Что находится за пределами солнечной системы?

Введение

Карта местного межзвёздного облака

Межзвёздная среда (МЗС) — это вещество и поля, заполняющие межзвёздное пространство внутри галактик. Состав: межзвёздный газ, пыль(1 % от массы газа), межзвёздные магнитные поля, космические лучи, а также невидимая тёмная материя. Химический состав межзвёздной среды — продукт первичного нуклеосинтеза и ядерного синтеза в звездах. На протяжении своей жизни звёзды испускают звёздный ветер, который возвращает в среду элементы из атмосферы звезды. А в конце жизни звезды с неё сбрасывается оболочка, обогащая межзвёздную среду продуктами ядерного синтеза.

Пространственное распределение межзвёздной среды нетривиально. Помимо общегалактических структур, таких как перемычка (бар) и спиральные рукава галактик, есть и отдельные холодные и тёплые облака, окружённые более горячим газом. Основная особенность МЗС — её крайне низкая плотность — 0,1..1000 атомов в кубическом сантиметре.

В галактиках ранней вселенной было мало космической пыли

Новые наблюдения с помощью телескопа ALMA показали низкий уровень пыли в девяти ранних галактиках, что должно вызвать пересмотр некоторых астрономических расчетов.

Во Вселенной, как и в привычных нам условиях, со временем накапливается пыль. Источниками пыли в Космосе являются либо ветры старых раздутых звезд, либо взрывы массивных звезд по типу сверхновой. Астрономы ожидали, что появление пыли в галактиках Вселенной потребует времени порядка миллиарда лет или более.

Эти четыре галактики (вставки из данных ALMA), обнаружены в ранней Вселенной, когда ей было только около миллиарда лет. Они имеют сходные размеры, массы и скорости звездообразования. Но, по сравнению с более поздними галактиками, в них намного меньше космической пыли.

ALMA /P. Capak/B. Saxton/ NASA/ESA Hubble

Но в марте Дэраком Уотсоном (Darach Watson) – Университет Копенгагена, Дания – и его коллегами сообщалось, что галактика A1689-zD1 была удивительно пыльной. Нужно учесть, что мы видим ее всего спустя 700 млн.

лет после Большого взрыва (красное смещение 7.5).

Комплекс телескопов ALMA

Питер Кэпэк (Peter Capak) – Калифорнийский технологический институт – и его коллеги использовали сейчас в своей работе телескоп ALMA с другими оптическими и инфракрасными данными.

Команда рассмотрела девять галактик, которые нам видны приблизительно через миллиард лет после Большого взрыва (красные смещения 5-6).

Астрономы обнаружили выбросы пыли только в четырех из них, но во всех девяти галактиках была найдена форма ионизированного углерода .

Поэтому он не может долгое время пребывать в одиночестве.

Но в соединении с несколькими тяжелыми элементами и при минимальном количестве пыли для защиты атомов углерода от ионизирующего воздействия ультрафиолетового излучения молодых звезд в этих галактиках стал довольно концентрированным.

При этом подразумевается, что в данных галактиках столько же пыли, как в карликовой галактике Малое Магелланово Облако. Это неудивительно, говорит Вероник Буэт (Veronique Buat) – Лаборатория астрофизики Марселя, Франция. Что касается их тяжелых элементов, то карликовые галактики, как правило, менее “развиты” а, следовательно, больше похожи на объекты ранней Вселенной.

Астрономы обычно предполагают особое соотношение между ультрафиолетовой и инфракрасной эмиссиями галактики, указывающее, сколько в ней пыли (инфракрасное излучение исходит от нагретой звездами пыли).

Исходя из этой взаимосвязи, астрономы вычислили скорость рождения звезд, но она может оказаться слишком большой для отдельных ранних галактик.

Скопление галактик Abell 1689 и галактика A1689-ZD1 NASA, ESA и др.

Интересно, что две галактики из рассмотренных командой имеют столько же космической пыли, как и одинокая галактика A1689-ZD1, существовавшая за 300 миллионов лет до них.

