Туманность Орёл
Эта большая и яркая туманность видна в направлении созвездия Змеи. Она окружает молодое рассеянное звездное скопление, возраст которого всего 1–2 млн лет. Свое название туманность получила за характерный треугольник из звезд. Кому-то из наблюдателей он напоминает орлиный клюв или голову. Другие уверяют, что форма самой туманности похожа на раскинутые крылья орла. В любом случае эти сравнения субъективны. Однако названия за туманностью закрепились довольно прочно.
В последнее время туманность Орёл стала известна благодаря снимкам космического телескопа «Хаббл», запечатлевшего ее эффектные газопылевые столбы, получившие названия «Фея» и «Столпы Творения».
На этом снимке цвета туманности близки к естественным — красноватое свечение ионизованного водорода, голубоватое отражение света молодых звезд. Следует помнить, что многие астрономические фотографии сделаны в искусственных цветах, призванных показать распределение различных волн излучения.
В последнее время «Популярная механика» заметно изменилась. Почему?
У нас в редакции на стенах висят обложки всех выпусков журнала с 2002 года, то есть с начала его выпуска, и если окинуть эту коллекцию взглядом, то станет понятно, что наш журнал менялся всегда. Иногда медленно, иногда более радикально. Смысл перемен один: не застаиваться, быть в ногу со временем
Для бумажных изданий в наши дни это особенно важно ввиду жесткой конкуренции с онлайн-медиа
В последнее время особое внимание уделялось дизайну. Нашим художникам была поставлена задача сделать журнал более ярким и современным, оставить на страницах больше «воздуха» для облегчения восприятия
В журнале, кроме схем и фото машин, появились снимки красиво одетых ученых, конструкторов, спортсменов. Мы были бы рады, если бы наши читатели рассказывали нам о том, как они относятся к этим переменам, что нравится, что не очень. С другой стороны, образ журнала неизбежно зависит от тех людей, которые его делают. В последнее время в редакцию пришли новые люди со своими интересами, подходами, стилем. И благодаря им журнал стал немного другим.
Темная материя
Танцы «каннибалов»
Расстояния между галактиками во Вселенной в десятки раз больше размеров самих галактик. Поэтому большинство из них существуют совершенно независимо и никак не влияют друг на друга.
Однако если звезды лишь в редчайших случаях сталкиваются друг с другом, с галактиками дело обстоит иначе — это происходит довольно часто. Правда, столкновение галактик вовсе не означает их гибели, ведь галактика представляет собой звездную систему, в которой светила разделены гигантскими расстояниями.
Если происходит сближение двух галактик, то они воздействуют друг на друга прежде всего своим гравитационным полем. Такое взаимодействие называют приливным — оно и в самом деле напоминает влияние ближайших к Земле небесных тел на наши океаны.
В результате меняется характер движения вещества в границах обеих галактик, их форма меняется, возникают выбросы газа, пыли и части звезд в межгалактическое пространство. Может измениться даже класс, к которому раньше принадлежала та или другая галактика.
Иногда эти сложные процессы завершаются поглощением одной из галактик — астрономы называют такие поглощения «галактическим каннибализмом».
Галактические вычисления
Эдвин Хаббл является основоположником галактических исследований. Он первый, кому удалось определить, как можно вычислить точное расстояние до галактики. В своих исследованиях он опирался на метод пульсирующих звезд, которые более известны как цефеиды. Ученый смог заметить связь между периодом, который нужен для завершения одной пульсации яркости, и той энергией, которую выделяет звезда. Результаты его исследований стали серьезным прорывом в области галактических исследований. Помимо этого, он обнаружил, что есть корреляция между красным спектром, излучаемым галактикой, и расстоянием до нее (постоянная Хаббла).
В наше время астрономы могут измерять расстояние и скорости галактики посредством измерения количества красного смещения в спектре. Известно, что все галактики Вселенной движутся друг от друга. Чем дальше галактика находится от Земли, тем больше ее скорость движения.
Чтобы визуализировать данную теорию, достаточно представить себя за рулем авто, который двигается на скорости 50 км в час. Перед Вами едет авто быстрее на 50 км в час, что говорит о том, что скорость его передвижения составляет 100 км в час. Перед ним есть еще одно авто, которое движется быстрее еще на 50 км в час. Несмотря на то что скорость всех 3 машин будет разной на 50 км в час, первый автомобиль на самом деле движется от Вас на 100 км в час быстрее. Поскольку красный спектр говорит о скорости движения галактики от нас, получается следующее: чем больше красное смещение, тем, соответственно, галактика быстрее движется и тем большее ее расстояние от нас.
