Якщо зірки запалюють - це комусь потрібно. Гід Галактикою (17 фото)

Сьогодні, 02:01

У нашому Всесвіті багато дивного та незрозумілого. Розповідь про об'єкти далекого космосу, як реальні, так і передбачувані. Особливо небезпечний блазар - фактично "зірка смерті", промені якого вбивають все підряд на відстані до 10 світлових років від лінії променя.

Довідково. Наша адреса: Земля, Сонячна система, рукав Оріона в галактиці Чумацький Шлях, надскупчення Діви...

Червоний гігант

Червоний гігант – кінцевий етап еволюції зірки.

Зірка стає червоним гігантом, коли у її центрі весь водень перетворюється на гелій, а термоядерне горіння водню триває на периферії гелієвого ядра.

Всі червоні гіганти мають схожу будову: гаряче щільне ядро та дуже розріджену та протяжну оболонку. Це веде до зростання світності, розширення зовнішніх шарів та зниження температури на поверхні. А також до інтенсивного зоряного вітру - закінчення речовини зі світила в міжзоряний простір.

Зірка "червоний гігант" має невисоку температуру поверхні та величезний радіус. Радіус червоного гіганта може досягати 800 сонячних, а яскравість здатна перевершувати сонячну в 10 тис. разів.

Альдебаран, Арктур, Гакрукс - червоні гіганти, що входять до списку найяскравіших світил нічного неба. При цьому червоні гіганти не найпотужніші. Найбільші зірки — червоні надгіганти: їхній радіус може перевищувати сонячний у 1500 разів.

Подальша доля червоного велетня залежить від маси.

Якщо маса відносно невелика, то зірка перетвориться на білого карлика, якщо велика — то на нейтронну зірку чи взагалі на чорну дірку, всяке буває.

Білий карлик

Сама назва походить від кольору перших відкритих зірок, наприклад Сіріуса В (його розміри, до речі, можна порівняти з розмірами нашої Землі).

Через малу світність виявити їх дуже важко. «Літній» білий карлик безпосередньо білим вже не є, але назва стала звичною.

По суті, білий карлик взагалі не є зіркою, оскільки в його надрах не йдуть термоядерні реакції. Простіше кажучи, білий карлик – це не зірка, а її «труп»

І якщо маса "білого карлика" порівнянна з масою Сонця, то радіус білих карликів приблизно в 100 разів менший за радіус нашого світила.

"Народжуються" вони, коли червоні гіганти "скидають" свою оболонку, яка у вигляді планетарної туманності розсіюється в міжзоряному просторі. Холодне, що залишилося, і майже не випромінює гелієве ядро і називають білим карликом.

Білі карлики займають 3-10% зіркового населення нашої Галактики.

У зірок - різні долі.

У міру подальшої еволюції білий карлик охолоджується ще сильніше і його колір змінюється з білого на червоний.

Кінцева стадія еволюції такого об'єкта — чорний карлик, що охолонув. Інший варіант - накопичення на поверхні білого карлика речовини, що «перетікає» з іншої зірки, стиснення і подальший вибух нової чи наднової.

Жовтий карлик

Зірка на ім'я Сонце – типовий жовтий карлик. За зірку прикро.

Жовті карлики – невеликі зірки, маса яких становить 0,8–1,2 сонячної. Це світила так званої головної послідовності.

На діаграмі Герцшпрунга-Рассела це область, яка містить зірки, які використовують як джерело енергії термоядерну реакцію синтезу гелію з водню:

Світність зірок вимірюється "в сонцях".

Жовті карлики мають температуру поверхні 5000-6000 кельвінів (у центрі - 15-16 млн. К), середній час життя 10 млрд років. Такі зірки перетворюються на червоних гігантів після того, як спалять весь запас водню.

Наше Сонце через 5-7 млрд. років стане червоним гігантом, а потім перетвориться на білого карлика. На цей момент усі хороші хлопці переселяться на інші планети в інших зіркових системах.

Коричневий карлик

Коричневий (або бурий) карлик - дуже незвичайний об'єкт темно-червоного або навіть інфрачервоного кольору, який складно класифікувати. Щось між зіркою та газовою планетою. Бурі карлики мають масу рівну 1-8% сонячної. Вони надто масивні для планет, і гравітаційний стиск дає можливість для термоядерних реакцій за участю «легкогорючих» елементів. Але для запалювання водню маси недостатньо, і світить коричневий карлик, порівняно зі звичайною зіркою, відносно недовго.

