Астрономът Владимир Сурдин: 6 космически чудеса, които удивляват въображението
разни / / April 12, 2023
Раждането и смъртта на звездите, търсенето на далечни галактики с помощта на тъмна материя, емисии на слънчева енергия и др.
Милиарди частици неутрино прелитат през нас всяка секунда, астрономите поставят своите сензори дълбоко под земята или под водата, а най-близката черна дупка е буквално в съседство – в центъра на нашия Галактики. За тези и други интересни факти говори астрономът Владимир Сурдин, а Lifehacker направи резюме на лекцията.
Владимир Сурдин
Кандидат на физико-математическите науки, доцент на Физическия факултет на Московския държавен университет, астроном и популяризатор на науката.
1. Раждането на звезда
Пространството никога не е празно. И ако имаме добър телескоп, определено ще видим материята, която запълва това пространство в оптичния или радиообхват. Например далечни звезди или газови облаци.
Но понякога се случва някаква част от пространството да затвори тъмно петно - сякаш там има празнота, което не може да бъде. И разбрахме, че това са студени газови облаци, вътре в които е готова да се роди нова звезда.
В началото тя не се проявява. Но когато дойде времето да се роди, звездата изпуска поток от горещ газ, който изглежда като тънък лъч или струя на фона на тъмен облак.
И понякога - възвестява раждането си с мощен поздрав. На мястото на тъмното петно се появява огромен облак от горещ газ - звездата сякаш освобождава пространството около себе си, в което ще живее.
Този горещ поток, който се изхвърля от все още млада звезда, показва, че е прозвучал първият вик. Тя се обяви. И тогава звездата си бута "родилния дом" и се демонстрира с пълна сила.
Владимир Сурдин
Този процес изглежда грандиозно, когато се гледа отдалеч. Но ако до нас се роди звезда около 10–15 пъти по-тежка от Слънцето, нашата слънчева система ще престане да съществува. Затова нека такива чудеса се случват надалеч.
2. Появата на нова планета
Преди астрономите само си фантазираха как може да изглежда процесът на раждане на планетата. Но съвременните телескопи, които комбинират оптика и радио антени, ни помогнаха да уловим и това явление. Най-мощните устройства от този вид се намират в Чили - именно там днес астрономите правят много открития.
Планетите могат да се родят около звезда, която все още не е формирана до края. Учените са записали как около него се образува газов облак. Сплесква се и става като огромна палачинка със звезда в центъра.
След това върху тази палачинка се появяват тъмни пътеки-орбити. Бъдещите планети събират материя от тях, образуват се и раждат спътници, които веднага започват да се въртят около тях. Е, нови обекти продължават да се появяват в газовия облак.
3. Процеси, протичащи на Слънцето
От Земята Слънцето изглежда като гладка топка за пинг-понг. Но ако го погледнете от орбити, ще видим един много интересен и понякога опасен обект.
Факт е, че една десетмилиардна част от слънчевата радиация удря Земята. Това е достатъчно за всички нужди на нашата планета. Но ако звезда изхвърли „парче“ от материята си в нашата посока, могат да възникнат сериозни инциденти.
В ерата на съвременната електроника това все още не беше така. Подобен изблик обаче се случи през 19 век. Тогава всичко беше подредено доста примитивно: сигналите се предаваха по кабели с помощта на Морзов код. И когато Слънцето хвърли силен поток газ към Земята, телеграфът излезе от строя.
Днешната технология е много по-уязвима от кабелните комуникации.
Ако Слънцето пак "киха"... Четете книги. Купете хартиени книги: те ще оцелеят, но интернет няма.
Владимир Сурдин
Друго чудо са начините, които ни позволяват да погледнем в ядрото на нашата звезда и да изучаваме процесите, протичащи там. Потоците неутрино помагат за това.
През върха на носа, както и през всеки квадратен сантиметър от тялото ни, всяка секунда прелитат 10 милиарда от тези частици. Ние не го усещаме, но уредите записват такива потоци.
По същия начин неутриното проникват в нашата планета. И за да изследват състоянието на Слънцето, учените използват гигантски подземни и подводни детектори-лаборатории, които улавят потоци от тези частици.
Такива центрове има например в Япония. Това са огромни помещения, разположени на дълбочина около един и половина километра. Имаме инсталирани подземни детектори в Архиз. Освен това, учени използвайте подводни неутрино телескопи - например в Байкал.
Основният елемент на такива устройства е фотоумножител. Интересно е, че тя е насочена не нагоре, към Слънцето, а надолу, към центъра на Земята. Факт е, че детекторите работят късно през нощта, когато нашата звезда осветява противоположната част на планетата - тоест те гледат Слънцето през тялото на Земята.
Нашата планета служи като отличен филтър за частици. Неутрино влизат в него в южното полукълбо, пробиват го изцяло и след това се хващат на дъното на Байкал.
Американски изследователи са инсталирали подобни устройства в научната си база в Антарктида.
Те нямат Байкал - имат лед в Антарктида. Те поставят своите детектори за неутрино там и сега гледат през земното кълбо към нашето Северно полукълбо. Докато гледаме от нашите на юг, допълвайки се.
Владимир Сурдин
Така получаваме портрет на Слънцето, направен от различни точки, и разбираме какви процеси протичат в нашето светило.
4. смъртта на една звезда
Звездите не само се раждат, живеят и излъчват неутрино. Понякога умират.
