Tähtitieteilijä Vladimir Surdin: 6 avaruusihmettä, jotka hämmästyttävät mielikuvituksen
Miscellanea / / April 12, 2023
Tähtien syntyminen ja kuolema, kaukaisten galaksien etsiminen pimeän aineen avulla, aurinkoenergian päästöt ja paljon muuta.
Miljardeja neutrinohiukkasia lentää läpimme joka sekunti, tähtitieteilijät sijoittavat anturinsa syvälle maan alla tai veden alla, ja lähin musta aukko on kirjaimellisesti vieressä - meidän keskellä Galaksit. Tähtitieteilijä Vladimir Surdin puhui näistä ja muista mielenkiintoisista seikoista, ja Lifehacker teki yhteenvedon luennosta.
Vladimir Surdin
Fysikaalisten ja matemaattisten tieteiden kandidaatti, Moskovan valtionyliopiston fysiikan tiedekunnan apulaisprofessori, tähtitieteilijä ja tieteen popularisoija.
1. Tähden syntymä
Tila ei ole koskaan tyhjä. Ja jos meillä on hyvä kaukoputki, näemme varmasti materiaalin, joka täyttää tämän tilan optisella tai radioalueella. Esimerkiksi kaukaiset tähdet tai kaasupilvet.
Mutta joskus käy niin, että jokin osa tilaa sulkee tumman pisteen - ikään kuin siellä olisi tyhjiö, jota ei voi olla. Ja tajusimme, että nämä ovat kylmiä kaasupilviä, joiden sisällä on valmis syntymään uusi tähti.
Aluksi hän ei näytä itseään. Mutta kun aika syntyä, tähti vapauttaa kuumaa kaasua, joka näyttää ohuelta säteeltä tai virralta tumman pilven taustalla.
Ja joskus - ilmoittaa syntymästään voimakkaalla tervehdyksellä. Tumman pisteen tilalle ilmestyy valtava kuuma kaasupilvi - tähti näyttää tyhjentävän ympärillään olevan tilan, jossa se asuu.
Tämä kuuma virta, jonka vielä nuori tähti heittää ulos, osoittaa, että ensimmäinen huuto kuului. Hän ilmoitti itsensä. Ja sitten tähti työntää "äitiyssairaalaansa" ja osoittaa olevansa täydessä voimissaan.
Vladimir Surdin
Tämä prosessi näyttää upealta kaukaa katsottuna. Mutta jos vierellemme syntyy noin 10–15 kertaa Aurinkoa raskaampi tähti, meidän aurinkokunta lakkaa olemasta. Siksi tällaisten ihmeiden tapahtukoon kaukana.
2. Uuden planeetan syntyminen
Aikaisemmin tähtitieteilijät vain kuvittelivat, miltä planeetan syntymäprosessi voisi näyttää. Mutta nykyaikaiset teleskoopit, joissa yhdistyvät optiikka ja radioantennit, ovat auttaneet meitä vangitsemaan myös tämän ilmiön. Tehokkaimmat tämän tyyppiset laitteet sijaitsevat Chilessä - siellä tähtitieteilijät tekevät nykyään monia löytöjä.
Planeetat voivat syntyä sellaisen tähden ympärille, joka ei ole vielä muodostunut loppuun asti. Tutkijat ovat tallentaneet kuinka kaasupilvi muodostuu sen ympärille. Se litistyy ja muuttuu kuin valtava pannukakku, jonka keskellä on tähti.
Sitten tälle pannukakun päälle ilmestyy tummat polut-kiertoradat. Tulevat planeetat keräävät niistä ainetta, muodostavat itsensä ja synnyttävät satelliitteja, jotka alkavat välittömästi pyöriä niiden ympärillä. No, uusia esineitä ilmaantuu edelleen kaasupilveen.
3. Auringossa tapahtuvat prosessit
Maasta katsottuna Aurinko näyttää sileältä pingispallolta. Mutta jos sitä katsoo kiertoradat, näemme erittäin mielenkiintoisen ja joskus vaarallisen kohteen.
Tosiasia on, että yksi kymmenen miljardin osa auringon säteilystä osuu Maahan. Tämä riittää kaikkiin planeettamme tarpeisiin. Mutta jos tähti heittää "palan" aineestaan meidän suuntaan, voi tapahtua vakavia onnettomuuksia.
Modernin elektroniikan aikakaudella näin ei vielä ollut. Samanlainen purkaus tapahtui kuitenkin 1800-luvulla. Sitten kaikki järjestettiin varsin primitiivisesti: signaalit lähetettiin johtoja käyttäen morsekoodia. Ja kun Aurinko heitti voimakkaan kaasuvirran Maata kohti, lennätin meni epäkuntoon.
Tämän päivän tekniikka on paljon haavoittuvampaa kuin langallinen viestintä.
Jos aurinko "aivastelee" taas... Lue kirjoja. Osta paperikirjoja: ne selviävät, mutta Internet ei.
Vladimir Surdin
Toinen ihme on tavat, joilla voimme katsoa tähtemme ytimeen ja tutkia siellä tapahtuvia prosesseja. Neutrinovirrat auttavat tässä.
Nenän kärjen ja kehomme jokaisen neliösenttimetrin läpi lentää 10 miljardia näistä hiukkasista sekunnissa. Emme tunne sitä, mutta laitteet tallentavat sen purot.
Samalla tavalla neutriinot tunkeutuvat planeetallemme. Ja Auringon tilan tutkimiseksi tutkijat käyttävät jättimäisiä maanalaisia ja vedenalaisia ilmaisimia-laboratorioita, jotka keräävät näiden hiukkasten virtoja.
Tällaisia keskuksia on esimerkiksi Japanissa. Nämä ovat valtavia huoneita, jotka sijaitsevat noin puolentoista kilometrin syvyydessä. Meillä on maanalaisia ilmaisimia asennettuna Arkhyziin. Sitä paitsi, tiedemiehet käytä vedenalaisia neutrinoteleskooppeja - esimerkiksi Baikalissa.
Tällaisten laitteiden pääelementti on valovahvistin. On mielenkiintoista, että se ei ole suunnattu ylös, kohti aurinkoa, vaan alas, kohti Maan keskustaa. Tosiasia on, että ilmaisimet toimivat myöhään illalla, kun tähtemme valaisee planeetan vastakkaisen osan - toisin sanoen he katsovat aurinkoa Maan kehon läpi.
Planeettamme toimii erinomaisena hiukkassuodattimena. Neutrino syötä se eteläisellä pallonpuoliskolla, lävistää se kokonaan, ja sitten heidät pyydetään Baikalin pohjalta.
Amerikkalaiset tutkijat ovat asentaneet samanlaisia laitteita tieteelliselle tukikohtalleen Etelämantereella.
Heillä ei ole Baikalia - heillä on jäätä Etelämantereella. He laittoivat neutrino-ilmaisimet sinne ja nyt he katsovat maapallon läpi pohjoiselle pallonpuoliskollemme. Samalla kun katsomme omasta etelään, täydentäen toisiamme.
Vladimir Surdin
Näin saamme Auringosta muotokuvan, joka on tehty eri pisteistä, ja saamme selville, mitä prosesseja tapahtuu valaisimen sisällä.
4. tähden kuolema
Tähdet eivät vain synny, elä ja emittoivat neutriinoja. Joskus he kuolevat.
Ensinnäkin poistuva tähti ympäröi itsensä planetaariseksi sumuksi. Heikot laitteet voivat erottaa pienen pallon, ja se voidaan sekoittaa läheiseen planeettaan. Mutta avaruusteleskoopit ovat antaneet meille mahdollisuuden nähdä nämä kohteet yksityiskohtaisesti.
Näimme laajenevia kuoria - tähden ylempiä kerroksia. Hän luopuu ne ennen kuin lakkaa loistamasta. Mutta mielenkiintoisin asia ei ole se. Jos jokainen tähti on pallo, niin sen on poistettava ainetta tasaisesti kaikkiin suuntiin. Sumuisilla kuorilla on kuitenkin hyvin erilaisia muodossa.
Tarkkailijat antavat heille runollisia nimiä. Näin maailmankaikkeudessa ilmaantuu sumuja, joita kutsutaan eskimoksi, muurahaiseksi, tiimalasiksi, kissansilmäksi, perhoseksi ja jostain syystä jopa mädäksi munaksi.
Tähdet kuolevat hyvin kauniisti. Tämä on luultavasti kaunein kuolema luonnossa.
Vladimir Surdin
Tällaisia prosesseja tapahtuu noin aurinkomme kokoisten tähtien kanssa. Suhteellisen lähellä, Orionin tähdistössä, on kuitenkin Betelgeuse. Se on pieni punertava tähti.
Tähtitieteilijät ovat pitkään havainneet, kuinka se ympäröi itseään kaasuvirroilla. Ilmeisesti Betelgeuse on lopettamassa kehitystään. Mutta toisin kuin vaatimattomammat valaisimet, se ei haalistu. Tutkijat uskovat, että sen olemassaolo päättyy voimakkaaseen räjähdykseen. Ehkä tämä tapahtuu hyvin pian.
Astrofyysikot sanovat, että räjähdys tapahtuu todennäköisesti seuraavan 10 000 vuoden aikana. Mutta milloin, sitä ei tiedä kukaan. Ehkä myös huomenna.