Сейчас мы располагаем новыми инструментами, помогающими ученым в поисках новых галактик. Благодаря космическому телескопу Хаббла ученым удалось увидеть то, о чем раньше оставалось только мечтать. Высокая мощность этого телескопа обеспечивает хорошую видимость даже мелких деталей в ближних галактиках и позволяет изучать более дальние, которые никому еще не были известны. В настоящее время новые инструменты наблюдения космоса находятся в стадии разработки, а в скором будущем они помогут получить более глубокое понимание структуры Вселенной.
Столб газа в туманности Киля
Этот снимок космического телескопа «Хаббл» завораживает. С него как будто глядит на нас какое-то странное инопланетное существо.
Многие в детстве мечтали о встрече с инопланетянами, да и став взрослыми, тоже зачитывались фантастическими романами.
Загадка жизни во Вселенной будоражит и волнует человеческие сердца уже много веков. Однако не только она одна служит поводом для пытливых вопросов, обращенных человеком к космическому пространству. Если бы не было Вселенной — не было бы и нас самих. Изучая Вселенную, мы осознаем себя как крохотную ее частицу, но в то же время частицу, которая пытается понять, как устроено целое. Мы познаем и себя тоже.
Пульсары и нейтронные звезды
Когда жизнь звезды заканчивается, на ее месте образуется уникальное космическое тело – нейтронная звезда. Это компактные астрономические объекты, радиус которых не превышает 10 километров. А масса нейтронной звезды составляет около 1,4 массы Солнца. Состоят такие объекты в основном из нейтронов. Эти звезды относятся к самым интересным астрофизическим объектам.
Вещество, из которого состоят эти тела, имеет сверхпроводимость, сверхтекучесть, излучение нейтрино, наличие сверхсильных магнитных полей и прочее. Просто огромна и плотность нейтронной звезды. Именно поэтому она при небольших размерах имеет невероятную массу. Строение нейтронной звезды ни на что не похоже. Внутри нее кипит раскаленное вещество, заключенное в тонкую твердую оболочку, над которой бушует горячая плазма. Это тело имеет магнитное поле, которое превосходит солнечное в триллионы раз.
То, что во Вселенной могут существовать макрообъекты, состоящие в основном из нейтронов, доказал еще академик Л.Д.Ландау. Предположение о том, что нейтронные звезды рождаются во вспышках сверхновых, было сделано в 1934 году американскими учеными Ф. Цвикки и В.Бааде. Но, учитывая их небольшую светимость, обнаружить нейтронные звезды длительное время не удавалось. Такие тела имеют и другое название – пульсары. Их магнитные поля постоянно захватывают электроны из слоя плазмы, которые в результате начинают излучать радиосигналы.
Впервые такие радиоимпульсы были пойманы из определенных участков неба английскими учеными из Кембриджа в 1967 году. В ходе изучения мерцаний космических радиоисточников Д.Белл, работавшая под руководством Э.Хьюшина (первооткрыватель пульсаров, Лауреат Нобелевской премии в области физики за 1974 год), обнаружила строго периодический сигнал. Тогда некоторые исследователи решили, что имеют дело с сигналами внеземной цивилизации. Поэтому работы в данном направлении были засекречены. В дальнейшем было доказано, что это обычное природное явление.
Данные, полученные группой Хьюшина, стали известны другим ученым. И скоро исследователи пришли к выводу, что радиопульсары и нейтронные звезды обозначают одно и то же понятие. Самое интересное, что нейтронные звезды ученые наблюдали еще за пять лет до открытия радиопульсаторов. Вот только сделать это помогли не радиоволны, а рентгеновские лучи.
В 1962 году ученые установили на ракете специальный детектор и с его помощью смогли обнаружить достаточно мощный источник рентгеновского излучения в созвездии Скорпиона. С Земли подобные исследования провести не удавалось, поскольку рентгеновские лучи поглощаются нашей атмосферой.
Современной науке известны интересные тесные двойные системы, состоящие из двух нейтронных звезд. За счет гравитационных волн они довольно быстро сближаются.
