V našem vesmíru je mnoho úžasných věcí a někdy se to zdá zajímavější než nejnáročnější sci-fi. A teď chceme mluvit o objektech v hlubokém vesmíru, o kterých všichni slyšeli, ale zároveň ne každý má představu o čem to je.
Červený obr
Existuje mnoho různých hvězd: některé jsou teplejší, jiné chladnější, jiné velké, jiné (obvykle) malé. Obří hvězda má nízkou povrchovou teplotu a velký poloměr. Z tohoto důvodu má vysokou svítivost. Typickým příkladem je červený gigant. Jeho poloměr může dosáhnout 800 slunečních paprsků a jeho jas může 10 000krát přesáhnout sluneční. Hvězda se stane červeným obrem, když se ve středu veškerý vodík změní na helium a na okraji jádra helia pokračuje fúze vodíku. To vede ke zvýšení svítivosti, expanzi vnějších vrstev a ke snížení povrchové teploty.
Aldebaran, Arcturus, Gakrux jsou příklady červených obrů. Všechny tyto hvězdy jsou zahrnuty do seznamu nejjasnějších hvězd na noční obloze. Navíc červení obři nejsou nejmasivnější. Existují červené supergianty, které jsou z hlediska velikosti největšími hvězdami. Jejich poloměr může 1500krát přesáhnout sluneční.
V širším slova smyslu je červený gigant hvězdou v konečné fázi vývoje. Jeho další osud závisí na hmotnosti. Pokud je hmota nízká, pak se taková hvězda přemění v bílého trpaslíka, pokud je vysoká, promění se v neutronovou hvězdu nebo v černou díru. Červení obři jsou různí, ale všichni mají podobnou strukturu. Mluvíme zejména o horkém hustém jádru a velmi vzácném a rozšířeném plášti. To vše vede k intenzivnímu hvězdnému větru - odtoku hmoty z hvězdy do mezihvězdného prostoru.
Dvojitá hvězda
Propagační video:
Tento termín se týká dvou gravitačně vázaných hvězd, které se točí kolem společného středu hmoty. Někdy najdete systémy, které se skládají ze tří hvězd. Binární hvězda se zdá být velmi exotickým jevem, ale v galaxii Mléčná dráha je běžná. Vědci se domnívají, že asi polovina všech hvězd v Galaxii jsou binární systémy (toto je druhé jméno tohoto jevu).
Výsledkem komprese molekulárního mračna v důsledku gravitační nestability je forma obyčejné hvězdy. V případě dvojité hvězdy je situace zjevně podobná, ale pokud jde o důvod oddělení, nemohou zde vědci dospět ke společnému názoru.
Hnědý trpaslík
Hnědý trpaslík je velmi neobvyklý objekt, který je obtížné jakýmkoli způsobem klasifikovat. Zabírá mezilehlou polohu mezi hvězdou a plynovou planetou. Tyto objekty mají hmotnost srovnatelnou s 1-8% Slunce. Jsou příliš velké pro planety a gravitační komprese umožňuje termonukleární reakce zahrnující „snadno hořlavé“prvky. Není však dost hmoty na „zapálení“vodíku a hnědý trpaslík září relativně krátce ve srovnání s obyčejnou hvězdou.
Povrchová teplota hnědého trpaslíka může být 300-3000 K. Po celou dobu jeho života se neustále ochlazuje: čím větší je takový předmět, tím pomaleji se tento proces vyskytuje. Jednoduše řečeno, hnědý trpaslík, díky termonukleární fúzi, se zahřívá v první fázi svého života a poté se ochladí, stává se jako obyčejná planeta. Název pochází z tmavě červené nebo dokonce infračervené barvy těchto objektů.
Mlhovina
Když se dotýkáme astronomických otázek, slyšíme toto slovo více než jednou. Mlhovina není nic jiného než kosmický mrak, který se skládá z prachu a plynu. Je základním stavebním kamenem našeho vesmíru: z něj se vytvářejí hvězdy a hvězdné systémy. Mlhovina je jedním z nejkrásnějších astronomických objektů, může zářit všemi barvami duhy.
Mlhovina Andromeda (neboli Andromeda Galaxy) je nejbližší galaxií k Mléčné dráze. Nachází se ve vzdálenosti 2,52 milionu sv. let od Země a obsahuje přibližně 1 bilion hvězd. Možná, že lidstvo dosáhne vzdálené mlhoviny Andromeda. A i když se tak nestane, mlhovina sama „přijde na návštěvu“a polkne Mléčnou dráhu. Faktem je, že mlhovina Andromeda je mnohem větší než naše Galaxie.