То, что считается «умеренным» количеством пыли через миллиард лет после Большого Взрыва, является “интересным” всего через 700 миллионов лет после возникновения Вселенной, говорит Буэт.

Копирование статей запрещено! 2012-2016 АСТРОновости

Строение Солнца

Схема структуры Солнца. Изображение: Pbroks13 / Wikimedia Commons1-Ядро; 2-Зона лучистого переноса; 3-Зона конвективного переноса; 4-Фотосфера; 5-Хромосфера; 6-Корона; 7-Солнечные пятна; 8-Гранулы; 9-Протуберанец

Конечно, у Солнца, состоящего из газов, нет привычной нам твердой поверхности. Значительную ее часть составляет атмосфера, которая по мере движения к центру светила уплотняется. Тем не менее принято выделять 6 «слоев», из которых состоит звезда. Три из них являются внутренними, а следующие три образуют солнечную атмосферу.

Внутреннее строение Солнца

Внутренняя структура нашей звезды включает следующие слои:

Ядро

В центре светила располагается ядро. Именно в этой области идут термоядерные реакции. Радиус ядра оценивается в 150 тыс. км. Температура здесь не опускается ниже 13,5 млн градусов, а давление доходит до 200 млрд атм. Из-за этого вещество здесь находится в крайне плотном состоянии. Его плотность составляет 150 г/куб. см. Это в 7,5 раз выше плотности золота. Именно такие условия необходимы для протекания термоядерных реакций. Надо понимать, что именно в ядре вырабатывается энергия, которую и излучает Солнце. Все остальные области звезды лишь обогреваются ядром, но сами ее не вырабатывают.

Зона лучистого переноса

Над ядром располагается зона радиации, которую также именуют зоной лучистого переноса. Ее внешняя граница проходит по сфере радиусом 490 тыс. км. Температура постепенно падает от отметки в 7 млн градусов на границе с ядром до 2 млн градусов у внешней границы. Также и плотность вещества снижается с 20 до 0,2 г/куб. см. Тем не менее из-за высокой плотности атомы водорода не могут двигаться. То есть если при нагреве, например, воды ее теплые слои поднимаются на поверхность, перенося туда тепло, то здесь такой механизм не работает – вещество остается неподвижным. Единственный способ энергии пробраться через зону радиации – это длительная цепочка поглощений и излучений фотонов атомами водорода. Из-за этого фотон, возникший при термоядерной реакции в ядре, в среднем «пробирается» наружу через зону радиации примерно 170 тыс. лет!

Зона конвективного переноса

Выше располагается зона конвективного переноса толщиной 200 тыс. км. Здесь плотность уже невысока, и вещество активно перемешивается – нагретые газы поднимаются наверх, отдают тепло, остывают и снова погружаются вниз. Скорость газовых потоков может достигать 6 км/с. Именно это движение порождает магнитное поле Солнца. Температура на поверхности падает до 6000° С, а плотность на три порядка ниже плотности земной атмосферы.

Атмосфера

Атмосфера Солнца состоит из следующих слоев:

Фотосфера

Нижний слой атмосферы называют фотосферой. Именно она излучает тот свет, который согревает планеты Солнечной системы. Толщина фотосферы колеблется от 100 до 400 км. На внешней границе фотосферы температура падает до 4700° С.

Хромосфера

Над фотосферой располагается хромосфера – слой толщиной около 2000 км. Её яркость очень мала, поэтому с Земли её можно наблюдать довольно сложно. Удобнее всего это делать во время солнечных затмений. Она имеет специфический красный оттенок. В хромосфере можно наблюдать спикулы – столбы плазмы, выбрасываемые из нижних слоев хромосферы. Время существования одной спикулы не превышает 10 минут, а длина доходит до 20 тыс. км. Одновременно в хромосфере находится около миллиона спикул. Интересно, что с увеличением высоты температура хромосферы не падает, а растет, и на верхней границе может доходить до 20 000° С.

Корона

Верхний слой атмосферы называется короной. Ее верхняя граница до сих пор четко не определена. Вещество в ней крайне разрежено, однако температура в ней может достигать нескольких миллионов градусов. На сегодня ученым не удалось полностью объяснить, за счет каких механизмов солнечная корона разогревается до такой температуры. В короне можно наблюдать протуберанцы – выбросы солнечного вещества, чья высота над поверхностью звезды может достигать 1,7 млн км.

