9 фото. Глубокий космос - фантастические кадры далеких галактик. Как выглядит звезда в космосе в близи фото
Как выглядят звезды с Международной космической станции
Загрузка... Интересное HD-видео, снятое с МКС при помощи интервальной съемки. Оно показывает, как выглядят звезды с Международной космической станции.
Видео
Интервальная съёмка (time-lapse) — съемка с частотой кадров гораздо меньше обычного, порядка одного кадра в десять минут. Её часто называют цейтраферной или покадровой киносъёмкой.
С какого расстояния от Земли снято это видео? Высота орбиты МКС постоянно изменяется и составляет порядка 330—350 км над уровнем моря.
Во время съемки Международная космическая станция летела со скоростью ~ 27 700 км/ч. За день она совершает почти 16 оборотов вокруг Земли.
Звездные треки в самом начале видео сделаны с помощью программы StarStaX:
Разрешение: 1920 х 1080Продолжительность: 03:20 мин.(Прим. Если видео подтормаживает, то нажмите паузу, подождите некоторое время и продолжите просмотр).
Понравилась статья? Расскажи друзьям:
Вконтакте
Мой мир
Одноклассники
Google+
loveopium.ru
9 фото. Глубокий космос - фантастические кадры далеких галактик » Photolium
"Это невозможно, такого не может быть!", – скажете вы. Нет, такое возможно, и зависит от того, с какой целью и для чего фотографировать космос в общем и, например, планетарные туманности в частности. Астрономы с мировым именем при помощи их изобретений довольно активно изучают космос в деталях, раздвигая тем самым горизонты человеческого познания, а может и незнания, так как вопросов в процессе исследований становится все больше и больше. И конечно же, все снимки космоса обрабатываются специальным образом, чтобы зритель мог увидеть все детали невероятной красоты.
Спиральная галактика, под номером NGC 4038, во время столкновения с другой галактикой. Фотокадры, из которых было смонтировано итоговое изображение, были получены при помощи знаменитого телескопа "Хаббл". (Фотография: Danny Lee Russell/NASA)
Туманность под названием: Пузырь. Мощный звездный ветер и сильное излучение звезды сформировали такую уникальную структуру из светящегося газа в молекулярном облаке, окружающем ее. (Фотография: Yves Van den Broek)
Млечный Путь над Долиной монументов. Такое сочетание настолько волшебно, что глаз не оторвать! (Фотография: Wally Pacholka/TWAN)
NGC 6888: Туманность в виде Полумесяца. На фотографии изображены излучения атомов серы, водорода и кислорода (соответствуют красному, зеленому и синему тонам). (Фотография: J-P Metsavainio/Astro Anarchy)
IC 1396: Так называемая, эмиссионная туманность в Цефее. Эта колоссальная область звездообразования растянулась на тысячи световых лет. (Фотография: Digitized Sky Survey, ESA/ESO/NASA FITS Liberator)
Персеиды (это метеорный поток, каждый год проявляющийся в августе месяце со стороны созвездия Персея) и Млечный Путь. Сфотографировано близ Вейкершейма, Германия. (Фотография: Jens Hackmann)
Ну, наконец-то, свершилось! Настоящий марсианский пейзаж, без Фотошопа. Марсоход "Кьюриосити" на Марсе (запуск: 26 ноября 2011 года – посадка на поверхность Марса: 6 августа 2012). Стена кратера Гейла. (Фотография: NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Многоцветные облака около Ро Змееносца. Цветовая гамма этих облаков на самом деле еще более разнообразна, чем способен увидеть человеческий глаз, так как эта облачность излучает свет во всем электромагнитном спектре. (Фотография: Tom O'Donoghue)
Гало (аура) вокруг Кошачьего глаза. Туманность под названием "Кошачий глаз" (NGC 6543) – одна из самых известных планетарных туманностей, наблюдаемых на небе. (Фотография: Don Goldman)
photolium.net
Фото далекого космоса, сделанные телескопом Хаббл (30 фото)
1. Галактический фейерверк.
2. Центр линзообразной галактики Центавр A (NGC 512
. Эта яркая галактика находится по космическим меркам совсем недалеко от нас – «всего» в 12-ти миллионах световых лет. 
3. Карликовая галактика Большое Магелланово Облако. Диаметр этой галактики почти в 20 раз меньше диаметра нашей собственной галактики, Млечного Пути. 
4. Планетарная туманность NGC 6302 в созвездии Скорпиона. У этой планетарной туманности есть еще два красивых названия: туманность Жук и туманность Бабочка. Планетарная туманность образуется, когда звезда, похожая на наше Солнце, умирая, сбрасывает внешний слой газа.
5. Отражающая туманность NGC 1999 в созвездии Орион. Эта туманность представляет собой гигантское облако пыли и газа, отражающее свет звезд.