Първо, заминаващата звезда се обгръща в планетарна мъглявина. Слабите устройства могат да различат малка топка и тя може да бъде объркана с близка планета. Но космическите телескопи ни позволиха да видим тези обекти в детайли.
Видяхме разширяващи се черупки - горните слоеве на звездата. Тя ги хвърля, преди да спре да блести. Но най-интересното не е това. Ако всяка звезда е топка, тогава тя трябва да изхвърля материята еднакво във всички посоки. Въпреки това, мъгливите черупки имат много различни форма.
Наблюдателите им дават поетични имена. Така във Вселената се появяват мъглявини, които се наричат Ескимос, Мравка, Пясъчен часовник, Котешко око, Пеперуда и дори, незнайно защо, Развалено яйце.
Звездите умират много красиво. Това е може би най-красивата смърт в природата.
Владимир Сурдин
Такива процеси се случват със звезди с размерите приблизително на нашето Слънце. Въпреки това, сравнително близо, в съзвездието Орион, има Бетелгейзе. Това е малка червеникава звезда.
Дълго време астрономите наблюдават как тя се обгръща в потоци газ. Очевидно Бетелгейзе завършва своята еволюция. Но за разлика от по-скромните осветителни тела, той няма да избледнее. Учените смятат, че съществуването му ще приключи с мощна експлозия. Може би това ще се случи много скоро.
Астрофизиците казват, че експлозията най-вероятно ще се случи през следващите 10 000 години. Но кога точно, никой не знае. Може би и утре.
Това явление се нарича "експлозия на свръхнова". Ето как огромните звезди завършват живота си. Хората отдавна не са наблюдавали подобни ефекти в небето. Последният път, когато свръхнова е избухнала преди близо 1000 години, през 1054 г. И беше толкова силен, че можеше да се наблюдава без никакви телескопи. През цялото това време звездната материя се разлиташе, изгаряйки пространството.
Когато Бетелгейзе експлодира, ще бъдем залети от звездна радиация. Учените успокояват: за Земята няма катастрофа Атмосферата ще ни защити. Но сателитите в орбита ще изгорят и астронавтите ще трябва спешно да бъдат евакуирани.
Ако днес избухне експлозия, тогава съвременните технологии ще предупредят за това след около 10 часа: от звезди ще избухне мощен поток от неутрино, който определено ще бъде записан от сензори на Байкал и в Антарктика. Ще има достатъчно време да вземем астронавти от орбита.
А от Бетелгейзе ще има малко ядро, което ще се превърне в неутронна звезда.
И това също е чудо. Ние не знаем какъв вид вещество има в неутронната звезда. Но ако напълните с него чаша греяно вино, то ще тежи 100 милиарда тона.
Владимир Сурдин
5. Търсене на черни дупки
Айнщайн е казал, че не можете да видите черна дупка. Този космически обект изглежда като празно място, тъй като поради най-силната гравитация поглъща всичко и не изпуска нищо – дори светлинни вълни остават вътре.
Най-близката черна дупка е в самия център на нашия галактики. Трудно е да го наблюдаваме, тъй като центърът е затворен от нас от огромен брой непрозрачни облаци. Но учените успяха да поправят нашата "домашна" черна дупка.
За да определите къде се намира този обект, трябва да обърнете внимание дали наблизо има звезди, които се държат странно. Астрономите са забелязали, че в нашата Галактика те сякаш се движат около невидим център. Това означава, че някакъв огромен обект не им позволява да напуснат.
Учените наблюдават движението на звездите от 1995 г. и са изчислили, че в центъра на тяхното въртене е черна дупка, четири милиона пъти по-масивна от нашето Слънце. Това откритие беше толкова убедително, че авторите му получиха Нобелова награда, въпреки че никой не беше виждал тази черна дупка и не можеше да потвърди, че тя ще бъде там.
Но през пролетта на 2022 г. най-накрая видяхме този обект през радиотелескоп. Прилича на багел или поничка: в центъра има дупка - същата черна дупка, а горещ газ лети около нея. Точно както е предвидено.
6. Съществуването на тъмна материя
Наскоро учените научиха, че нашата Галактика е потопена в огромна плетеница от непозната материя и заема само 1% от нейния обем. Какво е това, нито физиците, нито астрономите знаят.
Учените наричат това вещество тъмна материя или „тъмна материя“. Все още не може да се види, измери или изследва. И може да се открие само чрез силата на привличането.
Изследователите са измислили как да използват тъмната материя, за да видят светлината на звезди от много далечни галактики. Толкова далеч, че астрономите никога не са предполагали, че някога ще бъдат видени.
Оказва се, че масивните космически обекти леко променят посоката на светлинните лъчи поради тяхната атракция така че да се отклоняват от права линия. И ако светлината преминава през клъстери от галактики, пълни с тъмна материя, нейният път леко се изкривява. Толкова много, че далечни звезди могат да се наблюдават през телескопи от Земята. И астрономите успяха да ги поправят.
Едно невидимо (тъмна материя, чиято природа все още е загадка за физиците) направи възможно гледането на друго невидимо (но поради голямото разстояние). За астрономите това е сбъдната мечта.
Владимир Сурдин
Прочетете също🧐
- Как да гледаме звездите
- 4 небесни тела в Слънчевата система, които са най-подходящи за живот
- Какво ще се случи с тялото ви при различни обекти в слънчевата система