Световая фаза фотосинтеза

Чтобы лучше понять, что происходит во время фотосинтеза, разберём фазы фотосинтеза. Световая фаза фотосинтеза включает в себя фотохимические и фотофизические процессы, и может быть поделена на три этапа:

1. Фаза поглощения — энергия света улавливается при помощи светособирающих комплексов, переходит в энергию электронного возбуждения пигментов, передаётся в реакционный центр фотосистем I и II. 
2. Фаза реакционных центров — энергия электронного возбуждения пигментов светособирающих комплексов используется для активации реакционных центров фотосистем. В реакционном центре электрон от возбуждённого хлорофилла передаётся другим компонентам электрон-транспортной цепи, пигмент после отдачи электрона переходит в окисленное состояние и становится способным, в свою очередь, отнимать электроны у других веществ. Именно в этом процессе происходит преобразование физической формы энергии в химическую.
3. Фаза электрон-транспортной цепи — электроны переносятся по цепи переносчиков, образуются АТФ, НАДФН, O2. Необходимо, чтобы каждый переносчик электрон-транспортной цепи поочерёдно восстанавливался и окислялся, обеспечивая таким образом перенос энергии электронов. Любой этап переноса электрона сопровождается высвобождением или поглощением энергии. Часть энергии теряется. На некоторых участках электрон-транспортной цепи перенос электрона сопряжён с переносом протона.

Для того чтобы понять, что происходит во время фазы фотосинтеза, рассмотрим эти процессы подробнее. Кванты света улавливаются светособирающими комплексами фотосистемы I — молекула хлорофилла в составе светособирающего комплекса переходит в возбуждённое состояние, и энергия передаётся в реакционный центр фотосистемы I. Происходит возбуждение молекул хлорофилла фотосистемы I,   отщепляется электрон. Пройдя по цепочке внутренних компонентов фотосистемы I и внешних переносчиков, электрон в конце концов попадает к НАДФ+ — образуется восстановитель НАДФН. Получается, что хлорофилл фотосистемы I отдал электрон и приобрёл положительный заряд, и для дальнейшего функционирования необходимо восстановить нейтральность молекулы, получить электрон, чтобы закрыть «дырку». Этот электрон приходит от фотосистемы II.

На светособирающие комплексы фотосистемы II попадают кванты света — происходит возбуждение молекулы хлорофилла фотосистемы II, молекула хлорофилла отдаёт электрон и переходит в окисленное состояние. Нехватку электрона хлорофилл восполняет благодаря фотолизу воды, при этом образуется протоны H+, а также важный побочный продукт фотосинтеза — кислород. По цепи переносчиков электрон от хлорофилла фотосистемы II попадает к хлорофиллу реакционного центра фотосистемы I и восстанавливает его. Теперь этот хлорофилл может снова поглощать энергию кванта света и отдавать электрон в электрон-транспортную цепь.

Протоны, попадающие во внутритилакоидное пространство, используются для синтеза АТФ. С помощью фермента АТФ-синтазы за счёт градиента протонов образуется АТФ из АДФ и фосфата. Под градиентом понимают неравномерное распределение: во внутритилакоидном пространстве H+ больше, в строме — меньше. Поэтому частицы стремятся проникнуть в строму, переходят в неё через АТФ-синтазу, а в процессе пути сквозь белковый комплекс отдают ему часть энергии, которая и используется для синтеза АТФ. 

Наблюдательные проявления

Перечислим основные наблюдательные проявления:

1. Наличие светящихся туманностей ионизированного водорода вокруг горячих звёзд и отражательных газо-пылевых туманностей в окрестностях более холодных звёзд.
2. Ослабление света звёзд (межзвёздное поглощение) из-за пыли, входящей в состав межзвёздной среды. А также связанным с этим покраснения света; наличие непрозрачных туманностей.
3. Поляризация света на пылинках, ориентированных вдоль магнитного поля Галактики.
4. Инфракрасное излучение межзвёздной пыли
5. Радиоизлучение нейтрального водорода в радиодиапазоне на длине волны в 21 см
6. Мягкое рентгеновское излучение горячего разреженного газа.
7. Синхротронное излучение релятивистских электронов в межзвёздных магнитных полях.
8. Излучение космических мазеров .