В итоге за время, меньше возраста Вселенной, они должны слиться, выделив при этом колоссальное количество энергии, намного превосходящее энергию взрыва сверхновой звезды. За одной из таких систем и наблюдали в 1970 году Р. Халс и Жд.Тейлор, которые за результатами своей работы были удостоены Нобелевской премии в области физики.
Столкновение двух нейтронных звезд Источник
Туманность Пламя
Туманность Пламя видна в созвездии Ориона. В видимом цвете она имеет ярко-красный цвет, за что и получила название. На этом снимке — изображение туманности в инфракрасных лучах. Оно получено с помощью инфракрасного телескопа VISTA Европейской южной обсерватории в Чили. Благодаря тому, что этот телескоп воспринимает более длинные волны, чем видимый свет, ему доступны объекты, которые недостаточно горячи, чтобы светиться в видимых лучах, или скрыты за непрозрачными облаками пыли.
Кроме туманности Пламя на снимке присутствуют отражающая туманность NGC 2023 (ниже центра) и темная пылевая туманность Конская Голова (в правом нижнем углу).
Местное скопление звёзд и Местная группа звёзд
 |
Солнечная система принадлежит Местной группе звёзд, |
Пояс Гулда (Местное скопление звёзд) — группа молодых массивных звёзд,
возрастом 10—30 млн лет, образующая диск диаметром 500—1000 пк,
центр которого находится на расстоянии 150—250 пк от Солнца в направлении антицентра Галактики.
Назван в честь Бенджамина Гулда, впервые обратившего в 1879 г
внимание на то,
что яркие звёзды на небе образуют пояс, наклонённый к плоскости Млечного Пути под углом 15-20°.
Пояс имеет массу около 1 млн солнечных, размер 2-3 тыс. св. лет, немного вытянут, вращается как единое целое и медленно расширяется.
Солнце находится недалеко от центра этого сплюснутого кольца, который расположен в 400-500 св. годах от нас в сторону созвездия Персея.
Такое расположение в поясе и позволяет нам любоваться кольцом ярких звезд на небе.
Наше Солнце и скопление звёзд Местной группы обходят пояс Гулда примерно за 18 млн лет.
Объем Хаббла и Метагалактика
Наука отталкивалась от объема наблюдаемой Вселенной, то есть той части, излучение откуда может быть зафиксировано. Принимаются сигналы и из той части, которая скрыта от обзора, ее назвали Метагалактика. Ее самая отдаленная точка — это зона, в которой принимается поверхность излучения, освобожденного при Большом взрыве. Таким образом был определен радиус Метагалактики, он составляет 46 миллиардов световых лет. Что находится дальше — неизвестно, и с этого момента начинаются расхождения во мнениях.
Одни специалисты утверждают, что это лишь небольшая часть от общего пространства, другие — что за ее пределами ничего нет.
Есть другое понятие для описания границ наблюдаемого пространства, это объем, захватываемый Хабблом. Это часть Метагалактики, в которой пространство расширяется с меньшей скоростью относительно скорости света. Этот объем составляет 13,8 миллиарда световых лет, что сопоставимо по возрасту с периодом, когда произошел Большой взрыв. Эту границу точно нельзя считать конечной, так как она ограничена возможностями Хаббла.
Туманность NGC 5189
Планетарные туманности получили название потому, что первые из найденных объектов такого типа выглядели в телескоп правильными дисками, напоминающими диски планет. Более совершенная оптика, а главное, фотография, показала их сложную структуру, часто совсем не похожую на идеальный диск. Однако объединяет планетарные туманности в один класс вовсе не форма, а происхождение — все они представляют собой сброшенные оболочки звезд.
Одна из планетарных туманностей успешно замаскировалась совсем под другой тип астрономических объектов. NGC 5189, расположенную в южном созвездии Муха, при наблюдении в небольшой инструмент легко спутать со спиральной галактикой. Она напоминает букву S.
Сложная форма туманности может быть объяснена существованием звезды-компаньона у ее центральной звезды, доживающей свои дни в виде белого карлика. Гравитация второй звезды, вращающейся вокруг белого карлика, могла закрутить вещество в такие спирали. Однако этот гипотетический спутник пока не обнаружен.
