19.06.2019 17:35
Аналитика.
Просмотров всего: 5384; 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" — 12080 публикаций
Поделиться:

Интересно:

Мэр Москвы продлил срок полномочий бизнес-омбудсмена Татьяны Минеевой
22.02.2024 17:32 Документы
Мэр Москвы продлил срок полномочий бизнес-омбудсмена Татьяны Минеевой
Мэр Москвы Сергей Собянин ещё на пять лет продлил срок полномочий бизнес-омбудсмена Татьяны Минеевой. Указ о назначении был подписан и опубликован 22 февраля 2024 года на сайте столичной мэрии. Ранее на пост Уполномоченного по защите прав предпринимателей в городе Москве Татьяна...
Об истории женского предпринимательства расскажет выставка
22.02.2024 09:12 Мероприятия
Об истории женского предпринимательства расскажет выставка
В Москве в музее предпринимателей, меценатов и благотворителей 2 марта 2024 года начнет работу выставка «Женское предпринимательство: сквозь века». Она расскажет об историях и судьбах выдающихся дореволюционных женщин-предпринимателей и современных бизнес-леди, продолжающих традиции и успешно...
«Тенденция – к объединению»
21.02.2024 19:29 Интервью, мнения
Тенденция – к объединению
Гендиректор ЧОО - о том, что изменилось в сфере охраны и почему одной технической безопасности мало Близится 23 февраля. В России в этот день отмечается День защитника Отечества, который изначально являлся праздником для всех военнослужащих, но сегодня это праздник всех мужчин, способных встать на...
«Выберу.ру»: рейтинг лучших семейных ипотек в феврале 2024 года
21.02.2024 18:38 Аналитика
«Выберу.ру»: рейтинг лучших семейных ипотек в феврале 2024 года
«Выберу.ру» подготовил рейтинг банков с наиболее выгодными для семей с детьми ипотечными программами на покупку квартир в новостройках страны благодаря скидкам банков к базовой ставке 6%. В ходе исследования мы сравнили условия семейной ипотеки в линейках российских банков из ТОП-100 по объемам...
Рашид Темрезов принял участие в совещании по вопросу капремонта школ
21.02.2024 14:24 Новости
Рашид Темрезов принял участие в совещании по вопросу капремонта школ
В минувшую среду, 20 февраля, Глава Карачаево-Черкесии Рашид Темрезов принял участие в совещании, которое провел Президент России в режиме ВКС с субъектами России о ходе реализации программы капитального ремонта школ. Федеральная программа капитального ремонта школ реализуется по поручению...