Tätä ilmiötä kutsutaan "supernovaräjähdykseksi". Näin massiiviset tähdet päättävät elämänsä. Ihmiset eivät ole havainneet tällaisia vaikutuksia taivaalla pitkään aikaan. Viimeksi supernova räjähti lähes 1000 vuotta sitten, vuonna 1054. Ja se oli niin vahva, että sitä voitiin tarkkailla ilman kaukoputkia. Koko tämän ajan tähtien aines lensi erilleen polttaen avaruutta.
Kun Betelgeuse räjähtää, meidät tulvii tähtien säteilyä. Tiedemiehet vakuuttavat: maapallolle se ei tule katastrofi Ilmapiiri suojelee meitä. Mutta kiertoradalla olevat satelliitit palavat loppuun, ja astronautit on kiireellisesti evakuoitava.
Jos räjähdys tapahtuu tänään, moderni tekniikka varoittaa siitä noin 10 tunnissa: alkaen tähdet, voimakas neutriinovirta sammuu, jonka anturit tallentavat varmasti Baikalissa ja Antarktis. Aikaa riittää astronautien poimimiseen kiertoradalta.
Ja Betelgeusesta tulee pieni ydin, joka muuttuu neutronitähdeksi.
Ja tämä on myös ihme. Emme tiedä, millaista ainetta neutronitähdessä on. Mutta jos täytät lasillisen glögiä, se painaa 100 miljardia tonnia.
Vladimir Surdin
5. Etsi mustia aukkoja
Einstein sanoi, että mustaa aukkoa ei voi nähdä. Tämä avaruusobjekti näyttää tyhjältä paikalta, koska voimakkaimman painovoiman ansiosta se imee kaiken eikä vapauta mitään - jopa valoaallot jäävät sisälle.
Lähin musta aukko on meidän keskellämme galaksit. Sitä on vaikea havaita, koska keskusta on suljettu meiltä valtavalla määrällä läpinäkymättömiä pilviä. Mutta tiedemiehet ovat onnistuneet korjaamaan "kotimme" mustan aukon.
Jotta voit määrittää, missä tämä kohde sijaitsee, sinun on kiinnitettävä huomiota siihen, onko lähellä tähtiä, jotka käyttäytyvät oudosti. Tähtitieteilijät ovat huomanneet, että galaksissamme ne näyttävät liikkuvan näkymättömän keskuksen ympärillä. Tämä tarkoittaa, että jokin valtava esine ei salli heidän lähteä.
Tiedemiehet ovat havainneet tähtien liikkeitä vuodesta 1995 lähtien ja ovat laskeneet, että niiden pyörimiskeskuksessa on musta aukko, joka on neljä miljoonaa kertaa massiivisempi kuin aurinkomme. Tämä löytö oli niin vakuuttava, että sen tekijät saivat Nobel-palkinnon, vaikka kukaan ei ollut nähnyt tätä mustaa aukkoa eikä voinut vahvistaa, että se olisi siellä.
Mutta keväällä 2022 näimme vihdoin tämän kohteen radioteleskoopin läpi. Se näyttää bagelilta tai donitsilta: keskellä on reikä - sama musta aukko, ja kuuma kaasu lentää sen ympärillä. Juuri niin kuin ennustettiin.
6. Pimeän aineen olemassaolo
Äskettäin tiedemiehet ovat oppineet, että galaksimme on upotettu valtavaan tuntemattoman aineen sotkeeseen ja vie vain 1 % tilavuudestaan. Mitä se on, eivät fyysikot eivätkä tähtitieteilijät tiedä.
Tutkijat kutsuvat tätä ainetta pimeäksi aineeksi tai "pimeäksi aineeksi". Sitä ei voi vielä nähdä, mitata tai tutkia. Ja se voidaan havaita vain vetovoiman avulla.
Tutkijat ovat keksineet, kuinka pimeää ainetta voidaan käyttää hyvin kaukaisten galaksien tähtien valon näkemiseen. Niin kaukana, että tähtitieteilijät eivät koskaan uskoneet tulevansa koskaan näkemään.
Osoittautuu, että massiiviset avaruusobjektit muuttavat valonsäteiden suuntaa hieman niiden vuoksi vetovoima niin, että ne poikkeavat suoralta viivalta. Ja jos valo kulkee pimeällä aineella täytettyjen galaksijoukkojen läpi, sen reitti on hieman vääristynyt. Niin paljon, että kaukaisia tähtiä voidaan tarkkailla kaukoputkien kautta Maasta. Ja tähtitieteilijät pystyivät korjaamaan ne.
Yksi näkymätön (pimeä aine, jonka luonne on edelleen mysteeri fyysikoille) mahdollisti toisen näkymätön tarkastelun (mutta suuren etäisyyden vuoksi). Tähtitieteilijöille tämä on unelmien täyttymys.
Vladimir Surdin
Lue myös🧐
- Kuinka katsoa tähtiä
- 4 taivaankappaletta aurinkokunnassa, jotka sopivat parhaiten elämään
- Mitä kehollesi tapahtuu aurinkokunnan eri kohteissa