Просто пустота
Наука установила, что Универсум расширяется, это неоспоримый факт. Но нельзя с точностью утверждать, есть ли у этого расширения пределы. Некоторые физики предполагают, что границы существуют, а за их пределами есть только абсолютная пустота, то есть нет ничего. Там не могут работать законы физики эту область нельзя увидеть, так как в нее не может попасть свет. У пустоты нет ограничений по времени и пространству, поэтому мироздание видится, как шар, которых парит в бесконечности без каких-либо физических параметров. Простым людям тяжело воспринимать эту теорию, так как они не могут представить абсолютную пустоту, которая по версии ученых находится за пределами Вселенной.
Центр нашей Галактики
Центр нашей Галактики расположен в направлении созвездия Стрельца. До него 28 000 световых лет. Однако мы не видим его, потому что по направлению к нему возрастает не только количество звезд, но и концентрация межзвездной пыли. Если бы не было этой пыли, центр Галактики сиял бы на нашем небе, как второе Солнце. Мы же видим лишь более яркий участок светлой полосы Млечного Пути. Однако через пылевую завесу проникают инфракрасные лучи. В этом диапазоне спектра можно сфотографировать галактическое ядро. Данный снимок сделан именно в инфракрасных лучах. Изображение составлено из снимков космических телескопов «Хаббл» и «Спитцер».
Большинство из этих звезд не различимы в видимых лучах. В основном это красные гиганты, звезды, находящиеся на заключительных стадиях своей эволюции. На фотографии видны также большие облака ионизованного водорода. Ученые считают, что в центральной части ядра Галактики находится сверхмассивная черная дыра. Ее масса — 3,7 млн масс Солнца.
Как работает телескоп
Тайны чёрных дыр во Вселенной
Остаток сверхновой Кассиопея А
Взрыв сверхновой звезды — это ярчайшая вспышка, затмевающая все остальные звезды в Галактике. Это грандиозное событие галактического масштаба. Однако иногда оно проходит незамеченным.
В созвездии Кассиопеи расположен остаток взрыва сверхновой, являющийся самым мощным источником радиоизлучения в нашей Галактике. Его отделяют от нас 11 000 световых лет. Размер его около 10 световых лет.
Проанализировав скорость расширения, ученые пришли к выводу, что вспышка сверхновой произошла около 300 лет назад. Однако в исторических хрониках того времени ничего не говорится о таком событии. Не заметили ее и астрономы. Возможно, дело в том, что в нашей Галактике так много пыли, что она может поглотить излучение даже такой ярчайшей вспышки. Вероятно также, что взорвавшаяся звезда имела необычно большую массу и к моменту взрыва уже сбросила много своего вещества в космическое пространство. Оно обволокло звезду, затмив излучение от вспышки.
Выяснение «по-родственному»
Огромное большинство взаимодействующих галактик — «родственники», а не случайно встретившиеся в пространстве звездные системы. Они связаны общностью происхождения и положения во Вселенной.
То сближаясь, то расходясь, то частично проникая одна в другую, они меняют друг друга и создают удивительные по красоте и сложности космические структуры.
Один из самых известных примеров такого взаимодействия — галактика Водоворот в созвездии Гончих Псов. Она состоит из эллиптической и спиральной галактик, соединенных перемычкой из звезд, по которой вещество постепенно перетекает в большую галактику из этой пары.
Существует пара отдаленных галактик, «мост» между которыми протянулся на 230 тыс. световых лет и имеет ширину в 6 тыс. световых лет.
Не менее своеобразно выглядят галактики, получившие имя «Мышки»,- за обеими на 9 тыс. световых лет тянутся «хвосты» из звезд и межзвездного газа.
В 2006 г. астрономам удалось сфотографировать настоящую космическую «ссору» в созвездии Южной Рыбы. Там две галактики, удаленные от Земли на расстояние в 100 млн световых лет, буквально разрывают своими гравитационными полями на части третью.
Как современная наука изучает возможность существования параллельных Вселенных
В 1998 году во время наблюдения за сверхновыми звездами была обнаружена темная энергия. Это форма энергии, которая заполняет пустое пространство и действует противоположно гравитации, то есть отталкивает тела, а не притягивает их. За счет нее Вселенная расширяется с ускорением.
