Mūsu Visumā ir daudz pārsteidzošu lietu, un dažreiz tas šķiet daudz interesantāks nekā vismodernākā zinātniskā fantastika. Un tagad mēs vēlamies runāt par objektiem dziļā kosmosā, par kuriem visi ir dzirdējuši, bet tajā pašā laikā ne visiem ir priekšstats par to, kas tas ir.
Sarkanais milzis
Ir daudz dažādu zvaigžņu: dažas ir karstākas, citas ir vēsākas, dažas ir lielas, citas (parasti) mazas. Milzu zvaigznei ir zema virsmas temperatūra un milzīgs rādiuss. Tāpēc tam ir liels spīdums. Tipisks piemērs ir sarkanais gigants. Tā rādiuss var sasniegt 800 saules, un tā spilgtums var pārsniegt saules enerģiju par 10 tūkstošiem reižu. Zvaigzne kļūst par sarkanu milzi, kad tās centrā viss ūdeņradis pārvēršas par hēliju, un hēlija kodola perifērijā turpinās ūdeņraža saplūšana. Tas izraisa palielinātu gaišumu, ārējo slāņu izplešanos un virsmas temperatūras pazemināšanos.
Aldebaran, Arcturus, Gakrux ir sarkano milžu piemēri. Visas šīs zvaigznes ir iekļautas nakts debesīs spilgtāko zvaigžņu sarakstā. Turklāt sarkanie milži nav tie masveidīgākie. Ir sarkanie lielveikali, kas lieluma ziņā ir lielākās zvaigznes. Viņu rādiuss var pārsniegt saules enerģiju 1500 reizes.
Plašākā nozīmē sarkanais gigants ir zvaigzne evolūcijas pēdējā posmā. Tā tālākais liktenis ir atkarīgs no masas. Ja masa ir maza, tad šāda zvaigzne pārveidosies par baltu punduri, ja tā ir augsta, tā pārvērtīsies par neitronu zvaigzni vai melnu caurumu. Sarkanie milži ir atšķirīgi, taču tiem visiem ir līdzīga struktūra. Jo īpaši mēs runājam par karstu blīvu serdi un ļoti reti papildinātu un pagarinātu apvalku. Tas viss noved pie intensīva zvaigžņu vēja - matērijas aizplūšanas no zvaigznes uz starpzvaigžņu telpu.
Divkārša zvaigzne
Reklāmas video:
Šis termins attiecas uz divām ar gravitācijas spēku saistītām zvaigznēm, kas griežas ap kopēju masas centru. Dažreiz jūs varat atrast sistēmas, kas sastāv no trim zvaigznēm. Binārā zvaigzne, šķiet, ir ļoti eksotiska parādība, taču Piena ceļa galaktikā tā ir ļoti izplatīta. Pētnieki uzskata, ka apmēram puse no visām zvaigznēm Galaktikā ir bināras sistēmas (tas ir šīs parādības otrais nosaukums).
Parastā zvaigzne veidojas molekulārā mākoņa saspiešanas rezultātā gravitācijas nestabilitātes dēļ. Divkāršās zvaigznes gadījumā acīmredzot situācija ir līdzīga, bet, kas attiecas uz atdalīšanas iemeslu, šeit zinātnieki nevar nonākt pie kopīga viedokļa.
Brūns punduris
Brūnais punduris ir ļoti neparasts objekts, kuru visādi ir grūti klasificēt. Tas ieņem starpstāvokli starp zvaigzni un gāzes planētu. Šo objektu masa ir salīdzināma ar 1-8% no saules. Tie ir pārāk masīvi planētām, un gravitācijas kompresija ļauj veikt kodolreakcijas, iesaistot "viegli uzliesmojošus" elementus. Bet nepietiek masas, lai "aizdedzinātu" ūdeņradi, un brūnais punduris spīd salīdzinoši īsu laiku, salīdzinot ar parastu zvaigzni.
Brūnā pundura virsmas temperatūra var būt 300-3000 K. Tā visu mūžu nepārtraukti atdziest: jo lielāks ir šāds objekts, jo lēnāk šis process notiek. Vienkārši sakot, brūns punduris termobrandža saplūšanas dēļ sakarst jau pašā dzīves posmā un pēc tam atdziest, kļūstot par parastu planētu. Nosaukums cēlies no šo priekšmetu sarkanās vai pat infrasarkanās krāsas.