Структура МЗС крайне нетривиальна и неоднородна: гигантские молекулярные облака, отражательная туманность, протопланетная туманность, планетарная туманность, глобула и т. д. Это приводит к широкому спектру наблюдательных проявлений и процессов происходящих в среде. Далее в таблице приведены свойства основных компонентов среды для диска:

Фаза	Температура (К)	Концентрация	Масса облаков ()	Размер (пк)	Доля занимаемого объёма	Способ наблюдения
Корональный газ	≈5·	~0.003	—	—	~0.5	Рентген, линии поглощения металлов в УФ
Яркие области HII	≈	~30	~300	~10	~	Яркая линия Hα
Зоны HII низкой плотности	≈	~0.3	—	—	~0.1	Линия Hα
Межоблачная среда	≈	~0.1	—	—	~0.4	Линия Lyα
Тёплые области HI	~	~1	—	—	~0.01	Излучения HI на λ=21 см
Мазерные кондесации		~	~	~		Мазерное излучение
Облака HI	≈80	~10	~100	~10	~0.01	Поглощения HI на λ=21 см
Гигантские молекулярные облака	~20	~300	~3	~40	~3
Молекулярные облака	≈10	~	~300	~1	~	Линии поглощения и излучения молекулярного водорода в радио и инфракрасном спектре.
Глобулы	≈10	~	~20	~0.3	~3	Поглощение в оптическом диапазоне.

Мазерный эффект

Крабовидная Туманность, зелёный цвет — мазерное излучение

В 1965 г. в ряде спектров радиоизлучения были обнаружены очень интенсивные и узкие линии c λ=18 см. Дальнейшие исследования показали, что линии принадлежат молекуле OH, а их необычные свойство — результат мазерного излучения. В 1969 открывает мазерные источники от молекулы воды на λ=1,35 см, позже были обнаружены мазеры работающие и на других молекулах. Для мазерного излучения необходима инверсная населённость уровней (количество атомов на верхнем резонансном уровне больше чем на нижнем). Тогда проходя сквозь вещество свет с резонансной частотой волны усиливается, а не ослабевает (это и называется мазерным эффектом). Для поддержания инверсной населённости необходима постоянная накачка энергией, поэтому все космические мазеры делятся на два типа:

Ближний космос

Все, что мы называем космосом, делится на три зоны:

• околоземное пространство;
• ближний космос;
• дальний космос.

Газовое пространство вокруг нашей планеты — это атмосферный слой, он вращается вместе с ней вокруг ее оси. Это наиболее изученная зона, она используется для пассажирских и грузовых перевозок. Область над конкретным государством находится в ведении этого государства, в ней нельзя перемещаться без предварительного согласования.

Ближний космос находится выше. Согласно решению ООН, он начинается на высоте около 100 километров над уровнем моря, там заканчивается околоземное пространство. В нем практически отсутствует атмосфера, однако влияние Земли все-таки ощущается. В первую очередь это сила притяжения.

Чтобы выйти из зоны влияния планеты, необходимо отдалиться от ее поверхности примерно на 900 тысяч километров.

Ближний космос не имеет принадлежности к какому-либо государству, в нем могут перемещаться все космические аппараты. Если такой аппарат разгонится до скорости 7,9 км/с, он станет искусственным спутником нашей планеты. Если скорость станет ниже, он сойдет с орбиты. Выполнившие свою функцию космические аппараты обычно сгорают в атмосфере, те, которые не сгорели, падают на Землю, чаще всего в океан. Но некоторые элементы остаются на орбите, к примеру, отпавшие ступени ракет. Так человечество смогло засорить не только Землю, но и ближний космос.

