.

И основная часть этой межзвёздной среды также движется по круговым... и в атмосферах планет, межзвёздная среда плотнее всего на дне... . Однако до 10% межзвёздной среды находится вне диска и... выглядели похоже, но перемещались среди звёзд.Раньше не знали, ...

Презентация: ...) гравитационно-связанная система из звёзд, межзвёздного

...) гравитационно-связанная система из звёзд, межзвёздного газа, пыли и тёмной материи... правило, в них очень много межзвёздного газа, до 50 % от массы... галактики Необычные галактик Необычные галактик Среди галактик есть такие, которые в...

Презентация: Солнечная семья. Солнечная система Солнечная система планетная система, включающая в себя центральную звезду Солнце и все естественные космические объекты,

Местном пузыре» зоне рассеянного высокотемпературного межзвёздного газа. Из звёзд, принадлежащих 50 ... планетологией. У Венеры самая плотная среди прочих землеподобных планет атмосфера, ... . У Венеры самая плотная среди прочих землеподобных планет атмосфера, ...

Зарождение Вселенной. Над презентацией работали: Межуев Эдуард Межуев Эдуард Палицын Денис Палицын Денис Мануйлов Алексей Мануйлов Алексей МОУ СОШ 1 г.

Рождение звёзд. Открытие межзвёздного вещества. Открытие межзвёздного вещества. Из чего образуются... заметить. Но помимо газа в межзвёздной среде в небольшом количестве (около 1 ... заметить. Но помимо газа в межзвёздной среде в небольшом количестве (около 1 ...

Галактика Гала́ктика (др.-греч. Γαλαξίας Млечный Путь) гравитационно-связанная система из звёзд, межзвёздного газа, пыли и тёмной материи.

Система из звёзд, межзвёздного газа, пыли и... СРЕДА Межзвездный газ это разряженная газовая среда , заполняющая всё пространство между звёздами. Межзвёздный ... газ прозрачен. Полная масса межзвёздного ...

межзвёздного газа, пыли, тёмной материи и...

Называется большая система из звёзд, межзвёздного газа, пыли, тёмной материи и... называется большая система из звёзд, межзвёздного газа, пыли, тёмной материи и... . Кроме отдельных звёзд и разрежённой межзвёздной среды , большая часть галактик содержит множество...

«Межзвёздная среда » Выполнил ученик 7»С» класса НИШ ФМН г. Астана Акжигитов Дулат.

«Межзвёздная среда » Выполнил ученик 7»С... вещества из звёзд в межзвёздное пространство. Вещество, из... притяжение и выбрасываться в межзвёздное пространство. Это происходит в... но пропуская красный. Вывод: Межзвёздная среда имеет важное значение для эволюции...

Обычно галактики содержат от 10 миллионов до нескольких триллионов звёзд, вращающихся вокруг общего центра тяжести. Кроме отдельных звёзд, и разрежённой.

Кроме отдельных звёзд, и разрежённой межзвёздной среды , большая Галактикой называется большая система... из звёзд, межзвёздного часть галактик содержит множество кратных... звёзд с планетными системами, облака межзвёздного газа, ядро. Галактика, в...

Выполнила: Филатова Галина Петровна учитель физики МОУ «Колталовская СОШ» Калининского района Тверской области.

За ней солнечный ветер и межзвёздное вещество смешиваются, взаимно растворяясь... дальше Плутона и считается началом межзвёздной среды . Однако предполагают, что область... заканчивается Солнечная система и начинается межзвёздное пространство, неоднозначен. Седна (...

Министерство жилищно-коммунального хозяйства и энергетики Камчатского края Краевое государственное бюджетное учреждение «Региональный центр развития энергетики.

Пузыре» зоне рассеянного высокотемпературного межзвёздного газа Средняя удалённость Солнца от... фотосинтеза из неорганических элементов окружающей среды – воды Н2О и диоксида... ее реализации: Создание благоприятной экономической среды , в том числе: формирование...

... называется большая система из звёзд, межзвёздного газа, пыли и тёмной материи...

Кроме отдельных звёзд, и разрежённой межзвёздной среды , большая часть галактик содержит множество... тысяч световых лет. Межзвёздный газ это разреженная газовая среда , заполняющая всё пространство...

Началом межзвёздной среды . Однако предполагают, что область, в которой гравитациятяготение Гелиосфера Межзвёздная среда в... нескольких недавних сверхновых Местное межзвёздное облако Местный пузырь межзвёздной среде Относительно немного звёзд...