Есть мнение, что начать стоит с нескольких цифр, которые сами по себе занимательны. И даже неожиданны. Считая лишь материю обычную, — без тёмной, — суммарная масса звёзд (включая чёрные дыры, коричневые карлики и прочее), а также планет, составляет лишь 7%. Ещё 11% — галактические газ и пыль, треть из которых приходятся на супергало — облака окружающие скопления галактик. Ещё 28% — это холодный межгалактический газ, относительно равномерно заполняющий всё пространство, — в том числе и пустоты «войды» между дисками сверхскоплений галактик — водород с температурой 2.7 Кельвина. Если что, то это температура всепроникающего реликтового излучения, — сильнее остыть на современной вселенной невозможно.
И всё это в сумме составляет лишь 46% — менее половины. Основная масса барионного вещества — 54% — вселенной приходится на неравномерно рассеянную, образующую волокнистую структуру плазму температурой от сотен тысяч до десятков миллионов Кельвинов.
То есть, можно отметить, что средняя — по больнице — температура вещества во вселенной очень велика. Ну как «температура»? Вакуум не имеет температуры. Тем более, температуры определённой, — отсюда расхождение в оценках нагрева «горячей межгалактической среды» на два порядка. И данное обстоятельство принципиально важно для понимания ситуации.
Температура — средняя кинетическая энергия молекул. А с чего бы ей быть «средней»? Только потому что в газообразной среде молекулы постоянно взаимодействуют, обмениваясь импульсом. Что ведёт к усреднению импульса. В вакууме этого не происходит. Взаимодействия частиц крайне редки. Даже в плотной холодной туманности пробег молекул между столкновениями сравним с размерами Солнечной системы.
Из этого следует удивительный вывод. В нарушении «планетарных» представлений о поведении газа, вселенский межгалактический газ представляет собой несколько фракций, занимающих один и тот же объём. Взаимопроникающих. Холодный межгалактический водород присутствует внутри галактик параллельно с фракциями горячего (выброшенного сверхновыми) и уже холодного (сжимающегося с перспективой коллапса в звёзды) галактического газа. И через всё это проносятся бешеные атомы межгалактической плазмы. Взаимодействия и обмен энергией между фракциями, конечно, происходят, — но крайне медленно. Так что это не влияет на картину.
Что-то «газовое» начинает проявляться в поведении водорода лишь если пробег молекул определённой фракции много меньше масштабов явления. То есть, или в колоссальных — галактического пропорциях, когда возникают исходящие из ядра потоки, или уже в уплотнившихся до состояния сверхвысокого, недостижимого в лабораторных условиях вакуума, туманностях.
Но, кстати о параллельно существующих фракциях вселенского газа, на которые в сумме приходится 93% барионного вещества. Галактические фракции и холодный межгалактический газ образуют единую систему, находящуюся в состоянии круговорота. Межгалактические молекулы Н2 и Не с околонулевой скоростью… имеют, таким образом,скорость ниже третьей космической (16.7 км/с) для Млечного Пути, — как пример. Достигнув края гравитационной ямы гигантской галактики, они скатываются в неё и с некой вероятностью, — потеряв часть набранной в свободном падении энергии в столкновении с другой молекулой, — пополняют запасы галактического газа. Более того, этот поток остужает галактический газ. Холодные молекулы «проваливаются» в гравитационные ямы туманностей, уплотняя их и провоцируя коллапс… Тут важно, что не существует настолько жалкой гравитационной ямки, чтобы в галактической и межгалактической среде не нашлось бы слишком медленной, чтобы из этой ямки выползти, молекулы.
...Встречный, — свободно проникающий сквозь холодный межгалактический ветер, — поток образует исходящий из галактик газ, выброшенный взрывами сверхновых. Ну как «свободно»? Постепенно молекулы теряют импульс в столкновениях, однако, самые горячие галактики покидают, образуя супергало скоплений. Но это — транзитная область. Газ рассеивается, чтобы — за миллиарды лет — растратить энергию, охладившись до температуры межгалактического, а затем вернуться в галактики.
И это — менее половины газа. Остальное, как отмечалось выше, — горячий, продувающий вселенную во всех направлениях звёздный ветер. Горячая межгалактическая среда — газ, который не успел. Ещё 13.4 миллиарда лет назад произошло первичное разделение фракций, при котором относительно «медленные» молекулы были вовлечены в коллапс сверхскоплений, скоплений, а потом и галактик. Но молекулы с более высоким импульсом этот процесс не захватил. Или же они на каком-то этапе из него вышли, — пространство расширялось быстрее, чем происходило охлаждение вещества. Примерно миллиард лет масса галактического газа росла, однако потом плотность среды упала настолько, что, проходя сквозь галактику, ядро водорода не успевало в столкновениях потерять достаточно энергии, чтобы его скорость упала ниже третьей космической.
...То есть, горячая межзвёздная среда, это не использованный ещё даже однажды при строительстве вселенной водород. Резерв. Он, разумеется, тоже остывает, но — в условиях крайней разреженности среды крайне же медленно. Обмен импульсом между молекулами фактически происходит только в галактиках или их окрестностях.
Блог нуждается в поддержке. Кошелёк ЮMoney 4100 1168 3178 5907