Помоги проекту - поделись книгой:
Звезды собираются вместе не просто так, а потому что их притягивает друг к другу гравитация. Обычно звезды, входящие в скопления, образуются из одного облака межзвездного газа и пыли. Открытые звездные скопления не очень велики по размеру, в них может входить от нескольких десятков до нескольких тысяч молодых горячих звезд. Век таких звездных групп относительно недолог, гравитационные связи между объектами открытых скоплений со временем ослабевают, и они рассеиваются.
В нашей галактике открытые скопления сконцентрированы в основном на диске. Многие из них можно увидеть в самый обычный телескоп, поэтому их так любят начинающие астрономы. Скопление Плеяды можно разглядеть невооруженным глазом. Для изучения таких знаменитых скоплений, как Гиады, Улей, Шкатулка Драгоценностей, лучше вооружиться оптическими приборами.
№ 53
Звездные «дома престарелых». Шаровые скопления
Шаровые скопления нашей галактики являются ее ровесниками. Звезды, входящие в них, были первыми объектами, которые образовались в галактике Млечный Путь. Эти скопления огромны — они включают в себя от сотни тысяч до нескольких миллионов звезд и простираются на расстояния до ста световых лет.
Большой размер и масса создают значительную гравитацию, поэтому шаровые скопления стабильны. Они существуют миллиарды лет и распадаться не планируют. Как нетрудно догадаться из названия, скопления имеют форму шара — благодаря гравитации, которая заставляет звезды держаться вместе и создает большую концентрацию звезд в центре скопления.
Остроумные ученые иногда называют шаровые скопления звездными «домами престарелых» — потому что светила, их составляющие, по большей части находятся в преклонном возрасте. В основном это красные гиганты и белые карлики, звезды, давно минувшие пору зрелости. Но встречаются также более молодые — оранжевые и красные карлики.
В галактике Млечный Путь большая часть шаровых скоплений вращается по эллиптическим орбитам неподалеку от галактического центра. Причем чем ближе к центру, тем выше концентрация таких скоплений. На сегодняшний день астрономы открыли почти 200 шаровых скоплений в пределах нашей галактики. В других галактиках их не меньше. Ученые предполагают, что в туманности Андромеды их должно быть около 500, а в такой крупной галактике, как М 87, — не меньше 13 тысяч. Иногда в результате перераспределения масс и сил гравитации соседние галактики обмениваются шаровыми скоплениями.
Тяжесть есть не что иное, как некоторое стремление, которым божественный Зодчий одарил частицы материи, чтобы они соединялись в форме шара.
№ 54
Строительные блоки Вселенной. Туманности
Туманности — вот что вызывает особое восхищение астрономов, как начинающих, так и опытных. Туманности представляют собой светлые или темные, яркие или не очень, переливающиеся самыми разными оттенками области звездного неба. Они могут принимать самые причудливые формы, о чем можно судить по названиям: туманность Конская Голова, Кошачий Глаз, Песочные Часы, Крабовидная туманность, Шлем Тора.
Эти громадные облака из газа, пыли и плазмы могут служить либо колыбелью для будущих новорожденных звезд, либо кладбищем для тех светил, чей жизненный цикл завершился. Из вещества туманностей, преобразовывающегося под воздействием гравитации, температуры и времени, образуются все объекты Вселенной — от звезд и планет до галактик и великих стен.
Темные туманности — это непрозрачные облака, по большей части состоящие из пыли, не излучающие собственный свет и поглощающие свет близлежащих объектов. Эмиссионные туманности содержат большое количество газа, разогретого до высоких температур. Газ испускает ультрафиолетовое излучение, поэтому эти туманности светятся, они самые яркие и разноцветные из всех. Отражательная туманность сама не излучает свет, но прекрасно отражает те лучи, что доходят до нее от ярких светящихся объектов.
Планетарными туманностями называют то, что остается в конце жизненного цикла среднестатистической звезды вроде нашего Солнца. Такая туманность имеет форму, близкую к шару, она состоит из газа и обломков звезды в центре. Последний вид туманности — остатки сверхновой. Это облако материи, которое долго рассеивается в пространстве после того, как звезда взорвалась.
