Posted Авг 28, 2010 under Галактики и Вселенная |
Что же в действительности представляет собой Млечный Путь? Это вид изнутри на огромную систему звезд Галактику, к которой принадлежит и Солнце. Вест здесь находится 100 миллиардов звезд, расположенных в виде тонкого диска со спиральными рукавами. Поскольку мы живем uiiyipii Галактики, ее форму трудно представить себе непосредственно. Наблюдая на кебе Млечный Путь, мы смотрим is направлении, лежащем в плоскости лиска.
Как следует разглядеть Млечный Путь мешают облака газа и ныли. Они проницаемы для радиоволн, и радиоастрономы установили, что Галактика это большая спираль, а Солнце расположено в ней на расстоянии 25 000 световых лет от центра. Диаметр основной части диска, состоящего ил звезд, достигает 100 000 световых лет, но его толщина гораздо меньше. В той части, где расположено Солнце, она не превышает нескольких сотен снеговых лет.
В центре внутренней части диска имеется утолщение, сфера из звезд толщиной около 3000 световых лет. В этой области звезды упакованы горачдо плотнее, чем в диске. Спиральный диск вместе со своим центральным утолщением находится внутри обширного гало облака вещества, простирающегося па 150 000 световых лет от центра.
Posted Окт 18, 2009 under Галактики и Вселенная |
селенная расширяется, значит в прошлом она должна была быть более плотной. Насколько плотной? Одна из моделей Вселенной, теория Большого
взрыва, утверждает, что когда-то все вещество и вся энергия Вселенной были заключены в ничтожной области пространства. Все это было невероятно горячим и фантастически плотным.
Вселенная, которую мы наблюдаем, возникла в результате Большого взрыва.
После того как это произошло, Вселенная постоянно расширяется и остывает.
Возраст Вселенной пока не удается вычислить точно, поскольку результат расчетов зависит от степени кривизны пространства, а ее трудно измерить. Исходя из скорости расширения, можно предположить, что Вселенной сейчас от 10 до 20 миллиардов лет. Точная цифра пока неизвестна, по наверняка Вселенная старше, чем Солнце и Земля.
Вселенная далекого прошлого, когда она только-только родилась из Большого взрыва, сильно отличалась от той Вселенной планет, звезд и галактик, которую мы видим сегодня.
Posted Окт 04, 2009 under Галактики и Вселенная |
В конце первого часа после начала Большого взрыва Вселенная состояла из частиц излучения — фотонов, а также из электронов, ядер водорода (протонов) и ядер гелия. Атомов еще не было, потому что при столь высокой температуре электроны не могут удерживаться на орбитах около протонов или ядер гелия. Любой электрон, попытавшийся приблизиться к высоко-энергетическому протону, тут же отбрасывался в результате столкновения с ним. Но время работало против излучения. Продолжавшееся расширение остужало Вселенную, и протоны постепенно теряли свою энер! ию, поскольку им приходилось заполнять все большее пространство. Спустя примерно миллион лет температура упала до 4000°С, что уже позволяло ядрам удерживать электроны па орбитах.
Именно па этой стадии развития Вселенной образовались атомы. Электронам хватило нескольких тысяч лет, чтобы устроиться на орбитах вокруг ядер водорода и гелия. Пока этого не произошло, свет не мог распространяться во Вселенной па большие расстояния. Если бы ты вдруг оказался в ранней Вселенной, ты был бы со всех сторон окружен ярко светящимся туманом, непроницаемым для взгляда даже на сантиметр. Но как только сформировались устойчивые атомы, Вселенная стала прозрачной и свет получил возможность путешествовать беспрепятственно. С помощью своих телескопов мы не можем вернуться во времени дальше этого момента, так как до него Вселенная была непрозрачной. Это точно так же, как с Солнцем: оно непрозрачно, и поэтому мы не можем проникнуть взглядом в его внутреннюю часть. Вот так и наши телескопы не позволяют заглянуть внутрь первоначального пылающего шара. Нам остается только догадываться, что там происходило, применяя к ранней Вселенной законы физики.
Posted Авг 04, 2009 under Галактики и Вселенная |
Диск Галактики напоминает тонкий блин. В нем есть четыре спиральных ветви — рукава, содержащих газ, пыль и молодые звезды. Hauie Солнце находится в Орионовом рукаве это ветвь, включающая туманность Ориона и туманность Северная Америка. Между Солнцем и центральным утолщением находится рукав Стрельца Киля, длиной около 75 000 световых лет.
Галактика вращается. Внутренние ее части проходят по своим орбитам намного быстрее, чем внешние. Та же картина наблюдается и в Солнечной системе, где Меркурий обходит вокруг Солнца за 88 дней, а Плутон — за 243
globular clusters
in halo dust layer Шаровые 400 light
вКг°^оеНИЯ years thick Слой пыли толщиной в 400 световых лет
года. Галактическое путешествие нашего Солнца занимает около 200 миллионов лет. Возраст Солнца около 25 галактических лет, так как оно успело 25 раз обойти вокруг Галактики.
