Анатолий Бернацкий - 100 великих тайн Вселенной

• Название: 100 великих тайн Вселенной
• Автор: Анатолий Бернацкий
• Жанр: Энциклопедии
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-4444-0653-3

Вселенная — великая загадка бытия, манящая тайна познания — бесконечного преодоления границ неведомого. За первым шагом открываются новые горизонты. А за ними — новые тайны вечного, неисчерпаемого космоса.

Как родилась наша Вселенная? Что было до Большого взрыва? Из чего состоит вещество Вселенной? Что такое черные дыры? Как происходит круговорот вещества во Вселенной? Где находится галактический центр? Существуют ли параллельные миры? Как рождаются звезды? Что такое квазары, пульсары и белые карлики? Об этом и многом другом рассказывает очередная книга серии.

---

На Земле искорки стеклянных кристалликов можно заметить на песчаных берегах, а ночью они регистрируются в земной атмосфере среди пыли, приносимой сюда вместе с метеорами.

Найти же подобные «стекляшки» за границей Млечного Пути ученым долгое время не удавалось. И вот, наконец, свершилось. В 2006 году тот же телескоп «Спитцер» «разглядел» уникальный тип сталкивающихся галактик: их ядра покрыты облаками, в состав которых входят микроскопические кристаллы, по своему составу сходные с осколками обыкновенного стекла.

Действительно, это и в самом деле спекшийся песок, состоящий из силикатных зерен. Но чтобы этот «песок», по своему составу похожий на стекло, возник, требовался определенный температурный режим.

Не меньшее удивление у исследователей вызвал и тот факт, что такие хрупкие структуры, как микроскопические кристаллы, смогли сохраниться в агрессивной звездной среде. Ведь они очень быстро разрушаются. Возможно, скорость их образования превосходит темп их разрушения.

«Стеклянные» галактики, обнаруженные «Спитцером», в значительной степени отличаются от Млечного Пути. У них чрезвычайно высокая светимость в инфракрасном диапазоне, а также они содержат много пыли. За эти свойства их назвали ультралюминесцентными инфракрасными галактиками.

Инфракрасный космический телескоп «Спитцер»

Обычно это сталкивающиеся галактики со смешивающимися ядрами. Они, по сути, представляют собой вселенские «плавильные печи», в которых разрушаются и вновь появляются массивные звезды. У многих из них есть центральные исполинские черные дыры, мало чем отличающиеся от квазаров.

Что же касается «стеклянных кристаллов», то они скорее всего формируются массивными звездами в галактических центрах. И когда эти звезды взрываются в качестве сверхновых, то они накануне этого процесса и рассыпают, словно фейерверк, стеклянную пыль.

Однако эти кристаллы-«неженки» недолговечны. Ученые рассчитали, что частицы, появившиеся во время взрыва сверхновой, бомбардируют это кристаллическое стекло, переводя его в аморфное состояние. И длится этот цикл появления кристаллического вещества и его последующего разрушения очень короткое время.

Телескоп «Спитцера» как раз и дал возможность астрономам увидеть такое короткоживущее облако из кристаллизованных силикатов, созданных звездами из двух сталкивающихся галактик.

Астрофизики предполагают, что открытие «стеклянных галактик» позволит лучше понять процессы, в ходе которых происходит образование, эволюция и слияние галактик, включая и наш Млечный Путь.

Глава 4. Невероятные звезды

Рождение сверхновой звезды

Небо в ясный день представляет в общем-то довольно скучную и однообразную картину: раскаленный шар Солнца и чистый бескрайний простор, иногда украшенный облаками или редкими тучами.

Другое дело — небо в безоблачную ночь. Оно обычно все усыпано яркими скоплениями звезд. При этом надо учесть, что на ночном небе невооруженным глазом можно видеть от 3 до 4,5 тысячи ночных светил. И все они принадлежат Млечному Пути, в котором находится и наша Солнечная система.

По современным представлениям звезды — это раскаленные газовые шары, в недрах которых происходит термоядерный синтез ядер гелия из ядер водорода с выделением колоссального количества энергии. Именно она и обеспечивает светимость звезд.

Самая близкая к нам звезда — наше Солнце, расстояние до которого 150 миллионов километров. А вот звезда Проксима Центавра, следующая по удаленности, находится от нас на расстоянии 4,25 светового года, или в 270 тысяч раз дальше, чем Солнце.

Есть звезды, в сотни раз превышающие по размеру Солнце и во столько же раз уступающие ему в этом показателе. Однако массы звезд меняются в гораздо более скромных пределах — от одной двенадцатой массы Солнца до 100 его масс. Более половины видимых звезд являются двойными, а иногда и тройными системами.

