Αστρονόμος Vladimir Surdin: 6 διαστημικά θαύματα που καταπλήσσουν τη φαντασία
μικροαντικείμενα / / April 12, 2023
Η γέννηση και ο θάνατος των αστεριών, η αναζήτηση για μακρινούς γαλαξίες που χρησιμοποιούν σκοτεινή ύλη, οι εκπομπές ηλιακής ενέργειας και πολλά άλλα.
Δισεκατομμύρια σωματίδια νετρίνων πετούν μέσα μας κάθε δευτερόλεπτο, οι αστρονόμοι τοποθετούν τους αισθητήρες τους βαθιά υπόγεια ή κάτω από το νερό, και η πλησιέστερη μαύρη τρύπα είναι κυριολεκτικά δίπλα - στο κέντρο μας Γαλαξίες. Ο αστρονόμος Vladimir Surdin μίλησε για αυτά και άλλα ενδιαφέροντα γεγονότα και ο Lifehacker έκανε μια περίληψη της διάλεξης.
Βλαντιμίρ Σουρντίν
Υποψήφιος Φυσικομαθηματικών Επιστημών, Αναπληρωτής Καθηγητής της Φυσικής Σχολής του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας, αστρονόμος και εκλαϊκευτής της επιστήμης.
1. Η γέννηση ενός αστεριού
Ο χώρος δεν είναι ποτέ κενός. Και αν έχουμε ένα καλό τηλεσκόπιο, σίγουρα θα δούμε την ύλη που γεμίζει αυτό το χώρο στην οπτική ή ραδιοεικόνα. Για παράδειγμα, μακρινά αστέρια ή σύννεφα αερίων.
Αλλά μερικές φορές συμβαίνει ότι κάποιο μέρος του χώρου κλείνει ένα σκοτεινό σημείο - σαν να υπάρχει ένα κενό εκεί, που δεν μπορεί να υπάρχει. Και συνειδητοποιήσαμε ότι πρόκειται για σύννεφα κρύου αερίου, μέσα στα οποία ένα νέο αστέρι είναι έτοιμο να γεννηθεί.
Στην αρχή δεν δείχνει τον εαυτό της. Αλλά όταν έρθει η ώρα να γεννηθεί, το αστέρι απελευθερώνει ένα ρεύμα καυτού αερίου, το οποίο μοιάζει με μια λεπτή δέσμη ή ρεύμα στο φόντο ενός σκοτεινού σύννεφου.
Και μερικές φορές - ανακοινώνει τη γέννησή του με έναν ισχυρό χαιρετισμό. Στη θέση του σκοτεινού σημείου, εμφανίζεται ένα τεράστιο σύννεφο θερμού αερίου - το αστέρι φαίνεται να καθαρίζει τον χώρο γύρω του στον οποίο θα ζήσει.
Αυτό το καυτό ρεύμα, το οποίο εκτοξεύεται από ένα νεαρό ακόμα αστέρι, δείχνει ότι ακούστηκε η πρώτη κραυγή. Η ίδια ανακοίνωσε. Και τότε ο σταρ σπρώχνει το «μαιευτήριο» του και επιδεικνύεται με πλήρη ισχύ.
Βλαντιμίρ Σουρντίν
Αυτή η διαδικασία φαίνεται εντυπωσιακή όταν την βλέπει κανείς από μακριά. Αλλά αν ένα αστέρι περίπου 10-15 φορές βαρύτερο από τον Ήλιο γεννηθεί δίπλα μας, το δικό μας ηλιακό σύστημα θα πάψει να υπάρχει. Επομένως, ας γίνουν τέτοια θαύματα μακριά.
2. Η εμφάνιση ενός νέου πλανήτη
Προηγουμένως, οι αστρονόμοι φανταζόντουσαν μόνο για το πώς θα μπορούσε να μοιάζει η διαδικασία της πλανητικής γέννησης. Όμως τα σύγχρονα τηλεσκόπια που συνδυάζουν οπτική και κεραίες ραδιοφώνου μας έχουν βοηθήσει να καταγράψουμε και αυτό το φαινόμενο. Οι πιο ισχυρές συσκευές αυτού του είδους βρίσκονται στη Χιλή - εκεί οι αστρονόμοι κάνουν πολλές ανακαλύψεις σήμερα.