Miglājs
Mēs dzirdam šo vārdu vairāk nekā vienu reizi, kad pieskaramies astronomijas jautājumiem. Miglājs ir nekas vairāk kā kosmisks mākonis, kas sastāv no putekļiem un gāzes. Tas ir mūsu Visuma pamatakmens: no tā veidojas zvaigznes un zvaigžņu sistēmas. Miglājs ir viens no skaistākajiem astronomiskajiem objektiem, tas var mirdzēt ar visām varavīksnes krāsām.
Andromedas miglājs (vai Andromedas galaktika) ir vistuvāk Piena Ceļa galaktika. Tas atrodas 2,52 miljonu sv attālumā. gadu attālumā no Zemes un satur aptuveni 1 triljonu zvaigžņu. Iespējams, ka cilvēce tālā nākotnē sasniegs Andromedas miglāju. Un pat ja tas nenotiek, pats miglājs "nāks ciemos", norijot Piena ceļu. Fakts ir tāds, ka Andromedas miglājs ir daudz lielāks nekā mūsu Galaktika.
Šeit ir svarīgi to precizēt. Vārdam "miglājs" ir sena vēsture: to kādreiz izmantoja, lai apzīmētu gandrīz jebkuru astronomisku objektu, ieskaitot galaktikas. Piemēram, Andromedas miglāja galaktika. Tagad viņi ir attālinājušies no šīs prakses, un vārds "miglājs" apzīmē putekļu, gāzes un plazmas uzkrāšanos. Viņi atšķir emisijas miglāju (augstas temperatūras gāzes mākoni), atstarošanas miglāju (tas neizstaro pats savu starojumu), tumšo miglāju (putekļu mākoni, kas bloķē gaismu no objektiem, kas atrodas aiz tā) un planētu miglāju (gāzes apvalks, ko zvaigzne rada evolūcijas beigās) … Tas ietver arī supernovas paliekas.
Dzeltenais punduris
Ne visi zina par šāda veida zvaigznēm. Un tas ir savādi, jo mūsu pašu Saule ir tipisks dzeltenais punduris. Dzeltenie punduri ir mazas zvaigznes ar masu 0,8–1,2 saules masas. Tie ir tā saucamie gaismekļi. galvenā secība. Pēc Hērtzprunga-Rasela diagrammas tas ir reģions, kurā ir zvaigznes, kuras kā enerģijas avotu izmanto hēlija termokodolu saplūšanu no ūdeņraža.
Dzelteno punduru virsmas temperatūra ir 5000–6000 K, un šādas zvaigznes vidējais kalpošanas laiks ir 10 miljardi gadu. Šādas zvaigznes pārvēršas sarkanos milžos pēc tam, kad ir sadedzināts viņu ūdeņraža krājums. Līdzīgs liktenis sagaida arī mūsu Sauli: saskaņā ar zinātnieku prognozēm apmēram 5-7 miljardu gadu laikā tā norīs mūsu planētu un pēc tam pārvērtīsies par baltu punduri. Bet ilgi pirms visa tā dzīve uz mūsu planētas tiks sadedzināta.
Baltais punduris
Punduris zvaigzne ir tieši pretējs milzu zvaigznei. Pirms mums ir attīstīta zvaigzne, kuras masa var būt salīdzināma ar Saules masu. Šajā gadījumā baltā pundura rādiuss ir apmēram 100 reizes mazāks nekā mūsu zvaigznes rādiuss. Kā viena no zema masas zvaigznēm Saule pārvērtīsies arī par balto punduri vairākus miljardus gadu pēc tam, kad būs izsmeltas ūdeņraža rezerves kodolā. Baltie punduri aizņem 3–10% no mūsu Galaktikas zvaigžņu populācijas, taču to mazās gaismas dēļ ir ļoti grūti tos identificēt.
