19.06.2019 17:35
Аналитика.
Просмотров всего: 5850; сегодня: 1.

Вязкость межгалактической плазмы оказалась на порядки ниже ожидаемой

Вязкость межгалактической плазмы оказалась на порядки ниже ожидаемой

Астрофизики измерили распределение плотности горячего газа в скоплениях галактик и нашли в нем мелкомасштабные возмущения. Это означает, что вязкость данного вещества на порядки меньше ожидаемых величин, а сама среда подвержена турбулентности на относительно небольшом масштабе, сообщает N+1 со ссылкой на журнал Nature Astronomy.

Скопления и сверхскопления галактик — основной элемент крупномасштабной структуры Вселенной. Они состоят из трех основных компонентов: самих галактик, окружающего их газа и темной материи, причем на галактики приходится наименьшая доля массы. Газ скоплений суммарно весит в разы больше галактик, характеризуется чрезвычайно малой плотностью, но высокой температурой на уровне миллионов градусов, благодаря чему хорошо виден в рентгеновском диапазоне.

Свойства газа в скоплениях не позволяют воспроизвести его в лаборатории. В частности, длина свободного пробега, то есть расстояние, которое частицы в среднем преодолевают между последовательными взаимодействиями друг с другом, достигает десятков килопарсек. В то же время это один из основных параметров среды, определяющий ее поведение. Также в случае скоплений галактик нельзя пренебрегать влиянием слабого, но крупномасштабного магнитного поля. В связи с этим связанные с явлениями переноса величины, такие как вязкость и теплопроводность, в случае межгалактической плазмы известны весьма не точно.

Коллектив астрономов с участием российских ученых решил экспериментально определить свойства межгалактической среды на самом мелком доступном для регистрации масштабе и сравнить их с численным моделированием. Для этого авторы наблюдали относительно близкое скопление галактик в созвездии Волос Вероники (скопление Кома), расположенное на расстоянии около 100 мегапарсек, при помощи орбитального рентгеновского телескопа «Чандра». Для поиска небольших вариаций яркости газа экспозиция составила 12 дней.

Предшествующие исследования показали, что газ в данном скоплении разогрет до температуры около 90 миллионов кельвин и возмущен слияниями с меньшими группами галактик в относительно недавнем прошлом. Наблюдения в радиодиапазоне показали наличие протяженного источника нетеплового излучения, которое может быть объяснено свечением заряженных частиц, ускоренных магнитным полем. В таком случае его индукция должна составлять несколько микрогаусс, а магнитное давление быть примерно в сто раз меньше теплового.

Вместе с этим, из-за чрезвычайно малой плотности этой плазмы среднее время между столкновениями частиц оказывается больше времени вращения вокруг линий магнитного поля. В таком случае турбулентные движения на масштабе длины свободного пробега должны быть существенно подавлены. Высокое угловое разрешение телескопа «Чандра» позволило ученым достичь этого пространственного масштаба вдали от центра скопления, где из-за падения плотности длина пробега увеличивается до 30 килопарсек.

«Мы использовали телескоп "Чандра" для проверки однородности распределения газа на наименьших доступных для наблюдения масштабах, — говорит соавтор работы Евгений Чуразов из Института космических исследований РАН. — Оказалось, что распределение неоднородно, что говорит о присутствии турбулентности даже на таких относительно малых масштабах, а также о низком значении вязкости».

Авторы выяснили, что для согласования измеренных параметров плазмы с результатами численного моделирования эффективную вязкость среды необходимо уменьшить примерно в 10–1000 раз в зависимости от других параметров. Ученые отмечают, что текущие наблюдения нельзя однозначно интерпретировать как доказательство наличия турбулентности в среде, так как современные телескопы не позволяют непосредственно определять скорости движения газа. Однако это является основной гипотезой, которая пока что подтверждается данными и дополнительными тестами.

Астрономы предполагают, что уменьшенная вязкость может быть связана с взаимодействием частиц с плазменными неустойчивостями, которые увеличивают эффективную частоту столкновений. Также этот эффект может быть связан с мелкомасштабными неоднородностями магнитного поля, которые также могут отклонять частицы и уменьшать длину свободного пробега. Детально выяснить это позволят рентгеновские спутники следующего поколения, такие как Xrism и Athena.

Недавно астрономы построили карту маршрутов галактик в местном сверхскоплении, отследили магнитное поле в межзвездных облаках по движению газа, а также выяснили, что межгалактические электроны ускорены неизвестным механизмом.

Тимур Кешелава.

Тематические сайты: PublisherNews - портал системы продвижения публикаций, Космос, Наука
Сайты субъектов РФ: Москва
Сайты стран: Россия

Ньюсмейкер: Национальное деловое партнерство "Альянс Медиа" — 12064 публикации
Поделиться:

Интересно:

Снять кино по произведению Бориса Васильева мечтал давно
27.11.2024 15:50 Интервью, мнения
Снять кино по произведению Бориса Васильева мечтал давно
1 мая 2025 года на экраны страны выйдет полнометражный художественный фильм, военная драма по одноименному роману Бориса Васильева «В списках не значился». Генеральный продюсер телеканала НТВ рассказал о съемках фильма «В списках не значился». — На какой стадии сегодня съемки фильма «В списках не...
Древнерусская изба: внутреннее устройство и предметы интерьера
27.11.2024 09:04 Аналитика
Древнерусская изба: внутреннее устройство и предметы интерьера
Чтобы детально реконструировать внутреннее убранство дома, нужно приложить немало усилий. Главным образом, помощь в этом нелегком деле могут оказать такие науки как этнография, иконография, а также разные археологические исследования, раскопки и даже некоторые письменные источники. Эти данные дают...
Новые российские бренды представили на 24-м МКММ в Москве
26.11.2024 23:40 Мероприятия
Новые российские бренды представили на 24-м МКММ в Москве
В Москве на Большой Якиманке, 26  ярко и феерично прошел 24-й МКММ - показ новых брендов России. Проект МКММ (Международное московское комьюнити молодых модельеров) – это социальный проект в сфере моды, который ежегодно проходит в Москве более двенадцати лет.  МКММ – это некоммерческое...
Забота о сотрудниках и система управления здоровьем коллектива
26.11.2024 18:04 Мероприятия
Забота о сотрудниках и система управления здоровьем коллектива
14 ноября прошла совместная встреча членов Клуба «Экоздрав» Центра развития здравоохранения Школы управления Сколково и Клуба Сeo Remap, а также партнеров Addwise Executive Search «Благополучие сотрудников. Как создать культуру заботы». В дискуссии принял участие генеральный директор сети клиник...
Мифология Древней Руси
26.11.2024 12:54 Аналитика
Мифология Древней Руси
Наука о мифах (мифология) представляет мифы как наследие древнейших знаний и как систему повествований, имеющих священное значение. Тематика мифов (греческое слов mythos означает «слово», «сказание») обширна, с их помощью люди пытались объяснить происхождение жизни, природу природных явлений...