Πλανήτες μπορούν να γεννηθούν γύρω από ένα αστέρι που δεν έχει ακόμη σχηματιστεί μέχρι το τέλος. Οι επιστήμονες έχουν καταγράψει πώς σχηματίζεται ένα νέφος αερίου γύρω του. Ισιώνει και γίνεται σαν μια τεράστια τηγανίτα με ένα αστέρι στο κέντρο.
Στη συνέχεια εμφανίζονται σκοτεινά μονοπάτια-τροχίες σε αυτή τη τηγανίτα. Οι μελλοντικοί πλανήτες συλλέγουν ύλη από αυτούς, σχηματίζονται οι ίδιοι και γεννούν δορυφόρους, οι οποίοι αμέσως αρχίζουν να περιστρέφονται γύρω τους. Λοιπόν, νέα αντικείμενα συνεχίζουν να εμφανίζονται στο σύννεφο αερίων.
3. Διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον Ήλιο
Από τη Γη, ο Ήλιος μοιάζει με μια ομαλή μπάλα του πινγκ πονγκ. Αλλά αν το δεις από τροχιές, θα δούμε ένα πολύ ενδιαφέρον και μερικές φορές επικίνδυνο αντικείμενο.
Το γεγονός είναι ότι το ένα δέκατο δισεκατομμυριοστό της ηλιακής ακτινοβολίας χτυπά τη Γη. Αυτό είναι αρκετό για όλες τις ανάγκες του πλανήτη μας. Αλλά αν ένα αστέρι εκτινάξει ένα «κομμάτι» της ύλης του προς την κατεύθυνσή μας, μπορεί να συμβούν σοβαρά ατυχήματα.
Στην εποχή των σύγχρονων ηλεκτρονικών, αυτό δεν συνέβαινε ακόμη. Ωστόσο, παρόμοιο ξέσπασμα σημειώθηκε τον 19ο αιώνα. Στη συνέχεια, όλα τακτοποιήθηκαν αρκετά πρωτόγονα: τα σήματα μεταδίδονταν μέσω καλωδίων χρησιμοποιώντας τον κώδικα Μορς. Και όταν ο Ήλιος έριξε ένα ισχυρό ρεύμα αερίου προς τη Γη, ο τηλέγραφος βγήκε εκτός λειτουργίας.
Η σημερινή τεχνολογία είναι πολύ πιο ευάλωτη από τις ενσύρματες επικοινωνίες.
Αν πάλι «φτερνιστεί» ο Ήλιος... Διαβάστε βιβλία. Αγοράστε χάρτινα βιβλία: θα επιβιώσουν, αλλά το Διαδίκτυο όχι.
Βλαντιμίρ Σουρντίν
Ένα άλλο θαύμα είναι οι τρόποι που μας επιτρέπουν να κοιτάξουμε τον πυρήνα του αστεριού μας και να μελετήσουμε τις διαδικασίες που συμβαίνουν εκεί. Οι ροές νετρίνων βοηθούν σε αυτό.
Μέσα από την άκρη της μύτης, καθώς και από κάθε τετραγωνικό εκατοστό του σώματός μας, 10 δισεκατομμύρια από αυτά τα σωματίδια πετούν κάθε δευτερόλεπτο. Δεν το νιώθουμε, αλλά οι συσκευές καταγράφουν τέτοια ρέματα.
Με τον ίδιο τρόπο, τα νετρίνα διαπερνούν τον πλανήτη μας. Και για να μελετήσουν την κατάσταση του Ήλιου, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν γιγάντιους υπόγειους και υποβρύχιους ανιχνευτές-εργαστήρια που πιάνουν ρεύματα αυτών των σωματιδίων.
