Astronomen Vladimir Surdin: 6 rymdmirakel som förvånar fantasin
Miscellanea / / April 12, 2023
Stjärnornas födelse och död, sökandet efter avlägsna galaxer med hjälp av mörk materia, utsläpp av solenergi och mer.
Miljarder neutrinopartiklar flyger genom oss varje sekund, astronomer placerar sina sensorer djupt under jord eller under vatten, och det närmaste svarta hålet är bokstavligen bredvid - i mitten av vår Galaxer. Astronomen Vladimir Surdin talade om dessa och andra intressanta fakta, och Lifehacker gjorde en sammanfattning av föreläsningen.
Vladimir Surdin
Kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper, docent vid fakulteten för fysik vid Moscow State University, astronom och populariserare av vetenskap.
1. En stjärnas födelse
Utrymmet är aldrig tomt. Och om vi har ett bra teleskop kommer vi definitivt att se saken som fyller detta utrymme i det optiska eller radioområdet. Till exempel avlägsna stjärnor eller gasmoln.
Men ibland händer det att någon del av rymden stänger en mörk fläck - som om det finns ett tomrum där, vilket inte kan finnas. Och vi insåg att dessa är kalla gasmoln, inuti vilka en ny stjärna är redo att födas.
Först visar hon sig inte. Men när tiden kommer att födas släpper stjärnan en ström av het gas, som ser ut som en tunn stråle eller ström mot bakgrunden av ett mörkt moln.
Och ibland - tillkännager sin födelse med en kraftfull hälsning. I stället för den mörka fläcken dyker ett stort moln av het gas upp - stjärnan verkar rensa utrymmet runt sig själv där den kommer att leva.
Denna heta ström, som kastas ut av en fortfarande ung stjärna, indikerar att det första ropet ljöd. Hon meddelade sig själv. Och så pushar stjärnan på sitt "maternity hospital" och demonstrerar sig själv i full kraft.
Vladimir Surdin
Denna process ser spektakulär ut när den ses på långt håll. Men om en stjärna som är cirka 10–15 gånger tyngre än solen föds bredvid oss, är vår solsystem kommer att upphöra att existera. Låt därför sådana mirakel ske långt borta.
2. Uppkomsten av en ny planet
Tidigare fantiserade astronomer bara om hur processen med planetens födelse kan se ut. Men moderna teleskop som kombinerar optik och radioantenner har hjälpt oss att fånga detta fenomen också. De mest kraftfulla enheterna av detta slag finns i Chile - det är där som astronomer gör många upptäckter idag.
Planeter kan födas runt en stjärna som ännu inte har bildats till slutet. Forskare har registrerat hur ett gasmoln bildas runt den. Den plattar till och blir som en enorm pannkaka med en stjärna i mitten.
Då dyker mörka banor upp på denna pannkaka. Framtida planeter samlar materia från dem, bildar sig själva och föder satelliter, som omedelbart börjar kretsa runt dem. Nåväl, nya föremål fortsätter att dyka upp i gasmolnet.
3. Processer som äger rum på solen
Från jorden ser solen ut som en smidig pingisboll. Men om man ser det från banor, kommer vi att se ett mycket intressant och ibland farligt föremål.
Faktum är att en tiomiljarddel av solstrålningen träffar jorden. Detta är tillräckligt för alla behov på vår planet. Men om en stjärna skjuter ut en "bit" av sin materia i vår riktning kan allvarliga olyckor inträffa.
I den moderna elektronikens tidevarv var detta ännu inte fallet. Ett liknande utbrott inträffade dock på 1800-talet. Sedan var allt ordnat ganska primitivt: signaler överfördes över ledningar med morsekod. Och när solen kastade en stark gasström mot jorden gick telegrafen ur funktion.
Dagens teknik är mycket mer sårbar än trådbunden kommunikation.
Om solen "nyser" igen... Läs böcker. Köp pappersböcker: de kommer att överleva, men Internet kommer inte att göra det.
Vladimir Surdin
Ett annat mirakel är sätten som tillåter oss att titta in i kärnan av vår stjärna och studera processerna som pågår där. Neutrinoflöden hjälper till med detta.
Genom nässpetsen, såväl som genom varje kvadratcentimeter av vår kropp, flyger 10 miljarder av dessa partiklar varje sekund. Vi känner det inte, men enheterna spelar in sådana strömmar.
På samma sätt genomsyrar neutriner vår planet. Och för att studera solens tillstånd använder forskare gigantiska underjordiska och undervattensdetektorer-laboratorier som fångar strömmar av dessa partiklar.
Sådana centra finns till exempel i Japan. Dessa är enorma rum som ligger på cirka en och en halv kilometers djup. Vi har underjordiska detektorer installerade i Arkhyz. Förutom, forskare använd undervattensneutrinoteleskop - till exempel vid Baikal.
Huvudelementet i sådana enheter är en fotomultiplikator. Det är intressant att det inte är riktat uppåt, mot solen, utan nedåt, mot jordens mitt. Faktum är att detektorerna arbetar sent på natten, när vår stjärna lyser upp den motsatta delen av planeten - det vill säga de tittar på solen genom jordens kropp.
Vår planet fungerar som ett utmärkt partikelfilter. Neutrino gå in i den på södra halvklotet, genomborra den helt och hållet och sedan fångas de på botten av Baikal.
Amerikanska forskare har installerat liknande apparater vid sin vetenskapliga bas i Antarktis.
De har inte Baikal – de har is i Antarktis. De satte in sina neutrinodetektorer där och nu tittar de genom jordklotet in på vårt norra halvklot. Medan vi ser från vårt eget till söder, kompletterar varandra.
Vladimir Surdin
På så sätt får vi ett porträtt av solen, gjort från olika punkter, och tar reda på vilka processer som äger rum inuti vår armatur.