Температура поверхні коричневого карлика може становити 300-3000 К. Все своє життя він безперервно остигає: чим більший такий об'єкт, тим повільніше. Простіше кажучи, коричневий карлик через термоядерний синтез розігрівається на першому етапі свого життя, а потім остигає, стаючи схожим на звичайну планету.

Подвійна зірка

Подвійною зіркою (або подвійною системою) називають дві гравітаційно зв'язані зірки, що обертаються навколо загального центру мас.

Подвійна зірка здається дуже екзотичним явищем, проте в галактиці Чумацький Шлях вони дуже поширені. Іноді навіть можна зустріти системи, що складаються із трьох зірок. Деякі дослідники вважають, що приблизно половина всіх зірок Галактики належить до подвійних систем. Інші, мабуть, так не вважають.

Наднова. Є 2 типи наднових

Надновою зіркою називають феномен, у якому яскравість зірки різко зростає 4 -8 порядків і після цього поступово знижується - вибух зірки, у якому вона повністю руйнується.

Така зірка на деякий час затьмарює інші світила: і це не дивно, адже при вибуху її світність може перевищувати сонячну в 1 млрд. разів.

У галактиках, які можна порівняти з нашою, поява однієї наднової фіксують приблизно раз на 30 років. Однак спостереженню за об'єктом заважає зоряний пил, адже під час вибуху величезний обсяг речовини потрапляє у міжзоряний простір. Речовина, що залишилася, може стати будівельним матеріалом для нейтронної зірки або чорної дірки, як пощастить.

У типу I в оптичному спектрі відсутній водень. Тому вчені вважають, що такі наднові походять від вибуху білого карлика. Бо в нього водню немає. Такі білі карлики повинні обов'язково входити до подвійної зірки. У певний момент речовина з другої зірки починає перекачуватися на білого карлика, і коли той досягає критичної маси, відбувається великий і яскравий ба-бабах. Бада-бум.

У II типу наднових дослідники фіксують водень у спектрі. Значить, це ще не білий карлик, а вибухнула "звичайна" зірка. Ядро наднової II типу зрештою стає нейтронною зіркою.

Нейтронна зірка

Нейтронна зірка складається здебільшого з нейтронів — важких елементарних частинок, що не мають електричного заряду. Причина утворення нейтронних зірок – гравітаційний колапс нормальних зірок. За рахунок тяжіння починається стягування зіркових мас до центру доти, доки вони не стають неймовірно стиснутими. В результаті цього нейтрони упаковуються.

Такий об'єкт має тонку атмосферу з гарячої плазми, зовнішню кору з іонів та електронів, внутрішню кору з електронів та вільних нейтронів, а також зовнішнє та внутрішнє ядра із щільно упакованих нейтронів. Багато нейтронних зірок дуже швидко обертаються — до сотень обертів на секунду.

Нейтронна зірка невелика – зазвичай її радіус не перевищує 20 км. При цьому маса більшості таких об'єктів складає 1,3–1,5 сонячних, теорія допускає існування нейтронних зірок із масою до 2,5 мас Сонця).

Говорять, щільність нейтронної зірки настільки велика, що одна чайна ложка її речовини важить мільярди тонн.

Пульсар

Пульсари - це нейтронні зірки, що випромінюють радіо-, гамма-, оптичне та рентгенівське випромінювання, які прилади фіксують у вигляді імпульсів.

Вісь обертання такої зірки не збігається із віссю її магнітного поля. А випромінює пульсар якраз уздовж останньої зі своїх магнітних полюсів.

І оскільки зірка обертається навколо своєї осі, ми на Землі можемо спостерігати випромінювання лише тоді, коли пульсар повертається магнітним полюсом до планети. Це можна порівняти з маяком: спостерігачеві на березі здається, що він періодично блимає, хоча насправді прожектор просто повертається в інший бік.

Іншими словами, ми спостерігаємо деякі нейтронні зірки як пульсари тому, що один з їх магнітних полюсів при обертанні виявляється спрямованим до Землі.

Можливо, кожна нейтронна зірка є пульсаром – просто щоразу в момент запуску імпульсів вона повернена до нас не тим боком.

Найкраще вивчений пульсар PSR 0531+21, який знаходиться в Крабовидній туманності на відстані 6520 світлових років від нас. Ця нейтронна зірка здійснює 30 оборотів на секунду, а повна потужність її випромінювання в 100 000 разів вище, ніж у Сонця.

Втім, багато аспектів, пов'язаних з пульсарами, тільки слід вивчити.

