Содержание
Какого цвета Солнце? | New-Science.ru
АстрономияОбщие знания
26.03.2020
18 799 3 минут чтения
Хотя солнце кажется желтым или оранжевым, на самом деле оно ослепительно белое. Из-за атмосферы Земли, Солнце выглядит желтым и меняет цвета на восходе и закате. Реальный цвет Солнца можно увидеть из космоса, потому что в космосе нет молекул, с которыми взаимодействовал бы свет.
Наше Солнце — это почти идеальная сфера горячей плазмы, расположенная в центре Солнечной системы. Это звезда главной последовательности типа G, на долю которой приходится более 99,8% массы Солнечной системы.
Это, несомненно, основной источник энергии для жизни на Земле. Однако большинство людей не знает самого главного свойства Солнца; какого оно цвета?
Если вы попросите кучу людей сказать вам, какого цвета наше Солнце, то, скорее всего, они посмотрят на вас, как на дурака и скажут вам очевидный ответ: оно желтое.
Но так ли это на самом деле?
Вы будете удивлены, узнав, что Солнце не красное, не оранжевое и не желтое. Вместо этого Солнце — это все цвета, сплавленные вместе, которые кажутся нашим глазам белыми.
Радужный свет — форма разноцветной дуги окружности — исходит от Солнца и делится на семь цветов. Каждый цвет обладает уникальной длиной волны. У синего самая короткая, а у красного самая длинная длина волны.
Почему Солнце выглядит желтым или оранжевым?
С нашей точки зрения, Солнце действительно выглядит желто-оранжевым, особенно вскоре после восхода и до захода солнца. Это происходит из-за атмосферы Земли.
Солнце излучает широкий диапазон частот света. В верхней части атмосферы Земли, солнечный свет состоит из почти 50% инфракрасного света, 40% видимого света, и 10% ультрафиолетового света. Атмосфера отфильтровывает более 70% солнечного ультрафиолета, особенно на самых коротких длинах волн.
Фотоны в нижнем конце спектра (желтый, оранжевый, красный) рассеиваются не так легко, в то время как более высокий конец спектра (фиолетовый, индиго и синий) с большей вероятностью рассеивается.
Также было замечено, что Солнце излучает больше фотонов в зеленом сегменте спектра, чем любой другой.
В полдень короткие волны (синий свет) ударяют по молекулам воздуха в верхних слоях атмосферы и многократно рассеиваются, прежде чем попасть в глаза. Этот эффект рассеяния также придает небу голубой цвет.
Ближе к горизонту солнце кажется оранжевым
Однако на восходе и закате солнце находится ближе к горизонту, а это означает, что свет проходит через большее количество атмосферных молекул. При увеличении атмосферы синие фотоны рассеиваются еще больше, оставляя только низкоэнергетический желтый, красный и оранжевый свет.
А когда в воздухе появляется пыль и дым, это усиливает эффект рассеяния, придавая Солнцу более красноватый вид.
Фактический цвет нашего солнца
Если вы посмотрите на Солнце с Луны или с Международной космической станции (МКС), вы увидите его истинный цвет. Поскольку в космосе нет атмосферы, свету не с чем взаимодействовать. Поэтому из космоса Солнце выглядит блестяще белым, с индексом цветового пространства CIE (0.
3, 0.3).
Изображение Солнца, сделанное с МКС
Цвет также указывает на температуру звезды. Наше Солнце, например, имеет температуру поверхности около 5505°C и среднюю яркость около 1,88 гига Канделы на квадратный метр.
Более холодные звезды кажутся краснее других. Бетельгейзе, одна из самых ярких звезд на ночном небе, разбухла и остыла, превратившись в красного сверхгиганта. Ее температура колеблется от 3000°C до 3400°C.
Горячие звезды выглядят синими. Риггл, например, кажется невооруженным глазом одной сине-белой звездой, и она может достигать температуры выше 11 000°C.
Ложные цветные изображения
Если наше Солнце на самом деле белое и его видимые выходные пики зеленого цвета, то почему некоторые солнечные изображения являются голубыми, зелеными, оранжевыми или красными?
На самом деле, человеческие глаза могут обнаружить только небольшой сегмент электромагнитного спектра, и этот сегмент называется видимым светом. Ультрафиолетовые и инфракрасные лучи имеют меньшую и большую длину волны, чем видимый свет, соответственно.
Изображение Солнца, снятое в экстремальных ультрафиолетовых лучах
Астрономические приборы, такие как солнечная и Гелиосферная обсерватории, фиксируют данные Солнца в ультрафиолетовых и инфракрасных лучах. Изображения, полученные из таких данных, должны быть окрашены так, чтобы наши глаза могли их видеть. Таким образом, ученые используют уникальные цвета (например, неоновый зеленый или ярко-красный), чтобы представить невидимые версии Солнца.
Чтобы сделать изображения более похожими на то, чего ожидают люди, ученые часто раскрашивают реальные изображения Солнца, снятые в видимом белом свете.
Солнце фиксируется в видимом белом свете, а затем кодируется цветом, чтобы оно выглядело оранжевым
Подпишитесь на нас:Дзен.Новости / Вконтакте / Telegram
Тайна третьей от Солнца планеты
Ирина Мельханова
Фото Максима Муракова
и из личного архива Сергея Кудь-Сверчкова
За полдня, проведенные в нашем городе, он успел передать в администрацию побывавший в космосе флаг Тулы, изучить серию юбилейных монет, посвященных 60-летию первого полета человека в космос в отделении Тула Банка России, ответить на десятки каверзных вопросов, заготовленных тульскими школьниками и дать эксклюзивное интервью «ТИ».
Метафора про космическую скорость вполне уместна. Гость номера — российский космонавт-испытатель, один из 12 действующих космонавтов РФ с опытом полета Сергей Кудь-Сверчков.
Не праздник, а космос
— Говорят, как год встретишь, так и проведешь. Вы встретили прошлый Новый год на околоземной орбите. Где и как провели его?
— Очень насыщенный год получился. До апреля мы работали на МКС, после возвращения на Землю до середины июня я проходил реабилитацию, а потом было очень много работы вне офиса – продолжились экспедиции. В 2021 году я побывал в нескольких научных экспедициях в Атлантике и в Антарктиде. По сути, так и вышло: встретил год далеко от дома и вдали от дома большую его часть провел. Зато этот Новый год провожу с семьей, родными и друзьями, на Земле. Так что, надеюсь, что в 2022-ом буду ближе к своим любимым людям.
— Чем больше всего запомнилось «внеземное» празднование Нового года? Чего не хватало?
— По-моему, самое главное, что должно быть, это – ощущение праздника.
Канун Нового года в космосе, точно так же, как и на Земле, это постоянная предновогодняя работа, желание все успеть, и ощущение праздника приходит буквально за час до его наступления…
Не было, конечно, шампанского, бенгальских огней, не было семьи рядом. Прошлый Новый год – единственный, который я встретил не в кругу семьи. Но все отнеслись с пониманием, причина была уважительная.
А все остальное заменимо: вместо шампанского мы пили сок, вместо бенгальских огней зажгли фонарики, украсили модуль новогодними игрушками…
— Игрушки участники экспедиции привезли с собой?
— Они там есть – на борту станции. Каждый экипаж что-то с собой привозит или им присылают. Конечно, на борт попадают не всякие игрушки, а только те, от которых не будет осколков или иного вреда. Чаще всего это мягкие игрушки или пластиковые.
Елочка маленькая на борту есть, гирлянды, надпись «С Новым годом!» кто-то до нас оставил.
Так что, мы смогли украсить внутренний объем.
— А лично вы что-то свое внесли?