Вселенная — это разнообразие в единстве.
№ 55
Острова в безбрежном космосе. Галактики
Галактика — это объединение множества звездных систем, которые связаны между собой общим центром и единым гравитационным полем. В каждой галактике находятся миллиарды или даже триллионы звезд, кроме того, там присутствуют межзвездный газ и пыль, темная энергия и темная материя. Звезды объединяются в скопления, пыль и газ — в туманности, а между всем этим царят пространства, наполненные загадочной темной материей. Четких границ у галактик нет, они плавно переходят в межгалактическое пространство.
Диаметры галактик могут простираться до сотен тысяч световых лет, в то время как расстояние от одной галактики до другой — в среднем миллион световых лет. Несмотря на отдаленность друг от друга, иногда галактики сталкиваются. Более массивная галактика может притянуть к себе межгалактический газ другой, лишив ее источника энергии. Или забрать ее темную материю. Иногда галактики сливаются, и тогда наблюдается активное образование новых звезд.
В галактике происходит примерно то же самое, что и в Солнечной системе: все вращается вокруг центра. Только в центре не звезда, а область повышенной плотности, которая довольно ярко светится, потому что в ней непрерывно происходят термоядерные реакции. Чем ближе объект находится к центру, тем быстрее он движется. Скорость движения может достигать десятков и даже сотен километров в секунду.
Несмотря на грандиозные размеры, увидеть галактики затруднительно, так как они находятся очень далеко от нас. Кроме Млечного Пути, нашей родной галактики, невооруженным глазом мы можем наблюдать еще три: Большое и Малое Магелланово Облако и галактику Андромеды. Все остальные были для нас невидимы, пока не изобрели мощные телескопы.
Астрономия заставляет душу смотреть вверх и ведет нас из этого мира в другой.
№ 56
Скрученные почти в бараний рог. Форма галактик
Галактики на удивление разнообразны по размерам и форме. Чтобы навести порядок в изучении космоса, астрономы разделили их на четыре основные группы.
Спиральные галактики имеют форму диска и состоят из центральной сферы и отходящих от нее рукавов, закручивающихся в спирали. Наша галактика Млечный Путь относится к этой разновидности. Спиральные галактики довольно молоды, они заполнены большим количеством межзвездного газа, в них много туманностей и звездных скоплений, состоящих из звезд в юном и зрелом возрасте.
Эллиптические галактики, как понятно из названия, имеют форму эллипсов. Состоят они в основном из старых звезд (красных гигантов, карликов разных видов) и шаровых звездных скоплений. В них нет пылевой материи, потому что она уже израсходована, и почти нет межзвездного газа. Это довольно пожилые галактики, где завершился процесс рождения новых светил. По одной из теорий, эллиптические галактики сформировались от слияния спиральных галактик небольшого размера.
Линзообразные галактики похожи на спиральные, только у них нет закрученных рукавов. Они занимают промежуточное положение: в них очень мало межзвездной материи (она уже израсходована), но все же иногда появляются новые звезды.
Неправильными называются все галактики, не попадающие в первые три группы. Они могут иметь самую разную форму, иногда в них присутствуют обрывки спиралей. Это либо молодые галактики, только начинающие свой жизненный цикл, либо старые, по какой-то причине разрушенные. К самым юным галактикам относятся карликовые галактики. Они просто переполнены веществами, из которых образуются новые звезды.
Что же таится в космосе, там, где обнаруживается материя?
№ 57
Слияния и поглощения. Эволюция галактик
Когда мы смотрим на звездное небо, мы видим прошлое. Особенно это касается самых отдаленных от Земли объектов, ведь свет от них может идти до нас миллионы лет! Картинка доходит до нас с невероятно большим опозданием. Это позволяет астрономам наблюдать изменения, происходящие в космосе и делать интересные выводы.