Квазар

Пульсар і квазар іноді плутають, тим часом різниця між ними дуже велика.

Квазар — загадковий об'єкт, чия назва походить від словосполучення «квазізоряне радіоджерело». Такі об'єкти — одні з найяскравіших і найдальших від нас. За потужністю випромінювання квазар може сто разів перевершувати всі зірки Чумацького Шляху разом узяті.

Зрозуміло, виявлення першого квазара в 1960 викликало неймовірний інтерес до явища. Наразі вчені вважають, що квазар — це активне ядро галактики. Там знаходиться надмасивна чорна діра, що витягує на себе матерію з простору, що її оточує. Маса дірки просто гігантська, а сила випромінювання перевершує силу випромінювання всіх розташованих у галактиці зірок.

Найближчий до нас квазар знаходиться на відстані 2 млрд світлових років, а найдальші через їхню неймовірну видимість ми можемо спостерігати на видаленні 10 млрд світлових років.

Блазар

Блазари - це квазари, що випускають найпотужніші промені плазми (так звані релятивістські струмені), які може бачити спостерігач із Землі.

Два промені виходять із ядра блазара і спрямовані у протилежні сторони. Ці потоки випромінювання та речовини можуть знищити все живе на своєму шляху. Якщо такий промінь пройде з відривом хоча б 10 св. років від Землі, на ній уже не буде життя.

Сама назва походить від слів «квазар» та «BL Ящірки». Останній є характерним представником підтипу блазарів, відомого як лацертиди.

Цей клас виділяється особливостями оптичного спектра, позбавлений широких емісійних ліній, притаманних квазарів.

Зараз вчені з'ясували відстань до найвіддаленішого блазара PKS 1424+240: вона становить 7,4 млрд світлових років.

Чорна діра

Поза всяким сумнівом, це один із найзагадковіших об'єктів Всесвіту.

Про чорні діри написано багато, але природа їх досі прихована від нас.

Друга космічна швидкість (швидкість, необхідна подолання гравітації небесного тіла і покидання орбіти навколо нього) їм перевищує швидкість світла!

Ніщо не здатне уникнути гравітації чорної дірки.

Вона настільки величезна, що практично зупиняє хід часу. Чорна діра утворюється з масивної зірки, яка витратила своє паливо. Зірка, що хлопається під власним тягарем і захоплює за собою просторово-часовий континуум навколо.

Гравітаційне поле стає настільки сильним, що навіть світло більше не може вирватися з нього.

В результаті область, в якій раніше була зірка, стає чорною діркою.

Іншими словами, чорна діра - це викривлена ділянка Всесвіту. Він всмоктує матерію, розташовану поруч. Вважається, перший ключ до розуміння чорних дірок — теорія відносності Ейнштейна.

Кротова нора

Кротові нори - поки що лише гіпотетичні об'єкти. Їх представляють як просторово-часові тунелі, що складаються з двох входів та горловини. Кротова нора - топологічна особливість простору-часу, що дозволяє (гіпотетично) подорожувати найкоротшим із усіх шляхів. Щоб уявити кротову нору, можна згорнути паперовий лист (що символізує наш простір-час), а потім проткнути його голкою. Отримана в результаті дірка буде подібністю кротової нори. Якщо рухатися по поверхні аркуша від однієї дірки до іншої (що ми в нашій реальності тільки й можемо робити), вийде довгий шлях, але гіпотетично можна пройти і крізь дірку, одразу опинившись на іншій стороні.

Можливість існування чогось подібного доводить загальна теорія відносності, але й досі не вдалося знайти жодну кратову нору.

Темна матерія

Темна матерія на цьому фото теж є, тільки її поки що нікому не видно.

Майже сто років тому (точніше, вперше в 1933, Фріц Цвіккі) астрономи виявили нестиковки в космосі: гравітаційні показники в багатьох галактиках дуже істотно відрізнялися від тих, які могли бути розраховані по видимих в цих галактиках зіркам. Наче були якісь невидимі об'єкти, які своєю масою і створювали необхідну додаткову гравітацію, щоб зірки з галактик не розліталися по всьому космосу, а залишалися всередині рідної галактики. До того ж ці "темні об'єкти" повинні давати додатково до 90% розрахункової гравітації. Гравітація є, а об'єктів – ні. Виходить, ми їх просто не бачимо. Ну, не змінювати ж через цю прикру нестиковку таку хорошу теорію. І все відразу стало зрозумілим – "А, ну це просто темна матерія".

А потім довелося додавати в нескінченність космосу та темну енергію, але це вже зовсім інша історія.