Астрономия

Тема в разделе "Академическая Наука", создана пользователем VicRus, 13 мар 2008.

  1. VicRus

    VicRus Administrator

    Регистрация:
    25 фев 2007
    Сообщения:
    9.525
    Симпатии:
    0
    Пол:
    Мужской
    Род занятий:
    Пенсионер, ветеран труда
    Адрес:
    Москва
    Сайт:
    Реальное имя:
    Виктор Алексеевич
    .
    март 2008 № 3 "В МИРЕ НАУКИ"
    Астрономия

    ОКНО В ЭКСТРЕМАЛЬНУЮ ВСЕЛЕННУЮ
    Уильям Атвуд, Питер Майкельсон и Стивен Ритц

    Изменение увеличения адаптивных линз без их перемещения

    Ученые с нетерпением ждут весны, чтобы получить возможность по-новому взглянуть на Вселенную. Тогда NASA планирует запуск Большого космического гамма-телескопа (Gamma-ray Large Area Space Telescope — GLAST) для исследования необычных объектов — сверхмассивных черных дыр и нейтронных звезд, вырабатывающих огромную энергию в виде гамма-излучения. Примерно в это же время Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider — LHC) в Европейском центре ядерных исследований под Женевой начнет исследования фундаментальных частиц вещества и их взаимодействий на сверхмалых расстояниях. GLAST сможет изучить те же микроскопические явления, что и ускоритель LHC, и показать, как протекают эти процессы в естественных космических условиях. Такие волнующие, революционные эпохи в науке бывают редко.

    [​IMG]

    Гамма-лучи представляют собой электромагнитное излучение наивысшей энергии, т.е. это самое коротковолновое излучение электромагнитного спектра. Обладая гораздо большей энергией, чем оптический свет и даже рентгеновское излучение, кванты гамма-лучей несут столько энергии, что становится возможным превращение данной энергии в вещество в процессе, к которому применима знаменитая формула Альберта Эйнштейна E = mc2.

    Небо в гамма-лучах, неожиданно яркое и переменное, отличается от того небосвода, которым мы привыкли любоваться. На первый взгляд такое темное и безмятежное, оно заполняется сверхмассивными черными дырами, выбрасывающими вещество почти со скоростью света. На нем становятся видны взрывы массивных звезд и вызванное ими сияние. Проявляются сверхплотные нейтронные звезды с их фантастически мощными магнитными полями. Галактики окутываются высокоэнергичным свечением, возникающим при столкновении атомов с заряженными частицами космических лучей. Гамма-излучение из космоса может быть связано и с аннигиляцией экзотических частиц загадочного темного вещества. На ускорителе LHC попытаются создать такие частицы в лабораторных условиях.

    [​IMG]

    Сверхмассивные черные дыры, как на этом рисунке, станут наиболее заметными внегалактическими гамма-источниками для спутника GLAST. Если сравнивать с Солнечной системой, то эта черная дыра больше орбиты Марса, а окружающий ее газовый диск простирается до соседней звезды. Высокоскоростные струи вещества в изобилии генерируют гамма-излучение. Изучая его, исследователи смогут лучше понять поведение материи в экстремальных условиях.
    .
     
  2. VicRus

    VicRus Administrator

    Регистрация:
    25 фев 2007
    Сообщения:
    9.525
    Симпатии:
    0
    Пол:
    Мужской
    Род занятий:
    Пенсионер, ветеран труда
    Адрес:
    Москва
    Сайт:
    Реальное имя:
    Виктор Алексеевич
    .
    июль 2007 № 7 "В МИРЕ НАУКИ"
    Астрофизика

    ЭНЕРГИЯ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ
    Уоллес Такер, Харви Тананбаум и Эндрю Фабиан

    Одиночная черная дыра размером меньше Солнечной системы может определять судьбу целого скопления галактик

    [​IMG]

    Не советуем вам заглядывать в бездну, из которой вырывается поток энергии от сверхмассивной черной дыры. Под его напором образуются пузыри горячего газа, энергия которых равна миллиардам взрывов сверхновых

    Если представить себе какуюлибо обширную область Вселенной, то она будет напоминать карту шоссейных дорог США: галактики будут располагаться вдоль линий, пересекающих межгалактическое пространство, наподобие скоростных автострад, между которыми раскинулись области относительно низкой плотности— космическая окраина. А на перекрестках, где сходятся многочисленные «магистрали», образовались скопления галактик — космические мегаполисы, размеры которых ошеломляют.

    Чтобы преодолеть расстояние от Луны до Земли, лучу света потребуется чуть более секунды, от Солнца до нашей планеты — восемь минут, а от центра нашей галактики — 25 тыс. лет. Но и это пустяк по сравнению с тем временем, которое необходимо свету, чтобы пересечь типичное скопление галактик — около 10 млн. лет. Оказывается, скопления галактик — крупнейшие гравитационно связанные объекты во Вселенной. Цепочки галактик между ними могут быть еще большими по размеру, но они не являются едиными и связанными гравитацией.

    Галактики и прочее вещество внутри гравитационно связанного скопления находятся в динамическом равновесии: они движутся внутри скопления, но не покидают его пределов, поскольку их удерживает притяжение темной материи. Эта загадочная форма материи проявляет себя только через гравитацию. Взаимодействие компонентов скопления приводит к целому ряду явлений, в которых астрономы только начинают разбираться.