— Я от себя добавил игрушку вязаную – «ёлочку», мне ее прислали с Земли. Супруга связала и отправила на борт. Теперь эта игрушка будет летать вместе с Международной космической станцией. Может быть, встречая 2022-ой, кто-то из наших ребят достал ее…
#0000ff;»>Сергей Кудь-Сверчков
#0000ff;»>124-й космонавт Российской Федерации
#0000ff;»> 14.10.20-17.04.21 – бортинженер экспедиции «Союз МС-17», МКС-63/64
#0000ff;»> 184 суток 23 часа 10 минут налета
#0000ff;»> 6 часов 47 минут в открытом космосе
#0000ff;»>————————————————————-#0000ff;»>
— Что было на новогоднем столе-2021 у экипажа «Союза МС-17»?
— Мы встречали Новый год полным экипажем МКС – всемером: командир станции Сергей Рыжиков, я как еще один представитель российской стороны, четыре астронавта NASA и один от JAXA.
Специальных «новогодних» продуктов у космонавтов нет. Есть рационы питания, рассчитанные по так называемому шестнадцатисуточному меню. Мы достали на новогодний стол все самое вкусное: мясные продукты, салаты разные, соки. Сублимированные, конечно.
— А сублимированного оливье не бывает?
— К сожалению, нет. Мы попытались сообразить что-то похожее на праздничный стол, насколько это было возможно. И все остались довольны, тут ведь главное – настрой на праздник.
Новый год – один из самых любимых праздников в нашей стране, и на МКС его встречали все вместе – в российском сегменте. Так же, как за шесть дней до этого на территории американцев собирались на католическое Рождество.
— А как же православное?
— Его мы тоже встречали. Этот день не установлен в качестве единого выходного дня на МКС, но мы все равно собрались.
По соглашению сторон в году есть всего 4 выходных, общих для всей станции: это 1 января, 12 июня, 4 июля и 25 декабря.
Два российских национальных праздника, два американских. Сверх этого существуют дополнительные выходные в году, но они у всех разные.
— Что-нибудь из опыта «космического» Нового года привнесли в этом году в домашнее празднование?
— Наверное, само отношение: понимание того, что Новый год можно организовать где угодно, используя все, что под рукой. Главное – настроение.
Когда до «Спутника» было как до Луны
— Изоляция времен пандемии для вас имела что-нибудь общее по ощущениям с периодом пребывания на МКС?
— Мне кажется, на Земле переносить изоляцию сложнее. У тебя есть физическая возможность выйти за пределы помещения, и приходится ограничивать себя самому. Это первый момент. А второй – занятость у людей в период пандемии не такая плотная, как у космонавтов на станции. На Земле есть больше времени задуматься, чем бы себя занять? Да и соблазнов больше.
На станции нет времени ни на что, кроме запланированной работы. Все очень плотно расписано, и никаких мыслей о том, чем бы заняться, просто не возникает. Нет альтернатив.
С этой точки зрения, во время подготовки к полету пандемия даже сыграла нам на руку: мы не отвлекались на гипотетические возможности куда-то выйти, переключиться, отдохнуть… Полностью изолировались и не нарушали эту «автономную жизнь» даже в период послаблений.
Сколько раз я семью видел с начала подготовки в апреле 2020 года до старта в октябре, можно по пальцам рук пересчитать. И общался с ними, как и потом, со станции, в режиме видеосвязи. «Вживую» семья меня не видела практически год.
— Когда для всей планеты «Береги себя» звучало пожеланием, для вас это был, фактически, приказ?
— Коронавирус привнес в подготовку мощный стрессовый фактор. Если, не дай бог, заболеешь перед полетом – это срыв экспедиции, грандиозная ответственность… Конечно, мы изолировались, как только могли.
На станции уже стало спокойнее. Там все стерильно, подхватить инфекцию невозможно.
На старте, на Байконуре, когда садились в корабль, техник, закрывавший за нами люк, забрал у нас маски. И это было, как подведение черты. На ближайшие полгода для нас эта угроза была снята. С того момента переживали уже только за людей, остающихся на Земле. Ведь, когда мы улетали, еще не было ни одной вакцины. Вся надежда была на здравомыслие и дисциплину…
#0000ff;»>Экипаж «Союза МС-17» перед стартом. Сверху вниз: Сергей Кудь-Сверчков (Роскосмос), Кэтлин Рубинс (NASA), Сергей Рыжиков (Роскосмос).
Что-то героическое в этом есть
— Для вас полету предшествовали десять лет тренировок, всевозможных отборов. Не задевает легкость, с которой космос сегодня включается в индустрию туризма и развлечений?
— Если туристические полеты в космос не мешают исследованию его профессионалами, развитию космонавтики в целом, — почему нет? Чем больше «популяризирующих» полетов, тем интенсивнее будет развиваться техника в этом направлении, тем более доступным станет космос для людей, в том числе, ученых.
Полет пассажира в самолете не обесценивает работу пилота, наоборот, делает ее более востребованной.
— Первый полет и первый выход в открытый космос – чего вы ждали больше?
— Не у всех в программе экспедиции бывает выход в открытый космос. В этом плане мне очень повезло. Сам полет – уже награда за труд, подготовку, непростой путь, который был для этого пройден. Даже если бы мне не доверили выходить в открытый космос, я был бы благодарен судьбе уже за сам полет.
Выход в открытый космос, конечно, награда вдвойне. Огромная радость и огромная ответственность тоже. Не каждому выпадает, и к этому тоже нужно очень серьезно готовиться.
— Дети восьмидесятых уже не бредили космонавтикой так, как это было у их сверстников за 20-15 лет до этого. Кем вы хотели стать в детстве?
— Да, я не хотел стать космонавтом. Но какую-то героическую профессию предполагал.
Собирался быть пожарным или военным.
Каждый мальчишка, наверное, в детстве мечтает стать супергероем, спасать кого-то или что-то…
Потом, когда вырос, романтика отступила, и я решил быть инженером. Впрочем, это тоже определенного рода романтика: инженеры создают все, что мы видим – то, чего нет, но это уже нужно. Создают этот мир. Бывает в этой работе и рутина, но результат всегда интересен. Я окончил факультет ракетно-космической техники МГТУ им. Н. Э. Баумана.
Не скажу, что, поступая туда, я думал о работе космонавта, но уже к концу обучения твердо намерен был двигаться в этом направлении. Потому, что мало знать, как все это работает, надо еще и на себе попробовать, и сделать так, как надо. Вот это здорово!
Звездная память
— Космонавту разрешается взять в полет некоторые личные вещи из дома. Что вы брали с собой?
— Фотографии семьи, близких друзей.
Игрушку мягкую взял — маленького вязаного космонавта, подарок супруги. Мы использовали его, как индикатор невесомости в корабле. Еще, например, был брелок в виде малеленького астронавта. Его подарил мне итальянский коллега Лука Пармитано.
Когда я только пришел в отряд с 2010 году, Лука начал готовиться к космическому полету – он полетел уже в 2013-ом. Мы подружились, хорошо общались. И Лука подарил мне на память маленького астронавтика – брелок для ключей.
И вот, когда я полетел, взял того самого астронавтика с собой как талисман. И Луке фотографию потом прислал: вот он – твой подарок, тоже побывал в космосе…
— А можно ли из космоса что-нибудь увезти?
— Только то, что привез. Точнее, есть строго определенный перечень вещей, которые можно привезти, а потом увезти обратно.
Когда я встречаюсь со школьниками, иногда спрашивают, что можно увезти со станции? Не представляю даже! Оттуда просто нечего увезти, откровенно говоря.
Там только научное оборудование и расходные материалы, продукты. Есть ли смысл продукты увозить?
— А на память? Наверняка у ваших детей есть сувениры, связанные с вашим полетом? Или это – просьба из серии «Привези цветочек аленький»?
— Есть определенные символические вещи, которые можно увезти. Например, нашивки, которые ты носишь на комбинезоне. Их можно официально спустить и забрать с собой, уложив в личные вещи, даже если ты их с собой не проносил. Но, опять же, все строго по отчетности: всегда составляется опись вещей, которые ты везешь туда, и тех, которые везешь обратно.
Из этой экспедиции со мной вернулись еще перчатки – специально привез одну в Тулу, чтобы школьникам показать.
Самая настоящая рабочая часть моего скафандра «Сокол». Только это – не совсем «космический» сувенир. В этих перчатках я летел на станцию и возвращался потом на Землю в составе экипажа «Союз МС-17». А на МКС мы работаем в обычной одежде, без скафандров.
#0000ff;»>Перчатка от скафандра «Сокол»: основной материал – резина, поверх и изнутри покрытая защитной тканью. Главное отличие от «земной» спецодежды – металлический каркас внутри изделия, необходимый, чтобы перчатку не раздувало под давлением. Скафандр, к которому герметично крепятся такие перчатки, призван защитить от любой нештатной ситуации на борту, от пожара до разгерметизации.
#0000ff;»>
Упа в иллюминаторе
— Есть еще способ сохранить память. Фотографировать на МКС разрешается?
— Конечно, снимки я в огромном количестве делал. Кто-то и меня фотографировал. Сам я не поклонник селфи, снимал в основном внутри станции, и фотографий Земли из космоса у меня множество. Даже фото Тулы есть!
— Ее возможно из космоса рассмотреть?!
— Каждый город, как отпечаток пальца, можно распознать.
Какие-то легче, какие-то сложнее. Москву вообще ни с чем невозможно перепутать. И Тула вполне узнаваема: днем видны очертания, а ночью очень характерная паутинка городских огней светится. Опять же, Упа заметна как ориентир. Надо знать только, куда смотреть, как выглядит город, и обязательно его найдешь.
#0000ff;»>Так выглядит Тула из космоса.
— Как получилось, что в экспедиции с вами побывал флаг Тулы?
— Это моя сугубо личная инициатива. Захотел поднять в космос флаги городов-героев.
Флаги легкие, занимают мало места. Они были у меня в личных вещах.
Еще до полета пришла идея сделать Туле такой подарок. Я знаю, в космос отправлялся тульский пряник, но он путешествовал для того, чтобы его съели. А мне захотелось привезти городу что-то обратно, из космоса.
— Откуда такие добрые чувства к нам, вы же не имеете к Туле прямого отношения? И даже пряника на орбите вам, кажется, не досталось?
— Да, пряник я попробовал на Земле, непосредственно в Туле.
Как приезжаю к вам, без пряников не обходится. На самом деле, я всего в третий раз сюда приехал.
Когда приезжал зимой, года четыре назад, видел кремль, музеи самоваров и оружия… А вот набережной и Музейного квартала еще не было – столько слышал с тех пор, а посмотреть никак не успеваю. Зато в эту поездку я приехал с супругой и детьми – вот им, пока я выполняю свой поминутный план, наверное, удастся увидеть больше. Судя по центру города, он за эти годы здорово изменился в лучшую сторону.
— А есть что-то в планах, что непременно нужно увидеть в Тульской области? Где вы еще не были, но куда обязательно приедете, не в этот раз, так в следующий?
— В Ясной Поляне я бывал, но один. Теперь хочу туда съездить с семьей. И, я думаю, еще много будет других открытий, которые я сделаю. Наверняка, есть много интересных мест в Тульской области, о которых я пока просто не знаю. Уверен, что еще не раз приеду. И, хорошо бы, летом! Очень хочу посмотреть на летнюю Тулу.
#0000ff;»> ________________________________________________________________
#0000ff;»>Когда работаешь в космосе, привыкаешь настолько, что и передвижение в невесомости, и сама работа внутри станции становится естественной.
#0000ff;»>Ты там живешь и думаешь: «Как же на Земле необычно! Все ходят на ногах, равновесие держат. А еще там сейчас зима, снег. Здорово там». Начинаешь скучать…
#0000ff;»>А когда возвращаешься на Землю, через какое-то время ловишь себя на мысли: «А на станции сейчас можно было бы закат посмотреть. Ребята теперь, наверное, над Африкой пролетают»…
#0000ff;»>Поэтому, как только восстановился, мне хочется приступить к работе.
#0000ff;»>Новые задачи, эксперименты.
#0000ff;»>И новый полет. ___________________________________________________
Зонд НАСА «Паркер» побил рекорд скорости и близости к Солнцу
- Николай Воронин
- Корреспондент по вопросам науки и технологий
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Для просмотра этого контента вам надо включить JavaScript или использовать другой браузер
Подпись к видео,
Прикоснуться к Солнцу — как это возможно?
Миссия НАСА, отправленная к Солнцу два с лишним месяца назад, приблизилась к нашей звезде на рекордно близкое расстояние — и продолжает движение.
Предыдущий рекорд принадлежал совместному американско-германскому спутнику «Гелиос-2»: в 1976 году тот приблизился к Солнцу на 42,73 млн км.
«Паркер», задача которого — «прикоснуться к Солнцу», пролетев сквозь солнечную корону, — должен подлететь к звезде примерно в семь раз ближе. В точке наибольшего приближения аппарат будет отделять от поверхности Солнца всего около 6 млн км — это в 25 раз ближе, чем орбита нашей планеты.
Попутно «Паркер» установил и новый рекорд скорости для объекта, когда-либо созданного руками человека: около 70 км/с.
Этот рекорд также продержался недолго: по мере приближения к Солнцу аппарат продолжает ускоряться, и, согласно расчетам, его пиковая скорость составит около 190 км/с (примерно 680 тысяч км/ч).
Близкий незнакомец
Несмотря на относительную близость — по космическим меркам, конечно, — мы не так уж и много знаем о нашей звезде.
Например, одна из главных загадок Солнца — почему внешняя часть атмосферы звезды в сотни раз горячее, чем поверхность звезды. Это всё равно как если бы нам становилось жарче по мере удаления от костра.
Невооружённым глазом с Земли мы можем наблюдать лишь ничтожную часть солнечного излучения, поэтому Солнце представляется нам очень спокойным и неизменным диском.
Автор фото, NASA
Подпись к фото,
Примерно так выглядит Солнце на самом деле
Автор фото, NASA
Подпись к фото,
Или так
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
На самом же деле его в самом прямом смысле непрерывно разрывают на части мощные взрывы, в результате чего потоки заряженных частиц и электромагнитного излучения — так называемый солнечный ветер — разлетаются на миллиарды километров вокруг.
Это открытие сделал в середине XX века американский астроном Юджин Паркер. Именно в его честь назван аппарат. 91-летний ученый был на месте запуска и попрощался с «Паркером».
На Земле порывы солнечного ветра вызывают северные сияния, магнитные бури и другие явления, известные под общим названием «космическая погода».
Подобные вспышки не только влияют на наше самочувствие, но и вносят помехи в радиосвязь, нарушают работу спутников, а иногда приводят к серьёзным сбоям в электросетях. В 1989 году, например, буря была настолько мощной, что солнечный ветер на несколько часов полностью обесточил канадскую провинцию Квебек, а северные сияния можно было наблюдать во Флориде и в Техасе, где обычно их не бывает.
Автор фото, NASA
Подпись к фото,
Так выглядит в первые секунды вспышка на Солнце, если снять её в разном световом диапазоне
«Наш мир постоянно омывается солнечной энергией, — объясняет один из руководителей проекта из Университета Джонса Хопкинса Ники Фокс. — Но у нас нет чёткого понимания, что за механизмы несут к нам солнечный ветер, и именно это мы собираемся выяснить».
Однако есть у миссии и совершенно практический смысл. Учёные надеются, что при помощи этого исследования они смогут лучше понять природу солнечного ветра — и, возможно, научиться предсказывать космическую погоду.
Например, в ближайшее время планируется отправить первых людей на Марс. Миссия продлится три с половиной года, и если за время полёта на Солнце произойдёт достаточно интенсивная вспышка, то все астронавты погибнут. На Земле от космического излучения нас защищает магнитосфера планеты, в открытом же космосе укрыться от солнечного ветра невозможно — его внезапный порыв может уничтожить электронику корабля и вызвать необратимые мутации в ДНК экипажа.
В самое пекло
«Паркер» должен ответить на несколько вопросов — в частности, почему ускоряется солнечный ветер, и как заряженным частицам удаётся достигать околосветовых скоростей. Для этого ему нужно будет максимально приблизиться к Солнцу, окунувшись в верхние слои атмосферы звезды.