Ракеты, которые отправляются с космонавтами или ценной аппаратурой для исследований, должны не только достигнуть цели, но и успешно вернуться обратно. Их оборудуют защитой от сгорания и специальными системами спасения. Благодаря этому космонавты могут возвращаться в целости и сохранности.

Дистанционные курсы для педагогов

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 914 013 Материал в базе данных.

‘Интеграция современного искусства в детское творчество’

Сертификаты и скидки для каждого участника

‘Ищу учителей для участия в группе «Infowalk»‘

Другие материалы

• Учебник: «Астрономия (базовый уровень)», Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.
• Тема: § 1. Предмет астрономии

‘Практический подход к решению проблемы потери смысла жизни: логопедия’.

Сертификаты и скидки для каждого участника

Вам будут интересны эти курсы:

• Курс повышения квалификации «Подростковый возраст — важнейшая фаза становления личности»
• Курс повышения квалификации «Основы местного самоуправления и муниципальной службы»
• Курс профессиональной переподготовки «Организация и предоставление туристских услуг»
• Курс профессиональной переподготовки «Экскурсоведение: основы организации экскурсионной деятельности»
• Курс повышения квалификации «Основы построения коммуникаций в организации»
• Курс повышения квалификации «Управление финансами: как уйти от банкротства»
• Курс профессиональной переподготовки «Логистика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
• Курс повышения квалификации «Специфика преподавания астрономии в средней школе»
• Курс повышения квалификации «Организация маркетинга в туризме»
• Курс профессиональной переподготовки «Астрономия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
• Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности секретаря руководителя со знанием английского языка»
• Курс профессиональной переподготовки «Уголовно-правовые дисциплины: теория и методика преподавания в образовательной организации»
• Курс профессиональной переподготовки «Эксплуатация и обслуживание общего имущества многоквартирного дома»
• Курс профессиональной переподготовки «Организация маркетинговой деятельности»
• Курс профессиональной переподготовки «Информационная поддержка бизнес-процессов в организации»

Оставьте свой комментарий

Данный материал опубликован Кунцевич Людмилой. Инфоурок является информационным посредником и предлагает пользователям возможность публиковать на сайте методические материалы. Пользователи, загружающие материалы на сайт, несут полную ответственность за опубликованные материалы и содержащуюся в них информацию, а также за соблюдение авторских прав.

Если вы считаете, что материал нарушает авторские права или должен быть удален с сайта, вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

• На сайте: 5 лет и 5 месяцев
• Подписчики: 1
• Всего просмотров: 477431
• Всего материалов: 342

Московский институт профессиональной подготовки и повышения квалификации преподавателей

Физические особенности

Отсутствие локального термодинамического равновесия (ЛТР)

В межзвёздной среде концентрация атомов мала и оптические толщи малы. Это значит, что температура излучения — это температура излучения звёзд (~5000 К) и никак не соответствует температуре самой среды. При этом электронная и ионная температуры плазмы могут сильно отличаться друг от друга, поскольку обмен энергии при соударении происходит крайне редко. Таким образом, не существует единой температуры даже в локальном смысле.

Распределение числа атомов и ионов по населённостям уровней определяется балансом процессов рекомбинации и ионизации. ЛТР требует, чтобы эти процессы были в равновесии, чтобы выполнялось условие детального баланса, однако, в межзвёздной среде прямые и обратные элементарные процессы имеют разную природу, и поэтому детальный баланс установиться не может.

Солнечный ветер это поток заряженных частиц (в основном водородной и гелиевой плазмы), с огромной скоростью истекающих из солнечной короны с нарастающей скоростью. Скорость солнечного ветра в гелиопаузе составляет примерно 450 км/с. Эта скорость превышает скорость звука в межзвездной среде. И если представить себе столкновение межзвездной среды и солнечного ветра как столкновение двух потоков, то при их взаимодействии возникнут ударные волны. А саму среду можно разделить на три области: область где есть только частицы МЗС, область где только частицы звездного ветра и область их взаимодействия.