Je důležité objasnit zde. Slovo „mlhovina“má dlouhou historii: bývalo zvyklé označovat téměř jakýkoli astronomický objekt, včetně galaxií. Například galaxie mlhoviny Andromeda. Nyní se od této praxe vzdálili a slovo „mlhovina“označuje hromadění prachu, plynu a plazmy. Rozlišují emisní mlhovinu (mrak vysokoteplotního plynu), reflexní mlhovinu (nevyzařuje své vlastní záření), tmavou mlhovinu (prachový mrak, který blokuje světlo od objektů umístěných za ní) a planetární mlhovinu (skořápku plynu produkovanou hvězdou na konci jejího vývoje) … To také zahrnuje zbytky supernovy.
Žlutý trpaslík
Ne každý ví o tomto typu hvězd. A to je zvláštní, protože naše vlastní Slunce je typický žlutý trpaslík. Žlutí trpaslíci jsou malé hvězdy s hmotností 0,8–1,2 slunečních hmot. Jedná se o tzv. Svítidla. hlavní sekvence. Na diagramu Hertzsprung-Russell je to oblast obsahující hvězdy, které jako zdroj energie používají termonukleární fúzi helia z vodíku.
Žlutí trpaslíci mají povrchovou teplotu 5 000–6 000 K a průměrná životnost takové hvězdy je 10 miliard let. Takové hvězdy se změní na červené obry poté, co dojde ke spálení jejich vodíku. Na naše Slunce čeká podobný osud: podle předpovědí vědců asi za 5-7 miliard let polkne naši planetu a pak se změní na bílého trpaslíka. Ale dlouho před tím vším bude život na naší planetě spálen.
Bílý trpaslík
Trpasličí hvězda je přesným opakem obří hvězdy. Před námi je vyvinutá hvězda, jejíž hmotnost může být srovnatelná s hmotou Slunce. V tomto případě je poloměr bílého trpaslíka asi 100krát menší než poloměr naší hvězdy. Jako jedna z hvězd s nízkou hmotností se Slunce změní na bílého trpaslíka několik miliard let poté, co dojde k vyčerpání zásob vodíku v jádru. Bílí trpaslíci zabírají 3–10% hvězdné populace naší Galaxie, ale vzhledem k jejich nízké svítivosti je velmi obtížné je identifikovat.
„Starší“bílý trpaslík již není přímo bílý. Samotné jméno pocházelo z barvy prvních otevřených hvězd, například Sirius B (velikost posledně jmenovaného může být docela srovnatelná s velikostí naší Země). Ve skutečnosti není bílý trpaslík vůbec hvězdou, protože v jeho nitru již nedochází k termonukleárním reakcím. Jednoduše řečeno, bílý trpaslík není hvězda, ale jeho „mrtvola“.
Jak se dále vyvíjí, bílý trpaslík ochlazuje ještě více a navíc se jeho barva mění z bílé na červenou. Poslední fází vývoje takového objektu je chlazený černý trpaslík. Další možností je hromadění hmoty na povrchu bílého trpaslíka „přetékajícího“z jiné hvězdy, komprese a následná exploze nové nebo supernovy.
Supernova
Supernova je jev, ve kterém se jas hvězdy mění o 4 až 8 řádů a poté je vidět postupné vyblednutí světlice. V širším smyslu jde o explozi hvězd, při které je zničen celý objekt. Současně taková hvězda nějakou dobu zatmění jiné hvězdy: a to není překvapivé, protože během exploze může její svítivost překročit 1000krát více než sluneční. V galaxii, která se dá porovnat s naší, je výskyt jedné supernovy zaznamenán přibližně jednou za 30 let. Pozorování objektu však ruší velké množství prachu. Během exploze spadá obrovské množství hmoty do mezihvězdného prostoru. Zbytky mohou působit jako stavební materiál pro neutronovou hvězdu nebo černou díru.
Naše hvězda a planety sluneční soustavy vznikly v obrovském oblaku molekulárního plynu a prachu. Přibližně 4,6 miliardy začalo komprimaci tohoto mraku, prvních sto tisíc let poté, co Slunce bylo zhroucením protostarů. Postupem času se však stabilizoval a zaujal svůj současný vzhled. Slunce však nebude existovat navždy: nejprve se promění v červeného obra a pak na bílého trpaslíka.