Τέτοια κέντρα υπάρχουν, για παράδειγμα, στην Ιαπωνία. Πρόκειται για τεράστια δωμάτια που βρίσκονται σε βάθος περίπου ενάμιση χιλιομέτρου. Έχουμε εγκατεστημένους υπόγειους ανιχνευτές στο Arkhyz. Εκτός, Επιστήμονες χρησιμοποιήστε υποβρύχια τηλεσκόπια νετρίνων - για παράδειγμα, στη Βαϊκάλη.
Το κύριο στοιχείο τέτοιων συσκευών είναι ένας φωτοπολλαπλασιαστής. Είναι ενδιαφέρον ότι δεν κατευθύνεται προς τα πάνω, προς τον Ήλιο, αλλά προς τα κάτω, προς το κέντρο της Γης. Το γεγονός είναι ότι οι ανιχνευτές λειτουργούν αργά τη νύχτα, όταν το αστέρι μας φωτίζει το αντίθετο μέρος του πλανήτη - δηλαδή κοιτάζουν τον Ήλιο μέσα από το σώμα της Γης.
Ο πλανήτης μας χρησιμεύει ως εξαιρετικό φίλτρο σωματιδίων. Νετρίνο μπαίνουν σε αυτό στο νότιο ημισφαίριο, το τρυπούν εξ ολοκλήρου και μετά πιάνονται στον πυθμένα της Βαϊκάλης.
Αμερικανοί ερευνητές έχουν εγκαταστήσει παρόμοιες συσκευές στην επιστημονική τους βάση στην Ανταρκτική.
Δεν έχουν Βαϊκάλη - έχουν πάγο στην Ανταρκτική. Τοποθέτησαν τους ανιχνευτές νετρίνων τους εκεί και τώρα κοιτάζουν μέσα από την υδρόγειο στο βόρειο ημισφαίριο μας. Ενώ κοιτάμε από τους δικούς μας προς το Νότο, συμπληρώνοντας ο ένας τον άλλον.
Βλαντιμίρ Σουρντίν
Έτσι, παίρνουμε ένα πορτρέτο του Ήλιου, φτιαγμένο από διαφορετικά σημεία, και ανακαλύπτουμε ποιες διεργασίες λαμβάνουν χώρα μέσα στο φωτιστικό μας.
4. θάνατος ενός αστεριού
Τα αστέρια όχι μόνο γεννιούνται, ζουν και εκπέμπουν νετρίνα. Μερικές φορές πεθαίνουν.
Πρώτον, το αστέρι που αναχωρεί τυλίγεται σε ένα πλανητικό νεφέλωμα. Οι αδύναμες συσκευές μπορούν να διακρίνουν μια μικρή μπάλα και μπορεί να συγχέεται με έναν κοντινό πλανήτη. Όμως τα διαστημικά τηλεσκόπια μας επέτρεψαν να δούμε αυτά τα αντικείμενα λεπτομερώς.
Είδαμε διαστελλόμενα κοχύλια - τα ανώτερα στρώματα του αστεριού. Τα ρίχνει πριν σταματήσει να λάμπει. Το πιο ενδιαφέρον όμως δεν είναι αυτό. Εάν κάθε αστέρι είναι μια μπάλα, τότε πρέπει να εκτοξεύει την ύλη εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις. Ωστόσο, τα ομιχλώδη κοχύλια έχουν πολύ διαφορετικά μορφή.
Οι παρατηρητές τους δίνουν ποιητικά ονόματα. Έτσι εμφανίζονται τα νεφελώματα στο Σύμπαν, τα οποία ονομάζονται Εσκιμώος, Μυρμήγκι, Κλεψύδρα, Μάτι της Γάτας, Πεταλούδα, ακόμη και, για κάποιο λόγο, Σάπιο Αυγό.
Τα αστέρια πεθαίνουν πολύ όμορφα. Αυτός είναι ίσως ο πιο όμορφος θάνατος στη φύση.