И если бы межзвездный газ был бы полностью ионизован, как изначально предполагалось, то все бы обстояло именно так, как было выше описано. Но, как показали уже первые наблюдения межпланетной среды в Ly-aplha, нейтральные частицы межзвездной среды проникают в Солнечную систему . Иными словами Солнце взаимодействует с нейтральным и ионизированным газом по-разному.

Движение Солнечной системы в Местном Межзвёздном Облаке

Граница ударной волны

Сначала солнечный ветер тормозится, становится более плотным, тёплым и турбулентным . Момент этого перехода называется границей ударной волны
(termination shock) и находится на расстоянии около 85-95 а. е. от Солнца. (По данным, полученным с космических станций «Вояджер-1» и Вояджер-2 , которые пересекли эту границу в декабре 2004 года и августе 2007.)

Гелиосфера и гелиопауза

Ещё приблизительно через 40 а. е. солнечный ветер сталкивается с межзвёздным веществом и окончательно останавливается. Эта граница, отделяющая межзвёздную среду от вещества Солнечной системы, называется гелиопаузой
. По форме она похожа на пузырь, вытянутый в противоположную движению Солнца сторону. Область пространства, ограниченная гелиопаузой, называется гелиосферой
.

История познания межзвездного пространства править

Природа межзвездной среды привлекала внимание астрономов и ученых на протяжении веков, и понимание ISM развивалось. Однако сначала им пришлось принять основную концепцию «межзвездного» пространства

Этот термин, по-видимому, был впервые напечатан Бэконом (1626, §§ 354-455). ‘Межзвездное небо настолько похоже на черствое, что и черствое, и черствое вращаются’. Позже натурфилософ Роберт Бойль (1674) утверждал, что «межзвездная часть неба, некоторые современные вспомогательные элементы, должны оставаться пустыми».

До появления современной электромагнитной теории ранние физики предполагали, что существует невидимый эфир, который переносит свет как средство передачи световых волн. Как писал Паттерсон (1862), считалось, что этот эфир распространяется в межзвездном пространстве. «Этот отток вызывает мерцающие и вибрирующие движения эфира, заполняющего межзвездное пространство».

С появлением глубокой фотосъемки Эдвард Бернард смог создать первые изображения темных туманностей на фоне звездного поля галактики. Между тем, первое реальное обнаружение холодной диффузной материи в межзвездном пространстве было сделано Иоганном Хартманном в 1904 году с помощью поглощения Линейная спектроскопия. Во время своего исторического исследования спектров и орбит дельты Ориона Хартманн наблюдал свет, излучаемый этой звездой, и понял, что часть этого света поглощается, прежде чем достигнуть Земли. Хартманн сообщил, что поглощение кальцием линий ‘K’ было «очень тусклым, но почти полностью прозрачным», а также сообщил «очень удивительный результат, что линии кальция 393,4 нм не участвуют в периодических сдвигах линий, вызванных орбитальным движением». спектральная двойная звезда». Устойчивый характер линий привел Хартмана к выводу, что газ, ответственный за поглощение, находится не в атмосфере Дельты Ориона, а в изолированном облаке материала где-то в зоне видимости звезды. Это открытие положило начало исследованиям межзвездного вещества.

В серии исследований Виктор Амбарцумян представил общепринятую сейчас точку зрения, что межзвездная материя существует в виде облаков. 20

После обнаружения Хартманном межзвездного поглощения кальция, межзвездный натрий был обнаружен Хагером (1919), который наблюдал стабильное поглощение вдоль атомной D-линии 589,0 и 589,6 нм на дельте Ориона и бета Скорпиона.

Последующие наблюдения за кальциевыми штаммами ‘H’ и ‘K’, проведенные Beels (1936), выявили двойные и асимметричные профили спектров Эпсилон и Дзета Ориона. Это были первые шаги в изучении очень сложных учебных линий Ориона. Асимметричные профили линий поглощения являются результатом преодоления многих линий поглощения, каждая из которых соответствует одним и тем же индивидуальным переходам (например, линиям ‘k’»), но появляющимся в межзвездных облаках с разной скоростью. (или от наблюдателя / Земли), линии поглощения в каждом облаке перемещаются от оставшейся длины волны линии в синюю или красную область (соответственно) из-за явления Доплера. Эти наблюдения, подтверждающие, что проблема распределена неравномерно, стали первым доказательством наличия нескольких различных облаков в ISM.