    [​IMG]

    Крупнейшие объекты во Вселенной — скопления галактик. Каждое из них включает в себя примерно 1000 галактик, движущихся как рой пчел в облаке горячего газа (красный) и удерживаемых от разлета взаимным притяжением. В ядре скопления находится особо крупная галактика, где происходят наиболее бурные процессы в современной Вселенной.
    .
     
  3. VicRus

    VicRus Administrator

    Регистрация:
    25 фев 2007
    Сообщения:
    9.525
    Симпатии:
    0
    Пол:
    Мужской
    Род занятий:
    Пенсионер, ветеран труда
    Адрес:
    Москва
    Сайт:
    Реальное имя:
    Виктор Алексеевич
    .
    Парад планет в 2012 году может стать концом света

    [​IMG]

    Цивилизация индейцев Майя является большой загадкой для современных учёных. Во времена завоевания Юкатана конкистадорами были уничтожены почти все письменные источники цивилизации Майя.

    До наших дней сохранилось совсем немного источников, способных поведать нам откуда появилась цивилизация Майя, что же послужило причиной упадка этой процветающей цивилизации и кто же дал индейцам Майя знания о Космосе и о будущем?

    Величайшим изобретением индейцев Майя был календарь.

    В основу календаря майя была положена мифическая начальная дата - 13 августа 3113 года до нашей эры. От нее-то путем простого отсчета количества прошедших дней и велось летосчисление. Между прочим, и мы пользуемся мифической датой "рождения Христа" для своего летосчисления.

    Календарь майя, несмотря на свою древность, удивительно точен. По современным расчетам, продолжительность солнечного года составляет 365,2422 дня. Майя вычислили значение в 365,2420 дня. Разница - всего в две десятитысячные. Для составления столь точного календаря, по мнению ученых, потребовалось бы наблюдать и записывать движения планет на протяжении приблизительно десяти тысяч лет. Откуда в то время были получены навыки столь точных рассчётов? Если верить календарю Майя, в котором время
    разделено на циклы, окончание нашего цикла придётся на 21 декабря 2012 года. По легендам Майя, каждый цикл завершается практически полным уничтожением цивилизации, жившей в этом цикле.

    Согласно подсчетам ученых, "Пятое Солнце" началось 13 августа 3113 года до нашей эры. Почему именно тогда? С каким событием это было связано? Никто не знает. Равно как неизвестно, откуда у древних майя вообще взялась их изощренная система счисления ходя времени и деления его на циклы. Тем не менее современные люди верят, что смысл тут был. И вовсю пророчествуют. Предрекают катаклизмы, которые ознаменуют начало следующего Великого цикла календаря майя - "Шестой Эпохи Сотворения", или "Шестого Солнца".

    Жрецы майя говорили, что с момента сотворения рода людского минуло уже четыре цикла, или "Солнца". Сменились четыре человеческие расы, которые погибли во время великих катаклизмов. И лишь немногие люди остались в живых, поведав о том, что произошло.

    "Первое Солнце" длилось 4008 лет и было разрушено землетрясениями. "Второе Солнце" длилось 4010 лет и было уничтожено ураганами. "Третье Солнце" длилось 4081 год и пало под огненным дождем, пролившимся из кратеров огромных вулканов. "Четвертое Солнце" (5026 лет) уничтожил потоп.

    Сейчас мы живем в последний катун Пятой Эпохи Сотворения, или "Пятого Солнца". Оно известно еще и как "Солнце Движения". Майя полагали, что по завершении нынешнего, 5126-летнего цикла произойдет некое движение Земли, что повлечёт за собой уничтожение нашей цивилизации.

    Самое интересное, что 21 декабря 2012 года, будет парад планет.

    Сатурн, Юпитер, Марс и Земля выстроятся в одну линию. Собственно подобные парады планет были и раньше. Чем же отличается парад планет 21 декабря 2012 года от предыдущих ? Дело в том, что в этот день выстроятся в линию не только планеты солнечной системы, но и планеты других звездных систем, образуя линию от центра галактики. А это уже совсем другое дело. Процесс можно сравнить со стрелками часов, когда стрелки часов встают на отметку 12 часов. Данная комбинация будет означать переход вселенной из одной системы в другую.
    .
     
  4. VicRus

    VicRus Administrator

    Регистрация:
    25 фев 2007
    Сообщения:
    9.525
    Симпатии:
    0
    Пол:
    Мужской
    Род занятий:
    Пенсионер, ветеран труда
    Адрес:
    Москва
    Сайт:
    Реальное имя:
    Виктор Алексеевич
    .
    МЛЕЧНОМЕДА, ДИТЯ ГРАВИТАЦИИ

    Рафаил НУДЕЛЬМАН

    [​IMG]

    Любители астрономии знают, что название нашумевшего в свое время научно-фантастического романа "Туманность Андромеды" появилось не случайно — автору книги, палеонтологу Ефремову, было известно, что "туманность", а точнее галактика, в так называемом созвездии Андромеды, — самая близкая к Млечному Пути большая спиральная галактика. Она находится "всего" в 2,5 миллионах световых лет от Млечного Пути и вместе с ним, да еще с галактикой в созвездии Треугольника составляет тройку самых массивных членов так называемой Местной группы галактик, связанных воедино силами гравитационного притяжения.

