19.06.2019 17:35
Аналитика.
Просмотров всего: 5485; 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" — 12077 публикаций
Поделиться:

Интересно:

Ранее неизвестные поселения позднего бронзового века найдены в Крыму
24.04.2024 18:02 Новости
Ранее неизвестные поселения позднего бронзового века найдены в Крыму
Учёные Крымского федерального университета обнаружили поселение позднего бронзового века на территории Караларского природного парка в керченском Приазовье. Об этом сообщила заведующая отделом естественнонаучных методов в археологии Научно-исследовательского центра истории и археологии Крыма КФУ...
Свыше 102 млрд руб. составила годовая выручка социального бизнеса
24.04.2024 17:05 Новости
Свыше 102 млрд руб. составила годовая выручка социального бизнеса
Минэкономразвития России актуализировало данные по деятельности социальных предпринимателей в экономике в целом и в региональном разрезе. На январь 2024 года в России зарегистрировано почти 11 тысяч социальных предприятий. Из них 7,8 — тысяч...
Объявлен конкурс на проект памятника «Детям войны» в Горно-Алтайске
24.04.2024 12:43 Новости
Объявлен конкурс на проект памятника «Детям войны» в Горно-Алтайске
Российское военно-историческое общество объявляет о начале творческого конкурса на лучший архитектурно-художественный проект памятника «Детям войны» в Горно-Алтайске. Подача конкурсных проектов авторами осуществляется до 18 часов 00 минут по московскому времени 20 мая 2024 года. В...
В Москве представили первый том издания «История России. В 20 томах»
24.04.2024 10:33 Новости
В Москве представили первый том издания «История России. В 20 томах»
В Доме Российского исторического общества был представлен первый вышедший том академического издания «История России. В 20 томах».  «История России. В 20 томах» — масштабный проект по написанию единой, научно выверенной отечественной истории. Идея создания подобного проекта была...
Как в Москве помогают бизнесу адаптироваться к правовым новшествам
24.04.2024 09:06 Новости
Как в Москве помогают бизнесу адаптироваться к правовым новшествам
Предприниматели обязаны следить за правовыми нововведениями и своевременно менять подходы к работе, а городские власти им в этом помогают. Законодательство в сфере торговли меняется и совершенствуется в интересах потребителя — это касается продажи алкогольной продукции и товаров с обязательной...