Existují dva hlavní typy supernov. V prvním případě je v optickém spektru nedostatek vodíku. Vědci se proto domnívají, že došlo k výbuchu bílého trpaslíka. Faktem je, že bílý trpaslík nemá téměř žádný vodík, protože to je konec hvězdné evoluce. Ve druhém případě vědci zaznamenávají stopy vodíku. Proto vyvstává předpoklad, že mluvíme o explozi „obyčejné“hvězdy, jejíž jádro prošlo kolapsem. V tomto scénáři by se jádro mohlo nakonec stát neutronovou hvězdou.
Neutronová hvězda
Neutronová hvězda je objekt sestávající hlavně z neutronů - těžkých elementárních částic, které nemají elektrický náboj. Jak již bylo zmíněno, důvodem jejich vzniku je gravitační kolaps normálních hvězd. Díky přitažlivosti se hvězdné masy začnou táhnout dovnitř, dokud se neuvěřitelně stlačí. V důsledku toho jsou neutrony „zabaleny“, jak to bylo.
Neutronová hvězda je malá - její poloměr obvykle nepřesahuje 20 km. Hmotnost většiny těchto objektů je navíc 1,3–1,5 solárních hmot (teorie předpokládá existenci neutronových hvězd s hmotností 2,5 solárních hmot). Hustota neutronové hvězdy je tak velká, že jedna čajová lžička její hmotnosti váží miliardy tun. Takový objekt se skládá z atmosféry horké plazmy, vnější a vnitřní kůry a jader (vnější a vnitřní).
Pulsar
Předpokládá se, že neutronová hvězda vysílá radiový paprsek ve směru asociovaném s jeho magnetickým polem, jehož osa symetrie se neshoduje s osou rotace hvězdy. Jednoduše řečeno, pulsar je neutronová hvězda, která se točí neuvěřitelnou rychlostí. Pulsary emitují silné gama paprsky, takže můžeme pozorovat rádiové vlny, pokud je neutronová hvězda umístěna s pólem na naší planetě. To lze přirovnat k majáku: pozorovateli na břehu se zdá, že periodicky bliká, i když ve skutečnosti se světlomet jednoduše otáčí jiným směrem.
Jinými slovy, můžeme pozorovat některé neutronové hvězdy jako pulsary vzhledem k tomu, že mají elektromagnetické vlny, které jsou v paprscích vypouštěny z pólů neutronové hvězdy. Nejlépe studovaným pulsarem je PSR 0531 + 21, který se nachází v Krabské mlhovině ve vzdálenosti 6520 sv. let od nás. Neutronová hvězda dělá 30 otáček za sekundu a celková radiační síla tohoto pulsaru je 100 000krát vyšší než energie Slunce. Mnoho aspektů pulsarů však musí být prozkoumáno.
Quasar
Pulsar a kvazar jsou někdy zmatení, ale rozdíl mezi nimi je velmi velký. Quasar je záhadný objekt, jehož jméno pochází z fráze "kvazi-hvězdný radiový zdroj". Takové objekty jsou jedny z nejjasnějších a nejvzdálenějších. Pokud jde o sílu záření, může kvasar překonat všechny hvězdy Mléčné dráhy stokrát dohromady.
Objev prvního kvasaru v roce 1960 samozřejmě vyvolal neuvěřitelný zájem o tento jev. Nyní vědci věří, že máme aktivní galaktické jádro. Existuje supermasivní černá díra, která vytáhne hmotu z prostoru, který ji obklopuje. Hmota díry je prostě obrovská a radiační energie převyšuje radiační sílu všech hvězd umístěných v galaxii. Jedna z verzí také říká, že kvazar může být galaxií v nejranějším stadiu vývoje - v tuto chvíli je okolní hmota „pohlcena“supermasivní černou dírou. Nejbližší kvazar se nachází ve vzdálenosti 2 miliard světelných let a nejvzdálenější díky jejich neuvěřitelné viditelnosti můžeme pozorovat ve vzdálenosti 10 miliard světelných let.