    Было, конечно, очень романтично рассказать о любви двух мыслящих существ из двух "соседних", но разделенных чудовищным и непреодолимым расстоянием галактик. Тем более что эти галактики так похожи друг на друга. И не только своей спиральностью — Млечный Путь и туманность Андромеды долгое время состязались за звание самой массивной галактики Местной группы, и любопытно, что состязание это — как на данный момент — закончилось, можно сказать, вничью. Последние данные говорят, что в нашей галактике больше "темного вещества", тогда как в галактике Андромеды больше звезд — их там порядка триллиона, то есть 1000 миллиардов, а в Млечном Пути — "всего" от 200 до 400 миллиардов.

    "Треугольная" галактика меньше их обеих, хотя тоже очень массивна, но роднит ее с ними не столько масса, сколько другая общая и интересная особенность: все эти три гигантские галактики сближаются, а потому должны со временем неминуемо столкнуться. Совсем недавно это качественное заключение было подтверждено строгим количественным расчетом, и именно эта новость явилась стимулом для данного очерка. Расчет, проведенный кембриджскими астрономами Томасом Коксом и Ави Левом, рисует такую фантастически интересную картину предстоящего столкновения, что было бы грешно не рассказать о ней подробней.

    Но прежде, однако, необходимо ответить на один недоуменный вопрос, который уже наверняка вертится на языке у вдумчивого читателя: как это две галактики могут сближаться, если Вселенная, как известно, расширяется, а следовательно, галактики должны не сближаться, а, напротив, расходиться все дальше и дальше. И верно — вот уже добрых 80 лет как всем известно, что наша Вселенная расширяется, и вот уже почти 15 лет как многим известно, что она расширяется ускоренно. В результате такого "распухания пространства" расстояния между всеми объектами, находящимися в этом пространстве, должны действительно становиться все больше и больше. И наблюдая галактики, не связанные друг с другом гравитационными силами (например, находящиеся в разных скоплениях), это действительно обнаружили.

    Так что высказанное выше недоумение вполне оправданно. Потому что для того, чтобы разъяснить, почему все-таки можно говорить о сближении Млечного Пути и туманности Андромеды, нужно заглянуть в проблему расширения Вселенной немного глубже. Нужно задаться вопросом, а в какой, собственно, мере это расширение сказывается на расстояниях между достаточно близкими друг к другу телами — например, между отдельными галактиками в их скоплениях, между отдельными звездами в таких галактиках и между звездами и их планетами, как в нашей Солнечной системе? И еще следует задуматься: а в какой мере сказывается противодействующее этому расширению гравитационное притяжение между телами в таких системах?

    А причины задуматься над этим есть. Взять хотя бы нашу Солнечную систему. Она существует уже почти 5 миллиардов лет — время, даже по космическим меркам очень большое, больше трети возраста самой Вселенной, — и за все это время никакого видимого влияния "распухания Вселенной" на расстояния между планетами и Солнцем не наблюдается. Значит, что-то тут не так? Возможно, на малых расстояниях, да еще при наличии гравитационного противодействия расширение Вселенной как целого сказывается не так уж сильно?

    Этот вопрос давно интересовал исследователей, и поискам ответа на него за последние 70 лет было посвящено множество теоретических работ (Мак-Витти, Дикке и Пибблс, Андерсон и другие). Однако лишь в 1998 году трем ученым — Куперштоку, Фараони и Воллику — удалось достаточно строго и точно рассчитать величину этого влияния в рамках эйнштейновской общей теории относительности. И оказалось, что действительно, когда тела находятся на таких (достаточно малых) расстояниях, что могут быть связаны силами гравитации в единую систему, как это происходит в случае любой галактики или даже скопления галактик, влияние "распухания Вселенной" много меньше, чем влияние гравитационных сил. А в случае совсем уж малых расстояний, как, например, в нашей Солнечной системе, роль "распухания" вообще пренебрежимо мала: расчеты Куперштока и его коллег привели к выводу, что за все 4,5 миллиарда лет существования Солнца и Земли расстояние между ними должно было увеличиться на одну стотысячную долю миллимикрона!

    Теперь мы можем успокоить нашего дотошного читателя: расширение Вселенной как целого не сказывается (если уж совсем строго — практически не сказывается) на движении отдельных галактик внутри их скопления и потому можно считать, что это движение определяется одними только силами притяжения этих галактик друг к другу. А коли так, то мы вполне вправе говорить, что наш Млечный Путь сближается с галактикой Андромеды, и потому столь же вправе предположить, что это сближение в конце концов приведет к столкновению этих двух космических гигантов. Тогда возникает совсем другой вопрос: когда это произойдет и как будет выглядеть?

    Как показали астрономические наблюдения, эти две галактики несутся навстречу друг к другу со скоростью 120 километров в секунду. По нашим земным меркам это огромная скорость, она в десять с лишним раз превосходит скорости всех наших космических межпланетных ракет. Но по галактическим меркам это, конечно, черепашье движение, потому что при такой скорости "встреча в верхах" этих двух лидеров Местной группы состоится не раньше чем через 2 миллиарда лет. Так что мы, конечно, при этом присутствовать уже не будем (хотя Солнце наверняка доживет). Но вот сейчас двое исследователей Кокс и Лев показали, что наши могучие компьютеры, понукаемые нашими еще более могучими научными мозгами, могут уже сейчас рассказать нам не только когда, но и как эта встреча произойдет. Для этого нужно "всего только" рассчитать движение обеих галактик на 5 миллиардов лет вперед, а чтобы сделать это, нужно, как оказалось, "всего лишь" построить модель из двух миллионов шестисот тысяч точек (!), изображающих распределение обычного и "темного" вещества в обеих сталкивающихся галактиках, и рассчитать на гигантском компьютере вероятные перемещения всех этих точек на протяжении всех этих миллиардов лет. Вот и все. Проще, чем фокуснику достать кролика из шляпы.