Примечания

1. Физика космоса / под редакцией Р. А. Сюняева. — 2-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 386. (см. ISBN )

2. Bacon F, Sylva. 1626
3. Patterson, Robert Hogarth «Colour in nature and art», Essays in History and Art 10 Reprinted from Blackwood’s Magazine. 1862
4. Heger, Mary Lea Stationary Sodium Lines in Spectroscopic Binaries // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. — 1919. — № 184.
5. Beals, C. S. (1936), «On the interpretation of interstellar lines», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 96: 661
6. Pickering, W. H. (1912), «The Motion of the Solar System relatively to the Interstellar Absorbing Medium», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 72: 740
7. Birkeland, Kristian, «Polar Magnetic Phenomena and Terrella Experiments», The Norwegian Aurora Polaris Expedition, 1902-03, New York: Christiania (Oslo), H. Aschelhoug & Co., pp. 720
8. Thorndike, Samuel L. Interstellar Matter // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. — 1930. — № 246.
9. Adams, T. F.; Frisch, P. C. High-resolution observations of the Lyman alpha sky background // Astrophysical Journal. — 1977.
10. Влияние межзвездной среды на строение гелиосферы

Темновая фаза фотосинтеза

Что образуется при фотосинтезе в темновую фазу? В строме хлоропластов с помощью энергии АТФ и восстановителя НАДФН, полученных в световую фазу, образуются простые сахара, из которых в ходе других процессов образуется крахмал. Ферментативные процессы не нуждаются в наличии света. Важнейший процесс, происходящий в темновую фазу фотосинтеза, — фиксация углекислого газа воздуха. Синтез и превращения сахаров в хлоропластах имеют циклический характер и носят название цикл Кальвина.

В нём можно выделить три этапа:

1. Фаза карбоксилирования (введение CO2 в цикл).
2. Фаза восстановления (используются АТФ и НАДФН, полученные в световую фазу).
3. Фаза регенерации (превращения сахаров).

В строме хлоропластов находится производное простого пятиуглеродного сахара рибозы. С помощью особого фермента (Рубиско) к производному рибозы присоединяется CO2 (реакция карбоксилирования) — образуется неустойчивое шестиуглеродное соединение, которое быстро распадается на две трехуглеродные молекулы. Дальше, с затратой АТФ и НАДФН, полученных в ходе световых процессов, трехуглеродное соединение модифицируется — образуется восстановленное соединение с атомом фосфора и альдегидной группой в составе. Теперь перед клеткой стоит проблема: необходимо получить шестиуглеродное соединение — глюкозу для синтеза крахмала, а также пятиуглеродное — производное рибозы для того, чтобы эти процессы могли начаться заново. Для решения этих проблем в фазу регенерации из полученных ранее трехуглеродных соединений под действием ферментов образуются четырёх-, пяти-, шести- и семиуглеродные сахара. Из шестиуглеродной молекулы образуется глюкоза, из которой синтезируется крахмал. Из пятиуглеродной молекулы образуется производное рибозы и цикл замыкается. Остальные сахара также используются клеткой в других биохимических процессах.

Отдельно стоит сказать про крайне важный фермент первой фазы цикла Кальвина — рибулозо-1,5-дифосфаткарбоксилазу (Рубиско). Это сложный фермент, состоящий из 16 субъединиц, с молекулярной массой в 8 раз больше, чем у гемоглобина. Является одним из важнейших ферментов в природе, поскольку играет центральную роль в основном механизме поступления неорганического углерода (из CO2) в биологический круговорот. Содержание Рубиско в листьях растений очень велико, он считается самым распространённым ферментом на Земле. 

Рис.3. Суммарные уравнения и частные реакции фотосинтеза.

Рождение диффузной материи

Еще древние греки рисовали себе мир происшедшим из беспредельного хаоса. Эти представления о происхождении компактных мировых тел из разреженной и хаотической материи, обычно мыслимой как газ, бессознательно отражены и в идеях Гершеля о сгущении туманностей в звезды и в гипотезах Канта, Лапласа и других о рождении Солнечной системы из туманности, в теориях Джинса об образовании спиральных звездных систем.