Поскольку области, расположенные ближе к центру Галактики, [шатаются по своим орбитам быстрее, возникает вопрос, почему спиральные рукава не намотались сотни раз друг па друга is этом космическом водовороте. Ответ таков: спиральные ветви это «волны плотности», транспортные пробки на космическом шоссе, где заторы всегда образуются на одних и тех же местах, хотя каждый «автомобиль* (каждая звезда Млечного Пути) is конце концов проезжает дальше.
Когда звезды и газ, совершая свое орбитальное движение вокруг Галактики, приближаются к спиральному рукаву, они врезаются в медленно движущееся вещество рукава. В таких зонах взаимодействия могут рождаться новые звезды. Как только газ и пыль сбиваются в плотное образование, сжатые облака схлонываются под действием сил тяготения и создают новые звезды. При наблюдении других спиральных галактик можно увидеть в их спиральных рукавах молодые звезды и яркие излучающие туманности. В этих рукавах расположены открытые скопления, целые семьи самых юных звезд.
Posted Авг 04, 2009 under Солнце и звезды |
Наш обычный мир — скалистая Земля с ее океанами, атмосферой, растительной и животной жизнью - состоит примерно из 100 различных химических элементов.
Во Вселенной некоторые из них гораздо более распространены, чем другие. Сочетаясь между собой, элементы образуют бесчисленное множество различных веществ. Но откуда взялись сами элементы, эти основные строительные кирпичики мироздания? Сегодня астрономы в состоянии дать полную картину того, как образовались и как распределились по Вселенной различные элементы (см. также с. 20—21).
Простейший из всех элементов — водород. Ядро атома водорода состоит из единственного протона, а добавление к нему одного электрона завершает конструкцию атома. Ядра других элементов содержат различные количества протонов, а также нейтронов, которые входят в состав всех элементов, кроме водорода. В ходе ядерных реакций отдельные ядра могут слипаться с элементарными частицами, вроде нейтрона, и образовывать новые элементы. Для протекания ядерных реакций нужны очень высокие температуры. Такие температуры существовали па ранних стадиях развития Вселенной, а сейчас они встречаются внутри звезд, во взрывах сверхновых, а также при падении вещества па очень плотные звезды типа белых карликов. Весь водород по Вселенной, да и значительная часть гелия, появились на свет в течение нескольких первых ми-пут после начала мира. Первые из ci|x>p-мировавшихся звезд состояли почти целиком из водорода и гелия. Но мы уже видели, как звезды получают свою энергию путем слияния ядер водорода, приводящего к образованию гелия, а затем — слияния гелия с более тяжелыми элементами, когда получается все остальное, включая углерод, кислород, кремний, железо и так далее. Когда звезда сбрасывает оболочку, как сверхновая, большая часть материала выносится в космическое пространство. Тепловая энергия взрыва способствует созданию еще большего числа элементов. После того как произошло достаточно много
вспышек сверхновых, межзвездное вещество уже содержит зпачи тельное количество веществ, произведенных в звездах — наряду с водородом и гелием, которые были здесь с самого начала. Звезды, которые обходятся без взрыва, также вносят свою лепту, когда они постепенно освобождаются от своих внешних слоев, вызывая появление звездных «ветров» или планетарной туманности.
Теперь самое время напомнить, что звезды формируются из облаков межзвездного материала. Звезды, которые сегодня рождаются в пашей Галактике, образуются из гораздо более разнообразной смеси химических элементов, чем самые первые звезды. Даже паше Солнце уже не принадлежит к первому звездному поколению. Оно сформировалось из облака, в котором было немало углерода, кислорода, кремния, железа и др., — по крайней мере, этих элементов оказалось достаточно, чтобы собрать их воедино но вращающейся туманности, ставшей затем Солнечной системой, и образовать нашу планету. Это может показаться странным, по большинство атомов в твоем собственном теле было создано в недрах давно умерших звезд.
Posted Авг 04, 2009 under Солнце и звезды |
Звезды, массы которых не достигают 1,4 солнечной, умирают тихо и безмятежно. А что происходит с более массивными звездами? Как возникаю! нейтронные звезды и черные дыры?
Катастрофический изрыв, которым заканчивается жизнь массивной звезды, — это воистину впечатляющее событие. Это самое мощное из природных явлений, совершающихся в звездах. В мгновение ока высвобождается больше энергии, чем излучает ее наше Солнце за 10 миллиардов лет. Световой поток, посылаемый одной гибнущей звездой, эквивалентен целой галактике, а ведь видимый свет составляет лишь матую долю полной энергии. Остатки взорвавшейся звезды разлетаются прочь со скоростями до 20 000 км в секунду.