    Покажем теперь кролика.

    Вот как он выглядит, по расчетам Кокса и Лева. Уже через 2 миллиарда лет Млечный Путь и галактика Андромеды пройдут мимо друг друга так близко, что притяжение вытянет из каждой галактики длинный хвост звезд и газа. Внутренняя структура обеих галактик тоже сильно нарушится, но в целом они еще останутся отдельными и начнут расходиться. Однако гравитация вскоре замедлит это их взаимное удаление и заставит сблизиться опять, так что еще через полтора миллиарда лет они опять пройдут рядом и снова сильно покалечат друг друга. Потом они вновь разойдутся, но уже на меньшее расстояние, и еще через полтора миллиарда лет окончательно придут в тесное соприкосновение.

    Это, конечно, не будет похоже на настоящее столкновение, вроде удара двух биллиардных шаров, ничего подобного, — просто звезды обеих галактик начнут перемешиваться, а облака их газа — проникать друг в друга, что будет, разумеется, сопровождаться гигантскими и непредсказуемо сложными физическими процессами. Конечным результатом всего этого станет образование единой новой супергалактики эллиптического вида, которой Кокс и Лев уже дали название Млечномеда.

    Вот такая картина. Но нас с вами, понятно, более всего интересует при этом судьба нашего Солнца. Сейчас оно находится в "пригороде" Млечного Пути, примерно на полпути от его центра до окраины, а что с ним будет 5 миллиардов лет спустя? Оказывается, после "битвы титанов", если верить расчетам, Солнце будет находиться намного дальше от центра Млечномеды, почти на ее окраине. Однако — уцелеет и даже, по расчетам, сохранит свои планеты. Если кто-нибудь будет жить на них, он в процессе сближения двух галактик будет видеть на небе великолепную огромную и даже страшноватую звездную спираль, вот только не ясно, какая из галактик это будет, потому что есть 3 процента шансов за то, что наше Солнце вместе со своими планетами на одном из этапов такого сближения будет перетянуто в галактику Андромеды. Но какая разница? Главное, что будет красиво.

    Разумеется, все эти выводы не вполне точны. Дело в том, что у галактики Андромеды помимо скорости, направленной к нам, есть еще боковая скорость, которую надеются точно измерить только в 2011 году, когда для этого будет запущен специальный спутник "Гайа". Не очень точно известно также распределение обычного и "темного" вещества в обеих галактиках, а ведь оно тоже входит в расчеты. Так что детали картины могут еще измениться. Но основное произойдет "как по писаному", так что зрелище в любом случае предстоит захватывающее, похлеще любой фантастики.
    Спешите покупать билеты.
     
  5. VicRus

    VicRus Administrator

    Регистрация:
    25 фев 2007
    Сообщения:
    9.525
    Симпатии:
    0
    Пол:
    Мужской
    Род занятий:
    Пенсионер, ветеран труда
    Адрес:
    Москва
    Сайт:
    Реальное имя:
    Виктор Алексеевич
    Re: Рождение звезды

    апрель 2008 № 4 "В МИРЕ НАУКИ"
    Астрономия

    РОЖДЕНИЕ ЗВЕЗДЫ

    Василий Янчилин по материалам беседы с Маратом Гильфановым и Павлом Штыковским
    Теория звездной эволюции в общих чертах уже известна, и многие ее выводы подтверждаются наблюдениями. Но до сих пор в ней существуют нерешенные проблемы, в частности, касающиеся возникновения звезд. В этом смысле особый интерес представляет история звездообразования во Вселенной, то есть интенсивность, с которой рождались звезды в галактиках от момента появления первых светил до наших дней

    В настоящее время в нашей Галактике каждый год рождаются звезды, общая масса которых примерно равна 2—3 солнечным. А как этот процесс протекал раньше? За 15 млрд лет существования Млечного Пути в нем сформировалось около 60 млрд солнечных масс. Был ли это монотонный процесс, или звездообразование происходило вспышками, вызванными, например, сближением с нашими соседями — Магеллановыми Облаками? Пока нет ответа на этот вопрос.

    Астрономы не могут «прокрутить» время назад и посмотреть, как менялся темп звездообразования в интересующем их месте пространства. Тем не менее они могут заглянуть в прошлое, наблюдая далекие галактики. Исследуя процессы во все более удаленных объектах, ученые могут определить, как менялся темп звездообразования при эволюции Вселенной. Это, в свою очередь, поможет узнать, когда сформировались наиболее древние галактики, и как их состав изменялся со временем.