Ученые из Даремского и Сиднейского университетов создали компьютерную модель развития Вселенной и пришли к выводу, что в нашем мире относительно мало темной энергии. Согласно теориям возникновения Вселенной, ее должно было быть настолько много, что галактики и звезды не могли сформироваться, а жизнь не появилась бы.
В 2015 году в научном издании The International Journal of Physics вышла статья ученого А. А. Антонова о том, что темная энергия может быть признаком существования других вселенных. Для проверки этой и других теорий, связанных с темной энергией, ученые Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, США, создали прибор Dark Energy Spectroscopic Instrument, который исследует электромагнитные спектры далеких галактик. Впервые он начал работу в 2019 году.
Межгалактическая среда, блуждающие звезды и сверхскоростные планеты: что между галактиками?
Поняв, что такое межгалактическое пространство, и представив в перспективе (в пределах возможностей нашего человеческого разума) обширность пространства между галактиками, пора ответить на большой вопрос: что находится между галактиками?
И прежде чем продолжить, сделайте заявление, которое наверняка взорвет вам голову: несмотря на то, что он практически пустой, межгалактическое пространство содержит вместе больше материи, чем все галактики во Вселенной, вместе взятые. Как это возможно? Ну, потому что, хотя плотность материи ничтожна, глобальное расширение «пустоты» (которое, как мы уже видим, не так уж пусто) настолько огромно, что и общая материя тоже огромна.
Фактически, по оценкам, сумма всей материи, присутствующей в межгалактическом пространстве, будет составлять до 80% барионной материи во Вселенной, которая является обычной материей, с которой мы можем взаимодействовать (тогда есть темная материя. и другие безумные вещи, в которые мы сегодня не войдем).
Но насколько тонко мы об этом говорим? Плотность материи уменьшается по мере удаления от галактик. В точках с более низкой плотностью речь идет об 1 атоме водорода на кубический метр.. Чтобы понять эту низкую плотность, представьте, что в кубическом метре воздуха, которым вы дышите, содержится 5 x 10 ^ 22 атомов водорода. То есть, если в кубическом метре атмосферного воздуха содержится 50 000 триллионов атомов водорода, то в кубическом метре самой пустой точки межгалактического пространства находится 1 атом. Или даже меньше. Удивительный.
Но на этом удивительные вещи не заканчиваются. И именно в этой практически «пустоте» есть вещи. И именно здесь мы должны поговорить о трех увлекательных концепциях: межгалактическая среда, блуждающие звезды и сверхскоростные планеты. Будьте готовы, потому что приближаются кривые.
Рекомендуем прочитать: «10 самых плотных материалов и объектов во Вселенной»
Формирование
Столкновения между галактиками обычно считаются источником межгалактических звезд.
Предлагаемые механизмы выброса межгалактических звезд сверхмассивные черные дыры.
То, как возникают эти звезды, до сих пор остается загадкой, но несколько научно достоверных гипотезы были предложены и опубликованы астрофизиками.
Наиболее распространенная гипотеза состоит в том, что столкновение двух или более галактик может выбросить некоторые звезды в обширные пустые области межгалактическое пространство. Хотя звезды обычно находятся внутри галактик, они могут быть вытеснены гравитационными силами при столкновении галактик. Принято считать, что межгалактические звезды, возможно, в первую очередь произошли из чрезвычайно маленьких галактик, поскольку звездам легче избежать гравитационного притяжения меньшей галактики, чем гравитационного притяжения большой галактики. Однако при столкновении больших галактик некоторые гравитационные возмущения также могут вытеснять звезды. В 2015 году исследование сверхновых в межгалактическом пространстве показало, что звезды-прародители были изгнаны из своих родительских галактик во время галактического столкновения между двумя гигантскими эллиптическими звездами, когда их центры сверхмассивных черных дыр слились.
Другая гипотеза, которая не является взаимоисключающей с гипотезой галактических столкновений, заключается в том, что межгалактические звезды были выброшены из своих галактика происхождения благодаря близкому знакомству с огромная черная дыра в центре галактики, если он там есть. В таком сценарии вполне вероятно, что межгалактическая звезда (звезды) изначально была частью множественной звездной системы, где другие звезды были втянуты в сверхмассивную черную дыру, а межгалактическая звезда, которая вскоре должна была стать межгалактической, была ускорена и выброшена прочь с очень высокой скоростью. высокие скорости. Такое событие теоретически может разогнать звезду до таких высоких скоростей, что она станет , тем самым побег гравитационный колодец всей галактики. В этом отношении модельные расчеты (начиная с 1988 г.) предсказывают, что сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь выбрасывает одну звезду в среднем каждые 100 000 лет.
