Пульсари - нейтронні зірки. Неймовірні факти з космосу Надра нейтронних зірок

>

У центрі галактики М82 можна побачити пульсар (рожевий)

вивчіть пульсари і нейтронні зірки Всесвіту: опис і характеристика з фото і відео, будова, обертання, щільність, склад, маса, температура, пошук.

пульсари

пульсари являють собою сферичні компактні об'єкти, розміри яких не виходять за кордон великого міста. Дивно те, що при такому обсязі вони за масивністю перевершують сонячну. Їх використовують для дослідження екстремальних станів матерії, виявлення планет за межами нашої системи і вимірювання космічних дистанцій. Крім того, вони допомогли знайти гравітаційні хвилі, які вказують на енергетичні події, на зразок сутичок надмасивних. Вперше виявлені в 1967 році.

Що таке пульсар?

Якщо виглядати на небі пульсар, то здається звичайною мерехтливої \u200b\u200bзіркою, наступного за певного ритму. Насправді, їх світло не мерехтить і не пульсує, і вони не виступають зірками.

Пульсар виробляє два стійких вузьких світлових променя в протилежних напрямках. Ефект мерехтіння створюється через те, що вони обертаються (принцип маяка). У цей момент промінь потрапляє на Землю, а потім знову повертається. Чому це відбувається? Справа в тому, що світловий промінь пульсара зазвичай не поєднується з його віссю обертання.

Якщо миготіння створюється обертанням, то швидкість імпульсів відображає ту, з якої обертається пульсар. Всього було знайдено 2000 пульсарів, велика частина з яких робить один оборот в секунду. Але є приблизно 200 об'єктів, які примудряються за той же час здійснювати по сотні обертів. Найбільш швидкі називають мілісекундними, тому що їх кількість оборотів за секунду прирівнюється до 700.

Пульсари не можна вважати зірками, принаймні «живими». Це скоріше нейтронні зірки, що формуються після того, як у масивної зірки закінчується паливо, і вона руйнується. В результаті створюється сильний вибух - наднова, а залишився щільний матеріал трансформується в нейтронну зірку.

Діаметр пульсарів у Всесвіті досягає 20-24 км, а по масі вдвічі більше сонячної. Щоб ви розуміли, шматочок такого об'єкта розміром з цукровий куб буде важити 1 мільярд тонн. Тобто, у вас в руці поміщається щось вагою з Еверест! Правда є ще більш щільний об'єкт - чорна діра. Найбільш масивна досягає 2.04 сонячної маси.

Пульсари мають сильним магнітним полем, яке від 100 мільйонів до 1 квадрильйона разів сильніше земного. Щоб нейтронна зірка почала випромінювати світло подібний Пульсару, вона повинна володіти правильним співвідношенням напруженості магнітного поля і частоти обертання. Трапляється так, що промінь радіохвиль може не пройти через поле зору наземного телескопа і залишитися невидимим.

радіопульсари

Астрофізик Антон Бірюков про фізику нейтронних зірок, уповільнення обертання і відкритті гравітаційних хвиль:

Чому пульсари обертаються?

Повільність для пульсара - одне обертання в секунду. Найбільш швидкі розганяються до сотень оборотів в секунду і називаються мілісекундними. Процес обертання відбувається, тому що зірки, з яких вони утворилися, також оберталися. Але, щоб дістатися до такої швидкості, потрібен додатковий джерело.

Дослідники вважають, що мілісекундним пульсари сформувалися за допомогою крадіжки енергії у сусіда. Можна помітити наявність чужого речовини, яке збільшує швидкість обертання. І це не дуже добре для потерпілого компаньйона, який одного разу може повністю поглинути Пульсаром. Такі системи називають чорними вдовами (в честь небезпечного виду павука).

Пульсари здатні випромінювати світло в декількох довжинах хвиль (від радіо до гамма-променів). Але як вони це роблять? Учені поки не можуть знайти точної відповіді. Вважають, що за кожну довжину хвиль відповідає окремий механізм. Маякоподобние промені складаються з радіохвиль. Вони відрізняються яскравістю і вузькістю і нагадують когерентний світло, де частинки формують сфокусований промінь.

Чим швидше обертання, тим слабкіше магнітне поле. Але швидкості обертання достатньо, щоб вони випромінювали такі ж яскраві промені, як і повільні.

Під час обертання, магнітне поле створює електричне, яке здатне привести заряджені частинки в рухомий стан (електричний струм). Ділянка над поверхнею, де домінує магнітне поле, називають магнітосферою. Тут заряджені частинки прискорюються до неймовірно високих швидкостей через сильного електричного поля. При кожному прискоренні вони випромінюють світло. Він відображається в оптичному і рентгенівському діапазоні.

А що з гамма-променями? Дослідження говорять про те, що їх джерело потрібно шукати в іншому місці біля пульсара. І вони будуть нагадувати віяло.

Пошук пульсарів

Головним методом для пошуку пульсарів в космосі залишаються радіотелескопи. Вони невеликі і слабкі в порівнянні з іншими об'єктами, тому доводиться сканувати все небо і поступово в об'єктив потрапляють ці об'єкти. Велика частина була знайдена за допомогою Обсерваторії Паркса в Австралії. Багато нових даних можна буде отримати з Антеною решітки в квадрантний кілометр (SKA), що стартує в 2018 році.

У 2008 році запустили телескоп GLAST, який знайшов 2050 гамма-випромінюючих пульсарів, серед яких 93 були мілісекундними. Цей телескоп неймовірно корисний, так як сканує всі небо, в той час як інші виділяють лише невеликі ділянки уздовж площини.

Пошук різних довжин хвиль може стикатися з проблемами. Справа в тому, що радіохвилі неймовірно потужні, але можуть просто не потрапляти в об'єктив телескопа. А ось гамма-випромінювання поширюються по більше частини неба, але поступаються за яскравістю.

Зараз вчені знають про існування 2300 пульсарів, знайдених по радіохвилях і 160 через гамма-промені. Є також 240 мілісекунд пульсарів, з яких 60 виробляють гамма-випромінювання.

Використання пульсарів

Пульсари - не просто дивовижні космічні об'єкти, а й корисні інструменти. Випускається світло може багато розповісти про внутрішні процеси. Тобто, дослідники здатні розібратися в фізиці нейтронних зірок. У цих об'єктах настільки високий тиск, що поведінка матерії відрізняється від звичного. Дивне наповнення нейтронних зірок називають «ядерної пастою».

Пульсари приносять багато користі завдяки точності імпульсів. Вчені знають конкретні об'єкти і сприймають їх як космічні годинник. Саме так почали з'являтися припущення про наявність інших планет. Фактично, перша знайдена екзопланета оберталася навколо пульсара.

Не забувайте, що пульсари під час «миготіння» продовжують рухатися, а значить, можна з їх допомогою вимірювати космічні дистанції. Вони також брали участь у перевірці теорії відносності Ейнштейна, начебто моментів з силою тяжіння. Але регулярність пульсації може порушуватися гравітаційними хвилями. Це помітили в лютому 2016 року.

кладовища пульсарів

Поступово все пульсари сповільнюються. Випромінювання харчується від магнітного поля, що створюється обертанням. У підсумку, він також втрачає свою потужність і припиняє посилати промені. Вчені вивели спеціальну межу, де ще можна виявити гамма-промені перед радіохвилями. Як тільки пульсар опускається нижче, його списують на кладовище пульсарів.

Якщо пульсар сформувався із залишків наднової, то має величезний енергетичним запасом і великою швидкістю обертання. Серед прикладів можна згадати молодий об'єкт PSR B0531 + 21. У такій фазі він може пробути кілька сотень тисяч років, після чого почне втрачати швидкість. Пульсари середнього віку становлять більшу частину населення і виробляють тільки радіохвилі.

Однак, пульсар може продовжити собі життя, якщо поруч є супутник. Тоді він буде витягати його матеріал і збільшувати швидкість обертання. Такі зміни можуть відбутися в будь-який час, тому пульсар здатний відроджуватися. Подібний контакт називають маломасивних рентгенівської подвійною системою. Найбільш старі пульсари - мілісекундним. Деякі досягають віку в мільярди років.

нейтронні зірки

нейтронні зірки - досить загадкові об'єкти, що перевищують сонячну масу в 1.4 рази. Вони народжуються після вибуху більших зірок. Давайте дізнаємося ці формування ближче.

Коли вибухає зірка, масивніше Сонця в 4-8 разів, залишається ядро \u200b\u200bз великою щільністю, що продовжує руйнуватися. Гравітація так сильно тисне на матеріал, що змушує протони й електрони зливатися, щоб постати у вигляді нейтронів. Так і народжується нейтронна зірка високої щільності.

Ці масивні об'єкти здатні досягати в діаметрі всього 20 км. Щоб ви усвідомили щільність, всього одна ложечка матеріалу нейтронної зірки буде важити мільярд тонн. Гравітація на такому об'єкті в 2 мільярди разів сильніше земного, а потужності вистачає для гравітаційного лінзування, що дозволяє вченим розглянути задню частину зірки.