    [​IMG]

    Для решения данной задачи нужны надежные индикаторы звездообразования. Из-за высокой температуры спектр молодых светил смещен в ультрафиолетовую область. Кроме того, они часто окружены пылью, которая поглощает их излучение и затем переизлучает его в виде тепла, т.е. в инфракрасном свете. Это дает возможность использовать излучение в ультрафиолетовом и далеком инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра для диагностики звездообразования. На практике такие индикаторы удалось внедрить только во второй половине XX в., когда появились телескопы, позволяющие проводить астрономические наблюдения за пределами видимого диапазона. Однако индикаторы не всегда надежны, т.к. ультрафиолетовое излучение поглощается межзвездной средой, а интенсивность инфракрасного зависит от количества пыли в галактике, которое зачастую неизвестно.

    Солнце греет Землю уже около 5 млрд лет и, судя по запасам водорода, этот процесс будет продолжаться еще столько же. У звезды, масса которой в 8 раз больше, а светимость в тысячи раз выше, срок жизни существенно меньше — всего 40 млн лет. Более массивные объекты расходуют свои запасы топлива еще быстрее. Фаза термоядерного горения водорода — наиболее длинная и устойчивая в жизни любой звезды. Все это время она находится на так называемой главной последовательности (рис. вверху). Когда весь водород в недрах превращается в гелий, звезда с нее «сходит». Источник энергии иссякает, равновесие нарушается, и под действием гравитационных сил светило начинает сжиматься. Дальнейшая судьба зависит от его массы.

    У небольших звезд температура в ядре не поднимается выше нескольких десятков миллионов градусов, поэтому термоядерный синтез более тяжелых элементов не происходит. Звезда медленно перемещается по диаграмме (рис. вверху) в область белых карликов и затем постепенно остывает. Более массивные звезды сжимаются достаточно сильно для того, чтобы вызвать последовательный термоядерный синтез химических элементов вплоть до железа. Синтез более тяжелых элементов становится энергетически невыгодным и поэтому не происходит. Когда выделение тепла прекращается, сжатию ничто не препятствует, и образовавшееся железное ядро быстро коллапсирует до размеров 10—20 км, превращаясь в нейтронную звезду или черную дыру в зависимости от первоначальной массы звезды. От выделившейся гравитационной энергии оболочка взрывается и со скоростью около 10 тыс. км/с выбрасывается в окружающее пространство. Происходит так называемый взрыв сверхновой II типа. РАСПОЛОЖЕНИЕ ЗВЕЗД НА ДИАГРАММЕ «ТЕМПЕРАТУРА — СВЕТИМОСТЬ»

    [​IMG]

    К началу XX в. был накоплен огромный объем знаний о звездных спектрах, а также измерены расстояния до многих звезд, что позволило определить их светимости (светимость звезды — это мощность, с которой она излучает электромагнитную энергию). В связи с этим возникла потребность систематизировать полученную информацию. Наиболее эффективной оказалась следующая классификация.

    Звезда в зависимости от температуры своей поверхности и светимости изображалась в виде точки на диаграмме «температура-светимость». Изучая ее, датский астроном Э. Герцшпрунг и американский астроном Г. Рессел обнаружили очень интересный и важный факт: звезды заполняют всю площадь диаграммы не беспорядочно, а группируются внутри ярко выраженных областей. Подавляющее большинство всех известных звезд располагается вблизи линии, пересекающей диаграмму по диагонали и называемой «главная последовательность» (красные и желтые карлики, голубые гиганты). Все остальные звезды также образуют определенные группы (белые карлики, красные и желтые гиганты). Изучение особенностей этой диаграммы помогло астрономам построить теорию звездной эволюции.


    Рентгеновские источники

    В 1970 гг., после запуска первой рентгеновской обсерватории «Ухуру», были открыты удивительные объекты — яркие рентгеновские источники. Как выяснилось позднее, они представляют собой тесную двойную систему, состоящую из обычной звезды и коллапсара — черной дыры или нейтронной звезды. Вещество обычной звезды, перетекая на компактный объект под действием его гравитационного притяжения, нагревается до температуры в десятки миллионов градусов и излучает в рентгеновском диапазоне. Как вспоминает основатель рентгеновской астрономии американский физик, лауреат Нобелевской премии Риккардо Джаккони, открытие таких объектов стало полной неожиданностью, т.к. считалось, что двойная система должна разрушиться, если один из ее компонентов, взорвавшись, превратится в нейтронную звезду.

    К настоящему времени в нашей Галактике обнаружено около 150—200 ярких рентгеновских источников. В зависимости от массы нормальной звезды, их можно разделить на два класса: маломассивные, если звезда-компаньон имеет массу порядка солнечной или меньше, и массивные, когда она в пять и более раз превышает солнечную. Эти объекты позволяют изучать, как протекают физические процессы в экстремальных условиях, которые невозможно создать в земных лабораториях: сверхплотные состояния вещества, сверхсильные гравитационные и магнитные поля.

    В некоторых случаях масса компактного объекта в двойной системе намного превышает верхний теоретический предел для нейтронных звезд, что позволяет классифицировать такие объекты, как двойные системы с черными дырами. В нашей Галактике уже обнаружено более десятка таких объектов.