По словам одной из руководителей миссии Николин Виалл, «у нас есть возможность засунуть градусник в самую корону (так называют внешние слои атмосферы Солнца — Би-би-си) и посмотреть, как поднимается температура».
Автор фото, University of Chicago
Подпись к фото,
Первооткрыватель солнечного ветра Юджин Паркер в Университете Чикаго
Но как «засунуть градусник» в Солнце так, чтобы он не расплавился?
От палящих лучей зонд укроет беспрецедентная термозащита: экран из многослойного углепластика толщиной около 12 см и сложная система из семи датчиков, задача которой — автономно, без сигнала с Земли, контролировать, чтобы аппарат всегда был повёрнут к Солнцу нужной, то есть защищенной, стороной.
Стоит «Паркеру» хотя бы частично высунуться за защитный экран — и аппарат, на создание и запуск которого потрачено 1,5 млрд долларов, рискует в лучшем случае выйти из строя, а в худшем — превратиться в сгусток плазмы.
Чтобы понять, как 12-сантиметровый экран может защитить от разрушительного жара звезды, нужно помнить о разнице между теплом и температурой. Температура измеряет, насколько быстро движутся частицы, а тепло — общее количество переносимой ими энергии. Частицы могут двигаться с невероятной скоростью (высокая температура), но если их количество невелико, то и передать много энергии они не смогут. Например, вы можете безболезненно ненадолго засунуть руку в разогретую духовку — но не в кипящую воду.
В открытом космосе — в условиях почти полного вакуума — частиц, способных разогреть аппарат, ничтожно мало. Верхние слои солнечной короны чрезвычайно разрежены, и хотя температура там достигает миллионов градусов, защитный экран «Паркера» нагреется только до 1300-1400 градусов.
При этом сам аппарат будет работать в весьма комфортных условиях около 30 градусов по Цельсию, а «хвост» трёхметрового зонда, отвёрнутый от Солнца, и вовсе будет погружён в настоящий космический холод — около 130 градусов ниже ноля. Заднюю часть «Паркера» даже придётся нагревать дополнительно, чтобы могла нормально работать расположенная там электроника.
17 лет ожидания
Владимир Красносельских — сотрудник французского Национального центра научных исследований, его команда отвечает за магнитные датчики одного из четырёх установленных на «Паркере» инструментов под названием FIELDS. Задача прибора — измерять электрические и магнитные поля вокруг аппарата.
Именно разработчикам FIELDS из Университета Беркли принадлежит идея «тараканьих усов» — тонких датчиков, вынесенных за пределы защитного экрана для более точного измерения разности потенциалов электрического поля. Сам Владимир сравнивает их с клеммами автомобильного аккумулятора.
Подпись к фото,
Владимир Красносельских ждал запуска 17 лет — но с еще большим нетерпением ждет первых результатов миссии
Владимир рассказывает, что изначально параллельно с «Паркером» планировалось запустить аналогичный зонд Европейского космического агентства. Аппараты должны были проводить измерения на расстоянии 10 и 60 радиусов от Солнца, но европейскую миссию пришлось отложить на 2020 год.
Работу над проектом FIELDS Владимир начал ещё в 2001 году — так что этого запуска НАСА он ждал 17 лет. Ученому особенно обидно, что стартовал «Паркер» только тогда, когда ему уже пора на пенсию и он уже не сможет набрать собственную команду для анализа собранной прибором информации.
«Запуск для нас не самое интересное, мы ждём первых данных, — говорит Красносельских. — Ведь до настоящего времени никто ничего подобного не делал. Уникальна не только сама миссия, но и наш эксперимент на ней».
При этом собранные на Солнце данные замеров аппарат сможет передать учёным, только когда вернётся к Земле — точнее, приблизится к ней на минимальное расстояние.
А этот «тур» составляет 88 дней — ещё почти три месяца мучительного ожидания после запуска.
При этом пока никто точно не знает, какие именно результаты принесёт миссия — и когда им удастся найти практическое применение.
Владимир грустно шутит, что наука, которой он занимается, с одной стороны, недостаточно фундаментальная, чтобы получать за неё Нобелевские премии (её не удостоился даже сам Юджин Паркер, несмотря на все свои открытия), а с другой — недостаточно прикладная, чтобы на неё охотно выделяли деньги.
«Нам постоянно приходится убеждать людей в том, что то, чем мы занимаемся, действительно нужно, — улыбается Красносельских. — Но давайте дождёмся очередной интенсивной вспышки на Солнце — и тогда все скажут: какую же полезную работу делали эти учёные!»
Насколько велико солнце?
(Изображение предоставлено: Getty Images)
Это самый большой объект в Солнечной системе, но насколько велико Солнце по сравнению с остальными звездами галактики Млечный Путь? Солнце классифицируется как среднее среди этих сотен миллиардов звезд.
Радиус, диаметр и окружность
Солнце почти идеальная сфера. Его экваториальный диаметр и полярный диаметр отличаются всего на 6,2 мили (10 км). Средний радиус Солнца составляет 432 450 миль (696000 км), что составляет его диаметр около 864 938 миль (1,392 млн км). По данным НАСА, на поверхности Солнца можно выстроить 109 планет Земли . Окружность Солнца составляет около 2 715 396 миль (4 370 006 км).
Возможно, это самое большое сооружение в этом районе, но солнце просто среднее по сравнению с другими звездами. Бетельгейзе, красный гигант, примерно в 700 раз больше Солнца и примерно в 14 000 раз ярче.
«Мы нашли звезды, которые в 100 раз больше в диаметре, чем наше Солнце. Эти звезды действительно огромны», — говорится в сообщении НАСА на веб-сайте SpacePlace (открывается в новой вкладке). «Мы также видели звезды размером всего в одну десятую часть нашего Солнца».
По словам исследователя НАСА К. Алекса Янга , если бы Солнце было полым, для его заполнения потребовалось бы около миллиона земных шаров.
Возможно, Солнце даже больше, чем считалось ранее. Ксавье Джубье, инженер и исследователь солнечных затмений, создает подробные модели солнечных и лунных затмений, чтобы точно определить, где будет падать тень Луны во время солнечного затмения. Но когда он сопоставил реальные фотографии и исторические наблюдения с моделями, он обнаружил, что точные формы затмений имеют смысл только в том случае, если он увеличил радиус Солнца на несколько сотен километров.
Даже такие миссии, как Обсерватория Солнечной Динамики НАСА (SDO) и измерения внутренних планет на поверхности Солнца, не уточняют радиус звезды так точно, как хотелось бы.
Это изображение солнца было получено Обсерваторией солнечной динамики НАСА в 2015 году. (Изображение предоставлено NASA/SDO)
«Сложнее, чем вы думаете, просто приложить линейку к этим изображениям и выяснить, насколько велико солнце — [SDO] не обладает достаточной точностью, чтобы зафиксировать это», — сказал исследователь НАСА Эрни Райт Space.
com. «Точно так же и с транзитами Меркурия и Венеры оказывается, что [измерение, основанное на них] не так точно, как хотелось бы».
Райт сказал, что в разных документах с использованием различных методов были получены результаты, которые различаются на целых 930 миль (1500 км). Это может быть проблемой, если вы планируете обойти края следующего солнечного затмения.
«Для большинства людей, да, это не имеет большого значения, это ничего не изменит», сказал Джубьер. «Но чем ближе вы подходите к краю пути [затмения], тем больше вы рискуете».
Масса и объем
Полный объем солнца 1,4 х 10 27 куб.м. Согласно статистике НАСА, внутри Солнца может поместиться около 1,3 миллиона планет Земли . Масса Солнца составляет 1,989 х 10 30 кг, что примерно в 333 000 раз превышает массу Земли. Солнце содержит 99,8 процента массы всей Солнечной системы, ведущие астрономы Имке де Патер и Джек Дж. Лиссауэр, авторы учебника «Науки о планетах» , называют Солнечную систему «солнцем плюс некоторые обломки».
Но вес Солнца непостоянен. Со временем солнечный ветер унес частицы и, следовательно, массу от звезды. По словам астронома Фила Плейта , Солнце каждую секунду теряет в среднем 1,5 миллиона тонн вещества из-за солнечного ветра.
Тем временем в сердце звезды масса превращается в энергию. По словам Плэйта, электростанция звезды каждую секунду преобразует в энергию более 4 миллионов тонн солнечного материала.
В целом, Плейт подсчитал, что Солнце потеряло в общей сложности 10 24 тонн материала за время своего существования в 4,5 миллиарда лет, что более чем в 100 раз превышает массу Земли. Хотя это звучит как много, это всего около 0,05 процента от общей массы звезды.
Желтый карлик
Солнце на самом деле не желтое, но кажется таким с Земли. (Изображение предоставлено Getty Images)
Солнце классифицируется как звезда главной последовательности G-типа, карлик G или, точнее, желтый карлик. На самом деле Солнце, как и другие звезды G-типа, белое, но через атмосферу Земли кажется желтым.
Звезды обычно становятся больше по мере взросления. По мнению НАСА, примерно через 5 миллиардов лет Солнце начнет израсходовать весь водород в своем центре . Солнце раздуется до красного гиганта и выйдет за пределы орбиты внутренних планет, включая Землю. Солнечный гелий станет достаточно горячим, чтобы сгореть в углерод, а углерод соединится с гелием, чтобы сформировать кислород. Эти элементы соберутся в центре солнца.
Позже Солнце сбросит свои внешние слои, сформировав планетарную туманность и оставив после себя мертвое ядро, состоящее в основном из углерода и кислорода — очень плотного и горячего белого карлика размером с Землю.
Хотя солнце во многих отношениях типично, у него есть одно качество, которое выделяется среди большинства звезд — оно одиночка. У большинства звезд есть компаньон с какой-то частью тройной или даже четверной системы.
Но, возможно, это не всегда была сольная звезда. Исследования показывают (открывается в новой вкладке), что все звезды, возможно, начинали с компаньона.
Спутником Солнца могла быть широкая двойная система, которая в 17 раз дальше от Солнца, чем Нептун, и поэтому ее легче отделить.
«Идея о том, что многие звезды формируются вместе с компаньоном, высказывалась ранее, но вопрос в том, сколько их?» — сказала первый автор исследования Сара Садавой, научный сотрудник НАСА «Хаббл» в Смитсоновской астрофизической обсерватории. «Основываясь на нашей простой модели, мы говорим, что почти все звезды формируются вместе с компаньоном».
Дополнительные ресурсы
Чтобы узнать больше о Солнце, прочтите обзор НАСА: 10 вещей, которые нужно знать о Солнце (открывается в новой вкладке). Кроме того, вы можете ознакомиться с их информационным бюллетенем Sun (откроется в новой вкладке) для получения дополнительной статистики.
Библиография
Де Патер, Имке и Джек Дж. Лиссауэр. Планетарные науки. Издательство Кембриджского университета (2015). https://books.google.co.uk (откроется в новой вкладке)
Встроенные двоичные файлы и их плотные ядра.
Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, том 469, выпуск 4 (2017 г.). https://academic.oup.com/mnras/article/469/4/3881/3795556 (открывается в новой вкладке)
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Айлса — штатный автор журнала How It Works, где она пишет о науке, технологиях, космосе, истории и окружающей среде. Проживая в Великобритании, она окончила Стерлингский университет со степенью бакалавра журналистики (с отличием). Ранее Айлса писала для журнала Cardiff Times, Psychology Now и многочисленных научных журналов.
Посетители из глубокого космоса сбивают ученых с толку
Загрузка
The Great Beyond | Физика
Пришельцы из глубокого космоса сбивают ученых с толку
(Изображение предоставлено Alamy)
Автор: Зария Горветт
6 мая 2021 г.
Астрономы десятилетиями искали объекты за пределами нашей Солнечной системы. Потом пришли сразу двое. Когда нам ожидать следующего? И чему они могут нас научить?
I
Он появился из небесной пустоты в октябре 2017 года — крошечное яркое пятнышко на телескопе Обсерватории Халеакала , Гавайи.
Кувыркаясь в космосе со скоростью 57 000 миль в час (90 000 км в час), объект, как полагают, прибыл со стороны Веги, инопланетной звезды, которая находится на расстоянии 147 триллионов миль (237 триллионов км) от нас. Возможно, в форме вытянутой сигары, возможно, в виде сверхъестественного диска, похожего на космический корабль, к тому времени, когда его заметили, он уже пронесся мимо нашего Солнца, совершил плавный поворот шпильки и начал мчаться в другом направлении.
Эта космическая аномалия была названа ‘ Оумуамуа – произносится о-му-у-му-у – по-гавайски «гонец издалека, прибывший первым». Роберт Верик, астроном из Гавайского университета, который первым обнаружил его, сразу понял по его скорости, что он смотрит на что-то новое в физике.
Это была не обычная комета или астероид, это был межзвездный гость из далекой неопознанной Солнечной системы — первый из когда-либо обнаруженных.
Как и подобает объекту такого инопланетного происхождения, вскоре стало ясно, что «Оумуамуа» был достаточно странным. Две вещи особенно зациклены на ученых.
Первым было его таинственное ускорение вдали от Солнца, что было трудно согласовать со многими представлениями о том, из чего он мог быть сделан. Второй была его своеобразная форма — по некоторым оценкам, он был в 10 раз длиннее, чем был в ширину. До Оумуамуа самые вытянутые из известных космических объектов были в три раза длиннее, чем в ширину.
В последующие годы научные журналы и заголовки мировых СМИ кишели предположениями. Был ли это блок твердого водорода? Мог ли это быть космический «пыльный кролик» — гигантская космическая версия клочков волос и мусора, которые часто можно найти под мебелью в гостиной? Или это было, как предположил уважаемый гарвардский астроном Ави Леб, искусственное сооружение, созданное разумной внеземной цивилизацией?
Неожиданный гость
На протяжении десятилетий ученые подозревали, что нашу солнечную систему могут регулярно посещать эти межгалактические путешественники, многие из которых, как считается, бродят среди звезд миллиарды лет.
Но несмотря на то, что каждую ночь сотни специальных инструментов сканируют небо, от заснеженного телескопа на Южном полюсе до выжженной солнцем Большой миллиметровой решетки Атакама (Альма) в чилийских Андах, ни один из них так и не был замечен.
Было обнаружено, что яркость ‘Оумуамуа колеблется через равные промежутки времени, что позволяет предположить, что он вращается и либо сильно вытянут, либо имеет форму диска. (Фото: Alamy) .
30 августа 2019 года инженер и астроном-любитель Геннадий Борисов мельком увидел объект, движущийся на фоне предрассветного неба, из своей личной обсерватории в Научном, Крым, с помощью телескопа, который он сделал сам. Даже с первого взгляда он понял, что это нечто особенное — оно двигалось в другом направлении, чем кометы, населяющие главный пояс астероидов, охватывающий Солнечную систему.
2I/Борисов был назван в честь своего первооткрывателя и предположительно является блуждающей кометой, не связанной со звездой. Так откуда же взялись эти посетители? Что они могут рассказать нам об инопланетных солнечных системах? И как часто мы должны ожидать их видеть?
Чтобы это выяснить, сначала нужно узнать, из чего они сделаны.
Таинственное отсутствие
‘Оумуамуа еще не был окончательно классифицирован как комета или астероид — это может быть что-то совсем другое, — но ученые всегда думали, что большинство межзвездных объектов будут первыми. Некоторые из комет, которые в настоящее время обитают в самых дальних уголках нашей Солнечной системы, возможно, изначально были межзвездными путешественниками, прежде чем они были захвачены гравитацией Солнца, так что это имеет смысл.
Однако у большинства комет есть «хвосты» — яркие пятна, которые тянутся за ними — которые образуются, когда они приближаются к Солнцу и нагреваются, высвобождая замерзшие газы и пыль внутри себя. Как вы уже могли догадаться, Оумуамуа этого не сделал. Это было особенно неприятно, потому что его путь пролегал глубоко в Солнечную систему, погружаясь к Солнцу и промахнувшись всего на 0,26 а.е. — примерно четверть расстояния от Земли до Солнца.
«По мере поступления данных появлялось все больше и больше странностей», — говорит Леб, добавляя, что примерно в это же время он присутствовал на конференции об Оумуамуа, а когда она закончилась, он вышел из комнаты с коллегой, работавшим на астероидах.
на протяжении десятилетий. «Он сказал:« Это так странно, я бы хотел, чтобы этого никогда не существовало »- это вывело людей из их зоны комфорта».
Вам также могут понравиться:
- Если Девятая Планета существует, почему ее никто не видел?
- Как космическая гонка изменила советское искусство
- Странное пространство за пределами Солнечной системы
Сначала ученые подумали, что, возможно, это означает, что Оумуамуа все-таки был скалистым астероидом. Затем последовали другие наблюдения. «Они обнаружили, что у него было такое ускорение, когда он удалялся от Солнца», — говорит Алан Джексон, астроном и планетолог из Университета штата Аризона.
Это всегда сбивало с толку. Для комет совершенно нормально ускоряться, когда они возвращаются после близкого столкновения с Солнцем, но только потому, что они питаются от своих хвостов — выбрасываемые газы дают им толчок, как двигатель на ракете.
‘Оумуамуа имеет длину всего 400-800 метров (1300-2600 футов) и был виден только вблизи Солнца (Фото: ESO/K. Meech et al.)
«Это действительно соломинка, которая сломалась верблюд мне, так сказать, спиной — помимо силы притяжения Солнца, было что-то, что его отталкивало», — говорит Леб. «Чтобы объяснить этот толчок, вам понадобилась десятая часть массы этого объекта, чтобы испариться».
Одна из идей заключалась в том, что, возможно, объект был «водородным айсбергом» — гигантским куском замороженного водорода, который мог образовать невидимый с Земли хвост.
Однако не все были убеждены. Начнем с того, что никто никогда не видел водородный лед в космосе — Леб и его коллеги утверждали, что его куски не могли оставаться достаточно холодными достаточно долго, чтобы сформировать такой большой объект, как Оумуамуа. А учитывая, что его точка замерзания (-259°C/-434°F) лишь немного выше температуры окружающей среды во Вселенной, маловероятно, что он пережил бы путь в несколько сотен миллионов лет из ближайшего региона космоса, который, как считается, мог создать такое объекты.
Как выразился один комментатор, он развалился бы после того, как был «приготовлен звездным светом».
Во всей этой неразберихе идея о том, что Оумуамуа могла быть создана разумной инопланетной цивилизацией, стала выглядеть немного более правдоподобной — во-первых, ученые Института Сети были достаточно заинтригованы, чтобы навести на нее телескоп и прислушаться. для любых радиосигналов, которые он может излучать.
В сценарии с инопланетными технологиями необъяснимый толчок, полученный Оумуамуа от Солнца, был вызван отражением солнечного света от его поверхности, которая должна была быть тонкой, плоской и отражающей — подобно ветру, толкающему парус на лодке. Объект действительно был чрезвычайно блестящим для своего маленького размера, «но, конечно, природа не делает паруса», — говорит Леб. «Именно поэтому я предположил в статье в журнале Scientific American, а затем в научной статье [а теперь и в книге], что это может быть искусственное происхождение».
Леб объясняет, что другой объект — 2020-SO — получил такое же загадочное ускорение от Солнца в сентябре 2020 года.
Первоначально он был замечен тем же телескопом, который обнаружил Оумуамуа, и оказался ракетным ускорителем неудавшегося Surveyor II. миссия, запущенная в 1966 году и направленная на посадку космического корабля на Луну. Он был успешно запущен в космос, но быстро потерял связь и десятилетиями дрейфовал. Как и предложенный Лебом инопланетный «световой парус», он имел плоскую отражающую поверхность, которая могла отражать свет и продвигать его вперед.
Как и космический корабль Surveyor III, Surveyor II должен был приземлиться на Луну, но последний был потерян в космосе вскоре после взлета. Это исключает возможность того, что Оумуамуа принадлежал к давно умершей космической цивилизации.
Затем, наконец, ранее в этом году Джексон и его коллега Стивен Деш придумали объяснение, которое, кажется, объясняет причудливые особенности Оумуамуа без необходимости использования каких-либо инопланетных технологий. Они начали с исключения вещей. Во-первых, они знали, что если из Оумуамуа и выходят какие-либо газы, то они не могут включать окись углерода, воду или двуокись углерода, потому что астрономы их заметили бы.
«Это должно быть что-то, о чем раньше никто не задумывался, — говорит Деш. Это также не мог быть водород, потому что Вселенная слишком горячая. «Мы только что поняли, что азотный лед может дать именно то количество энергии, которое ему необходимо — и это наблюдается на Плутоне», — говорит он. Чтобы подтвердить эту идею, они подсчитали, насколько блестящей была поверхность Оумуамуа, и сравнили ее с отражательной способностью азотного льда — и обнаружили, что они более или менее точно совпадают.
Команда пришла к выводу, что объект, вероятно, представляет собой кусок азотного льда, отколовшийся от поверхности экзопланеты, похожей на Плутон, вокруг молодой звезды. Основываясь на эволюции нашей Солнечной системы, которая началась с тысяч подобных планет в ледяных окрестностях пояса Койпера, они предположили, что фрагмент мог отколоться около полумиллиарда лет назад.
«В конце концов Нептун прошел через этот регион и выбросил много материала — и это произошло очень рано», — говорит Деш.
Они предполагают, что с тех пор Оумуамуа путешествует по холодным, бесплодным просторам глубокого космоса.
Хотя объект, наконец, достиг бы самого дальнего края Солнечной системы много лет назад, ему потребовалось бы много времени, чтобы добраться до благоухающего центрального региона, где он был впервые обнаружен, и постепенно превратился в блин. по мере приближения. Это объясняет его необычную форму и его ускорение за один раз, потому что испаряющийся азот оставил бы невидимый хвост, который толкал бы его вперед. «Наша атмосфера в основном состоит из азота, и вы можете видеть сквозь него», — говорит Джексон. «Азот трудно обнаружить».
Опять же, не все довольны этим предложением.
Ледник Sputnik Planitia на Плутоне в основном состоит из азотного льда и содержит тысячи ям, предположительно образовавшихся из-за плавающих островов из водяного льда. пришел из, имел бы достаточно большую площадь поверхности, чтобы было статистически правдоподобно, что мы нашли его фрагмент.
Его команда подсчитала, что звезды в галактике должны иметь массу в 100 раз больше, чем они есть, чтобы мы видели отколовшийся азотный айсберг. «Поверхностный слой Плутона составляет всего несколько процентов от его размера, — говорит он, — так что это просто не имеет смысла».
Но если теория окажется верной, ‘Оумуамуа мог дать редкую возможность увидеть, что находится в инопланетных солнечных системах.
В настоящее время мы можем видеть только планеты, которые вращаются вокруг других звезд косвенно — по тому, сколько света они блокируют, когда их силуэт проходит перед звездами, или по тому, как их гравитация искажает свет, когда они проходят мимо. Все дело в ошеломляющих расстояниях. Путешествие на расстояние 4,2 световых года (25 триллионов миль) к ближайшей звезде, Проксиме Центавра, потребовало бы тысяч лет с нашими современными технологиями. Если бы он покинул Землю сейчас, космический корабль, подобный «Вояджеру», который в настоящее время исследует дальний космос за пределами нашей Солнечной системы, прибыл бы в 75 100 году.
0003
«Попасть на другую внесолнечную планету никогда не случится ни в моей жизни, ни в жизни западной цивилизации», — говорит Джексон. «Но мы можем заставить природу доставить нам их кусочки, которые мы действительно сможем увидеть вблизи».
Тот факт, что Оумуамуа был еще относительно большим, когда вошел в нашу солнечную систему, предполагает, что он все еще был нетронутым фрагментом своей родительской планеты, хранившимся в ледяном вакууме космоса полмиллиарда лет. За все это время она, вероятно, никогда не сталкивалась с другой звездой так близко, пока не наткнулась на нашу. «Возможно, он прошел через десятки солнечных систем в пределах доли светового года, но не выдержал бы еще одного путешествия рядом с таким солнцем, как наше», — говорит Деш.
В частности, ‘возможная идентичность Оумуамуа как ледяного азотного айсберга предполагает, что другие солнечные системы очень похожи на нашу.
И Оумуамуа, и 2020-SO были замечены телескопом Pan-STARRS на Гавайях, который обнаружил тысячи космических объектов.
у нас есть такие более крупные объекты, как Плутон», — говорит Джексон. Расчеты даже показали, что лед имел красноватый оттенок, похожий на тот, который был обнаружен слоями над азотными ледниками Плутона, содержащими метан. «Они достаточно велики, чтобы дифференцироваться — они были достаточно горячими, чтобы разделять различные материалы, из которых они были сделаны, и образовывать многослойную структуру».
До ‘Оумуамуа внешние пределы других планетных систем были полной загадкой, потому что объекты там находятся слишком далеко, чтобы формировать заметный силуэт на фоне соседней звезды. «На самом деле мы знаем только о тех, которые ближе, потому что они вращаются чаще и блокируют больше звездного света», — говорит Джексон.
Новостью стал даже сам азот – в Солнечной системе он распространен повсеместно. Но до Оумуамуа невозможно было сказать, распространен ли он где-либо еще. «Раньше мы не имели прямого отношения к этому», — говорит Джексон.
«Скучная» комета
К счастью, расшифровать 2I/Borisov оказалось значительно проще, чем ее космический компаньон.
Она была признана первой межзвездной кометой, когда-либо найденной. Как и те, что задержались на внешних границах Солнечной системы, 2I/Борисов, как полагают, состоял из мутной смеси воды, пыли и угарного газа. У него был видимый хвост, и он более или менее соответствовал ожиданиям ученых. Во всяком случае, 2I/Борисов делает Оумуамуа еще более странным.
2I/Borisov, как полагают, был вырван из древней Солнечной системы, центром которой был красный карлик, самый тусклый и самый многочисленный тип в нашей галактике. Основываясь на его скорости и траектории, одна международная команда предварительно подсчитала, что он мог возникнуть вокруг звезды Росс 573 — теперь белого карлика — который населяет область космоса примерно в 629 триллионах миль (965 триллионов км) от Солнца. Они предполагают, что он был выброшен в космос после сильного столкновения трех крупных объектов в этом небесном районе около
0 лет назад.
Однако Джексон сомневается. «Мы не знаем, из какой именно звездной системы прибыла 2I/Борисов, она слишком долго путешествовала, чтобы вернуться к отдельной системе», — говорит он.
«Но поскольку Борисов больше похож на комету Солнечной системы, мы ожидаем, что она пришла из облака комет в своей родительской системе, где бы она ни находилась».
2I/Борисов необычайно богат угарным газом, что намекает на то, что он образовался от холодной звезды или что другие солнечные системы имеют другой химический состав (Фото: НАСА, ЕКА и Д. Джуитт)
Невозможный расчет
В то время как некоторые эксперты размышляют о том, чем Оумуамуа и 2I/Борисов могут быть такими разными, другие работают над тем, сколько еще подобных объектов может быть на них.
«Мы ожидали, что в конечном итоге увидим межзвездные объекты, потому что знаем, что кометы в нашей Солнечной системе выбрасываются довольно регулярно», — говорит Джексон. Логично было предположить, что такой же процесс будет происходить и в других местах галактики — но совершенно гипотетически.
Даже после открытия ‘Оумуамуа вопрос о том, насколько редким или статистически маловероятным было его прибытие, оставался столь же непонятным, как и сам объект — для всех, кто знал, что его прибытие могло быть событием, которое случается раз в жизни.
Точно так же наша Солнечная система может быть кишит этими фрагментами более широкой галактики, которые настолько темны, что появляются только тогда, когда их путь проходит прямо мимо Солнца.
Теперь, когда ученые нашли двух межзвездных путешественников, их догадка более или менее подтвердилась. Но точно оценить, насколько распространены эти объекты — и как часто мы можем ожидать их увидеть — остается чрезвычайно сложной задачей.
Один ранний расчет, выполненный Лебом и его коллегами задолго до того, как межзвездные объекты были фактически замечены, в 2009 году, оценивал вероятность того, что мы найдем один единственный объект. Они основывали свою оценку на плотности звезд в Млечном Пути и предположениях о количестве вещества, которое каждая из них выбрасывает в более широкую Вселенную, а затем сравнивали это с чувствительностью самого мощного телескопа на Земле. Они пришли к выводу, что вероятность того, что он найдет его за все время поиска, «очень мала» — от одного на 1000 до одного на 100 000.
Такие объекты, как Оумуамуа, должны быть настолько редкими, что ученые почти не должны были их видеть.
Но они это сделали. Основываясь на его успешном обнаружении, одна команда подсчитала, что в каждой трехмерной единице пространства со сторонами, равными расстоянию от Земли до Солнца, вы найдете примерно пять космических объектов одинакового размера в любой момент времени.
Вдохновленные облаком пыли, обнаруженным среди сверхновой звезды в 2014 году, некоторые ученые предположили, что Оумуамуа — это гигантский «пылевой кролик» (Источник: НАСА, ЕКА и А. Ангелич (NRAO/AUI/NSF))
Это предполагает значительно более высокую плотность межзвездного вещества в галактике, чем считалось ранее. Это также намекает на то, что эти объекты не производятся исключительно молодыми солнечными системами во время формирования их планет, а высвобождаются на протяжении всей жизни звезд — иначе они не были бы так распространены.
Между тем, более поздние исследования, проведенные после открытия 2I/Borisov, показывают, что в любой момент времени в нашей Солнечной системе существует около 50 межзвездных объектов, занимающих не менее 50 метров в поперечнике.
Это важно, потому что не все межзвездные объекты так безобидны, как наши недавние посетители. Хотя теперь считается, что столкновение, которое убило динозавров, произошло от объекта, который возник в нашей собственной Солнечной системе, межзвездные астероиды и кометы, вероятно, будут особенно разрушительными, потому что они движутся значительно быстрее, чем те, которые вращаются вокруг нашего Солнца.
В поисках большего
В любом случае ученые скоро получат ответы. Для обнаружения слабого свечения межзвездных объектов требуется мощное оборудование — именно такое, которое будет иметь строящаяся в Чили новая обсерватория.
Обсерватория Веры Рубин расположена на вершине Серро-Пачон, горы высотой 2682 метра (8799 футов) на севере страны. Ожидается, что он будет запущен в 2022 или 2023 году и станет домом для самой большой цифровой камеры, когда-либо созданной для астрономии. Он будет проводить ночные обзоры ночного неба в поисках околоземных объектов диаметром не менее 140 м (500 футов) — примерно две трети размера Оумуамуа и одна седьмая размера 2I/Борисов.
Многие астрономы с оптимизмом смотрят на то, что он найдет следующий межзвездный объект, а также неуловимую гипотетическую дополнительную планету нашей Солнечной системы, Планету Девять. «Что нам действительно нужно, так это то, что нам нужно увидеть больше таких объектов, как «Оумуамуа», тогда мы сможем посмотреть на эту статистику и получить правильную картину того, сколько существует таких объектов», — говорит Джексон.
Телескоп LSST, строящийся в Чили, станет самым мощным на Земле. Его стекло будет отполировано с точностью до миллионной доли дюйма необходимой формы0003
Леб надеется, что телескоп определит следующий межзвездный объект, когда он будет на пути в нашу солнечную систему, с достаточным количеством предупреждений, чтобы у нас было время отправить космический корабль, чтобы перехватить его и рассмотреть поближе. Он цитирует миссию Osiris-Rex, которая была запущена в сентябре 2016 года и уже успешно долетела до астероида Бенну, находящегося на расстоянии более 200 миллионов миль (321 миллион км) от Земли.
В настоящее время он находится на обратном пути и должен вернуться с фотографиями и образцами в 2023 году.0003
«И это скажет нам, является ли это искусственным, или, или естественным», говорит Леб. «И, конечно, если он будет выглядеть искусственным, это будет очень интересно. И мы могли бы приземлиться на него и даже прочитать этикетки «Сделано на Планете X»».
Деш с таким же энтузиазмом относится к путешествию к межзвездному объекту, хотя и по несколько более традиционным причинам. «Когда мы думаем о каком-либо космическом корабле, направляющемся к чему-то в нашей собственной Солнечной системе, у нас есть контрольный список того, чего мы хотим достичь, и это будет то же самое», — говорит он, перечисляя некоторые из наиболее важных пунктов. например, содержит ли он аминокислоты — намекая на возможную органическую жизнь — и определяя, содержит ли он воду или окись углерода. «Я бы хотел получить краткое изложение всей химии объекта», — говорит он.
Но что бы ни случилось, Леб хотел бы, чтобы научное сообщество было непредвзятым, особенно если наша третья встреча с межзвездным объектом окажется столь же загадочной, как и «Оумуамуа».
«Если мы найдем что-то, чего никогда раньше не видели, давайте соберем больше данных об этом и выясним природу этого, потому что тогда мы узнаем что-то новое о питомниках или фабриках, которые производят такие предметы», — говорит он.
* Зария Горветт, старший журналист BBC Future, пишет в Твиттере @ZariaGorvett
—
Эта статья была обновлена 7 мая 2021 года. Первоначальная версия неверно цитировала Алана Джексона, описывающего ускорение Оумуамуа по мере его удаления от Солнца как «быстрое».
—
Присоединяйтесь к одному миллиону будущих поклонникам, полюбив нас на Facebook , или следите за нами по номеру Twitter или Instagram .
Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельную рассылку новостей bbc.com под названием «The Essential List». Подборка историй из BBC Future, Culture, Worklife и Travel, доставляемых на ваш почтовый ящик каждую пятницу.
Астрономы наблюдают далекую солнечную систему, которая очень похожа на нашу после взрыва Солнца
Далекая Солнечная система показывает, «как будет выглядеть наша Солнечная система после исчезновения Земли»
ХУДОЖНИКОВОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ НЕДАВНО ОБНАРУЖЕННОЙ ЮПИТЕРОПОДОБНОЙ ЭКЗОПЛАНЕТЫ, ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ОКОЛО БЕЛОГО КАРЛИКА ИЛИ МЕРТВОЙ ЗВЕЗДЫ. ЭТА СИСТЕМА ЯВЛЯЕТСЯ ДОКАЗАТЕЛЬСТВОМ ТОГО, ЧТО ПЛАНЕТЫ МОГУТ ПЕРЕЖИТЬ ВЗРЫВНУЮ ФАЗУ КРАСНЫХ ГИГАНТОВ СВОЕЙ ЗВЕЗДЫ, И ЯВЛЯЕТСЯ САМОЙ ПЕРВОЙ ПОДТВЕРЖДЕННОЙ ПЛАНЕТНОЙ СИСТЕМОЙ, КОТОРАЯ СЛУЖИТ АНАЛОГОМ СУДЬБЫ СОЛНЦА И ЮПИТЕРА В НАШЕЙ СОБСТВЕННОЙ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ. (Обсерватория В. М. Кека/Адам Макаренко)
Звезды, как и люди, проходят разные этапы жизни, от рождения до среднего возраста и старения. На данный момент солнце нашей Солнечной системы находится на стадии жизни желтого карлика — по сути, средний возраст для звезды такого класса.
Но так будет не всегда.
Солнцу Земли около 4,5 миллиардов лет, но еще через пять миллиардов лет у Солнца закончится водородное топливо. После того, как это произойдет, он расширится до красного гиганта и поглотит многие внутренние планеты и, возможно, испортит орбиты внешних. (Научные модели противоречат друг другу относительно того, какие именно планеты будут поглощены и как могут быть скорректированы орбиты.) После расширения Солнце будет сжиматься, пока не станет белым карликом, после чего оно больше не будет производить собственное тепло, а скорее будет медленно остывать на всю вечность. Ничто во Вселенной не живет вечно.
Хотя людей на Земле не будет рядом, чтобы увидеть, что происходит в конце жизни Солнца, другие звездные системы во Вселенной теоретически могут дать представление о будущем нашей Солнечной системы — если бы только мы могли найти ту, которая была бы достаточно похожа на нашу. .
Теперь, кажется, у астрономов есть. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature на прошлой неделе, астрономы наблюдали за первой планетной системой, которая напоминает будущую траекторию нашей Солнечной системы.
Они обнаружили, что даже после смерти Солнца могут остаться некоторые выжившие планеты.
С помощью обсерватории В. М. Кека на Гавайях астрономы наблюдали планету, похожую на Юпитер, которая вращается вокруг белого карлика вблизи центра Млечного Пути. Рассматриваемая планета примерно в 40 раз массивнее Юпитера.
Хотите больше историй о здоровье и науке на почту? Подпишитесь на еженедельную рассылку Салона The Vulgar Scientist.
«Эти данные подтверждают, что планеты, вращающиеся на достаточно большом расстоянии, могут продолжать существовать после смерти своей звезды», — сказал в пресс-релизе ведущий автор исследования Джошуа Блэкман, исследователь из Университета Тасмании в Австралии. «Учитывая, что эта система является аналогом нашей Солнечной системы, можно предположить, что Юпитер и Сатурн могут пережить фазу красного гиганта Солнца, когда у него закончится ядерное топливо и оно самоуничтожится».
Это довольно примечательное открытие, учитывая насилие, совпавшее со смертью желтого карлика, похожего на наше Солнце.
Когда желтый карлик сжигает весь водород в своем ядре, он превращается в красную гигантскую звезду. Оттуда он коллапсирует в очень слабый белый карлик. Небольшой размер белых карликов частично объясняет, почему до сих пор было так трудно обнаружить планетную систему, вращающуюся вокруг белого карлика.
Но хотя это может быть хорошей новостью для внешних газовых гигантов, означает ли это, что Земля сможет пережить смерть Солнца?
«Будущее Земли может быть не таким радужным, потому что она намного ближе к Солнцу», — сказал соавтор Дэвид Беннетт, старший научный сотрудник Университета Мэриленда и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. «Если бы человечество захотело переместиться на спутник Юпитера или Сатурна до того, как Солнце поджарит Землю в фазе красного сверхгиганта, мы бы все еще оставались на орбите вокруг Солнца, хотя мы не могли бы полагаться на солнечное тепло, поскольку белым карликом очень долго».
Группа ученых использовала метод гравитационного микролинзирования, чтобы подтвердить свои наблюдения.
В своей общей теории относительности Альберт Эйнштейн предсказал, что объекты большой массы, такие как черные дыры или звезды, будут искажать пространство-время вокруг себя. Следовательно, свет изгибается и искажается вокруг этих массивных объектов. Иногда это идет на пользу астрономам, поскольку объекты, которые, как правило, слишком далеки или тусклые, чтобы их можно было наблюдать напрямую, могут быть на короткое время увеличены, проходя мимо массивных астрофизических тел с точки зрения нас на Земле. Такие наблюдения известны как события гравитационного микролинзирования. Это не обычное средство наблюдения за экзопланетами или планетами в других солнечных системах; как ранее сообщал Салон, только 2% обнаруженных экзопланет были обнаружены с помощью микролинзирования.
В этом случае астрономы попытались найти звезду-хозяин планеты и с удивлением обнаружили, что ее звездный свет недостаточно яркий, чтобы представлять собой обычную звезду главной последовательности. Это помогло исключить возможность того, что звезда-хозяин не является белым карликом.