4. en stjärnas död
Stjärnor föds inte bara, lever och avger neutriner. Ibland dör de.
Först omsluter den avgående stjärnan sig i en planetarisk nebulosa. Svaga enheter kan skilja en liten boll, och den kan förväxlas med en närliggande planet. Men rymdteleskop har gjort det möjligt för oss att se dessa objekt i detalj.
Vi såg expanderande skal - stjärnans övre lager. Hon fäller dem innan hon slutar lysa. Men det mest intressanta är inte det. Om varje stjärna är en boll måste den skjuta ut materia lika i alla riktningar. Men dimmiga skal har mycket olika form.
Observatörer ger dem poetiska namn. Det är så nebulosor uppträder i universum, som kallas eskimån, myran, timglaset, kattögat, fjärilen och till och med, av någon anledning, det ruttna ägget.
Stjärnorna dör väldigt vackert. Detta är förmodligen den vackraste döden i naturen.
Vladimir Surdin
Sådana processer sker med stjärnor ungefär lika stora som vår sol. Men relativt nära, i stjärnbilden Orion, finns Betelgeuse. Det är en liten rödaktig stjärna.
Under lång tid har astronomer observerat hur den sveper in sig i gasströmmar. Tydligen håller Betelgeuse på att avsluta sin utveckling. Men till skillnad från mer blygsamma armaturer kommer den inte att blekna bort. Forskare tror att dess existens kommer att sluta med en kraftig explosion. Kanske kommer detta att hända mycket snart.
Astrofysiker säger att explosionen med största sannolikhet kommer att ske inom de närmaste 10 000 åren. Men exakt när är det ingen som vet. Kanske imorgon också.
Detta fenomen kallas en "supernovaexplosion". Det är så massiva stjärnor slutar sina liv. Människor har inte observerat sådana effekter på himlen på länge. Senast en supernova exploderade var för nästan 1 000 år sedan, 1054. Och den var så stark att den kunde observeras utan några teleskop. Hela denna tid flög stjärnmaterian isär och brände rymden.
När Betelgeuse exploderar kommer vi att översvämmas av stjärnstrålning. Forskare försäkrar: för jorden kommer det inte att göra det katastrof Atmosfären kommer att skydda oss. Men satelliterna i omloppsbana kommer att brinna ut, och astronauterna måste evakueras omedelbart.
Om en explosion inträffar idag, kommer modern teknik att varna om det om cirka 10 timmar: från stjärnor, kommer en kraftfull ström av neutriner att gå av, som definitivt kommer att registreras av sensorer på Baikal och i Antarktis. Det kommer att finnas tillräckligt med tid för att plocka upp astronauter från omloppsbanan.
Och från Betelgeuse kommer det att finnas en liten kärna, som kommer att förvandlas till en neutronstjärna.
Och detta är också ett mirakel. Vi vet inte vad det är för ämne i en neutronstjärna. Men fyller man ett glas glögg med det väger det 100 miljarder ton.
Vladimir Surdin
5. Sök efter svarta hål
Einstein sa att man inte kan se ett svart hål. Detta rymdobjekt ser ut som en tom plats, för på grund av den starkaste gravitationen absorberar det allt och släpper ingenting - även ljusvågor förblir inuti.
Det närmaste svarta hålet är i mitten av vårt galaxer. Det är svårt att observera det, eftersom centrum är stängt från oss av ett stort antal ogenomskinliga moln. Men forskare har lyckats fixa vårt "hemma" svarta hål.
För att avgöra var detta objekt är beläget måste du vara uppmärksam på om det finns stjärnor i närheten som beter sig konstigt. Astronomer har märkt att de i vår galax verkar röra sig runt ett osynligt centrum. Det betyder att något stort föremål inte tillåter dem att lämna.
Forskare har observerat stjärnors rörelse sedan 1995 och har beräknat att i centrum av deras rotation finns ett svart hål fyra miljoner gånger mer massivt än vår sol. Denna upptäckt var så övertygande att dess författare fick Nobelpriset, även om ingen hade sett detta svarta hål och inte kunde bekräfta att det skulle finnas där.
Men våren 2022 såg vi äntligen detta föremål genom ett radioteleskop. Det ser ut som en bagel eller munk: i mitten finns ett hål - samma svarta hål, och varm gas flyger runt det. Precis som förutspått.
6. Förekomsten av mörk materia
Nyligen har forskare lärt sig att vår galax är nedsänkt i en enorm härva av okänd materia och upptar bara 1% av dess volym. Vad det är vet varken fysiker eller astronomer.
Forskare kallar detta ämne mörk materia, eller "mörk materia". Det kan ännu inte ses, mätas eller utforskas. Och det kan bara upptäckas av attraktionskraften.
Forskare har kommit på hur man använder mörk materia för att se ljuset från stjärnor från mycket avlägsna galaxer. Så långt borta att astronomer aldrig trodde att de någonsin skulle ses.
Det visar sig att massiva rymdobjekt något ändrar ljusstrålarnas riktning på grund av deras attraktion så att de avviker från en rät linje. Och om ljuset passerar genom galaxhopar fyllda med mörk materia, blir dess väg något förvrängd. Så mycket att avlägsna stjärnor kan observeras genom teleskop från jorden. Och astronomer kunde fixa dem.
En osynlig (mörk materia, vars natur fortfarande är ett mysterium för fysiker) gjorde det möjligt att titta på en annan osynlig (men på grund av det stora avståndet). För astronomer är detta en dröm som går i uppfyllelse.
Vladimir Surdin
Läs också🧐
- Hur man ser på stjärnorna
- 4 himlakroppar i solsystemet som är mest lämpade för liv
- Vad kommer att hända med din kropp vid olika objekt i solsystemet