    Как стало ясно несколько лет назад, двойные рентгеновские звезды можно использовать для измерения темпа звездообразования. Детальное исследование популяций рентгеновских источников в других галактиках стало возможным лишь после того, как в самом конце XX в. были выведены на околоземную орбиту две рентгеновские обсерватории. Это телескоп «Чандра», разрешение которого достигает долей угловой секунды и не уступает лучшим наземным оптическим телескопам, и рентгеновский телескоп «ХММ-Ньютон», обладающий рекордно высокой чувствительностью.
    Фаза термоядерного горения водорода – наиболее длинная и устойчивая в жизни любой звезды

    В 2003 г., используя данные, полученные с космической обсерватории «Чандра», Ханс-Якоб Гримм из Института астрофизики общества имени Макса Планка, доктор физико-математических наук Марат Гильфанов и профессор, академик РАН Рашид Сюняев (ИКИ РАН) исследовали массивные двойные рентгеновские объекты в различных звездообразующих галактиках и продемонстрировали, что их число и полная светимость прямо пропорциональны темпу звездообразования в галактике.

    С одной стороны, такое открытие дает возможность измерять темп звездообразования, в том числе и в далеких галактиках, по их рентгеновскому излучению. С другой, оно несколько неожиданно, так как из простейших теоретических соображений следует, что число массивных двойных рентгеновских объектов должно определяться не текущим темпом звездообразования в галактике, а всей его предысторией за последние 100 млн лет.

    Предположим, в галактике в течение очень короткого времени шло интенсивное звездообразование. Отметим, что большинство массивных звезд рождаются не поодиночке, а входят в состав двойных звездных систем и, таким образом, в перспективе они могут стать рентгеновскими источниками. Однако ясно, что некоторое время ни одного такого источника в этой области не будет. Они появятся только через несколько миллионов лет, когда начнут взрываться первые наиболее массивные звезды. Затем произойдет взрыв менее массивных, и появятся новые, менее яркие рентгеновские источники. Примерно через 20—40 млн лет их количество достигнет максимума, после чего наступит спад, и уже через 50—100 млн лет число массивных рентгеновских двойных звезд упадет до нуля. Таким образом, очевидно, что более точная связь между числом рентгеновских источников и темпом звездообразования должна учитывать возраст звездного населения.

    Этот вывод наглядно иллюстрируется изображением Большого Магелланова Облака, полученного в излучении линии H водорода, на котором указаны массивные рентгеновские двойные, обнаруженные телескопом «ХММ-Ньютон».

    СВЕРХНОВЫЕ
    [​IMG]

    Очень редко в жизни звезд случаются грандиозные катастрофы: звезда взрывается и при этом может светить ярче 10 млрд солнц. Такая вспышка получила название «сверхновая». Изучая сверхновые, астрономы пришли к выводу, что часть из них связана с взрывами старых звезд, возраст которых составляет много миллиардов лет, а масса — порядка солнечной, а другая часть является результатом взрыва молодых и массивных звезд


    Эволюция

    В области 30 Золотой Рыбы активно идет процесс рождения массивных звезд, о чем свидетельствует интенсивное излучение в линии водорода H, но там практически отсутствуют рентгеновские двойные. В то же время в гигантской оболочке ионизованного водорода LMC 4 ситуация прямо противоположная — рентгеновских источников много, а звездообразование происходит гораздо медленнее. Это объясняется тем, что всплеск звездообразования в области LMC 4 завершился примерно 10—30 млн лет назад, а число массивных рентгеновских двойных к настоящему времени достигло своего максимума. Было бы интересно, основываясь на теории звездной эволюции, рассчитать, как будет изменяться количество рентгеновских источников с момента начала звездообразования. Однако сделать это крайне сложно, так как теория эволюции двойных систем значительно сложнее, чем одиночных звезд.

    В 2006 г. ведущий научный сотрудник ИКИ РАН Марат Гильфанов и научный сотрудник ИКИ РАН Павел Штыковский предприняли попытку ответить на этот вопрос, основываясь исключительно на наблюдениях. Для этого они, используя оптические каталоги звезд, исследовали небольшие участки Малого Магелланова Облака и восстановили для каждого из них историю звездообразования. Затем, уже применяя данные обсерватории «ХММ-Ньютон», определили местоположение всех массивных рентгеновских двойных. Сравнивая, как зависит плотность этих источников от возраста окружающего их звездного населения, они определили зависимость числа рентгеновских источников от времени, прошедшего с момента звездообразования. Малое Магелланово Облако было выбрано не случайно. Эта небольшая галактика неправильной формы — спутник Млечного Пути и расположена сравнительно близко, на расстоянии около 200 тыс. световых лет.

    МАССИВНЫЕ РЕНТГЕНОВСКИЕ ДВОЙНЫЕ ЗВЕЗДЫ В МАГЕЛЛАНОВОМ ОБЛАКЕ
    [​IMG]

    Гигантская оболочка ионизованного водорода LMC 4. Массивных рентгеновских двойных звезд много, а звездообразование в этой области завершилось 10—30 млн лет назад


    Область 30 Золотой Рыбы. Идет интенсивное звездообразование, но оно длится менее 10 млн лет, поэтому еще нет ни одного массивного рентгеновского источника


    Результаты, полученные М. Гильфановым и П. Штыковским, оказались несколько неожиданными (рис. вверху). Их можно сравнить с кривой темпа вспышек сверхновых II типа, полученной на основании теоретических расчетов.

    Через 3 млн лет после всплеска звездообразования первыми начинают взрываться самые массивные звезды (левая пунктирная линия). Спустя 5 млн лет темп вспышек сверхновых достигает своего максимума, а затем начинает постепенно спадать. Через 40 млн лет образуются последние нейтронные звезды в результате взрывов звезд массой около восьми солнечных. Предполагается, что менее массивные объекты не взрываются. Таким образом, напрашивается вывод, что к этому времени уже не должно остаться ни одной массивной рентгеновской двойной, но, согласно наблюдениям, их количество наоборот достигает своего максимума. Почему экспериментальная кривая численности рентгеновских источников хотя бы в общих чертах не совпадает с кривой взрывов сверхновых? Может, теоретическая кривая все же ошибочна?
    К настоящему времени в нашей Галактике обнаружено около 150—200 ярких рентгеновских источников

    Ученые считают, что оснований для подобного вывода нет. Экспериментальная кривая и не должна повторять кривую темпа вспышек сверхновых, потому что между возникновением нейтронной звезды и появлением на небе рентгеновского источника пройдет некоторое время. В зависимости от светимости источника, это время может достигать 20—30 млн лет. Полученная кривая поможет теоретикам проверить и откалибровать теорию эволюции двойных систем и кроме того уточнить новый индикатор звездообразования, который удалось разработать благодаря космическим рентгеновским телескопам «Чандра» и «ХММ-Ньютон». Возможно, что наблюдение галактик в рентгеновском диапазоне раскроет дополнительные возможности для диагностики звездообразования в далеких галактиках, даже там, где классические методы порой дают сбои.

    ЭВОЛЮЦИЯ ЧИСЛЕННОСТИ МАССИВНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ДВОЙНЫХ ЗВЕЗД, ПОСТРОЕННАЯ ПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ
    [​IMG]
    Максимум численности массивных рентгеновских источников наступает через 20—50 млн лет после начала звездообразования

    По горизонтальной оси отложен возраст в миллионах лет после начала звездообразования (логарифмическая шкала).

    По вертикальной — относительное число массивных рентгеновских источников (черные точки, а длина черных линий показывает возможную погрешность) и взорвавшихся звезд (синяя кривая, она получена на основании теоретических расчетов).

    Левая вертикальная пунктирная линия отмечает момент взрыва самых массивных звезд. В это время образуются первые черные дыры. Правая отмечает момент образования последних нейтронных звезд.


    Полученная зависимость важна не только с точки зрения теории эволюции двойных систем и диагностики звездообразования в далеких галактиках. Она также позволяет предсказать ряд интересных эффектов, поддающихся экспериментальной проверке. Одно из таких предсказаний, сделанных М. Гильфановым и П. Штыковским, касается особенностей проявления спиральной структуры галактик в рентгеновском диапазоне. Для его проверки они исследовали расположение массивных рентгеновских источников в спиральной галактике М51, находящейся на расстоянии 30 млн световых лет, в рукавах которой происходит интенсивное звездообразование. Спиральную структуру рукавов можно достаточно хорошо определить по пику излучения водородной линии H, расположение которого совпадает с местонахождением самых молодых звезд. Если максимум численности массивных рентгеновских двойных наступает через 30—40 млн лет после всплеска звездообразования, то их распределение будет смещено относительно спиральной структуры, наблюдаемой в линии H.
    Большинство массивных звезд рождаются не поодиночке, а входят в состав двойных звездных систем и становятся потенциальными рентгеновскими двойными

    Наблюдения подтвердили правильность этого вывода, хотя и поставили новые вопросы. Схожие результаты были получены при исследовании массивных рентгеновских двойных звезд в спиральных рукавах нашей Галактики.

    Можно надеяться, что открытие, сделанное в Институте космических исследований, привлечет к новой проблеме астрономов-наблюдателей и даст толчок к более глубокому изучению популяций массивных рентгеновских двойных в галактиках. Это позволит в будущем уточнить ряд спорных моментов в теории эволюции двойных систем. В то же время применение нового метода для исследования звездообразования в далеких галактиках поможет воссоздать историю образования звезд во Вселенной.

    СПИРАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ГАЛАКТИКИ
    [​IMG]
    .
     
  6. VicRus

    VicRus Administrator

    Регистрация:
    25 фев 2007
    Сообщения:
    9.525
    Симпатии:
    0
    Пол:
    Мужской
    Род занятий:
    Пенсионер, ветеран труда
    Адрес:
    Москва
    Сайт:
    Реальное имя:
    Виктор Алексеевич
    12.12.2011, 09:31:39
    Версия для печати | PDA/КПК

    [​IMG]

    Меркурий. Фото NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
    Астрофизики объяснили необычную орбиту Меркурия


    Астрофизики объяснили необычную орбиту Меркурия столкновением с астероидом. Статья ученых появилась в Nature Geoscience.

    До середины прошлого века ученые полагали, что спин-орбитальный резонанс Меркурия 1:1 - то есть за каждый оборот вокруг Солнца планета совершает один оборот вокруг своей оси. Подобный резонанс, например, наблюдается у Луны, которая из-за этого всегда смотрит на Землю одной своей половиной. В 1965 в результате радионаблюдений было установлено, что на самом деле резонанс Меркурия 3:2, то есть планета совершает три оборота вокруг оси за два оборота вокруг Солнца.