Масса
В 2005 г. Космический телескоп Спитцера обнаружил ранее неизвестный инфракрасный компонент в фон из космоса. С тех пор несколько других анизотропия на других длинах волн, включая синий и рентгеновский, были обнаружены с помощью других космических телескопов, и теперь они все вместе описываются как диффузное внегалактическое фоновое излучение. Ученые обсуждали несколько объяснений, но в 2012 году было предложено и показано, как впервые это диффузное излучение может исходить от межгалактических звезд. Если это так, они в совокупности могут иметь такую же массу, как и галактики. Одно время считалось, что такая численность населения объясняет кризис недопроизводства фотонов, и может объяснить значительную часть темная материя проблема.
Главная последовательность
Именно в это время, то есть с началом ядерных процессов, рождается звезда. На данном этапе, чаще всего, она является представителем главной последовательности звезд. Правда, бывают и исключения. Например, субкарлики и коричневые карлики. Они отличаются небольшой массой и слабым ядерным синтезом.
Коричневый карлик
Между прочим стадия главной последовательности самая длинная в жизни светил (около 90% от общей продолжительности). Остальные же их этапы существования длятся значительно меньше. Вероятно, по этой причине во Вселенной преобладают звёзды, находящиеся именно на этой стадии развития. А вот как после неё будет проходить развитие напрямую зависит от массы тела.
Гиперскоростные планеты.
После того, как вы увидели то, что мы видели о звездах, у вас должен возникнуть вопрос: не могут ли быть блуждающие планеты? И ответ ясен: да. Исследования показывают, что в межгалактическом пространстве могут быть миллиарды планет, которые, как блуждающие звезды, бесцельно блуждают в пространстве между галактиками..
Как и в случае с блуждающими звездами, гравитационное притяжение черной дыры или столкновения между звездами, хотя необходимо было бы добавить взрыв сверхновой звезды ее родительской звезды, могут привести к тому, что планета будет сброшена с ее орбиты.
Когда это происходит, ее называют планетой кочевников и, как следует из названия, она обречена на бесцельное блуждание. Считается, что планет-кочевников может быть в 100000 раз больше, чем звезд в Млечном Пути.. А звезд в Млечном Пути давайте вспомним, что их может быть до 400 миллиардов. Итак, мы сталкиваемся с невообразимым количеством планет, бесцельно блуждающих по галактике.
Много раз эта планета оказывалась в ловушке гравитации какой-то другой звезды в своей галактике, поэтому она «принималась» в новой Солнечной системе (помните, что Солнце может использоваться для любой другой звезды в планетной системе). Но есть и другие, кому не повезло.
Некоторых ловят беглые звезды что мы видели раньше. И, очевидно, это заставит кочевую планету покинуть галактику со скоростью, которая из-за гравитационного воздействия звезды может составить почти 50 миллионов км / ч. В то время кочевая планета считается сверхскоростной планетой, которую также можно изгнать из своей галактики.
Сколько миров во Вселенной будет изгнано в межгалактическое пространство, обречено вечно блуждать в необъятном пространстве между галактиками, пока они не станут не чем иным, как холодной и темной скалой, затерянной в Космосе? Без сомнения, Вселенная завораживает. Но это тоже может быть страшно.
Типы звездных скоплений
Рассеянные звездные скопления
Рассеянные звездные скопления называют так, потому что отдельные звезды можно легко разрешить. Например, Плеяды и Гиады настолько близки, что отдельные звезды без проблем удается рассмотреть невооруженным глазом. Иногда их называют галактическими скоплениями, так как они расположены в пыльных спиральных рукавах. Звезды в открытом скоплении обладают общим происхождением (сформировались и одного и того же начального молекулярного облака). Обычно в скоплении вмещается несколько сотен звезд (могут достигать нескольких тысяч).
Звезды связаны гравитацией, но она довольно слабая. Скопление вращается вокруг галактики и на финальной стадии рассеивается из-за гравитационного контакта с более сильными объектами. Полагают, что Солнце появилось в открытом скоплении, которого сейчас уже нет. Поэтому это всегда молодые объекты. В Плеядах все еще заметна туманность, намекающая на недавнее формирование.