Blazar
Existují také objekty zvané blazary. Jsou zdrojem nejmocnějších výbuchů gama záření ve vesmíru. Blazars jsou proudy záření a hmoty směřující k Zemi. Jednoduše řečeno, blazar je kvazar, který vysílá silný plazmový paprsek, který může zničit veškerý život na jeho cestě. Pokud takový paprsek prochází ve vzdálenosti nejméně 10 sv. let od Země, na tom nebude život. Blazar je neoddělitelně spjat s velkolepou černou dírou ve středu galaxie.
Samotné jméno pochází ze slov „kvazar“a „BL ještěrky“. Ten je typickým představitelem blazarů známých jako Lacertidy. Tato třída se vyznačuje vlastnostmi optického spektra, které postrádá široké emisní čáry charakteristické pro kvazary. Nyní vědci přišli na vzdálenost k nejvzdálenějšímu blazaru PKS 1424 + 240: je to 7,4 miliardy světelných let.
Černá díra
To je bezpochyby jeden z nejzáhadnějších předmětů ve vesmíru. O černých dírách se toho hodně psalo, ale jejich povaha je před námi stále skrytá. Vlastnosti objektů jsou takové, že jejich druhá kosmická rychlost přesahuje rychlost světla. Nic nemůže uniknout gravitaci černé díry. Je tak obrovský, že prakticky zastavuje plynutí času.
Černá díra se tvoří z obrovské hvězdy, která spotřebovala své palivo. Hvězda, která se zhroutí pod svou vlastní hmotností a táhne se podél vesmírného kontinua kolem ní. Gravitační pole je tak silné, že z něj již nemůže uniknout ani světlo. V důsledku toho se oblast, ve které byla hvězda dříve umístěna, stává černou dírou. Jinými slovy, černá díra je zakřivená část vesmíru. Saje věc ležící poblíž. Prvním klíčem k pochopení černých děr je Einsteinova teorie relativity. Odpovědi na všechny základní otázky však dosud nebyly nalezeny.
Krtek Hole
Pokračováním tématu jednoduše nemůžete projít tzv. „Červí díry“nebo „červí díry“. I když se jedná o čistě hypotetický objekt, máme před sebou jakýsi prostoročasový tunel, který se skládá ze dvou vchodů a hrdla. Červí díra je topologickým rysem časoprostoru, který umožňuje (hypoteticky) cestování nejkratší cestou ze všech. Chcete-li alespoň trochu pochopit podstatu červí díry, můžete převálcovat kus papíru a poté jej propíchnout jehlou. Výsledná díra bude jako červí díra.
V různé době odborníci předložili různé verze červí díry. Možnost existence něčeho takového dokazuje obecnou teorii relativity, ale zatím nebyla nalezena jediná červí díra. Možná v budoucnu nové studie pomohou objasnit povahu takových objektů.
Temná hmota
Jedná se o hypotetický jev, který nevyzařuje elektromagnetické záření a s ním přímo neinteraguje. Proto to nemůžeme zjistit přímo, ale při pozorování chování astrofyzikálních objektů a gravitačních účinků, které vytvářejí, vidíme známky existence temné hmoty.
Jak jste však našli temnou hmotu? Vědci vypočítali celkovou hmotnost viditelné části vesmíru i gravitační ukazatele. Byla odhalena určitá nerovnováha, která byla přičítána záhadné látce. Ukázalo se také, že některé galaxie rotují rychleji, než by měly být podle výpočtů. V důsledku toho je něco ovlivňuje a neumožňuje jim „odletět“do stran.
Vědci nyní věří, že temná hmota nemůže být složena z obyčejné hmoty a že je založena na malých exotických částicích. Někteří to však pochybují a poukazují na to, že temná hmota může být složena také z makroskopických objektů.
Temná energie
Pokud je něco tajemnějšího než temná hmota, jedná se o temnou energii. Na rozdíl od prvního je temná energie relativně novým konceptem, ale již dokázala obrátit naši představu o vesmíru vzhůru nohama. Temná energie je podle vědců něco, co způsobuje, že se náš vesmír zrychluje. Jinými slovy, roste rychleji a rychleji. Na základě hypotézy temné hmoty vypadá distribuce hmoty ve vesmíru takto: 74% je temná energie, 22% je temná hmota, 0,4% jsou hvězdy a další objekty, 3,6% je intergalaktický plyn.
Pokud existuje v případě temné hmoty alespoň nepřímý důkaz o její existenci, pak temná energie existuje čistě v rámci matematického modelu, který uvažuje o expanzi našeho vesmíru. Nikdo tedy nemůže s jistotou říci, co je temná energie.
Ilya Vedmedenko