V našom vesmíre je veľa úžasných vecí a niekedy sa zdá zaujímavejšie ako najnáročnejšia sci-fi. A teraz chceme hovoriť o objektoch v hlbokom vesmíre, o ktorých všetci počuli, ale zároveň nie každý má predstavu o čom to je.
Červený obr
Existuje veľa rôznych hviezd: niektoré sú teplejšie, iné chladnejšie, iné veľké, iné (zvyčajne) malé. Obrovská hviezda má nízku povrchovú teplotu a veľký polomer. Z tohto dôvodu má vysokú svietivosť. Typickým príkladom je červený obr. Jeho polomer môže dosiahnuť 800 slnečných lúčov a jeho jas môže 10 000-krát prekročiť slnečné žiarenie. Hviezda sa stáva červeným obrom, keď sa všetok vodík v jeho strede zmení na hélium a fúzia vodíka pokračuje na okraji jadra hélia. To vedie k zvýšeniu svietivosti, expanzii vonkajších vrstiev a zníženiu povrchovej teploty.
Aldebaran, Arcturus, Gakrux sú príklady červených gigantov. Všetky tieto hviezdy sú zahrnuté v zozname najjasnejších hviezd na nočnej oblohe. Navyše červení obri nie sú najmasívnejší. Existujú červené supergianty, ktoré sú z hľadiska veľkosti najväčšie hviezdy. Ich polomer môže prekročiť solárny priemer 1500 krát.
V širšom zmysle je červený gigant hviezdou v konečnom štádiu vývoja. Jeho ďalší osud závisí od hmotnosti. Ak je hmota nízka, potom sa takáto hviezda zmení na bieleho trpaslíka, ak je vysoká, zmení sa na neutrónovú hviezdu alebo čiernu dieru. Červené giganty sú rôzne, ale všetky majú podobnú štruktúru. Hovoríme najmä o horúcom hustom jadre a o veľmi zriedkavom a predĺženom plášti. To všetko vedie k intenzívnemu hviezdnemu vetra - odtoku hmoty z hviezdy do medzihviezdneho priestoru.
Dvojitá hviezda
Propagačné video:
Tento výraz sa vzťahuje na dve gravitačne viazané hviezdy, ktoré sa točia okolo spoločného centra hmoty. Niekedy nájdete systémy, ktoré sa skladajú z troch hviezd. Binárna hviezda sa javí ako veľmi exotický fenomén, v galaxii Mliečnej dráhy je však veľmi bežná. Vedci sa domnievajú, že približne polovica všetkých hviezd v galaxii sú binárne systémy (toto je druhé meno tohto fenoménu).
Výsledkom kompresie molekulárneho oblaku v dôsledku gravitačnej nestability je vznik obyčajnej hviezdy. V prípade dvojhviezdy je situácia samozrejme podobná, ale pokiaľ ide o dôvod oddelenia, vedci tu nemôžu dospieť k spoločnému stanovisku.
Hnedý trpaslík
Hnedý trpaslík je veľmi neobvyklý objekt, ktorý je ťažké akýmkoľvek spôsobom klasifikovať. Zaberá medzipolohu medzi hviezdou a plynovou planétou. Tieto objekty majú hmotnosť porovnateľnú s 1 - 8% slnka. Sú príliš masívne na planéty a gravitačná kompresia umožňuje termonukleárne reakcie zahŕňajúce „ľahko horľavé“prvky. Nie je však dosť hmoty na „zapálenie“vodíka a hnedý trpaslík svieti relatívne krátko v porovnaní s obyčajnou hviezdou.
Povrchová teplota hnedého trpaslíka môže byť 300 - 3 000 K. Počas celej svojej životnosti sa neustále ochladzuje: čím väčší je taký predmet, tým je tento proces pomalší. Jednoducho povedané, hnedý trpaslík sa kvôli termonukleárnej fúzii zahrieva v úplne prvej fáze svojho života a potom sa ochladzuje a stáva sa ako obyčajná planéta. Názov pochádza z tmavo červenej alebo dokonca infračervenej farby týchto objektov.
hmlovina
Keď sa dotýkame astronomických otázok, počujeme toto slovo viackrát. Hmlovina nie je nič iné ako kozmický mrak, ktorý sa skladá z prachu a plynu. Je to základný stavebný kameň nášho vesmíru: z neho sú tvorené hviezdy a hviezdne systémy. Hmlovina je jedným z najkrajších astronomických objektov, môže žiariť všetkými farbami dúhy.
Hmlovina Andromeda (alebo Andromeda Galaxy) je najbližšou galaxiou k Mliečnej dráhe. Nachádza sa vo vzdialenosti 2,52 milióna sv. rokov od Zeme a obsahuje približne 1 bilión hviezd. Ľudstvo sa možno dostane do hmloviny Andromeda v ďalekej budúcnosti. A aj keď sa tak nestane, hmlovina sama „príde na návštevu“a prehltne Mliečnú cestu. Faktom je, že hmlovina Andromeda je oveľa väčšia ako naša galaxia.