Вообще же, число звезд в видимой нам Вселенной можно обозначить числом 125 000 000 000 с одиннадцатью дополнительными нулями.

Теперь, чтобы избежать путаницы с нулями, астрономы ведут учет уже не отдельных звезд, а целых галактик, считая, что в среднем в каждой из них находится порядка 100 миллиардов звезд.

Американский астроном Фриц Цвики впервые начал заниматься целенаправленным поиском сверхновых звезд

Еще в 1996 году ученые определили, что с Земли можно увидеть 50 миллиардов галактик. Когда же в строй был введен орбитальный телескоп имени Хаббла, которому не мешают помехи земной атмосферы, число видимых галактик подскочило до 125 миллиардов.

Благодаря всевидящему глазу этого телескопа астрономы проникли в такие вселенские глубины, что увидели галактики, которые появились всего через один миллиард лет после Великого взрыва, породившего нашу Вселенную.

Для характеристики звезд используются несколько параметров: светимость, масса, радиус и химический состав атмосферы, а так же ее температура. А используя ряд дополнительных характеристик звезды, можно также определить и ее возраст.

Каждая звезда — это динамичная структура, которая рождается, растет и затем, достигнув определенного возраста, тихо умирает. Но случается и такое, что она вдруг взрывается. Это событие приводит к масштабным изменениям в той области, которая прилегала к взорвавшейся звезде.

Так, возмущение, последовавшее за этим взрывом, распространяется с гигантской скоростью, и в течение нескольких десятков тысяч лет захватывает огромное пространство в межзвездной среде. В этой области резко, до нескольких миллионов градусов, повышается температура, значительно увеличивается плотность космических лучей и напряженность магнитного поля.

Такие особенности вещества, выброшенного взорвавшейся звездой, позволяют ему сформировать новые звезды и даже целые планетные системы.

По этой причине как сверхновые звезды, так и их остатки очень пристально изучаются астрофизиками. Ведь сведения, полученные в ходе исследования этого явления, могут расширить знания об эволюции нормальных звезд, о процессах, происходящих при рождении нейтронных звезд, а также выяснить детали тех реакций, в результате которых образуются тяжелые элементы, космические лучи и т. д.

Одно время те звезды, яркость которых неожиданно возрастала более чем в 1000 раз, астрономы называли новыми. Они появлялись на небе неожиданно, внося изменения в привычную конфигурацию созвездий. Внезапно увеличившись в максимуме в несколько тысяч раз, их блеск спустя какое-то время резко уменьшался, а спустя несколько лет их яркость становилась такой же слабой, как и до взрыва.

Следует отметить, что периодичность вспышек, во время которых звезда освобождается от одной тысячной своей массы и которую с огромной скоростью выбрасывает в мировое пространство, считается одним из основных признаков рождения новых звезд. Но, в то же время как это ни странно, взрывы звезд не ведут ни к существенным изменениям в их структуре, ни даже к их разрушениям.

Как часто в нашей Галактике случаются такие события? Если учитывать лишь те звезды, которые по своей яркости не превышали 3-ю звездную величину, то, согласно историческим хроникам и наблюдениям ученых-астрономов, в течение пяти тысяч лет наблюдались не более 200 ярких вспышек.

Но когда стали проводиться исследования других галактик, то стало очевидным, что яркость новых звезд, которые появляются в этих уголках космоса, нередко равна светимости всей галактики, в которой эти звезды появляются.

Конечно, появление звезд с такой светимостью — событие неординарное и абсолютно не похожее на рождение обычных звезд. Поэтому еще в 1934 году американские астрономы Фриц Цвикки и Вальтер Бааде предложили те звезды, максимальная яркость которых достигает светимости обычных галактик, выделить в отдельный класс сверхновых и самых ярких звезд. При этом следует иметь в виду, что вспышки сверхновых в современном состоянии нашей Галактики — явление крайне редкое, происходящее не чаще чем раз в 100 лет. Наиболее же яркие вспышки, которые зафиксировали китайские и японские трактаты, произошли в 1006 и 1054 годах.

Через пятьсот лет, в 1572 году, вспышку сверхновой звезды в созвездии Кассиопеи наблюдал выдающийся астроном Тихо Браге. В 1604 году в созвездии Змееносца рождение сверхновой звезды увидел Иоганн Кеплер. И с тех пор таких грандиозных событий в нашей Галактике не отмечалось.

Возможно, связано это с тем, что Солнечная система занимает в нашей Галактике такое положение, что наблюдать в оптические приборы вспышки сверхновых с Земли можно лишь в половине ее объема. В остальной же части этому мешает межзвездное поглощение света.