Сразу после Большого взрыва наша Вселенная была однородной, позже образовались сгустки материи, из которых появились звезды, объединившиеся в галактики. На этом процесс не остановился, границы галактик на протяжении миллиардов лет менялись и продолжают меняться до сих пор. Крупные галактики притягивают и поглощают мелкие, иногда две гигантские галактики могут объединиться в сверхгигантскую. Бывает и такое, что большие галактики силой притяжения разбивают маленькую галактику на несколько частей.
№ 58
Желток от яичницы. Центр галактики
Наша спиральная галактика Млечный Путь похожа на огромный диск, от которого отходят закручивающиеся рукава. Рукава состоят из молодых звезд, преимущественно белых и голубых, а также газовых облаков. В галактическом центре располагаются в основном более взрослые — красные и оранжевые — звезды.
Если не считать рукава, то наша галактика по форме напоминает две яичницы-глазуньи из одного яйца, наложенные друг на друга желтками наружу. В центре диска разместилась выпуклость, которая называется балдж. Это довольно плотное скопление звезд, массой приблизительно в 10 миллиардов масс Солнца. Внутри балджа, в самой его середине, находится сверхмассивная черная дыра, окруженная горячим газовым облаком. В центре галактики обитают самые старые звезды, которые образовались давным-давно, вместе с самой галактикой.
№ 59
Туманность Андромеды, Магеллановы Облака, Водоворот, Сомбреро. Галактики-знаменитости
Среди галактик есть признанные астрономами знаменитости — те, что удобны для наблюдения, хорошо изучены и имеют интересные особенности. Перечислим галактики, которые наиболее удобно наблюдать, находясь в Северном полушарии нашей планеты.
Галактика Андромеды, крупнейшая в Местной группе галактик, долгое время считалась туманностью. Ее обнаружил еще персидский астроном Ас-Суфи в Х веке, он описал ее как «маленькое облачко». Действительно, если смотреть на нее невооруженным глазом, то она видится небольшим туманным пятном. В 1885 году в этой галактике вспыхнула сверхновая, ее назвали S Андромеды.
Галактика Водоворот находится в созвездии Гончих Псов и не так близка к нам, как галактика Андромеды, но ее вполне можно разглядеть в телескоп. Это спиральная галактика, расположенная под прямым углом к земному наблюдателю, что позволяет хорошо рассмотреть ее структуру. Она стала первой спиральной галактикой, обнаруженной астрономами.
Галактика Сомбреро тоже спиральная, но видим мы ее сбоку, поэтому ее диск кажется нам полями гигантской шляпы, украшенной мелкими звездочками. Она находится в созвездии Девы, на расстоянии 30 миллионов световых лет от нас. От этой галактики исходит мощнейшее радиоизлучение, ученые полагают, что его источник — черная дыра массой в 1 миллиард солнечных масс.
Две галактики, расположенные рядом, Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако, называют спутниками Млечного Пути — это ближайшие к нам галактики. Они похожи на два газовых облака, которые вращаются в космическом пространстве парой, никогда не отдаляясь друг от друга. Эти галактики связаны гравитацией и представляют собой двойную систему.
Меня ужасает вечное безмолвие этих пространств.
№ 60
Звезды и пустота. Войды
Когда мы смотрим на ночное небо, Вселенная представляется нам довольно плотно населенной: звезды, созвездия, галактики прямо-таки наползают друг на друга. На самом деле все обстоит несколько иначе, между всеми космическими объектами очень много пустоты, иногда просто необозримые пространства.
Галактические нити и великие стены — самые крупные космические структуры. Они образованы из множества галактик, их размеры поражают воображение. Но еще более поразительные образования находятся между ними — это войды, или галактические пустоты. По приблизительным подсчетам, они занимают половину пространства Вселенной. Но все же войд — это не вакуум, в пустоте содержится темная материя и протогалактические облака (вещество, из которого могут быть созданы галактики). Войды могут простираться на невообразимо огромные расстояния, до 3,5 миллиарда световых лет.