Je dôležité objasniť tu. Slovo „hmlovina“má dlhú históriu: používalo sa na označenie takmer akéhokoľvek astronomického objektu vrátane galaxií. Napríklad galaxia hmloviny Andromeda. Teraz sa od tejto praxe vzdialili a slovo „hmlovina“označuje hromadenie prachu, plynu a plazmy. Rozlišujú emisnú hmlovinu (oblak vysokoteplotného plynu), reflexnú hmlovinu (nevydáva svoje vlastné žiarenie), tmavú hmlovinu (prachový oblak, ktorý blokuje svetlo z objektov nachádzajúcich sa za ňou) a planétovú hmlovinu (vrstvu plynu produkovanú hviezdou na konci jej vývoja). … Patria sem aj zvyšky supernovy.
Žltý trpaslík
Nie každý vie o tomto type hviezd. A to je zvláštne, pretože naše vlastné Slnko je typický žltý trpaslík. Žlté trpaslíky sú malé hviezdy s hmotnosťou 0,8-1,2 slnečných hmôt. Sú to takzvané svietidlá. hlavná sekvencia. Na Hertzsprungovom-Russellovom diagrame je to oblasť obsahujúca hviezdy, ktoré ako zdroj energie využívajú termonukleárnu fúziu hélia z vodíka.
Žltí trpaslíci majú povrchové teploty 5 000 - 6 000 K a priemerná životnosť takejto hviezdy je 10 miliárd rokov. Po spálení dodávok vodíka sa také hviezdy premenia na červené giganty. Na naše Slnko sa čaká podobný osud: podľa predpovedí vedcov asi za 5-7 miliárd rokov prehltne našu planétu a potom sa zmení na bieleho trpaslíka. Ale dlho pred tým všetkým bude život na našej planéte spálený.
Biely trpaslík
Trpasličí hviezda je presným opakom obrovskej hviezdy. Pred nami je vyvinutá hviezda, ktorej hmota môže byť porovnateľná s hmotnosťou Slnka. V tomto prípade je polomer bieleho trpaslíka asi stokrát menší ako polomer našej hviezdy. Ako jedna z hviezd s nízkou hmotnosťou sa Slnko zmení na biely trpaslík niekoľko miliárd rokov po vyčerpaní zásob vodíka v jadre. Bieli trpaslíci zaberajú 3–10% hviezdnej populácie našej Galaxie, ale kvôli ich nízkej svietivosti je veľmi ťažké ich identifikovať.
„Starší“biely trpaslík už nie je priamo biely. Samotný názov pochádza z farby prvých otvorených hviezd, napríklad Sirius B (jeho veľkosť môže byť pomerne porovnateľná s veľkosťou našej Zeme). V skutočnosti nie je biely trpaslík vôbec hviezdou, pretože v jeho vnútri už ďalej neprebiehajú termonukleárne reakcie. Jednoducho povedané, biely trpaslík nie je hviezda, ale jeho „mŕtvola“.
Ako sa ďalej vyvíja, biely trpaslík chladí ešte viac a okrem toho sa jeho farba mení z bielej na červenú. Poslednou fázou vývoja takéhoto objektu je ochladený čierny trpaslík. Ďalšou možnosťou je nahromadenie hmoty na povrchu bieleho trpaslíka „pretekajúceho“z inej hviezdy, kompresia a následná explózia novej alebo supernovy.
supernova
Supernova je jav, v ktorom sa jas hviezdy mení o 4 až 8 rádov, a potom je možné pozorovať postupné vyblednutie svetlice. V širšom zmysle ide o explóziu hviezd, pri ktorej je zničený celý objekt. Súčasne taká hviezda nejaký čas zatmie ďalšie hviezdy: a to nie je prekvapujúce, pretože počas explózie môže jej svietivosť prekročiť 1000-krát miliónkrát. V galaxii, ktorá sa dá porovnať s našou, sa výskyt jednej supernovy zaznamená asi raz za 30 rokov. Objekt však bráni veľké množstvo prachu. Počas explózie padá obrovské množstvo hmoty do medzihviezdneho priestoru. Zostávajúca hmota môže pôsobiť ako stavebný materiál pre neutrónovú hviezdu alebo čiernu dieru.
Naša hviezda a planéty slnečnej sústavy vznikli v obrovskom oblaku molekulárneho plynu a prachu. Kompresiu tohto mraku začalo približne 4,6 miliardy, prvých sto tisíc rokov potom bolo Slnko zrúcením protostar. Postupom času sa však stabilizovala a získala svoj súčasný vzhľad. Slnko však nebude existovať naveky: najskôr sa zmení na červeného obra a potom na bieleho trpaslíka.
Existujú dva hlavné typy supernov. V prvom prípade je v optickom spektre nedostatok vodíka. Vedci sa preto domnievajú, že došlo k výbuchu bieleho trpaslíka. Faktom je, že biely trpaslík nemá takmer žiadny vodík, pretože to je koniec hviezdneho vývoja. V druhom prípade vedci zaznamenávajú stopy vodíka. Preto vzniká predpoklad, že hovoríme o explózii „obyčajnej“hviezdy, ktorej jadro prešlo kolapsom. V tomto scenári by sa jadro mohlo nakoniec stať neutrónovou hviezdou.
Neutrónová hviezda
Neutrónová hviezda je objekt pozostávajúci hlavne z neutrónov - ťažkých elementárnych častíc, ktoré nemajú elektrický náboj. Ako už bolo uvedené, dôvodom ich vzniku je gravitačný kolaps normálnych hviezd. Vďaka príťažlivosti sa hviezdne masy začnú ťahať dovnútra, až kým sa neuveriteľne nestlačia. Výsledkom je, že neutróny sú „balené“tak, ako boli.
Neutrónová hviezda je malá - jej polomer obvykle nepresahuje 20 km. Hmotnosť väčšiny týchto objektov je navyše 1,3 - 1,5 slnečných hmôt (teória predpokladá existenciu neutrónových hviezd s hmotnosťou 2,5 slnečných hmôt). Hustota neutrónovej hviezdy je taká veľká, že jedna čajová lyžička jej hmotnosti bude vážiť miliardy ton. Takýto predmet pozostáva z atmosféry horúcej plazmy, vonkajšej a vnútornej kôry a jadier (vonkajšej a vnútornej).
Pulsar
Predpokladá sa, že neutrónová hviezda vysiela rádiový lúč v smere súvisiacom s jej magnetickým poľom, ktorého os symetrie sa nezhoduje s osou rotácie hviezdy. Jednoducho povedané, pulzar je neutrónová hviezda, ktorá sa točí neuveriteľnou rýchlosťou. Pulsary vyžarujú silné lúče gama, takže môžeme pozorovať rádiové vlny, ak je neutrónová hviezda umiestnená so svojou tyčou na našej planéte. Možno to prirovnať k majáku: pozorovateľovi na brehu sa zdá, že pravidelne bliká, hoci v skutočnosti sa svetlomet jednoducho otáča iným smerom.
Inými slovami, niektoré neutrónové hviezdy môžeme pozorovať ako pulzary, pretože majú elektromagnetické vlny, ktoré sú vyžarované z pólov neutrónovej hviezdy v lúčoch. Najlepšie študovaným pulzárom je PSR 0531 + 21, ktorý sa nachádza v Krabej hmlovine vo vzdialenosti 6520 sv. rokov od nás. Neutrónová hviezda robí 30 otáčok za sekundu a celková radiačná energia tohto pulzaru je 100 000 krát vyššia ako energia Slnka. Mnoho aspektov pulzarov však ešte treba študovať.
Quasar
Pulsar a kvasar sú niekedy zmätené, ale rozdiel medzi nimi je veľmi veľký. Quasar je záhadný objekt, ktorého meno pochádza z vety „kvázi-hviezdny zdroj rádia“. Takéto objekty sú jedny z najjasnejších a najďalej od nás. Pokiaľ ide o energiu žiarenia, kvázar môže prekročiť všetky hviezdy Mliečnej dráhy stokrát.
Objav prvého kvasaru v roku 1960 samozrejme vyvolal neuveriteľný záujem o tento jav. Vedci sa teraz domnievajú, že máme aktívne galaktické jadro. Existuje supermasívna čierna diera, ktorá vytiahne hmotu z priestoru, ktorý ju obklopuje. Hmotnosť diery je jednoducho obrovská a radiačná sila prevyšuje radiačnú silu všetkých hviezd nachádzajúcich sa v galaxii. Jedna z verzií tiež hovorí, že kvázar môže byť galaxiou v najskoršom štádiu vývoja - v tomto okamihu je okolitá hmota „pohltená“supermasívnou čiernou dierou. Najbližší kvasar, ktorý máme k dispozícii, sa nachádza vo vzdialenosti 2 miliárd svetelných rokov a najviac vzdialení ho môžeme pozorovať vo vzdialenosti 10 miliárd svetelných rokov.
BLAZAR
Existujú tiež objekty zvané blazary. Sú zdrojom najsilnejších výbuchov gama žiarenia vo vesmíre. Blazars sú prúdy žiarenia a hmoty smerované k Zemi. Jednoducho povedané, blazar je kvasar, ktorý vysiela silný plazmový lúč, ktorý môže zničiť všetok život v jeho ceste. Ak taký lúč prechádza vo vzdialenosti najmenej 10 sv. rokov od Zeme, nebude na tom žiaden život. Blazar je neoddeliteľne spojený so supermasívnou čiernou dierou v strede galaxie.
Samotný názov pochádza zo slov „kvazár“a „BL jašterice“. Ten je typickým predstaviteľom lupienkov známych ako Lacertidy. Táto trieda sa vyznačuje vlastnosťami optického spektra, ktoré nemá široké emisné čiary charakteristické pre kvasary. Vedci teraz určili vzdialenosť od najvzdialenejšieho lúča PKS 1424 + 240: je to 7,4 miliárd svetelných rokov.
Čierna diera
Toto je bezpochyby jeden z najzáhadnejších objektov vo vesmíre. O čiernych dierach sa toho už veľa písalo, ale ich povaha je pred nami stále skrytá. Vlastnosti predmetov sú také, že ich druhá kozmická rýchlosť presahuje rýchlosť svetla. Z gravitácie čiernej diery nemôže uniknúť nič. Je taká veľká, že prakticky zastavuje plynutie času.
Čierna diera sa tvorí z obrovskej hviezdy, ktorá spotrebovala svoje palivo. Hviezda, ktorá sa zhroutí pod vlastnou hmotnosťou a tiahne sa okolo vesmírneho kontinua okolo nej. Gravitačné pole je také silné, že z neho už nemôže uniknúť ani svetlo. V dôsledku toho sa oblasť, v ktorej bola hviezda predtým umiestnená, stáva čiernou dierou. Inými slovami, čierna diera je zakrivená časť vesmíru. Nasáva vec, ktorá sa nachádza neďaleko. Prvým kľúčom k pochopeniu čiernych dier je Einsteinova teória relativity. Odpovede na všetky základné otázky sa však ešte musia zistiť.
Krteková diera
Pokračovaním v téme jednoducho nemôžete prejsť tzv. „Červí diery“alebo „červie diery“. Aj keď ide o čisto hypotetický objekt, máme pred sebou akýsi priestoropriestorový tunel, ktorý sa skladá z dvoch vchodov a hrdla. Červia diera je topologickým prvkom časopriestoru, ktorý umožňuje (hypoteticky) cestovať najkratšou cestou zo všetkých. Aby ste aspoň trochu pochopili podstatu červej diery, môžete previnúť kúsok papiera a potom ho prepichnúť ihlou. Výsledná diera bude ako červia diera.
Experti v rôznom čase predložili rôzne verzie červí diery. Možnosť existencie niečoho takého dokazuje všeobecnú teóriu relativity, zatiaľ sa však nenašla jediná červia diera. Možno, že v budúcnosti nové štúdie pomôžu objasniť povahu týchto objektov.
Temná hmota
Toto je hypotetický jav, ktorý nevyžaruje elektromagnetické žiarenie a s ním priamo neinteraguje. Preto to nemôžeme priamo zistiť, ale pri pozorovaní správania astrofyzikálnych objektov a gravitačných účinkov, ktoré vytvárajú, vidíme známky existencie temnej hmoty.
Ako ste však našli temnú hmotu? Vedci vypočítali celkovú hmotnosť viditeľnej časti vesmíru, ako aj gravitačné ukazovatele. Bola odhalená určitá nerovnováha, ktorá bola prisudzovaná záhadnej látke. Ukázalo sa tiež, že niektoré galaxie rotujú rýchlejšie, ako by mali byť podľa výpočtov. Preto ich niečo ovplyvňuje a nedovoľuje im „odletieť“do strán.
Vedci sa teraz domnievajú, že temná hmota nemôže byť zložená z obyčajnej hmoty a že je založená na malých exotických časticiach. Niektorí to však pochybujú a poukazujú na to, že temnú hmotu môžu tvoriť aj makroskopické objekty.
Temná energia
Ak existuje niečo tajomnejšie ako temná hmota, je to temná energia. Na rozdiel od prvej, temná energia je relatívne nový koncept, ale už dokázala obrátiť našu myšlienku vesmíru hore nohami. Temná energia je podľa vedcov niečo, čo spôsobuje zrýchlenie nášho vesmíru. Inými slovami, rozširuje sa rýchlejšie a rýchlejšie. Na základe hypotézy temnej hmoty vyzerá distribúcia hmoty vo vesmíre takto: 74% je temná energia, 22% je temná hmota, 0,4% sú hviezdy a iné objekty, 3,6% je intergalaktický plyn.
Ak v prípade temnej hmoty existuje prinajmenšom nepriamy dôkaz o jej existencii, potom temná energia existuje čisto v rámci matematického modelu, ktorý uvažuje o expanzii nášho vesmíru. Preto nikto nemôže s istotou povedať, čo je temná energia.
Ilja Vedmedenko