    В 2009 году в журнале Icarus появилась статья, авторы которой исследовали вопрос эволюции меркурианской орбиты. На тот момент популярной была гипотеза о том, что раньше Меркурий вращался быстрее, однако, со временем из-за трения мантии и коры замедлился до существующего в настоящее время резонанса. На основании компьютерных моделей ученым удалось установить, что подобное развитие событий возможно только в 26 процентах случаев - во всех остальных резонанс был другой.

    В рамках новой работы ученые отмечают, что в статье 2009 года предполагалось, что изначально Меркурий вращался по направлению собственного движения вокруг Солнца. Поэтому они исследовали случай, когда планета первоначально вращалась в противоположном орбитальному движению направлении - так называемое попятное движение.

    Как оказалось, и в этом случае наиболее вероятным является спин-орбитальный резонанс 1:1 (более того, на тот факт, что в прошлом Меркурий был именно в таком резонансе указывает, по словам ученых, расположение кратеров на поверхности планеты). Исследователи полагают, что из подобного устойчивого состояния Меркурий вывело столкновение с крупным астероидом диаметром 250-450 километров.

    Исследователи полагают, что подобный астероид должен был оставить на планете воронку диаметром 700-1100 километров. На настоящий момент известно около 14 подобных объектов.
    ...
     
  7. VicRus

    VicRus Administrator

    Регистрация:
    25 фев 2007
    Сообщения:
    9.525
    Симпатии:
    0
    Пол:
    Мужской
    Род занятий:
    Пенсионер, ветеран труда
    Адрес:
    Москва
    Сайт:
    Реальное имя:
    Виктор Алексеевич
    03.09.2012, 16:25:28
    [​IMG]
    NGC 5806. Фото NASA/Hubble

    Опубликованы снимки далекой сверхновой

    Ученые, работающие с телескопом "Хаббл", опубликовали фото сверхновой в галактике, расположенной на расстоянии 50 миллионов световых лет от Земли. Фото и его описание доступны на сайте Американского космического агентства.

    Речь идет о галактике NGC 5806 в созвездии Девы. Сами снимки были сделаны еще в начале 2005 года, однако только теперь они были извлечены из архива и обработаны (в настоящее время большая часть данных, собранных "Хабблом", не обработана). Ученые искали следы сверхновой SN 2004dg, взрыв которой был зарегистрирован в июле 2004 года.

    Сверхновая, о которой идет речь, относится к классу так называемых сверхновых типа II. Эти объекты - результат гравитационного коллапса звезды с массой в пределах от 8 до 40-50 солнечных в конце ее жизни. Отличительной особенностью таких взрывов является наличие в спектре водорода. Новые снимки представляют для ученых интерес в силу того, что позволяют взглянуть на последствия столь мощных взрывов.

    Ученые подчеркивают, что сама галактика, о которой идет речь, не представляет собой ничего интересного. Это обычная спиральная галактика с балджем (скоплением звезд) в центре, а также сверхмассивной черной дырой, расположенной там же.

    Телескоп "Хаббл" работает на околоземной орбите с апреля 1990 года. За время своего функционирования он сделал более миллиона наблюдений. Зеркало аппарата диаметром 2,5 метра позволяет следить за многими уникальными процессами в космосе в том числе и в оптическом диапазоне.
     
  8. VicRus

    VicRus Administrator

    Регистрация:
    25 фев 2007
    Сообщения:
    9.525
    Симпатии:
    0
    Пол:
    Мужской
    Род занятий:
    Пенсионер, ветеран труда
    Адрес:
    Москва
    Сайт:
    Реальное имя:
    Виктор Алексеевич
    19.10.2012, 20:49:19

    Фото Gemini Observatory/AURA
    Астрономы сфотографировали необычную галактику

    [​IMG]

    Астрономы обсерватории "Джемини" получили самое подробное на сегодняшний день изображение галактики NGC 660, относящейся к редкому классу полярных галактик. Сообщение об этом опубликовано на сайте обсерватории, там же можно скачать изображение в высоком разрешении.

    Галактика NGC 660 расположена на расстоянии 40 миллионов световых лет от Земли поблизости от созвездия Рыб. Она состоит как бы из двух отдельных звездных скоплений: спирального и линзообразного. Такие галактики называют полярными - в них внешнее кольцо вращается над полюсами внутреннего скопления. Кроме того, NGC 660 является единственной среди известных полярных галактик, у которой в центре имеется старое линзовидное скопление.

    Все полярные галактики представляют собой продукт взаимодействия двух отдельных звездных скоплений. Некоторые из них могут быть образованы в результате столкновения двух сформированных галактик (например, такая галактика может сформироваться при слиянии в будущем Млечного Пути с Андромедой). Другие возникают в результате тесного гравитационного взаимодействия скоплений.

    Астрономы пока не знают, как сформировалась необычная структура NGC 660, но склоняют к версии гравитационного взаимодействия. Против гипотезы столкновения, в частности, говорит отсутствие в центре NGC 660 двух сверхмассивных черных дыр. Вместо них астрономы обнаружили в центре галактики мощное радиоизлучение, исходящие от молодых голубых звезд. Их образование было стимулировано гравитационным взаимодействием двух прото-галактик.

    Обсерватория "Джемини", в которой получено изображение, расположена на потухшем вулкане Мауна-Кеа на Гавайях. Ранее сотрудники этой обсерватории получили изображение туманности "Sharpless 2-71", образованной в результате взаимодействия двух стареющих звезд.