Открытые скопления наполнены звездами населения I – молодые и с высоким уровнем металличности. В ширине охватывают от 2 до 20 парсеков.
Шаровые звездные скопления
Шаровые скопления галактик вмещают от пары тысяч до миллиона звезд, расположенных в сферической гравитационной системе. Они находятся в ореоле и представляют собою наиболее древние звезды – население II (развитые, но низкая металличность). Скопления настолько старые, что любая звезда (выше G или F класса) уже перешагнула главную последовательность. В шаровом скоплении мало пыли и газа, потому что там не формируются новые звезды. Плотность во внутренних областях намного выше, чем на участках возле Солнца.
В шаровых скоплениях звезды также разделяют общее происхождение. Но этот тип прочно удерживает объекты гравитацией (звезды не рассеиваются). Во Млечном Пути находится примерно 200 шаровых скоплений. Среди них можно вспомнить 47 Тукана, М4 и Омега Центавра. Хотя насчет последнего есть предположения, что это может быть карликовая сфероидальная галактика.
Фея в туманности Орёл
Сколько всего способно «увидеть» человеческое воображение! В облаках на небе ему видятся фигуры людей и животных, хаотичные пятна красок на палитре способны сложиться в причудливые образы. Недаром природу называют великим творцом!
Этот пылевой столб — часть газопылевой туманности М16, или туманности Орёл. Однако, глядя на фотографию, сразу хочется забыть все научные термины и просто удивиться — какой четкий и ясный получился образ феи — хрупкой, стройной, замершей в полуобороте на пьедестале и вот-вот готовой взлететь на светлых крыльях!
Тем, кто захочет поверить в сказку, будет приятно узнать, что в туманности Орёл действительно происходит настоящее волшебство — рождение новых звезд.
«Клей» для галактик
Еще одно несоответствие выявилось при исследовании вращения спиральных галактик — в том числе и нашего Млечного Пути.
Если предположить, что вся масса галактик сосредоточена в веществе, которое «дает о себе знать» своим излучением — в звездах и межзвездном газе и пыли, то скорости движения звезд вокруг центра галактики должны убывать по мере удаления от центра вращения.
На деле же ничего подобного не происходит — угловые скорости звезд не только не убывают, но и в некоторых случаях даже возрастают.
Такое явление может наблюдаться только в том случае, если вокруг галактики существует сверхмассивное гало (в форме кольца или тора) из вещества, которое не испускает никаких известных видов излучения — то есть невидимо.
Как и в случае со скоплениями галактик, «скрытая масса» «склеивает» звезды в галактики и не позволяет им «разбегаться» — расчеты показали, что собственной массы звезд и межзвездного газа для этого недостаточно.
Нашествие хоббитов
Уже после того как классификация Хаббла стала общепризнанной, были обнаружены небольшие галактики, не соответствующие ни одному из классов, выделенных астрономом,- карликовые галактики, или, как их еще называют,- галактики-хоббиты.
Они вообще не имеют определенной формы и включают всего несколько миллиардов звезд, то есть на два порядка меньше, чем массивные спиральные галактики. В их названиях первой всегда стоит буква d от английского слова dwarf — «карлик».
Во второй половине 20 в., когда был осуществлен полный обзор неба с помощью новых сверхмощных инструментов, оказалось, что галактики-хоббиты — самые распространенные во вселенной. Только вокруг нашей галактики Млечный Путь вращается по разным орбитам 14 таких звездных систем-спутников.
Новые и сверхновые звезды
Иногда на небе ученые наблюдают резкую сильную вспышку, которая не имеет никакого отношения к мерцанию переменных светил. Так образуются новые и сверхновые звезды. Новые получили свое название, потому что раньше считалось, что на месте появления такого объекта первоначально была пустота. В ХХ веке, когда проводилось регулярное фотографирование небосвода, установили, что на месте вспышки «новых» светил все-таки была небольшая слабозаметная звездочка, но в определенный момент она почему-то резко увеличила свое свечение.
Новые звезды вспыхивают раз в несколько лет. И даже, несмотря на то, что количество излучаемого света увеличивается в десятки тысяч раз, заметить их невооруженных взглядом невозможно, настолько далеко они расположены.