Поштовх від вибуху залишає імпульс, який змушує нейтронну зірку обертатися, досягаючи декількох оборотів в секунду. Хоча вони можуть розганятися до 43000 разів на хвилину.

Прикордонні шари поблизу компактних об'єктів

Астрофізик Валерій Сулейманов про виникнення акреційних дисків, зоряному вітрі і речовині навколо нейтронних зірок:

Надра нейтронних зірок

Астрофізик Сергій Попов про екстремальні станах речовини, склад нейтронних зірок і способи вивчення надр:

Коли нейтронна зірка являє собою частину подвійної системи, де вибухнула наднова, картина виглядає ще більш вражаючою. Якщо друга зірка поступалася за масивністю Сонця, то тягне масу компаньйона в «пелюстка Роша». Це кулясте хмару матеріалу, яка вчиняє обертів навколо нейтронної зірки. Якщо ж супутник був більше сонячної маси в 10 раз, то передача маси також налаштовується, але не така стійка. Матеріал тече вздовж магнітних полюсів, нагрівається і створюються рентгенівські пульсації.

До 2010 року було знайдено 1800 пульсарів за допомогою радіовиявлення і 70 через гамма-промені. У деяких екземплярів навіть помічали планети.

Типи нейтронних зірок

У деяких представників нейтронних зірок струменя матеріалу течуть практично зі швидкістю світла. Коли вони пролітають повз нас, то спалахують як світло маяка. Через це їх прозвали пульсарами.

Коли рентгенівські пульсари відбирають матеріал у більш масивних сусідів, то він контактує з магнітним полем і створює потужні промені, які спостерігаються в радіо, рентгенівському, гамма і оптичному діапазоні. Так як джерело розташовується в компаньйона, то їх називають пульсарами з аккрецией.

Обертові пульсари в небі підкоряються обертанню зірок, тому що високоенергетичні електрони взаємодіють з магнітним полем пульсара над полюсами. Так як речовина всередині магнітосфери пульсара прискорюється, це змушує його виробляти гамма-промені. Віддача енергії сповільнює обертання.

Прекрасна космічна дзига одного разу може знищити Землю смертоносними променями, доповідають вчені.

На відміну від Зірки Смерті з «Зоряних воєн», якій потрібно наблизитися до планети, щоб підірвати її, ця блискуча спіраль в стані спалювати світи, що знаходяться за тисячі світлових років, подібно Галактиці Смерті, вже описаної на нашому сайті.

«Мені подобалася ця спіраль через її краси, але тепер, дивлячись на неї, я не можу позбутися відчуття, ніби заглядаю в дуло рушниці», - каже дослідник Пітер Татхілл (Peter Tuthill), астроном Сіднейського університету.

У серці цієї вогненної космічної дзиґи - дві гарячі, яскраві зірки, які звертаються навколо одна одної. В такому взаємному обертанні сполохи струмуючого газу вириваються з поверхні зірок і стикаються в проміжному просторі, поступово переплітаючись і закручуючись орбітами зірок у які працюють спіралі.

Послідовність з 11 знімків, суміщених і розцвічених, показує дзигу, утворену подвійною зіркою Wolf-Raet 104. Знімки зроблені в близькому до інфрачервоного діапазоні телескопом «Keck». Peter Tuthill, University of Sydney.

Коротке замикання

Юла під назвою WR 104, була відкрита вісім років тому в сузір'ї Стрільця. Вона звертається по колу «кожні вісім місяців, з точністю космічного хронометра», - каже Татхілл.

Обидві важкі зірки в WR 104 раз вибухнуть як наднова. Однак одна з двох зірок - вкрай нестабільна зірка типу Вольф-Раї, що знаходиться в останній відомої фазі життя важких зірок перед перетворенням на наднову.

«Астрономи вважають зірки Вольфа-Раї цокаючими бомбами, - пояснює Татхілл.-« Запобіжник »у цієї зірки майже - з астрономічної точки зору - перегорів, і вона може вибухнути в будь-який момент протягом наступних кількох сотень тисяч років».

Коли Вольф-Раї стане наднової, вона «може викинути в нашу сторону потужний потік гамма-променів, - каже Татхілл.- І якщо станеться такий гамма-вибух, нам би дуже не хотілося, щоб Земля виявилася у нього на шляху».

Оскільки первісна вибухова хвиля буде рухатися зі швидкістю світла, попередити про її наближення не зможе ніщо.

На лінії вогню

Викиди гамма-променів - найпотужніші з усіх вибухів, які тільки відомі нам у всесвіті. За час від декількох мілісекунд до хвилини і більше вони можуть вивільнити стільки ж енергії, скільки наше Сонце за все 10 мільярдів років свого існування.

Але найстрашніше в цій юлє - це те, що ми бачимо її як практично ідеальну спіраль, згідно з останніми знімками телескопа «Keck» на Гаваях. «Таким чином ми можемо бачити подвійну систему тільки в тому випадку, коли знаходимося практично на її осі», - пояснює Татхілл.

До нашого превеликий жаль, викид гамма променів відбувається прямо по осі системи. По суті, якщо викид гамма-променів одного разу станеться, наша планета може опинитися прямо на лінії вогню.

«Це перший з відомих нам об'єктів, який може випустити в нас потік гамма-променів, - говорить астрофізик Адріан Мелот (Adrian Melott) з Канзаського університету в Лауренсе, який не брав участі в даному ісследованіі.- І відстань до системи лякаюче близьке».

Юла знаходиться приблизно в 8000 світлових років від Землі, приблизно в чверті шляху до центру галактики Чумацького Шляху. Хоча відстань це і здається пристойним, «більш ранні дослідження показали, що викид гамма-променів може виявитися згубним для життя на Землі - якщо нам не пощастить опинитися у нього на шляху - і на такій дистанції», - каже Татхілл.

можливий сценарій

Хоча дзига і не може рознести Землю на шматки, немов Зірка Смерті і «Зоряних Воєн», - вже принаймні не з відстані в 8000 світлових років - вона може привести до масового знищення і навіть до повного зникнення життя, в відомих нам формах, на нашій планеті.

Гамма-промені не зможуть проникнути в атмосферу Землі досить глибоко, щоб спалити грунт, але зможуть хімічно змінити стратосферу. За розрахунками Мелота, якщо WR 104 вистрілить в нас викидом тривалістю близько 10 секунд, то гамма-промені позбавлять нас 25 відсотків озонового шару, що захищає нас від шкідливих ультрафіолетових променів. Для порівняння, викликане людським фактором утоньшение озонового шару, яка створила «озонові діри» над полярними регіонами, зменшило озонову оболонку тільки на 3-4 відсотки.

«Все буде дуже погано, - стверджує Мелот. - Все почне вимирати. Харчовий ланцюжок може зруйнуватися в океанах, може трапитися сільськогосподарський криза і голод ».

Викид гамма-променів може також привести до утворення туману, що затьмарює сонце, і кислотних дощів. Однак відстань в 8000 років «занадто велике, щоб затемнення було скільки-небудь відчутним, - вважає Мелот. - Я б сказав, в цілому сонячного світла стане менше на 1-2 відсотки. Клімат може трохи похолодати, але до катастрофічного крижаного століття дійти не повинно ».

Небезпека космічних променів

Що невідомо про гамма-променях, так це скільки частинок вони вивергають у вигляді космічних променів.

«Як правило, виплеск гамма-променів відбуваються настільки далеко від нас, що магнітні поля всесвіту відтягують будь космічні промені, які ми могли б спостерігати, але якщо виплеск гамма-променів стався порівняно близько, все високоенергетичні частинки промчать крізь магнітне поле галактики і вдарять по нам, - каже Мелот.- Їх енергія буде настільки висока, що прибудуть вони майже одночасно зі світловим потоком ».

«Та частина Землі, яка виявиться зверненої до потоку гамма-променів, переживе щось подібне знаходиться недалеко від ядерного вибуху; всі організми можуть захворіти на променеву хворобу, - додає Мелот.- Більш того, космічні промені можуть погіршити ефект впливу гамма-променів на атмосферу. Але ми просто не знаємо, скільки космічних променів еманіруют гамма-промені, тому не можемо оцінити ступінь небезпеки ».

Так само незрозуміло, наскільки широким буде потік енергії, вивільненої виплеском гамма-променів. Але в будь-якому випадку конус руйнування, що виходить від дзиґи, досягне декількох сотень квадратних світлових років, поки підійде до Землі, згідно з розрахунками Мелота. Татхілл же заявляє, що «ні в кого не вийде полетіти на космоліт досить далеко, щоб не потрапити в промінь, якщо той дійсно вистрілить в нашу сторону».

Вигадана «Зірка Смерті» з «Зоряних воєн»

Не хвилюйтеся

Проте, Танхілл вважає, що дзига може виявитися для нас цілком безпечною.