Posted Авг 04, 2009 under Солнце и звезды |
Знаменитая затменно-двойная звезда Алголь является хорошим примером пары звезд, обменивающихся материалом. Если бы обе эти звезды были одиночными, вроде нашего Солнца, их эволюция была бы совершенно иной.
1. Алголь родилась как пара звезд, более крупная из которых в 3 раза превосходила но массе Солнце, а та, что поменьше — в 1,5 раза.
2. Более крупная звезда гораздо быстрее использовала свои запасы водорода, чем ее компаньон, и, постепенно расширяясь, превратилась в красного гиганта, заполнившего свою полость Роша. Красный гигант начал перебрасывать материал своему партнеру.
3. Теперь звезды поменялись ролями. Та, что вначале была большой звездой, теперь по массе уступает Солнцу, в то время как масса другой звезды увеличилась до 3,7 солнечных масс. Небольшое количество материала все еще перетекает с одной звезды на другую.
4. В будущем другая звезда тоже расширится, и тогда обе они придут в соприкосновение, а общий материал окутает их одним покровом.
Posted Авг 04, 2009 under Солнце и звезды |
Магнитные явления на Солнце являются причиной солнечных пятен и солнечных вспышек, но они не могут существенно повлиять на яркость Солнца. Для некоторых звезд — красных карликов — это не так: на них подобные вспышки достигают громадных масштабов, и в результате световое излучение может возрастать на целую звездную величину, а то и больше. Ближайшая к Солнцу звезда, Проксима Кентавра, является одной из таких вспыхивающих звезд. Эти световые выбросы нельзя предсказать заранее, а продолжаются они всего несколько минут.
Posted Авг 04, 2009 under Солнце и звезды |
Наше Солнце светит одинаково ярко изо дня в день,
однако в Галактике имеются звезды, блеск которых
меняется. Те из них, что изменяются предсказуемым
образом, помогают вычислить всевозможные
расстояния в нашей Галактике и за ее пределами.
В 1596 г. голландский наблюдатель звезд, любитель, по имени Давид Фабрициус (1564-1617). обнаружил довольно яркую звезду в созвездии Кита; звезда эта постепенно стала тускнеть и через несколько недель вообще исчезла из виду. Фабрициус был первым, кто описал наблюдение переменной звезды.
Эта звезда получила название Мира — «чудесная». За период времени в 332 дня Мира изменяет свой блеск от приблизительно 2-й звездной величины (на уровне Полярной звезды) до 10-й звездной величины, когда она становится гораздо более слабой, чем необходимо для наблюдения невооруженным глазом. В наши дни известны многие тысячи переменных звезд, хотя большинство из них меняет свой блеск не столь драматично, как Мира.
Posted Авг 04, 2009 under Солнце и звезды |
В противоположность открытым, шаровые скопления представляют собой сферы, плотно заполненные звездами, которых гам насчитываются сотни тысяч и даже миллионы. Звезды в этих скоплениях расположены 1ак iyrro, что, если бы наше Солнце принадлежало к какому-нибудь шаровому скоплению, мы могли бы видеть п ночном небе невооруженным глазом более миллиона отдельных звезд. Размер типичного шарового скопления от 20 до 400 световых лет.
В плотно набитых центрах :етих скоплений звезды находятся в такой близости одна к другой, что взаимное тяготение связывает их друг с другом, образуя компактные двойные звезды. Иногда происходит даже полное слияние звезд; при тесном сближении наружные слои звезды могут разрушиться, выставляя па прямое обозрение центральное ядро. В шаровых скоплениях двойные звезды встречаются в 100 раз чаще, чем где-либо еще. Некоторые из этих двойняшек являются источниками рентгеновского излучения.
Вокруг нашей Галактики мы знаем около 200 шаровых звездных скоплений, которые распределены по всему огромному шарообразному гало, заключающему в себе Галактику. Все эти скопления очень стары, и возникли они более или менее в то же время, что и сама Галактика: от 10 до 15 миллиардов лет назад. Похоже на то, что скопления образовались, когда части облака, из которого была создана Галактика, разделились па более мелкие фрагменты. Шаровые скопления не расходятся, потому что звезды в них сидят очень тесно, и их мощные взаимные силы тяготения связывают скопление в плотное единое целое.
Шаровые звездные скопления наблюдаются не только вокруг пашей Галактики, по и вокруг других галактик любого сорта. Самос яркое шаровое скопление, легко видимое невооруженным глазом, jto Омега Кентавра в южном созвездии Кентавр. Оно находится на расстоянии 16 500 световых лет от Солнца и является самым обширным из всех известных скоплений: его диаметр - 620 световых лет. Самым ярким шаровым скоплением северного полушария является М13 в Геркулесе, его с трудом, по все же можно различить невооруженным глазом.