"Vecāka gadagājuma" baltais punduris vairs nav tieši balts. Pats nosaukums nāca no pirmo atklāto zvaigžņu krāsas, piemēram, Sirius B (pēdējās izmērs, starp citu, var būt diezgan salīdzināms ar mūsu Zemes izmēru). Faktiski baltais punduris nepavisam nav zvaigzne, jo tā iekšpusē vairs nenotiek termoelektriskās reakcijas. Vienkārši sakot, baltais punduris nav zvaigzne, bet gan tā "līķis".
Tā attīstoties tālāk, baltais punduris atdziest vēl vairāk, turklāt tā krāsa mainās no baltas uz sarkanu. Pēdējais posms šāda objekta evolūcijā ir atdzesēts melnais punduris. Vēl viena iespēja ir matēriju uzkrāšanās baltā pundura virsmā, kas "pārplūst" no citas zvaigznes, saspiešana un sekojoša jaunas vai supernovas eksplozija.
Supernova
Supernova ir parādība, kurā zvaigznes spilgtums mainās par 4–8 lieluma lielumiem, un pēc tam var redzēt pakāpenisku uzliesmojuma izbalēšanu. Plašākā nozīmē tas ir zvaigznes sprādziens, kurā tiek iznīcināts viss priekšmets. Tajā pašā laikā šāda zvaigzne kādu laiku aizēno citas zvaigznes: un tas nav pārsteidzoši, jo sprādziena laikā tā spožums var pārsniegt Saules enerģiju par 1000 miljoniem reižu. Galaktikā, kuru var salīdzināt ar mūsējo, vienas supernovas parādīšanās tiek reģistrēta apmēram reizi 30 gados. Tomēr objekta novērošanu traucē milzīgs daudzums putekļu. Sprādziena laikā starpzvaigžņu telpā nonāk milzīgs vielas daudzums. Pārpalikums var darboties kā neitronu zvaigznes vai melnā cauruma celtniecības materiāls.
Mūsu zvaigzne un Saules sistēmas planētas radās milzu molekulāro gāzu un putekļu mākonī. Apmēram 4,6 miljardi sāka šī mākoņa saspiešanu, pirmo simts tūkstošu gadu laikā pēc tam, kad Saule bija sabrukušais protostārs. Tomēr laika gaitā tas stabilizējās un ieguva savu pašreizējo izskatu. Tomēr Saule mūžīgi neeksistēs: vispirms tā pārvērtīsies par sarkanu milzi, bet pēc tam par baltu punduri.
Ir divi galvenie supernovu veidi. Pirmajā gadījumā ir ūdeņraža deficīts optiskajā spektrā. Tāpēc zinātnieki uzskata, ka notika baltā pundura eksplozija. Fakts ir tāds, ka baltajam pundurim gandrīz nav ūdeņraža, jo tas ir zvaigžņu evolūcijas beigas. Otrajā gadījumā pētnieki reģistrē ūdeņraža pēdas. Tāpēc rodas pieņēmums, ka mēs runājam par "parastas" zvaigznes eksploziju, kuras kodols ir piedzīvojis sabrukumu. Šajā scenārijā kodols galu galā varētu kļūt par neitronu zvaigzni.
Neitronu zvaigzne
Neitronu zvaigzne ir objekts, kas sastāv galvenokārt no neitroniem - smagām elementārdaļiņām, kurām nav elektriskā lādiņa. Kā jau minēts, to veidošanās iemesls ir parasto zvaigžņu gravitācijas sabrukums. Pievilcības dēļ zvaigžņu masas sāk vilkties uz iekšu, līdz tās kļūst neticami saspiestas. Tā rezultātā neitroni ir "iesaiņoti", kā tas bija.
Neitronu zvaigzne ir maza - parasti tās rādiuss nepārsniedz 20 km. Turklāt lielākajai daļai šo objektu ir 1,3–1,5 saules masas (teorija pieņem, ka pastāv neitronu zvaigznes ar masu 2,5 saules masas). Neitronu zvaigznes blīvums ir tik liels, ka viena tējkarote tās vielas svērs miljardiem tonnu. Šāds objekts sastāv no karstas plazmas atmosfēras, ārējās un iekšējās garozas un kodoliem (ārējā un iekšējā).