«Занадто багато невизначеностей, - пояснює він Випромінювання може пройти осторонь, не заподіявши нам ніякої шкоди, якщо ми знаходимося не в точності на осі, до того ж ніхто до кінці не впевнений, що зірки, подібні WR 104, в стані викликати настільки потужний виплеск гамма-випромінювання ».

Подальші дослідження повинні зосередитися на тому, чи дійсно WR 104 націлена на Землю, і на вивченні того, як народження наднової призводить до викидів гамма-випромінювання.

Мелот і інші міркували також на тему того, що потоки гамма-променів могли викликати масове вимирання видів на Землі. Але говорячи про те, чи несе нам дзига реальну загрозу, Мелот зауважує: «Я б скоріше турбувався про глобальне потепління».

Нейтронні зірки, які часто називають «мертвими», є найдивовижнішими об'єктами. Їх вивчення в останні десятиліття перетворилося на одну з найбільш захоплюючих і багатих відкриттями областей астрофізики. Інтерес до нейтронних зірок обумовлений не тільки загадковістю їх будови, але і колосальної щільністю, і найсильнішими магнітними і гравітаційними полями. Матерія там знаходиться в особливому стані, що нагадує величезну атомне ядро, і ці умови неможливо відтворити в земних лабораторіях.

Народження на кінчику пера

Відкриття в 1932 році нової елементарної частинки нейтрона змусило астрофізиків задуматися над тим, яку роль він може грати в еволюції зірок. Два роки по тому було висловлено припущення про те, що вибухи наднових зірок пов'язані з перетворенням звичайних зірок в нейтронні. Потім були виконані розрахунки структури і параметрів останніх, і стало ясно, що якщо невеликі зірки (типу нашого Сонця) в кінці своєї еволюції перетворюються на білих карликів, то більш важкі стають нейтронними. У серпні 1967 року радіоастрономи при вивченні мерехтінь космічних радіоджерел виявили дивні сигнали фіксувалися дуже короткі, тривалістю близько 50 мілісекунд, імпульси радіовипромінювання, що повторювалися через строго певний інтервал часу (близько однієї секунди). Це було зовсім не схоже на звичайну хаотичну картину випадкових нерегулярних коливань радіовипромінювання. Після ретельної перевірки всієї апаратури прийшла впевненість, що імпульси мають позаземне походження. Астрономів важко здивувати об'єктами, які випромінюють зі змінною інтенсивністю, але в даному випадку період був настільки малий, а сигнали настільки регулярні, що вчені всерйоз припустили, що вони можуть бути вісточками від позаземних цивілізацій.

А тому перший пульсар отримав назву LGM-1 (від англійського Little Green Men «Маленькі Зелені Чоловічки»), хоча спроби знайти будь-який сенс в прийнятих імпульсах закінчилися безрезультатно. Незабаром були виявлені ще 3 пульсуючих радіоджерела. Їх період знову виявився набагато меншою характерних часів коливання і обертання всіх відомих астрономічних об'єктів. Через імпульсного характеру випромінювання нові об'єкти стали називати пульсарами. Це відкриття буквально сколихнуло астрономію, і з багатьох радиообсерватории почали надходити повідомлення про виявлення пульсарів. Після відкриття пульсара в Крабовидної Туманності, що виникла через вибух наднової в 1054 році (ця зірка була видна вдень, про що згадують в своїх літописах китайці, араби і північноамериканці), стало ясно, що пульсари якимось чином пов'язані з спалахами наднових зірок .

Швидше за все, сигнали йшли від об'єкта, що залишився після вибуху. Минуло чимало часу, перш ніж астрофізики зрозуміли, що пульсари це і є швидко обертаються нейтронні зірки, які вони так довго шукали.

Крабоподібна туманність
Спалах цієї наднової зірки (фото вгорі), виблискувала на земній небосхилі яскравіше Венери і видимої навіть вдень, сталася в 1054 році за земними годинах. Майже 1 000 років це дуже маленький термін за космічними мірками, і тим не менше за цей час із залишків зірки, що вибухнула встигла утворитися красива Крабовидная туманність. Дане зображення є композицією двох картинок: одна з них отримана космічним оптичним телескопом «Хаббл» (відтінки червоного), інша рентгенівським телескопом «Чандра» (блакитний). Добре видно, що високоенергійні електрони, випромінюють в рентгенівському діапазоні, дуже швидко втрачають свою енергію, тому блакитні кольори превалюють тільки в центральній частині туманності.
Поєднання двох зображень допомагає більш точно зрозуміти механізм роботи цього найдивовижнішої космічного генератора, випромінюючого електромагнітні коливання найширшого частотного діапазону від гамма-квантів до радіохвиль. Хоча більшість нейтронних зірок було виявлено по радіовипромінюванню, все ж основна кількість енергії вони випускають в гамма-і рентгенівському діапазонах. Нейтронні зірки народжуються дуже гарячими, але досить швидко охолоджуються, і вже в тисячолітньому віці мають температуру поверхні близько 1 000 000 К. Тому тільки молоді нейтронні зірки сяють в рентгенівському діапазоні за рахунок чисто теплового випромінювання.

фізика пульсара
Пульсар це просто величезний намагнічений дзига, крутиться навколо осі, яка не співпадає з віссю магніту. Якби на нього нічого не падало і він нічого не випускав, то його радіовипромінювання мало б частоту обертання і ми ніколи б його не почули на Землі. Але справа в тому, що даний дзига має колосальну масу і високу температуру поверхні, та й обертається магнітне поле створює величезну по напруженості електричне поле, здатне розганяти протони й електрони майже до світлових швидкостей. Причому всі ці заряджені частинки, що носяться навколо пульсара, затиснуті в пастці з його колосального магнітного поля. І тільки в межах невеликого тілесного кута близько магнітної осі вони можуть вирватися на волю (нейтронні зірки мають найсильнішими магнітними полями у Всесвіті, що досягають 10 10 10 14 гаус, для порівняння: земне поле становить 1 гаус, сонячне 10 50 гаус) . Саме ці потоки заряджених частинок і є джерелом того радіовипромінювання, за яким і були відкриті пульсари, що опинилися в подальшому нейтронними зірками. Оскільки магнітна вісь нейтронної зірки необов'язково збігається з віссю її обертання, то при обертанні зірки потік радіохвиль поширюється в космосі подібно променю проблискового маячка лише на мить прорізаючи навколишнє імлу.

Рентгенівські зображення пульсара Крабовидної туманності в активному (зліва) і звичайному (справа) станах

найближчий сусід
Даний пульсар знаходиться на відстані всього 450 світлових років від Землі і є подвійною системою з нейтронної зірки і білого карлика з періодом обертання 5,5 дня. М'яке рентгенівське випромінювання, яке приймається супутником ROSAT, випускають розпечені до двох мільйонів градусів полярні шапки PSR J0437-4715. У процесі свого швидкого обертання (період цього пульсара дорівнює 5,75 мілісекунди) він повертається до Землі то одним, то іншим магнітним полюсом, в результаті інтенсивність потоку гамма-квантів змінюється на 33%. Яскравий об'єкт поруч з маленьким пульсаром це далека галактика, яка з якихось причин активно світиться в рентгенівському ділянці спектра.

всесильна гравітація

Відповідно до сучасної теорії еволюції масивні зірки закінчують своє життя колосальним вибухом, що перетворює значну їхню частину до розширюється газову туманність. В результаті від гіганта, у багато разів перевищувало розмірами і масою наше Сонце, залишається щільний гарячий об'єкт розміром близько 20 км, з тонкою атмосферою (з водню і більш важких іонів) і гравітаційним полем, в 100 млрд. Разів перевищує земне. Його і назвали нейтронної зіркою, вважаючи, що він складається головним чином з нейтронів. Речовина нейтронної зірки найщільніша форма матерії (чайна ложка такого суперядра важить близько мільярда тонн). Дуже короткий період випромінюваних пульсарами сигналів був першим і найголовнішим аргументом на користь того, що це і є нейтронні зірки, що володіють величезним магнітним полем і обертаються з шаленою швидкістю. Тільки щільні і компактні об'єкти (розміром всього в декілька десятків кілометрів) з потужним гравітаційним полем можуть витримувати таку швидкість обертання, що не розлітаючись на шматки через відцентрових сил інерції.

Нейтронна зірка складається з нейтронної рідини з домішкою протонів і електронів. «Ядерна рідина», дуже нагадує речовина з атомних ядер, в 1014 разів щільніше звичайної води. Це величезна різниця цілком зрозуміло адже атоми складаються в основному з пустого простору, в якому навколо крихітного важкого ядра пурхають легкі електрони. Ядро містить майже всю масу, так як протони і нейтрони в 2 000 разів важче електронів. Екстремальні сили, що виникають при формуванні нейтронної зірки, так стискають атоми, що електрони, вдавлені в ядра, об'єднуються з протонами, утворюючи нейтрони. Таким чином народжується зірка, майже повністю складається з нейтронів. Надщільний ядерна рідина, якщо її принести на Землю, вибухнула б, подібно до ядерної бомби, але в нейтронної зірки вона стійка завдяки величезному гравітаційного тиску. Однак у зовнішніх шарах нейтронної зірки (як, втім, і всіх зірок) тиск і температура падають, утворюючи тверду кірку товщиною близько кілометра. Як вважають, полягає вона в основному з ядер заліза.

спалах
Колосальна рентгенівський спалах 5 березня 1979 року народження, виявляється, відбулася далеко за межами нашої Галактики, у Великій Магеллановій Хмарі супутнику нашого Чумацького Шляху, що знаходиться на відстані 180 тис. Світлових років від Землі. Спільна обробка гаммавсплеска 5 березня, зафіксованого сім'ю космічними кораблями, дозволила досить точно визначити положення даного об'єкта, і те, що він знаходиться саме в Магеллановій Хмарі, сьогодні практично не викликає сумнівів.

Подія, що сталася на даній далекій зірці 180 тис. Років тому, важко уявити, але спалахнула вона тоді, як цілих 10 наднових зірок, більш ніж в 10 разів перевищивши світність всіх зірок нашої Галактики. Яскрава точка у верхній частині малюнка це давно і добре відомий SGR-пульсар, а неправильний контур найбільш вірогідне положення об'єкта, що спалахнула 5 березня 1979 року.

Походження нейтронної зірки
Спалах наднової зірки це просто перехід частини гравітаційної енергії в теплову. Коли в старій зірці закінчується паливо і термоядерна реакція вже не може розігріти її надра до потрібної температури, відбувається як би обвалення колапс газової хмари на його центр ваги. Вивільняється при цьому енергія розкидає зовнішні шари зірки на всі боки, утворюючи розширюється туманність. Якщо зірка маленька, типу нашого Сонця, то відбувається спалах і утворюється білий карлик. Якщо маса світила більш ніж в 10 разів перевищує сонячну, то таке обвалення призводить до спалаху наднової зірки і утворюється звичайна нейтронна зірка. Якщо ж наднова спалахує на місці зовсім великий зірки, з масою 20 40 Сонячних, і утворюється нейтронна зірка з масою більшою трьох Сонць, то процес гравітаційного стиснення набуває незворотного характеру і утворюється чорна діра.

Внутрішня структура
Тверда кірка зовнішніх шарів нейтронної зірки складається з важких атомних ядер, упорядкованих в кубічну решітку, з електронами, вільно літають між ними, що нагадує земні метали, але тільки набагато більш щільні.

відкрите питання

Хоча нейтронні зірки інтенсивно вивчаються вже близько трьох десятиліть, їх внутрішня структура достеменно невідома. Більш того, немає твердої впевненості і в тому, що вони дійсно складаються в основному з нейтронів. З просуванням вглиб зірки тиск і щільність збільшуються і матерія може бути настільки стиснута, що вона розпадеться на кварки будівельні блоки протонів і нейтронів. Відповідно до сучасної квантової хромодинамике кварки не можуть існувати у вільному стані, а об'єднуються в нерозлучні «трійки» і «двійки». Але, можливо, біля кордону внутрішнього ядра нейтронної зірки ситуація змінюється і кварки вириваються з свого ув'язнення. Щоб глибше зрозуміти природу нейтронної зірки і екзотичної кварковой матерії, астрономам необхідно визначити співвідношення між масою зірки і її радіусом (середня щільність). Досліджуючи нейтронні зірки з супутниками, можна досить точно виміряти їх масу, але визначити діаметр набагато важче. Зовсім недавно вчені, використовуючи можливості рентгенівського супутника «XMM-Ньютон», знайшли спосіб оцінки щільності нейтронних зірок, заснований на гравітаційному червоному зміщенні. Незвичайність нейтронних зірок полягає ще і в тому, що при зменшенні маси зірки її радіус зростає в результаті найменший розмір мають найбільш потужні нейтронні зірки.

Чорна вдова
Вибух наднової зірки досить часто повідомляє новонародженому Пульсару чималу швидкість. Така летить зірка з пристойним власним магнітним полем сильно обурює іонізований газ, що заповнює міжзоряний простір. Утворюється своєрідна ударна хвиля, що біжить попереду зірки і розходиться широким конусом після неї. Поєднане оптичне (синьо-зелена частина) і рентгенівське (відтінки червоного) зображення показує, що тут ми маємо справу не просто зі світловим газовою хмарою, а з величезним потоком елементарних частинок, що випускаються даними мілісекундним Пульсаром. Лінійна швидкість Чорної Вдови дорівнює 1 млн. Км / год, оборот навколо осі вона робить за 1,6 мс, років їй вже близько мільярда, і у неї є зірка-компаньйон, кружляється близько Вдови з періодом 9,2 години. Свою назву пульсар B1957 + 20 отримав з тієї простої причини, що його найпотужніше випромінювання просто спалює сусіда, змушуючи «кипіти» і випаровуватися утворює його газ. Червоний сигароподібний кокон позаду пульсара це та частина простору, де випускаються нейтронної зіркою електрони і протони випромінюють м'які гамма-кванти.

Результат комп'ютерного моделювання дозволяє дуже наочно, в розрізі, уявити процеси, що відбуваються поблизу швидко летить пульсара. Розходяться від яскравої точки промені це умовне зображення того потоку променевої енергії, а також потоку частинок і античастинок, який виходить від нейтронної зірки. Червона обведення на кордоні чорного простору навколо нейтронної зірки і рудих світяться клубів плазми це те місце, де потік релятивістських, що летять майже зі швидкістю світла, часток зустрічається з ущільненим ударною хвилею міжзоряним газом. Різко гальмуючи, частинки випускають рентгенівське випромінювання і, втративши основну енергію, вже не так сильно розігрівають налетающий газ.

судоми гігантів

Пульсари вважаються однією з ранніх стадій життя нейтронної зірки. Завдяки їх вивчення вчені дізналися і про магнітних полях, і про швидкість обертання, і про подальшу долю нейтронних зірок. Постійно спостерігаючи за поведінкою пульсара, можна точно встановити: скільки енергії він втрачає, наскільки сповільнюється, і навіть те, коли він припинить своє існування, сповільнившись настільки, що не зможе випромінювати потужні радіохвилі. Ці дослідження підтвердили багато теоретичні передбачення щодо нейтронних зірок.

Вже до 1968 року були виявлені пульсари з періодом обертання від 0,033 секунди до 2 секунд. Періодичність імпульсів радиопульсара витримується з дивовижною точністю, і спочатку стабільність цих сигналів була вище земних атомного годинника. І все ж у міру прогресу в області вимірювання часу для багатьох пульсарів вдалося зареєструвати регулярні зміни їх періодів. Звичайно, це виключно малі зміни, і тільки за мільйони років можна очікувати збільшення періоду вдвічі. Ставлення поточної швидкості обертання до уповільнення обертання один із способів оцінки віку пульсара. Незважаючи на разючу стабільність радіосигналу, деякі пульсари іноді відчувають так звані «порушення». За дуже короткий інтервал часу (менше 2 хвилин) швидкість обертання пульсара збільшується на істотну величину, а потім через деякий час повертається до тієї величини, яка була до «порушення». Вважають, що «порушення» можуть бути викликані перегрупуванням маси в межах нейтронної зірки. Але в будь-якому випадку точний механізм поки що невідомий.

Так, пульсар Вела приблизно раз в 3 роки піддається великим «порушень», і це робить його дуже цікавим об'єктом для вивчення подібних явищ.

магнетари

Деякі нейтронні зірки, названі джерелами повторюваних сплесків м'якого гамма-випромінювання SGR, випускають потужні сплески «м'яких» гамма-променів через нерегулярні проміжки. Кількість енергії, яка викидається SGR при звичайній спалаху, що триває кілька десятих секунди, Сонце може випромінювати тільки за цілий рік. Чотири відомі SGR знаходяться в межах нашої Галактики і лише один поза нею. Ці неймовірні вибухи енергії можуть бути викликані зоретрусів потужними версіями землетрусів, коли розривається тверда поверхня нейтронних зірок і з їх надр вириваються потужні потоки протонів, які, грузнучи в магнітному полі, випускають гамма і рентгенівське випромінювання. Нейтронні зірки були ідентифіковані як джерела потужних гамма-сплесків після величезної гаммавспишкі 5 березня 1979 року, коли було викинуто стільки енергії протягом першої ж секунди, скільки Сонце випромінює за 1 000 років. Недавні спостереження за однією з найбільш «активних» в даний час нейтронних зірок, схоже, підтверджують теорію про те, що нерегулярні потужні сплески гамма- та рентгенівського випромінень викликані зоретрусів.

