Кого бы мы ни спросили, любой, особенно далекий от науки человек непременно скажет, что в космосе, тем более глубоком, температура равна абсолютному нулю или близка к тому. Самые продвинутые могут что-то сказать о значении 2,725 кельвина (температура реликтового излучения). Но на самом деле это не так. Правильный ответ - температура в космическом пространстве, в зависимости от выбранной точки, может составлять почти от нуля до нескольких миллионов кельвинов. А в отдельных регионах вселенной температура может быть ещё выше!
Почему температура так высока? Давайте разбираться вместе. Межгалактический газ нагревается светом множества галактик, квазаров и других горячих космических объектов. Вообще, строго говоря, львиную долю энергии межгалактический газ получает именно от квазаров.
Межзвездный газ — это на 98-99% водород. Фотоны электромагнитного излучения обладают энергиями, пропорциональными их длинам волн, и сталкиваясь с атомами водорода, сообщают им энергию. Атомы поглощают фотоны и приобретают значительную часть их импульса. Это приводит атомы водорода в движение, они сталкиваются друг с другом, и температура растет. Типичная температура межзвездного газа составляет около 3-5 тысяч кельвинов. Кроме того, такие события, как столкновения галактик и взрывы сверхновых, могут разогреть межзвездный газ и вовсе до миллионов градусов! То же способны сделать и релятивистские струи, исходящие из аккреционных дисков черных дыр, квазаров, активных галактик и т. д.
Что же случится, если в облаке этого раскаленного межзвездного газа окажется, скажем, человек в скафандре? Логично подумать, что он окажется зажаренным заживо в считанные секунды. Но не тут то было! Несмотря на огромную температуру, межзвездный газ крайне разрежен. В среднем в межзвездной среде встречается один атом водорода на кубический дециметр пространства. Атомы движутся с большими скоростями, характерными для высокой температуры, но их количество крайне мало. Поэтому энергия столкновений этих атомов со скафандром также будет крайне мала и недостаточна для того, чтобы вызвать сколько-нибудь существенный нагрев.
Действительно, что такое температура? Это количественная мера средней скорости теплового движения частиц в веществе. Таким образом, если все частицы газа движутся очень быстро, можно говорить о высокой температуре газа, даже несмотря на его чрезвычайную разреженность.
На приведённом ниже видео, созданном с помощью программы компьютерного моделирования EAGLE (Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments) показаны различные температуры межзвездного газа. Синий цвет соответствует температурам порядка 10 тыс. К, красный - около 10 млн К (в основном вокруг галактик), зеленый - 100 тыс. К, что характерно для межгалактического пространства.