№ 61
Откуда взялась эта напасть? Происхождение черных дыр
Откуда берутся черные дыры? На этот счет у астрофизиков есть несколько теорий. Самая популярная: черная дыра появляется на месте массивной звезды, в которой закончился весь водород — топливо для термоядерных реакций. Под действием силы гравитации звезда начинает стремительно сжиматься. После этого она может взорваться как сверхновая. Но если масса звезды велика (как минимум в три раза больше массы Солнца), то процесс сжатия продолжается. Звезда как будто обрушивается внутрь самой себя, а на ее месте появляется черная дыра. То, что было мощным источником энергии, превращается в еще более мощного ее поглотителя.
Сверхмассивные черные дыры образуются из больших газовых облаков, которые входят в состояние коллапса, подобно сверхновой звезде. Ученые предполагают, что существуют еще и первичные черные дыры, которые сформировались на заре существования Вселенной.
№ 62
Вырваться из цепких лап гравитации. Скорость убегания
Черная дыра может засасывать в себя все что угодно: астероиды, звезды, даже целые звездные системы. Чтобы выбраться из черной дыры, объект должен иметь такую энергию, какой у него быть не может. Подобная энергия называется скоростью убегания. Это скорость, которая нужна для того, чтобы покинуть какой-либо космический объект.
Например, чтобы покинуть Землю, ракета должна развить вторую космическую скорость, 11 км/с. На Марсе гравитация меньше, поэтому достаточно будет разогнаться до 5 км/с. А чтобы выбраться из черной дыры, нужна скорость, превышающая скорость света, то есть больше 300 000 км/с. Такая скорость в нашей Вселенной невозможна, ее не может развить даже свет.
Гравитация черной дыры настолько огромна, что она действует даже на время: его течение вблизи этого странного объекта замедляется.
№ 63
Зазеркалья Вселенной. Искажения пространства и времени
В черных дырах происходят очень странные изменения времени и пространства — обе эти величины, которые кажутся нам стабильными и незыблемыми, искривляются. Например, прямая линия, по которой в нормальных условиях движется свет, в районе черной дыры становится кривой. Значит, пространство меняет свою структуру.
Чтобы проиллюстрировать искривление времени, можно представить гипотетический опыт. В черную дыру опускается космический аппарат, на поверхности которого находятся часы. За ним наблюдают с Земли в телескоп. Чем ближе будет аппарат к черной дыре, тем сильнее будет замедляться время на часах. А если внутри аппарата окажется космонавт, то на его часах время будет идти в обычном режиме, и он не заметит никакого искривления. То есть с точки зрения наблюдателя и с точки зрения участника событий время будет идти по-разному. Этот эффект называется гравитационным замедлением времени.
С расстоянием тоже произойдут интересные вещи. Если на падающее в черную дыру тело будет смотреть наблюдатель, то ему покажется, что тело постепенно замедляется и в итоге практически останавливается у горизонта. А на самом деле оно уже упало вниз.
При этом цвет падающего объекта будет становиться все более красным — потому что мощная гравитация черной дыры смещает свет в красную сторону спектра. В конце концов цвет достигнет инфракрасного диапазона, который человеческий глаз не воспринимает, и тело просто исчезнет для наблюдателя. Если же в черную дыру падает космический корабль, а внутри него находится космонавт, выглядывающий в иллюминатор, то для него все окружающее будет окрашено в фиолетовые цвета спектра.
Время открывает все сокрытое и скрывает все ясное.
№ 64
Метод Шерлока Холмса. Как найти черную дыру?
Черная дыра — это область с таким сильным притяжением, что ее не может покинуть ничто, даже свет. Поэтому увидеть саму черную дыру невозможно, о ее существовании ученые догадываются по поведению расположенных поблизости космических объектов: вокруг черных дыр вращается горячий газ, звезды, притягиваемые гравитацией, движутся быстрее.
Чаще всего о существовании черной дыры астрономы догадываются, обнаружив аккреционный диск — плоское облако газообразного вещества. Чем ближе газ к черной дыре, тем горячее и плотнее он становится и тем больше рентгеновских лучей испускает. Их и обнаруживают специальные телескопы. Если же поблизости от черной дыры не оказалось газа, то обнаружить ее можно лишь в то время, когда она будет проходить мимо галактики или отдельной звезды и они изменят траекторию движения.
Поделиться книгой: