Мир Знаний

Мир галактик (стр. 3 из 5)

Существуют звезды, блеск которых увеличивается очень быстро, звезда, разгораясь в течение нескольких дней или даже часов, внезапно вспыхивает. Светимость при вспышке может увеличиваться в десятки миллионов раз! Затем блеск звезды начинает ослабевать сначала быстро, а потом медленно, и звезда, в конце концов, становится такой же, какой была до вспышки. Такие звезды назвали новыми. Раньше думали, что это действительно вновь появившаяся звезда, но все эти звезды существовали и раньше, только обнаруживались с трудом из-за их слабой светимости. Многие из новых звезд вспыхивают неоднократно.

Очень горячие звезды часто имеют неустойчивое состояние. Из их недр вырывается энергия, наружные газовые слои срываются и с огромной скоростью несутся в пространство, чтобы потом рассеется. Применяя фотографирование, астрофизики выяснили, что в спектрах вспыхнувших звезд линии смещены к фиолетовому концу спектра. То означает, что расширение внешней оболочки звезды происходит со скоростью до 2500 км/c. После взрыва через год-два вокруг ослабевшей звезды становится видимой в телескопы газовая туманность, светлая, расширяющаяся. Сброшенная оболочка, освещаемая звездой, удаляется от нее, рассеивается в пространстве. Новая звезда при вспышке не разрушается, а лишь сбрасывает часть своего звездного вещества. Новых звезд насчитывается более 200 и большинство из них в Млечном Пути.

Иногда взрывы звезд бывают такой огромной мощности, светимость увеличивается колоссально – в сотни миллионов раз! И звезда разрушается. Такую звезду называют сверхновой. Вспышки сверхновых звезд – чрезвычайно редкое, но замечательно яркое явление. Такие звезды становятся при вспышке настолько яркими, что могут быть видны невооруженным глазом даже днем.

За последнее тысячелетие вспыхнуло пять сверхновых звезд. Тихо Браге, например, наблюдал в течение 16 месяцев сверхновую в 1512 году в созвездии Кассиопеи, отметил, что ее яркость превосходит яркость Венеры. Крабовидная туманность в созвездии Тельца раньше была звездой. В 1054 году произошел еще взрыв. Китайские астрономы рассказывали потомкам о появлении звезды-гостьи, которая была видна даже днем на протяжении 23 суток, о чем свидетельствует летопись. Вещество сверхновой звезды выбрасывается в пространство со скоростью до 20 000 км/ c. Предполагается, что обнаруженные в нескольких местах Млечного Пути газовые туманности, рождающие мощное радиоизлучение, возникли при разрушении сверхновых звезд.

2.6 Пульсары – нейтронные звезды

Астрономы обнаружили в глубинах Вселенной космические объекты, которые излучают радиоволны в виде отдельных импульсов, следующих друг за другом с необыкновенной точностью, как будто работает бесконечно далекая радиостанция необыкновенно большой мощности. Большинство ученых физиков и астрофизиков пришло к выводу, что эти удивительные космические объекты, которым дали название «пульсары», являются быстро вращающимися нейтронными звездами. Вещество нейтронной звезды – то как бы одно гигантское атомное ядро. Масса такой звезды приблизительно равна половине массы Солнца, а радиус ее всего лишь около 10 км.

Вещество нейтронной звезды обладает колоссальной плотностью: один кубический сантиметр (примерно, объем наперстка) имеет массу миллиарды тонн! Кроме того, нейтронные звезды обладают мощным магнитным полем. Так как нейтронная звезда очень быстро вращается, она является источником радиоизлучения: она подобна вращающемуся маяку, дающему узкий пучок света. Наблюдая за этим маяком издалека, мы увидим следующие друг за другом вспышки. Импульсное излучение пульсара и есть время одного полного оборота нейтронной звезды вокруг оси. Есть нейтронные звезды, у которых пульсирует атмосфера, т.е. звезда как бы то раздувается, то сжимается. Некоторые нейтронные звезды и вращаются, и пульсируют одновременно. Их можно сравнить с вращающимся маяком, у которого лампа периодически меняет яркость. Нейтронные звезды могут возникать в результате вспышек сверхновых, когда звезда сбрасывает с себя оболочку, а большая часть вещества ее сильно сжимается.

Открытые в 60-х годах, пульсары были первоначально приняты за сигналы иных цивилизаций – настолько странны были эти источники радиоизлучений: отдельные очень короткие импульсы с поразительно постоянными интервалами между ними. Сейчас пульсаров около 500. Некоторые из них найдены не по радио-, а по рентгеновскому излучению. Пульсарами могут быть только нейтронные звезды. Природа их содержит еще много загадок для исследователей.