У 1998 році раптово прокинувся від «дрімоти» відомий SGR, який 20 років не подавав ознак активності і виплеснув майже стільки ж енергії, як і гамма-спалах 5 березня 1979 року. Найбільше вразило дослідників при спостереженні за цією подією різке уповільнення швидкості обертання зірки, що говорить про її руйнуванні. Для пояснення потужних гамма і рентгенівських спалахів була запропонована модель магнетара нейтронної зірки з надсильних магнітним полем. Якщо нейтронна зірка народжується, обертаючись дуже швидко, то спільне вплив обертання і конвекції, яка відіграє важливу роль в перші кілька секунд існування нейтронної зірки, може створити величезне магнітне поле в результаті складного процесу, відомого як «активне динамо» (таким же способом створюється поле всередині Землі і Сонця). Теоретики були вражені, виявивши, що таке динамо, працюючи в гарячій, новонародженої нейтронної зірки, може створити магнітне поле, в 10 000 разів сильніше, ніж звичайне поле пульсарів. Коли зірка охолоджується (секунд через 10 або 20), конвекція і дію динамо припиняються, але цього часу цілком достатньо, щоб встигло виникнути потрібне поле.

Магнітне поле, що обертається електропровідного кулі буває нестійким, і різка перебудова його структури може супроводжуватися викидом колосальних кількостей енергії (наочний приклад такої нестійкості періодична перекидання магнітних полюсів Землі). Аналогічні речі трапляються і на Сонце, у вибухових події, названих «сонячними спалахами». У магнетари доступна магнітна енергія величезна, і цієї енергії цілком достатньо для мощі таких гігантських спалахів, як 5 березня 1979 і 27 серпня 1998 років. Подібні події неминуче викликають глибоку ломку і зміни в структурі не тільки електричних струмів в обсязі нейтронної зірки, але і її твердої кори. Іншим загадковим типом об'єктів, які випускають потужне рентгенівське випромінювання під час періодичних вибухів, є так звані аномальні рентгенівські пульсари AXP. Вони відрізняються від звичайних рентгенівських пульсарів тим, що випромінюють тільки в рентгенівському діапазоні. Вчені вважають, що SGR і AXP є фазами життя одного і того ж класу об'єктів, а саме магнетарів, або нейтронних зірок, які випромінюють м'які гамма-кванти, черпаючи енергію з магнітного поля. І хоча магнетари на сьогодні залишаються дітищами теоретиків і немає достатніх даних, які б підтверджували їх існування, астрономи наполегливо шукають потрібні докази.

Кандидати в магнетари
Астрономи вже так грунтовно вивчили нашу рідну галактику Чумацький Шлях, що їм нічого не варто зобразити її вид збоку, позначивши на ньому положення найбільш чудових з нейтронних зірок.

Вчені вважають, що AXP і SGR це просто дві стадії життя одного і того ж гігантського магніту нейтронної зірки. Перші 10 000 років магнетар це SGR пульсар, видимий в звичайному світлі і дає повторювані спалаху м'якого рентгенівського випромінювання, а наступні мільйони років він, уже як аномальний пульсар AXP, зникає з видимого діапазону та пахкає тільки в рентгенівському.

Найсильніша магніт
Аналіз даних, отриманих супутником RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer, NASA) при спостереженнях незвичайного пульсара SGR 1806-20, показав, що це джерело є найпотужнішим з відомих на сьогоднішній день магнітів у Всесвіті. Величина його поля була визначена не тільки на підставі непрямих даних (по уповільненню пульсара), але і практично прямо по вимірюванню частоти обертання протонів в магнітному полі нейтронної зірки. Магнітне поле поблизу поверхні цього магнитара досягає 10 15 гаус. Перебувай він, наприклад, на орбіті Місяця, все магнітні носії інформації на нашій Землі були б розмагнічені. Правда, з урахуванням того, що його маса приблизно дорівнює Сонячної, це було б уже неважливо, оскільки навіть якби Земля і не впала на цю нейтронну зірку, то крутилася б навколо неї як навісна, роблячи повний оборот всього за годину.

активне динамо
Всі ми знаємо, що енергія любить переходити з однієї форми в іншу. Електрика легко перетворюється в тепло, а кінетична енергія в потенційну. Величезні конвективні потоки електропровідний магми плазми або ядерного речовини, виявляється, теж можуть свою кінетичну енергію перетворити будь-що-небудь незвичайне, наприклад в магнітне поле. Переміщення великих мас на поворотній зірці в присутності невеликої вихідного магнітного поля можуть приводити до електричних струмів, що створює поле того ж напрямку, що і вихідне. В результаті починається лавиноподібне наростання власного магнітного поля, що обертається токопроводящего об'єкта. Чим більше поле, тим більше струми, чим більше струми, тим більше поле і все це через банальні конвективних потоків, обумовлених тим, що гаряча речовина легше холодного, і тому спливає

неспокійне сусідство

Знаменита космічна обсерваторія «Чандра» виявила сотні об'єктів (в тому числі і в інших галактиках), що свідчать про те, що не всім нейтронних зірок призначене вести життя на самоті. Такі об'єкти народжуються в подвійних системах, які пережили вибух наднової, що створив нейтронну зірку. А іноді трапляється, що поодинокі нейтронні зірки в щільних зоряних областях типу кульових скупчень захоплюють собі компаньйона. В такому випадку нейтронна зірка буде «красти» речовина у своєї сусідки. І в залежності від того, наскільки масивна зірка складе їй компанію, ця «крадіжка» буде викликати різні наслідки. Газ, що сходить з компаньйона, масою, меншою, ніж у нашого Сонця, на таку «крихітку», як нейтронна зірка, не зможе відразу впасти через занадто великого власного кутового моменту, тому він створює навколо неї так званий аккреційний диск з «вкраденої »матерії. Тертя при накручування на нейтронну зірку і стиснення в гравітаційному полі розігріває газ до мільйонів градусів, і він починає випускати рентгенівське випромінювання. Інше цікаве явище, пов'язане з нейтронними зірками, що мають маломасивних компаньйона, рентгенівські спалахи (барстери). Вони зазвичай тривають від кількох секунд до кількох хвилин і в максимумі дають зірці світність, майже в 100 тисяч разів перевищує світність Сонця.

Ці спалахи пояснюють тим, що, коли водень і гелій переносяться на нейтронну зірку з компаньйона, вони утворюють щільний шар. Поступово цей шар стає настільки щільним і гарячим, що починається реакція термоядерного синтезу і виділяється величезна кількість енергії. За потужністю це еквівалентно вибуху всього ядерного арсеналу землян на кожному квадратному сантиметрі поверхні нейтронної зірки протягом хвилини. Зовсім інша картина спостерігається, якщо нейтронна зірка має масивного компаньйона. Зірка-гігант втрачає речовину у вигляді зоряного вітру (що виходить від її поверхні потоку іонізованого газу), і величезна гравітація нейтронної зірки захоплює частину цієї речовини собі. Але тут вступає в свої права магнітне поле, яке змушує падаюче речовина текти по силових лініях до магнітних полюсів.

Це означає, що рентгенівське випромінювання насамперед генерується в гарячих точках на полюсах, і якщо магнітна вісь і вісь обертання зірки не збігаються, то яскравість зірки виявляється змінної це теж пульсар, але тільки рентгенівський. Нейтронні зірки в рентгенівських пульсара мають компаньйонами яскраві зірки-гіганти. У барстерах ж компаньйонами нейтронних зірок є слабкі за блиском зірки малих мас. Вік яскравих гігантів не перевищує декількох десятків мільйонів років, тоді як вік слабких зірок-карликів може нараховувати мільярди років, оскільки перші набагато швидше витрачають своє ядерне паливо, ніж другі. Звідси випливає, що барстери це старі системи, в яких магнітне поле встигло з часом ослабнути, а пульсари відносно молоді, і тому магнітні поля в них сильніше. Може бути, барстери колись у минулому пульсували, а пульсара ще належить спалахувати в майбутньому.

З подвійними системами пов'язують і пульсари із самими короткими періодами (менше 30 мілісекунд) так звані мілісекундним пульсари. Незважаючи на їх швидке обертання, вони виявляються не молодими, як слід було б очікувати, а найстарішими.

Виникають вони з подвійних систем, де стара, повільно обертається нейтронна зірка починає поглинати матерію зі свого, теж уже постарілого компаньйона (зазвичай червоного гіганта). Падаючи на поверхню нейтронної зірки, матерія передає їй обертальну енергію, змушуючи крутитися все швидше. Відбувається це до тих пір, поки компаньйон нейтронної зірки, майже звільнений від зайвої маси, не стане білим карликом, а пульсар не оживе і не почне обертатися зі швидкістю сотні обертів на секунду. Втім, нещодавно астрономи виявили вельми незвичайну систему, де компаньйоном мілісекундного пульсара є не білий карлик, а гігантська роздута червона зірка. Вчені вважають, що вони спостерігають цю подвійну систему якраз в стадії «звільнення» червоної зірки від зайвої ваги і перетворення на білого карлика. Якщо ця гіпотеза неправильна, тоді зірка-компаньйон може бути звичайною зіркою з кульового скупчення, випадково захопленої Пульсаром. Майже всі нейтронні зірки, які відомі в даний час, знайдені або в рентгенівських подвійних системах, або як поодинокі пульсари.

І ось недавно «Хаббл» помітив у видимому світлі нейтронну зірку, яка не є компонентом подвійної системи і не пульсує в рентгенівському і радіодіапазоні. Це дає унікальну можливість точно визначити її розмір і внести корективи в уявлення про склад і структуру цього химерного класу вигорілих, стислих гравітацією зірок. Ця зірка була виявлена \u200b\u200bвперше як рентгенівський джерело і випромінює в цьому діапазоні не тому, що збирає водневий газ, коли рухається в просторі, а тому, що вона все ще молода. Можливо, вона є залишком однієї з зірок подвійної системи. В результаті вибуху наднової ця подвійна система зруйнувалася і колишні сусіди почали незалежне подорож по Всесвіту.

Малютка пожирач зірок
Як камені падають на землю, так і велика зірка, відпускаючи по шматочку свою масу, поступово переміщується на Невеличкі та молодецькі сусіда, що має величезне гравітаційне поле поблизу своєї поверхні. Якби зірки не крутилися навколо загального центру ваги, то газовий струмінь могла б просто текти, як потік води з кухля, на маленьку нейтронну зірку. Але оскільки зірки кружляють у хороводі, то падаюча матерія, перш ніж вона виявиться на поверхні, повинна втратити більшу частину свого моменту імпульсу. І тут взаємне тертя частинок, що рухаються по різних траєкторіях, і взаємодія іонізованої плазми, що утворює аккреційний диск, з магнітним полем пульсара допомагають процесу падіння матерії успішно закінчитися ударом об поверхню нейтронної зірки в області її магнітних полюсів.

Загадка 4U2127 розгадана
Ця зірка більше 10 років морочила голову астрономам, проявляючи дивну повільну мінливість своїх параметрів і спалахуючи кожен раз по-різному. Тільки новітні дослідження космічної обсерваторії «Чандра» дозволили розгадати загадкове поведінку цього об'єкту. Виявилося, що це не одна, а дві нейтронні зірки. Причому обидві вони мають компаньйонів одну зірку, схожу на наше Сонце, іншу на невелику блакитну сусідку. Просторово ці пари зірок розділені досить великою відстанню і живуть незалежним життям. А ось на зоряної сфері вони проектуються майже в одну точку, тому так довго їх і вважали одним об'єктом. Знаходяться ці чотири зірочки в кульовому скупченні М15 на відстані 34 тис. Світлових років.

відкрите питання

Всього на сьогоднішній день астрономи виявили близько 1 200 нейтронних зірок. З них більше 1 000 є радіопульсари, а решта просто рентгенівськими джерелами. За роки досліджень учені прийшли до висновку, що нейтронні зірки справжні оригінали. Одні дуже яскраві і спокійні, інші періодично спалахують і видозмінюються зоретрусів, треті існуючі в подвійних системах. Ці зірки належать до найбільш загадковим і невловимим астрономічним об'єктам, що з'єднує в собі найсильніші гравітаційні і магнітні поля і екстремальні щільності і енергії. І кожне нове відкриття з їхнього бурхливого життя дає вченим унікальні відомості, необхідні для розуміння природи Матерії і еволюції Всесвіту.

Вселенкій еталон
Послати що-небудь за межі Сонячної системи дуже навіть непросто, тому разом з попрямували туди 30 років тому космічними кораблями «Піонер-10 і -11» земляни відправили і послання братів по розуму. Намалювати щось таке, що буде зрозуміло позаземних Уму, завдання не з простих, більш того, ще потрібно було вказати зворотну адресу і дату відправлення листа ... Наскільки дохідливо все це зуміли зробити художники, людині зрозуміти важко, але сама ідея використання радіопульсаров для зазначення місця і часу відправки послання геніальна. Переривчасті промені різної довжини, які виходять із точки, що символізує Сонце, вказують напрямок і відстань до найближчих до Землі пульсарів, а уривчастість лінії це не що інше, як двійкове позначення періоду їх обігу. Найдовший промінь вказує на центр нашої Галактики Чумацький Шлях. В якості одиниці часу на посланні прийнята частота радіосигналу, що випускається атомом водню при зміні взаємної орієнтації спінів (напрямок обертання) протона і електрона.

Знамениті 21 см або 1420 МГц повинні знати всі розумні істоти у Всесвіті. За цим орієнтирам, що вказує на «радіомаяки» Всесвіту, можна буде відшукати землян навіть через багато мільйонів років, а порівнявши записану частоту пульсарів з поточної, можна буде прикинути, коли ці чоловік і жінка благословляли в політ перший космічний корабель, який залишив межі Сонячної системи.

Микола Андрєєв

33 факти. Відомі і не дуже. Про планетах, про структуру простору, про людське тіло і далекому космосі. Кожен факт супроводжується великою і барвистою ілюстрацією.

1. Маса Сонця складає 99.86% від маси всієї Сонячної системи, що залишилися 0.14% припадають на планети і астероїди.

2. Магнітне поле Юпітера настільки потужне, що щодня збагачує магнітне поле нашої планети мільярдами Ватт.

3. Найбільший басейн Сонячної системи, що утворився в результаті зіткнення з космічним об'єктом, знаходиться на Меркурії. Це «Калоріс» (Caloris Basin), діаметр якого становить 1,550 км. Зіткнення було настільки сильним, що ударна хвиля пройшла по всій планеті, кардинально змінивши її зовнішній вигляд.

4. Сонячне речовина розміром з шпилькову головку, поміщене в атмосферу нашої планети, почне з неймовірною швидкістю поглинати кисень і за частки секунд знищить все живе в радіусі 160 кілометрів.

5. 1 плутоніанскій рік триває 248 земних років. Це означає, що в той час як Плутон робить все один повний оборот навколо Сонця, Земля встигає зробити 248.

6. Ще цікавіше йдуть справи з Венерою, 1 день на якій триває 243 земних діб, а рік всього 225.

7. Марсіанський вулкан «Олімп» (Olympus Mons) є найбільшим в Сонячній системі. Його протяжність більше 600 км, а висота 27 км, в той час як висота найвищої точки на нашій планеті, піку гори Еверест, досягає всього 8,5 км.

8. Вибух (спалах) наднової зірки супроводжується виділенням величезної кількості енергії. У перші 10 секунд вибухнула наднова виробляє більше енергії, ніж Сонце за 10 мільярдів років, і за короткий період часу виробляє більше енергії, ніж всі об'єкти в галактиці разом узяті (виключаючи інші спалахнули наднові зірки).

Яскравість таких зірок з легкістю затьмарює світність галактик, в яких вони спалахнули.

9. Крихітні нейтронні зірки, Чий діаметр не перевищує і 10 км, важать як Сонце (згадаємо факт №1). Сила тяжіння на цих астрономічних об'єктах надзвичайно висока і якщо, гіпотетично, на ній висадиться астронавт, то вага його тіла збільшиться приблизно на один мільйон тонн.

10. 5 лютого 1843 року астрономи виявили комету, якій дали ім'я «Велика» (вона ж березнева комета, C / 1843 D1 і 1843 I). Пролітаючи повз Землю в березні того ж року, вона 'розкреслив' небо надвоє своїм хвостом, довжина якого сягала 800 млн. Кілометрів.

Тягнеться за «Великої Кометою» хвіст земляни спостерігали понад місяць, поки, 19 квітня 1843 року він повністю не зник з небосхилу.

11. Зігріваюча нас Зараз енергія сонячних променів зародилася в ядрі Сонця більше 30 мільйонів років тому - велика частина цього часу була потрібна їй на подолання щільної оболонки небесного світила і всього 8 хвилин на те, щоб досягти поверхні нашої планети.

12. Більшість важких елементів, Що містяться в вашому організмі (таких як кальцій, залізо і вуглець), є побічними продуктами вибуху групи наднових зірок, який поклав початок формуванню Сонячної системи.

13. Дослідники з Гарвардського університету встановили, що 0,67% всіх гірських порід на Землі мають марсіанське походження.

14. Щільність 5,6846 × 1026-кілограмового Сатурна настільки мала, що якби нам вдалося помістити його в воду, він би плавав на самій поверхні.

15. На супутнику Юпітера, Іо, Зафіксовано ~ 400 діючих вулканів. Швидкість викидів сірки та діоксиду сірки при виверженні може перевищувати 1 км / с, а висота потоків досягати 500-кілометрової позначки.

16. Всупереч поширеній думку, космос - це не повний вакуум, але досить близький до нього, тому що на 88 галонів (0,4 м 3) космічної матерії доводиться, по крайней мере, 1 атом (а як часто вчать в школі, в вакуумі немає ні атомів, ні молекул).

17. Венера, це єдина планета Сонячної системи, яка звертається проти годинникової стрілки. Цьому існує декілька теоритических обґрунтувань. Деякі астрономи впевнені, що така доля спіткає всі планети з щільною атмосферою, яка спочатку уповільнює, а потім закручує небесне тіло в протилежну від первісного звернення сторону, інші ж припускають, що причиною послужило падіння на поверхню Венери групи великих астероїдів.

18. З початку 1957 року (Рік запуску першого штучного супутника «Супутник-1») людство встигло в прямому сенсі слова засіяти орбіту нашої планети різноманітними супутниками, однак лише одному з них пощастило повторити 'долю Титаніка'. У 1993 році супутник «Олімп» (Olympus), що належить Європейському Космічному Агентству (European Space Agency), був знищений в результаті зіткнення з астероїдом.

19. Найбільшим впав на Землю метеоритом вважається 2,7 метровий «Гоба» (Hoba), виявлений в Намібії. Метеорит важить 60 тонн і на 86% складається з заліза, що робить його найбільшим шматком заліза природного походження на Землі.

20. Крихітний Плутон вважається найхолоднішою планетою (планетоїд) Сонячної системи. Його поверхня покриває товста кірка льоду, а температура опускається до - 200 0 С. Лід на Плутоні має зовсім іншу структуру, ніж на Землі і в кілька разів міцніший за сталь.

21. Офіційна наукова теорія свідчить, що людина зможе вижити у відкритому космосі без скафандра протягом 90 секунд, якщо негайно видихне все повітря з легенів.

Якщо в легенях залишиться незначна кількість газів, то вони почнуть розширюватися з подальшим утворенням пухирців повітря, які при попаданні в кров приведуть до емболії і неминучої смерті. Якщо ж легені будуть заповнені газами, то їх просто розірве.

Через 10-15 секунд перебування у відкритому космосі вода, що знаходиться в людському тілі, перетвориться в пар, а волога в роті і на очах почне закипати. В результаті цього м'які тканини і м'язи опухнуть, що призведе до повного знерухомлення.

Найцікавіше, що наступні 90 секунд ще буде жити мозок і битися серце.

У теорії, якщо протягом перших 90 секунд відмучилися у відкритому космосі космонавта-невдахи помістити в барокамеру, то він відбудеться лише поверхневими пошкодженнями і легким переляком.

22. Вага нашої планети - це величина непостійна. Вчені з'ясували, що кожен рік Земля поправляється на ~ 40 160 тонн і скидає ~ 96 600 тонн, втрачаючи таким чином 56 440 тонн.

23. Земна гравітація стискає людський хребет, тому, коли астронавт потрапляє в космос, він підростає приблизно на 5,08 см.

У той же самий час, його серце стискається, зменшуючись в об'ємі, і починає качати менше крові. Це відповідна реакція тіла на збільшення обсягу крові, для нормальної циркуляції якої потрібно менше тиску.

24. У космосі щільно стислі металеві деталі мимовільно зварюються. Це відбувається в результаті відсутності на їх поверхнях окислів, збагачення якими відбувається тільки в кислородосодержащей середовищі (наочним прикладом такого середовища може служити земна атмосфера). З цієї причини фахівці НАСА (Національне управління США з аеронавтики і дослідженню космічного простору (англ. National Aeronautics and Space Administration)) обробляють всі металеві деталі космічних апаратів окисними матеріалами.

25. Між планетою і її супутником виникає ефект приливної прискорення, який характеризується уповільненням обертання планети навколо власної осі і зміною орбіти супутника. Так, кожне сторіччя обертання Землі сповільнюється на 0.002 секунди, в результаті чого тривалість доби на планеті збільшується на ~ 15 мікросекунд в рік, а Місяць щорічно віддаляється від нас на 3.8 сантиметрів.

26. "Космічна дзиґа" під назвою нейтронна зірка - це самий швидко крутиться об'єкт у Всесвіті, який робить навколо своєї осі до 500 оборотів в секунду. Крім цього ці космічні тіла настільки щільні, що одна столова ложка що становить їх речовини важитиме ~ 10 млрд. Тонн.

27. Зірка Бетельгейзе знаходиться від Землі на відстані 640 світлових років і є найближчим до нашої планетарної системи кандидатом на звання наднової. Вона настільки велика, що якщо помістити її на місце Сонця, то вона заповнить собою діаметр орбіти Сатурна. Ця зірка вже набрала достатню для вибуху масу 20 Сонць і, на думку деяких вчених, повинна вибухнути в найближчі 2-3 тисячі років. На піку свого вибуху, який триватиме не менше двох місяців, світність Бетельгейзе буде в 1 050 разів перевищувати сонячну, завдяки чому спостерігати за її загибеллю можна буде з Землі навіть неозброєним поглядом.

28. Найближча до нас галактика, Андромеда, Знаходиться на відстані 2,52 млн. Років. Чумацький шлях і Андромеда рухаються назустріч один одному на величезних швидкостях (швидкість Андромеди становить 300 км / с, а Чумацького шляху 552 км / с) і найімовірніше зіткнуться через 2,5-3 млрд. Років.

29. У 2011 році астрономи виявили планету, що складається на 92% з надщільного кристалічного вуглецю - алмаз. Дорогоцінний небесне тіло, яке в 5 разів більше нашої планети і важче Юпітера, знаходиться в сузір'ї Змії, на відстані 4 000 світлових років від Землі.

30. Головний претендент на звання населеної планети позасонячної системи, «Супер-Земля» GJ 667Cc, знаходиться на відстані всього 22 світлових років від Землі. Однак подорож до неї забере у нас 13 878 738 000 років.

31. На орбіті нашої планети знаходиться звалище з відходів розвитку космонавтики. Більш 370 000 об'єктів масою від декількох грамів до 15 тон обертаються навколо Землі зі швидкістю 9 834 м / c, стикаючись між собою і розлітаючись на тисячі дрібніших частин.

32. Кожну секунду Сонце втрачає ~ 1 мільйон тонн речовини і стає легше на кілька мільярдів грам. Причиною цього є закінчується з його крони потік іонізованих частинок, який отримав назву «сонячний вітер».

33. З плином певного часу планетарні системи стають вкрай нестабільними. Це відбувається в результаті слабшання зв'язків між планетами і зірками, навколо яких вони звертаються.

У таких системах орбіти планет постійно зміщуються і можуть навіть перетинатися, що рано чи пізно призведе до зіткнення планет. Але якщо навіть цього і не станеться, то через кілька сотень, тисяч, мільйонів або мільярдів років планети втечуть від своєї зірки на таку відстань, що її гравітаційне тяжіння просто не зможе їх утримати, і вони вирушать у вільний політ по галактиці.

Факти відомі і не дуже, про планетах, про структуру простору, про людське тіло і далекому космосі. Кожен факт супроводжується великою і барвистою ілюстрацією.

1. Маса Сонця становить 99.86% від маси всієї Сонячної системи, що залишилися 0.14% припадають на планети і астероїди.

2. Магнітне поле Юпітера настільки потужне, що щодня збагачує магнітне поле нашої планети мільярдами Ватт.

3. Найбільш великим басейн Сонячної системи, що утворився в результаті зіткнення з космічним об'єктом, знаходиться на Меркурії. Це «Калоріс» (Caloris Basin), діаметр якого становить 1,550 км. Зіткнення було настільки сильним, що ударна хвиля пройшла по всій планеті, кардинально змінивши її зовнішній вигляд.

4. Сонячне речовина розміром з шпилькову головку, поміщене в атмосферу нашої планети, почне з неймовірною швидкістю поглинати кисень і за частки секунд знищить все живе в радіусі 160 кілометрів.

5. 1 плутоніанскій рік триває 248 земних років. Це означать, що в той час як Плутон робить все один повний оборот навколо Сонця, Земля встигає зробити 248.

6. Ще цікавіше йдуть справи з Венерою, 1 день на якій триває 243 земних діб, а рік всього 225.

7. Марсіанський вулкан «Олімп» (Olympus Mons) є найбільшим в Сонячній системі. Його протяжність більше 600 км, а висота 27 км, в той час як висота найвищої точки на нашій планеті, піку гори Еверест, досягає всього 8,5 км.

8. Вибух (спалах) наднової зірки супроводжується виділенням величезної кількості енергії. У перші 10 секунд вибухнула наднова виробляє більше енергії, ніж Сонце за 10 мільярдів років, і за короткий період часу виробляє більше енергії, ніж всі об'єкти в галактиці разом узяті (виключаючи інші спалахнули наднові зірки). Яскравість таких зірок з легкістю затьмарює світність галактик, в яких вони спалахнули.

9. Крихітні нейтронні зірки, чий діаметр не перевищує і 10 км, важать як Сонце (згадаємо факт №1). Сила тяжіння на цих астрономічних об'єктах надзвичайно висока і якщо, гіпотетично, на ній висадиться астронавт, то вага його тіла збільшиться приблизно на один мільйон тонн.