Из различных форм вещества во Вселенной в настоящее время мы, кроме больших тел (звезд и планет), знаем лишь диффузный газ и метеоритную пыль.

Процесс образования масс диффузного газа происходит в настоящее время, можно сказать, на наших глазах. Он происходил и раньше и будет еще происходить долго в будущем. Можно видеть на небе примеры туманностей типа переходного от планетарных к диффузным

Что планетарные туманности образованы за счет газов, выделенных когда-то самой звездой, сидящей внутри каждой из них, в этом нет никаких сомнений. Итак, за счет газов, выделенных когда-то звездами — ядрами планетарных туманностей, все время образуются разреженные межзвездные газы, а в некоторых случаях и диффузные туманности.

Кроме планетарных туманностей, непосредственно на наших глазах газы выбрасываются в мировое пространство новыми и сверхновыми звездами . Так звезда Вольфа — Райе теряет в год около 10-5 массы Солнца путем непрерывного выбрасывания атомов со своей поверхности.

В какой-то мере даже наше Солнце и все звезды теряют вещество со своей поверхности, заполняя им окружающее пространство.

Если учесть еще, что, вероятно, все звезды, а не только указанные выше, поставляют в межзвездное пространство свой газ (путем выброса протуберанцев или иначе), то окажется, что масса газа, выброшенного звездами за время существования Галактики, может быть, даже превосходит наблюдаемую в ней теперь массу диффузной материи.

Вывод: масса диффузной материи не только прибывает, но и убывает.

Куда она может убывать?

Очевидно, она снова конденсируется в более плотные тела — в звезды и т. п.

Конечно, возможно и необходимо, чтобы первые поколения звезд каждой галактики возникали из «первичного» газа, происшедшего не из звезд, а иным путем.

При этом звезды разных периодов образования, имели разный химический состав, так как процесс изменения существует и во Вселенной.

Источники

• http://astronom-us.ru/vselennaya/diffuznaya-materiya.htmlhttp://www.astro-cabinet.ru/library/ochovs/ocherki-o-vselennoy144.htmhttp://12apr.su/books/item/f00/s00/z0000045/st027.shtmlhttps://studopedia.ru/10_267030_lektsiya-.html

   

Примечания

1. Физика космоса — www.astronet.ru/db/msg/1188417 / под редакцией Р. А. Сюняева. — 2-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 386.
2. Bacon F, Sylva. 1626
3. Patterson, Robert Hogarth «Colour in nature and art», Essays in History and Art 10 Reprinted from Blackwood’s Magazine. 1862
4. Heger, Mary Lea (1919), «Stationary Sodium Lines in Spectroscopic Binaries» — adsabs.harvard.edu/abs/1919PASP…31..304H, Publications of the Astronomical Society of the Pacific 31 (184): 304, doi:10.1086/122890
5. Beals, C. S. (1936), «On the interpretation of interstellar lines» — adsabs.harvard.edu/abs/1936MNRAS..96..661B, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 96: 661
6. Pickering, W. H. (1912), «The Motion of the Solar System relatively to the Interstellar Absorbing Medium» — articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1912MNRAS..72..740P, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 72: 740
7. Birkeland, Kristian, «Polar Magnetic Phenomena and Terrella Experiments», The Norwegian Aurora Polaris Expedition, 1902-03, New York: Christiania (Oslo), H. Aschelhoug & Co., pp. 720
8. Thorndike, S. L. (1930), «Interstellar Matter» — articles.adsabs.harvard.edu//full/seri/PASP./0042//0000099.000.html, Monthly Publications of the Astronomical Society of the Pacific 42 (246): 99, doi:10.1086/124007
9. Adams, T. F., and P. C. Frisch, High-resolution observations of the Lyman alpha sky background, Astrophys. J., 212, 300—308, 1977
10. Влияние межзвездной среды на строение гелиосферы — www.astronet.ru/db/msg/1210275