Вспышка сверхновой звезды – куда более масштабное явление. Энергия, которая образуется при взрыве, сопоставима с солнечной, которую оно излучает за несколько миллиардов лет. Сверхновые звезды вспыхивают еще реже. Данное явление происходит как в нашей Галактике, так и за ее пределами. В 1054 г в китайских и японских хрониках в Галактике был отмечен взрыв сверхновой звезды, который видели даже в дневное время. В 1987 году с помощью современной аппаратуры удалось наблюдать вспышку сверхновой от начала до конца. Произошла она в галактике Большое Магелланово Облако.
Почему же вспыхивают новые и сверхновые звезды? Ответ на этот вопрос удалось найти лишь в середине ХХ века. Во время очередной вспышки, специалисты заметили, что произошел взрыв одной звезды из двойной системы. В этой паре одна звезда похожа на Солнце, относится в главной последовательности. Вторая – очень плотный белый карлик, его диаметр в 100 раз меньше Солнца. Звезды находятся очень близко друг к другу. В результате приливных сил вещество из желтого светила «переливалось» на карлика. Там оно попало в условия высоких температур и давления, что запустило термоядерные реакции. На Солнце такие реакции происходят в недрах и являются относительно спокойными. В системе звезд это спровоцировало взрыв, в результате которого оболочка белого карлика начала сильно расширяться, а светимость двойной системы многократно увеличилась. Однако плотность оболочки была настолько низкой, что она никак не повредила желтой звезде. Сейчас светило продолжает «снабжать» карлика веществом и вполне вероятно, что через несколько сотен лет произойдет еще одна вспышка новой звезды на небе.
Со сверхновыми дела обстоят немного иначе. В созвездии Тельца учеными было обнаружено светящееся газовое облако – Крабовидная туманность. Сейчас оно расширяется и специалистам удается определить скорость этого расширения. Если в течение определенного времени скорость не менялась, то примерно 1000 лет назад, вещество из туманности находилось в одной точке – в том месте, где произошла вспышка сверхновой звезды. Так ученые определили, что Крабовидная туманность – это остатки после вспышки. Позже были обнаружены еще аналогичные туманности. Самое интересное, что в центре Крабовидной туманности находится звезда пульсар. Ее вещество гораздо плотнее, чем у белых карликов. Ели очень массивные светила в конце своей жизни теряют устойчивость, то это становится причиной взрыва сверхновой звезды.
Наблюдать за звездами увлекательно и познавательно. Даже не используя никакой современной аппаратуры, можно для себя сделать много удивительных открытий. На небосводе регулярно появляются новые объекты. Только в нашей Галактике Млечный Путь ежегодно рождается около пяти новых звезд.
Робинзоны звездного острова
Достаточно беглого взгляда на звездное небо, чтобы убедиться — количество звезд во всех направлениях в среднем одинаково. И только полоса Млечного Пути как бы нарушает гармонию светил и вызывает вопросы. Ответ на эти вопросы и стал первым шагом человечества в познании глубин Вселенной.
Невооруженным глазом мы можем видеть только ближайшие к нам, «соседние» звезды. Но с появлением телескопов обнаружилось, что Млечный Путь состоит из множества слабых, а значит, очень отдаленных звезд, причем их число по мере приближения к «небесной реке» быстро возрастает.
Так, получило подтверждение предвидение философа и естествоиспытателя Иммануила Канта, полагавшего, что звезды в мировом пространстве собраны в «звездные острова» — галактики. В одном из этих островов — галактике Млечный Путь — и находится Солнце вместе со своей системой планет, в которую входит наша Земля.
Наша Галактика, как и все остальные, известные астрономам, не имеет четких границ — «берегов». Невозможно точно сказать, где она заканчивается и начинается межгалактическое пространство.
Если при наблюдении в оптический телескоп галактика имеет один размер, то данные радиоизмерений могут показать, что она окружена облаками межзвездного газа в десятки раз больше.
И все-таки главное население галактик — звезды. Большие и малые, спокойные и бурно меняющиеся, одиночные и образующие группы — в Млечном Пути их около 200 млрд. Звезды рождаются, живут и умирают, и этот процесс происходит прямо сейчас, начавшись 13 млрд лет назад.