2.7 Квазары. Космические лучи

Квазары – наиболее далекие из доступных наблюдениям объекты Вселенной. Расстояние до некоторых квазаров превышают 10 млрд. световых лет. Их название образовано из слов «квазизвездные радиоисточники»[1]. Квазары обладают гигантской светимостью.

Наиболее удивительные особенности этих объектов в том, что они небольшие по размерам, но выделяют поистине чудовищную энергию во всех областях спектра электромагнитных волн, особенно в инфракрасной области. Ученые определили, что один квазар излучает энергии больше, чем вся наша Галактика, примерно в 10 000 раз. По своим свойствам квазары похожи на активные ядра галактик. Пока до сих пор точно не установлены происхождение и источники энергии квазаров, изменения их яркости. Многие астрофизики считают, что светимость тих объектов поддерживается не термоядерными источниками. Энергия квазаров – это гравитационная энергия, которая выделяется за счет катастрофического сжатия (коллапса), происходящего в ядре галактики. Много существует гипотез и предположений относительно природы этих объектов. Вселенная поставила перед пытливым умом человека, может быть, самую сложную из своих загадок. Ее решение когда-нибудь обязательно будет получено, и человек познает новые законы превращения материи.

Мировое пространство пронизывают потоки космического излучения – это частицы атомов, которые путешествуют вне земной атмосферы со скоростью, близкой к световой. Проникая в земную атмосферу, они сталкиваются с атомами воздуха в результате чего создаются новые частицы, также с огромными скоростями. Эти частицы вызывают появление электрического заряда в любом месте на Земле и над Землей, днем и ночью (ученые сделали вывод, что это радиация, т.е. излучение, не зависит от Солнца). Космические аппараты регистрируют это излучение и в космосе, поэтому его назвали космическими лучами. Космические лучи бомбардируют нашу Землю уже в течение миллиардов лет, и их воздействие не оказало вредного влияния на жизнь на Земле.

Науке пока неизвестна причина происхождения космических лучей. Физики, изучающие свойства материи, пытаются уловить частицы, прилетающие к нам из космоса, с помощью специальных фотопластинок с толстослойными эмульсиями. Пронизывая такие эмульсии, космические лучи оставляют на них свои следы – треки. По характеру трека ученые могут многое узнать о пролетевшей частицы. Из-за того, что частицы не могут пробиться сквозь толщу земной атмосферы, физики устанавливают свои приборы на самолетах, шарах-зондах, спутниках. Именно космические аппараты могут произвести в изучении космических лучей настоящий переворот. Они сделали доступной для исследователей «лабораторию», где регистрация космических лучей ведется уже на протяжении миллиардов лет. Это «лаборатория» - Луна. Ее поверхность, не защищенная атмосферой, подвергается непрерывной «обработке» частицами космических лучей.

И лунные породы хранят следы этих ударов. Изучение таких следов уже началось. С Луны на Землю доставили образцы лунного грунта. После специальной обработки в кристаллах лунного вещества обнаружили необычно длинные трек частиц космического излучения. Несмотря на то, что наилучшие условия для исследования космических лучей существуют на нашей древней спутнице – Луне, ученые ведут поиски их следов в различных средах: в земной коре, в арктических льдах, в древних отложениях, на дне океанов и даже в старинных стеклах и зеркалах…

2.8 Черные дыры в космосе

В природе должны существовать экзотические объекты, предсказанные в XVIII веке выдающимся французским математиком и астрономом П.Лапласом (1749-1877).

Великий ученый Альберт Эйнштейн в общей теории относительности доказал возможность существования черных дыр. И хотя они еще до сих пор не обнаружены, есть факты, подтверждающие эту гипотезу. Звезды – это эволюционирующие объекты, т.е. они находятся в постоянном изменении, развитии. Они, как и люди, рождаются, живут, умирают. И хотя за все время существования цивилизации на небе не исчезло и не появилось ни одной заметной глазу звезды (если не считать вспышек сверхновых и новых звезд), звезды не остаются неизменными. Постепенно термоядерное топливо в них выгорает и звезда «стареет». Чем больше масса звезды, тем быстрее проходит она свой жизненный путь, становится красным гигантом, а затем может превратиться в белый карлик и очень медленно остыть, или же под действием гравитационного поля сжаться до ядерной плотности, став нейтронной звездой, или же взорваться, как сверхновая, или же стать звездой-невидимкой под названием «черная дыра».

Из теории относительности Эйнштейна существование этих необычных объектов следует с неизбежностью. Силы тяготения связаны с физическими свойствами самого пространства. Оказывается, любое тело не просто существует в пространстве само по себе, но изменяет «вокруг себя» его геометрию.

В повседневной жизни мы не замечаем искривленности пространства, так как приходится иметь дело со сравнительно небольшими массами, но в космосе объекты могут иметь колоссальную массу, а, следовательно, и мощное гравитационное поле, искривлять пространство подобно тому, как массивный шар прогибает натянутую сетку.