10. 5 лютого 1843 астрономи виявили комету, якій дали ім'я «Велика» (вона ж березнева комета, C / 1843 D1 і 1843 I). Пролітаючи повз Землю в березні того ж року, вона 'розкреслив' небо надвоє своїм хвостом, довжина якого сягала 800 млн. Кілометрів. Тягнеться за «Великої Кометою» хвіст земляни спостерігали понад місяць, поки, 19 квітня 1983 года, він повністю не зник з небосхилу.

11. Зігріваюча нас зараз енергія сонячних променів зародилася в ядрі Сонця більше 30 мільйонів років тому - велика частина цього часу була потрібна їй на подолання щільної оболонки небесного світила і всього 8 хвилин на те, щоб досягти поверхні нашої планети.

12. Більшість важких елементів, що містяться в вашому організмі (таких як кальцій, залізо і вуглець), є побічними продуктами вибуху групи наднових зірок, який поклав початок формуванню Сонячної системи.

13. Дослідники з Гарвардського університету встановили, що 0,67% всіх гірських порід на Землі мають марсіанське походження.

14. Щільність 5,6846 × 1026-кілограмового Сатурна настільки мала, що якби нам вдалося помістити його в воду, він би плавав на самій поверхні.

15. На супутнику Сатурна, Іо, зафіксовано ~ 400 діючих вулканів. Швидкість викидів сірки та діоксиду сірки при виверженні може перевищувати 1 км / с, а висота потоків досягати 500-кілометрової позначки.

16. Всупереч поширеній думці, космос - це не повний вакуум, але досить близький до нього, тому що на 88 галонів космічної матерії доводиться, по крайней мере, 1 атом (а як ми знаємо, в вакуумі немає ні атомів, ні молекул).

17. Венера, це єдина планета Сонячної системи, яка звертається проти годинникової стрілки. Цьому існує декілька теоретичних обгрунтувань. Деякі астрономи впевнені, що така доля спіткає всі планети з щільною атмосферою, яка спочатку уповільнює, а потім закручує небесне тіло в протилежну від первісного звернення сторону, інші ж припускають, що причиною послужило падіння на поверхню Венери групи великих астероїдів.

18. З початку 1957 роки (рік запуску першого штучного супутника «Супутник-1») людство встигло в прямому сенсі слова засіяти орбіту нашої планети різноманітними супутниками, однак лише одному з них пощастило повторити 'долю Титаніка'. У 1993 році супутник «Олімп» (Olympus), що належить Європейському Космічному Агентству (European Space Agency), був знищений в результаті зіткнення з астероїдом.

19. Найбільшим впав на Землю метеоритом вважається 2,7 метровий «Гоба» (Hoba), виявлений в Намібії. Метеорит важить 60 тонн і на 86% складається з заліза, що робить його найбільшим шматком заліза природного походження на Землі.

20. Крихітний Плутон вважається найхолоднішою планетою (планетоїд) Сонячної системи. Його поверхня покриває товста кірка льоду, а температура опускається до - 200 0С. Лід на Плутоні має зовсім іншу структуру, ніж на Землі і в кілька разів міцніший за сталь.

21. Офіційна наукова теорія говорить, що людина зможе вижити у відкритому космосі без скафандра протягом 90 секунд, якщо негайно видихне все повітря з легенів. Якщо в легенях залишиться незначна кількість газів, то вони почнуть розширюватися з подальшим утворенням пухирців повітря, які при попаданні в кров приведуть до емболії і неминучої смерті. Якщо ж легені будуть заповнені газами, то їх просто розірве. Через 10-15 секунд перебування у відкритому космосі вода, що знаходиться в людському тілі, перетвориться в пар, а волога в роті і на очах почне закипати. В результаті цього м'які тканини і м'язи опухнуть, що призведе до повного знерухомлення. Далі піде втрата зору, заледеніння порожнини носа і гортані, посиніння шкіри, яка на додачу постраждає від найсильніших сонячних опіків. Найцікавіше, що наступні 90 секунд ще буде жити мозок і битися серце. У теорії, якщо протягом перших 90 секунд відмучилися у відкритому космосі космонавта-невдахи помістити в барокамеру, то він відбудеться лише поверхневими пошкодженнями і легким переляком.

22. Вага нашої планети - це величина непостійна. Вчені з'ясували, що кожен рік Земля поправляється на ~ 40 160 тонн і скидає ~ 96 600 тонн, втрачаючи таким чином 56 440 тонн.

23. Земна гравітація стискає людський хребет, тому, коли астронавт потрапляє в космос, він підростає приблизно на 5,08 см. У той же самий час, його серце стискається, зменшуючись в об'ємі, і починає качати менше крові. Це відповідна реакція тіла на збільшення обсягу крові, для нормальної циркуляції якої потрібно менше тиску.

24. У космосі щільно стислі металеві деталі мимовільно зварюються. Це відбувається в результаті відсутності на їх поверхнях окислів, збагачення якими відбувається тільки в кислородосодержащей середовищі (наочним прикладом такого середовища може служити земна атмосфера). З цієї причини фахівці НАСА Національне управління США з аеронавтики і дослідженню космічного простору (англ. National Aeronautics and Space Administration) - агентство, що належить федеральному уряду США, що підкоряється безпосередньо віце-президенту США і фінансується на 100% з державного бюджету, відповідальне за цивільну космічну програму країни. Всі зображення та відеоматеріали, одержувані НАСА і підрозділами, в тому числі за допомогою численних телескопів та інтерферометрів, публікуються як суспільне надбання і можуть вільно копіюватися. обробляють всі металеві деталі космічних апаратів окисними матеріалами.

25. Між планетою і її супутником виникає ефект приливної прискорення, який характеризується уповільненням обертання планети навколо власної осі і зміною орбіти супутника. Так, кожне сторіччя обертання Землі сповільнюється на 0.002 секунди, в результаті чого тривалість доби на планеті збільшується на ~ 15 мікросекунд в рік, а Місяць щорічно віддаляється від нас на 3.8 сантиметрів.

26. 'Космічна дзига' під назвою нейтронна зірка - це самий швидко крутиться об'єкт у Всесвіті, який робить навколо своєї осі до 500 тисяч обертів на секунду. Крім цього ці космічні тіла настільки щільні, що одна столова ложка що становить їх речовини важитиме ~ 10 млрд. Тонн.

27. Зірка Бетельгейзе знаходиться від Землі на відстані 640 світлових років і є найближчим до нашої планетарної системи кандидатом на звання наднової. Вона настільки велика, що якщо помістити її на місце Сонця, то вона заповнить собою діаметр орбіти Сатурна. Ця зірка вже набрала достатню для вибуху масу 20 Сонць і, на думку деяких вчених, повинна вибухнути в найближчі 2-3 тисячі років. На піку свого вибуху, який триватиме не менше двох місяців, світність Бетельгейзе буде в 1 050 разів перевищувати сонячну, завдяки чому спостерігати за її загибеллю можна буде з Землі навіть неозброєним поглядом.

28. Найближча до нас галактика, Андромеда, знаходиться на відстані 2,52 млн. Років. Чумацький шлях і Андромеда рухаються назустріч один одному на величезних швидкостях (швидкість Андромеди становить 300 км / с, а Чумацького шляху 552 км / с) і найімовірніше зіткнуться через 2,5-3 млрд. Років.

29. У 2011 році астрономи виявили планету, що складається на 92% з надщільного кристалічного вуглецю - алмаз. Дорогоцінний небесне тіло, яке в 5 разів більше нашої планети і важче Юпітера, знаходиться в сузір'ї Змії, на відстані 4 000 світлових років від Землі.

30. Головний претендент на звання населеної планети поза сонячною системою, «Супер-Земля» GJ 667Cc, знаходиться на відстані всього 22 світлових років від Землі. Однак подорож до неї забере у нас 13 878 738 000 років.

31. На орбіті нашої планети знаходиться звалище з відходів розвитку космонавтики. Більш 370 000 об'єктів масою від декількох грамів до 15 тон обертаються навколо Землі зі швидкістю 9 834 м / c, стикаючись між собою і розлітаючись на тисячі дрібніших частин.

32. Кожну секунду Сонце втрачає ~ 1 мільйон тонн речовини і стає легше на кілька мільярдів грам. Причиною цього є закінчується з його крони потік іонізованих частинок, який отримав назву «сонячний вітер».

33. З плином певного часу планетарні системи стають вкрай нестабільними. Це відбувається в результаті слабшання зв'язків між планетами і зірками, навколо яких вони звертаються. У таких системах орбіти планет постійно зміщуються і можуть навіть перетинатися, що рано чи пізно призведе до зіткнення планет. Але якщо навіть цього і не станеться, то через кілька сотень, тисяч, мільйонів або мільярдів років планети втечуть від своєї зірки на таку відстань, що її гравітаційне тяжіння просто не зможе їх утримати, і вони вирушать до зведеного політ по галактиці.

34. Сонце становить 99,8 відсотків маси Сонячної системи.