Pulsars
Tiek uzskatīts, ka neitronu zvaigzne izstaro radio staru virzienā, kas saistīts ar tās magnētisko lauku, kura simetrijas ass nesakrīt ar zvaigznes rotācijas asi. Vienkārši sakot, pulsars ir neitronu zvaigzne, kas griežas ar neticamu ātrumu. Pulsāri izstaro spēcīgus gamma starus, tāpēc mēs varam novērot radioviļņus, ja neitronu zvaigzne atrodas ar savu polu uz mūsu planētu. To var salīdzināt ar bāku: krastā esošajam novērotājam šķiet, ka viņš periodiski mirgo, lai gan patiesībā prožektors vienkārši pagriežas otrā virzienā.
Citiem vārdiem sakot, mēs varam novērot dažas neitronu zvaigznes kā pulsārus sakarā ar to, ka tām ir elektromagnētiski viļņi, kas tiek izstumti no neitronu zvaigznes poliem staros. Vislabāk izpētītais pulsars ir PSR 0531 + 21, kas atrodas Krabju miglājā 6520 sv attālumā. gadu attālumā no mums. Neitronu zvaigzne veic 30 apgriezienus sekundē, un šī pulsara kopējais starojuma spēks ir 100 000 reizes lielāks nekā Saulei. Tomēr daudzi pulsatora aspekti vēl ir jāizpēta.
Kvazārs
Pulsars un kvazārs dažreiz tiek sajaukti, taču atšķirība starp tiem ir ļoti liela. Kvazārs ir noslēpumains objekts, kura nosaukums cēlies no frāzes "kvazzvaigžņu radio avots". Šādi objekti ir vieni no spilgtākajiem un vistālākajiem no mums. Izstarojuma jaudas ziņā kvazārs var pārsniegt visas Piena ceļa zvaigznes simts reizes.
Protams, pirmā kvazāra atklāšana 1960. gadā izraisīja neticamu interesi par šo fenomenu. Tagad zinātnieki uzskata, ka mums ir aktīvs galaktikas kodols. Ir supermasīvs melnais caurums, kas izvelk matēriju no telpas, kas to ieskauj. Cauruma masa ir vienkārši gigantiska, un starojuma jauda pārsniedz visu zvaigžņu, kas atrodas galaktikā, starojuma jaudu. Viena no versijām arī saka, ka kvazārs var būt galaktika visneilgākajā attīstības posmā - šajā laikā apkārtējo matēriju "izēd" supermasīvs melnais caurums. Tuvākais mums kvazārs atrodas 2 miljardu gaismas gadu attālumā, un vistālāko, ņemot vērā to neticamo redzamību, mēs varam novērot 10 miljardu gaismas gadu attālumā.
Blazars
Ir arī objekti, kurus sauc par blazāriem. Tie ir visspēcīgāko gamma staru pārrāvumu avoti kosmosā. Blazāri ir radiācijas un matērijas straumi, kas vērsti uz Zemi. Vienkārši sakot, blazārs ir kvazārs, kas izstaro jaudīgu plazmas staru, kas var iznīcināt visu dzīvi savā ceļā. Ja šāds stars iziet vismaz 10 sv. gadu attālumā no Zemes, uz tā nebūs dzīvības. Blazars ir nesaraujami saistīts ar supermasīvo melno caurumu galaktikas centrā.
Pats nosaukums cēlies no vārdiem "kvazārs" un "BL ķirzakas". Pēdējais ir tipisks bleizeru pārstāvis, kas pazīstams kā Lacertids. Šī klase izceļas ar optiskā spektra iezīmēm, kurām nav plašu emisijas līniju, kas raksturīgas kvazāriem. Tagad zinātnieki ir izdomājuši attālumu līdz vistālākajam blazāram PKS 1424 + 240: tas ir 7,4 miljardi gaismas gadu.
Melnais caurums
Bez šaubām, šis ir viens no noslēpumainākajiem objektiem Visumā. Daudz ir rakstīts par melnajiem caurumiem, taču to būtība joprojām ir paslēpta no mums. Objektu īpašības ir tādas, ka to otrais kosmiskais ātrums pārsniedz gaismas ātrumu. Nekas nevar izbēgt no melnā cauruma smaguma. Tas ir tik milzīgs, ka praktiski aptur laika pāreju.