Βλαντιμίρ Σουρντίν
Τέτοιες διεργασίες συμβαίνουν με αστέρια στο μέγεθος του Ήλιου μας. Ωστόσο, σχετικά κοντά, στον αστερισμό του Ωρίωνα, υπάρχει ο Betelgeuse. Είναι ένα μικρό κοκκινωπό αστέρι.
Για πολύ καιρό, οι αστρονόμοι παρατηρούσαν πώς τυλίγεται σε ρεύματα αερίου. Προφανώς, ο Betelgeuse τελειώνει την εξέλιξή του. Αλλά, σε αντίθεση με τα πιο μέτρια φωτιστικά, δεν θα ξεθωριάσει. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ύπαρξή του θα τελειώσει με μια ισχυρή έκρηξη. Ίσως αυτό να συμβεί πολύ σύντομα.
Οι αστροφυσικοί λένε ότι η έκρηξη θα συμβεί πιθανότατα τα επόμενα 10.000 χρόνια. Αλλά πότε ακριβώς, κανείς δεν ξέρει. Ίσως και αύριο.
Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται «έκρηξη σουπερνόβα». Έτσι τελειώνουν τη ζωή τους τα τεράστια αστέρια. Οι άνθρωποι δεν έχουν παρατηρήσει τέτοιες επιπτώσεις στον ουρανό για πολύ καιρό. Η τελευταία φορά που ένα σουπερνόβα εξερράγη ήταν πριν από σχεδόν 1.000 χρόνια, το 1054. Και ήταν τόσο δυνατό που μπορούσε να παρατηρηθεί χωρίς τηλεσκόπια. Όλο αυτό το διάστημα, η αστρική ύλη πετούσε χώρια, καίγοντας χώρο.
Όταν ο Betelgeuse εκραγεί, θα πλημμυρίσουμε από αστρική ακτινοβολία. Οι επιστήμονες καθησυχάζουν: για τη Γη δεν θα το κάνει καταστροφή Η ατμόσφαιρα θα μας προστατεύσει. Αλλά οι δορυφόροι σε τροχιά θα καούν και οι αστροναύτες θα πρέπει να εκκενωθούν επειγόντως.
Εάν συμβεί σήμερα μια έκρηξη, τότε η σύγχρονη τεχνολογία θα προειδοποιήσει για αυτήν σε περίπου 10 ώρες: από αστέρια, ένα ισχυρό ρεύμα νετρίνων θα σβήσει, το οποίο σίγουρα θα καταγραφεί από αισθητήρες στη Βαϊκάλη και στο Ανταρκτική. Θα υπάρχει αρκετός χρόνος για την παραλαβή των αστροναυτών από την τροχιά.
Και από τον Betelgeuse θα υπάρχει ένας μικρός πυρήνας, ο οποίος θα μετατραπεί σε αστέρι νετρονίων.
Και αυτό είναι επίσης ένα θαύμα. Δεν γνωρίζουμε τι είδους ουσία υπάρχει σε ένα αστέρι νετρονίων. Αλλά αν γεμίσετε ένα ποτήρι ζεστό κρασί με αυτό, θα ζυγίζει 100 δισεκατομμύρια τόνους.
Βλαντιμίρ Σουρντίν
5. Αναζήτηση για μαύρες τρύπες
Ο Αϊνστάιν είπε ότι δεν μπορείς να δεις μια μαύρη τρύπα. Αυτό το διαστημικό αντικείμενο μοιάζει με ένα άδειο μέρος, γιατί λόγω της ισχυρότερης βαρύτητας απορροφά τα πάντα και δεν απελευθερώνει τίποτα - ακόμα και τα ελαφρά κύματα παραμένουν μέσα.
Η πλησιέστερη μαύρη τρύπα βρίσκεται στο κέντρο της δικής μας γαλαξίες. Είναι δύσκολο να το παρατηρήσουμε, γιατί το κέντρο είναι κλειστό από εμάς από έναν τεράστιο αριθμό αδιαφανών νεφών. Όμως οι επιστήμονες κατάφεραν να φτιάξουν τη μαύρη τρύπα του «σπιτιού» μας.
Για να προσδιορίσετε πού βρίσκεται αυτό το αντικείμενο, πρέπει να δώσετε προσοχή στο αν υπάρχουν κοντά αστέρια που συμπεριφέρονται παράξενα. Οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει ότι στον Γαλαξία μας φαίνεται να κινούνται γύρω από ένα αόρατο κέντρο. Αυτό σημαίνει ότι κάποιο τεράστιο αντικείμενο δεν τους επιτρέπει να φύγουν.
Οι επιστήμονες παρατηρούν την κίνηση των άστρων από το 1995 και έχουν υπολογίσει ότι στο κέντρο της περιστροφής τους βρίσκεται μια μαύρη τρύπα τέσσερα εκατομμύρια φορές μεγαλύτερης μάζας από τον Ήλιο μας. Αυτή η ανακάλυψη ήταν τόσο πειστική που οι συγγραφείς της έλαβαν το βραβείο Νόμπελ, αν και κανείς δεν είχε δει αυτή τη μαύρη τρύπα και δεν μπορούσε να επιβεβαιώσει ότι θα ήταν εκεί.
Αλλά την άνοιξη του 2022, είδαμε τελικά αυτό το αντικείμενο μέσω ενός ραδιοτηλεσκοπίου. Μοιάζει με κουλούρι ή ντόνατ: στο κέντρο υπάρχει μια τρύπα - η ίδια μαύρη τρύπα και γύρω της πετά ζεστό αέριο. Ακριβώς όπως είχε προβλεφθεί.
6. Η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης
Πρόσφατα, οι επιστήμονες έμαθαν ότι ο Γαλαξίας μας είναι βυθισμένος σε ένα τεράστιο κουβάρι άγνωστης ύλης και καταλαμβάνει μόνο το 1% του όγκου του. Τι είναι, ούτε οι φυσικοί ούτε οι αστρονόμοι γνωρίζουν.
Οι επιστήμονες αποκαλούν αυτή την ουσία σκοτεινή ύλη, ή «σκοτεινή ύλη». Δεν μπορεί ακόμη να φανεί, να μετρηθεί ή να εξερευνηθεί. Και μπορεί να ανιχνευθεί μόνο από τη δύναμη της έλξης.
Οι ερευνητές έχουν καταλάβει πώς να χρησιμοποιούν τη σκοτεινή ύλη για να δουν το φως των αστεριών από πολύ μακρινούς γαλαξίες. Τόσο μακριά που οι αστρονόμοι δεν πίστευαν ποτέ ότι θα τους έβλεπαν ποτέ.
Αποδεικνύεται ότι τα ογκώδη διαστημικά αντικείμενα αλλάζουν ελαφρώς την κατεύθυνση των ακτίνων φωτός λόγω τους αξιοθεατο ώστε να αποκλίνουν από μια ευθεία γραμμή. Και αν το φως περάσει μέσα από σμήνη γαλαξιών γεμάτα με σκοτεινή ύλη, η διαδρομή του παραμορφώνεται ελαφρώς. Τόσο πολύ που τα μακρινά αστέρια μπορούν να παρατηρηθούν μέσω τηλεσκοπίων από τη Γη. Και οι αστρονόμοι μπόρεσαν να τα διορθώσουν.
Μια αόρατη (σκοτεινή ύλη, η φύση της οποίας εξακολουθεί να αποτελεί μυστήριο για τους φυσικούς) έκανε δυνατή την εξέταση μιας άλλης αόρατης (αλλά λόγω της μεγάλης απόστασης). Για τους αστρονόμους, αυτό είναι ένα όνειρο που έγινε πραγματικότητα.
Βλαντιμίρ Σουρντίν
Διαβάστε επίσης🧐
- Πώς να κοιτάξετε τα αστέρια
- 4 ουράνια σώματα στο ηλιακό σύστημα που είναι πιο κατάλληλα για ζωή
- Τι θα συμβεί στο σώμα σας σε διαφορετικά αντικείμενα του ηλιακού συστήματος