Melns caurums veidojas no masīvas zvaigznes, kura ir iztērējusi degvielu. Zvaigzne, kas sabrūk zem sava svara un velk gar telpas-laika kontinuumu ap to. Gravitācijas lauks kļūst tik spēcīgs, ka pat gaisma vairs nevar no tā izkļūt. Tā rezultātā reģions, kurā zvaigzne iepriekš atradās, kļūst par melno caurumu. Citiem vārdiem sakot, melnais caurums ir izliekta Visuma sadaļa. Viņš sūkā lietu, kas atrodas netālu. Tiek uzskatīts, ka pirmā atslēga melno caurumu izpratnei ir Einšteina relativitātes teorija. Tomēr atbildes uz visiem pamatjautājumiem vēl ir jāatrod.
Mole caurums
Turpinot tēmu, jūs vienkārši nevarat paiet garām tā sauktajam. "Wormholes" vai "wormholes". Pat ja tas ir tīri hipotētisks objekts, mums priekšā ir sava veida telpas un laika tunelis, kas sastāv no divām ieejām un rīkles. Tārpa caurums ir telpas-laika topoloģiska iezīme, kas ļauj (hipotētiski) ceļot pa visīsāko ceļu. Lai vismaz nedaudz izprastu tārpa caurumu, varat izrullēt papīra lapu un pēc tam to caurdurt ar adatu. Iegūtais caurums būs kā tārpa caurums.
Dažādos laikos eksperti ir izvirzījuši dažādas tārpu caurumu versijas. Iespēja kaut ko tādu pierādīt pierāda vispārējo relativitātes teoriju, taču līdz šim nav atrasts neviens tārps. Varbūt nākotnē jauni pētījumi palīdzēs noskaidrot šādu objektu būtību.
Tumšā matērija
Šī ir hipotētiska parādība, kas neizstaro elektromagnētisko starojumu un tieši ar to nedarbojas. Tāpēc mēs to nevaram tieši atklāt, bet, novērojot astrofizisko objektu izturēšanos un to radītos gravitācijas efektus, mēs redzam tumšās matērijas esamības pazīmes.
Bet kā jūs atradāt tumšo vielu? Pētnieki aprēķināja Visuma redzamās daļas kopējo masu, kā arī gravitācijas rādītājus. Tika atklāta zināma nelīdzsvarotība, ko attiecināja uz noslēpumainu vielu. Tāpat izrādījās, ka dažas galaktikas rotē ātrāk nekā tām vajadzētu būt pēc aprēķiniem. Līdz ar to kaut kas viņus ietekmē un neļauj “aizlidot” uz sāniem.
Zinātnieki tagad uzskata, ka tumšo matēriju nevar veidot no parastās matērijas un ka tās pamatā ir sīkas eksotiskas daļiņas. Bet daži par to šaubās, norādot, ka tumšo vielu var veidot arī no makroskopiskiem objektiem.
Tumša enerģija
Ja ir kaut kas noslēpumaināks par tumšo matēriju, tā ir tumšā enerģija. Atšķirībā no pirmās, tumšā enerģija ir salīdzinoši jauns jēdziens, taču tai jau ir izdevies mūsu ideju par Visumu apvērst otrādi. Tumšā enerģija, pēc zinātnieku domām, ir kaut kas tāds, kas izraisa mūsu Visuma paplašināšanos ar paātrinājumu. Citiem vārdiem sakot, tas paplašinās ātrāk un ātrāk. Balstoties uz tumšās matērijas hipotēzi, masu sadalījums Visumā izskatās šādi: 74% ir tumšā enerģija, 22% ir tumšā viela, 0,4% ir zvaigznes un citi objekti, 3,6% ir starpgalaktiskā gāze.
Ja tumšās matērijas gadījumā ir vismaz netieši pierādījumi par tās esamību, tad tumšā enerģija pastāv tīri matemātiska modeļa ietvaros, ņemot vērā mūsu Visuma paplašināšanos. Tāpēc tagad neviens nevar droši pateikt, kas ir tumšā enerģija.
Iļja Vedmedenko