6. Светящаяся туманность Ориона. Найти эту туманность на небе можно чуть ниже пояса Ориона. Она такая яркая, что хорошо видна даже невооруженным глазом. 
7. Крабовидная туманность в созвездии Тельца. Эта туманность образовалась в результате взрыва сверхновой звезды. 
8. Туманность конус NGC 2264 в созвездии Единорога. Эта туманность входит в систему туманностей, окружающих звездное скопление Снежинки.
9. Планетарная туманность Кошачий Глаз в созвездии Дракона. Сложная структура этой туманности поставила перед учеными немало загадок. 
10. Спиральная галактика NGC 4911 в созвездии Волосы Вероники. В этом созвездии находится большое скопление галактик, называемое скопление Волос Вероники. Большинство галактик из этого скопления относятся к эллиптическому типу. 
11. Спиральная галактика NGC 3982 из созвездия Большой Медведицы. 13 апреля 1998 года в этой галактике вспыхнула сверхновая звезда. 
12. Спиральная галактика M74 из созвездия Рыб. Высказываются предположения, что в этой галактике есть черная дыра. 
13. Туманность Орел M16 в созвездии Змеи. Это фрагмент знаменитой фотографии, сделанной при помощи орбитального телескопа «Хаббл», получившей название «Столпы творения».
14. Фантастические образы далекого космоса.
15. Умирающая звезда.
16. Красный гигант В838. Через 4-5 миллиарда лет наше Солнце тоже станет красным гигантом, а приблизительно через 7 миллиардов лет его расширяющийся внешний слой достигнет орбиты Земли.
17. Галактика М64 в созвездии Волосы Вероники. Эта галактика возникла в результате слияния двух галактик, вращавшихся в разных направлениях. Поэтому внутренняя часть галактики М64 вращается в одну сторону, а ее периферическая часть – в другую. 
18. Массовое рождение новых звезд.
19. Туманность Орел M16. Этот столб из пыли и газа, находящийся в центре туманности, называется регион «Фея». Длина этого столба приблизительно 9,5 световых лет.
20. Звезды во Вселенной.
21. Туманность NGC 2074 в созвездии Золотая Рыба.
22. Триплет галактик Arp 274. В эту систему входят две спиральные галактики и одна неправильной формы. Объект находится в созвездии Девы.
23. Галактика Сомбреро M104. В 1990-х гг было установлено, что в центре этой галактики находится черная дыра огромной массы. 
24. Галактика Центавр A. В этой галактике находятся источники мощнейшего радиоизлучения. 
25. Галактика M81 из созвездия Большой Медведицы. Эта галактика хорошо видна даже в телескопы астрономов-любителей. 
26. Еще один снимок галактики M81. 
27. Знаменитые «Столпы Творения» в туманности Орел M16. Сегодня астрономы располагают данными, утверждающими, что примерно 6 тысяч лет тому назад взрыв сверхновой звезды уничтожил «Столпы Творения». Но туманность Орел находится на расстоянии 7 тысяч световых лет от Земли, поэтому мы сможем наблюдать «Столпы Творения» еще почти целую тысячу лет. 
28. Рождение звезды в туманности Ориона.
29. Планетарная туманность Эскимос NGC 2392 в созвездии Близнецов. 
30. Туманность M17. Эту туманность называют еще и туманность Омега, Лебедь, Лобстер и Подкова. Эта туманность находится в нашей галактике в созвездии Стрельца. 
thebester.ru
почему на них не видно звезд?
В последнее время, после проведения прямого эфира с Международной космической станции (МКС), в Сети появилось довольно много комментариев, которые указывали, что эти кадры должны были быть подделкой, так как на заднем плане отсутствуют звезды.
Теперь мы могли бы обсудить, как эти люди считают, что правительства разных стран мира занимаются аферой стоимостью в триллион долларов, и что они одни, комментируя в Сети, смогли обнаружить неточности. Или же мы можем признать, что не каждый человек может разобраться в этом вопросе, но здесь нет ничего зазорного, до тех пор пока мы активно пытаемся бороться с этим. Так в чем же было дело?
Проблемы с освещением
Звезды отчетливо видны в пространстве. На самом деле мы можем видеть их лучше из космоса, чем через нашу плотную атмосферу. Именно поэтому ученые продолжают посылать туда телескопы.
Причина, по которой звезды не видны на фото, имеет гораздо больше общего с самой фотографией, чем с астрономией.
Звезды достаточно тусклые по сравнению со светом, отраженным от Земли и Луны. Для того чтобы делать хорошие снимки в космическом пространстве, необходимо иметь высокую скорость затвора и очень короткую экспозицию. Это значит, что наша планета и Луна отчетливо видны, но звезды часто не проявляются на фото.
Скорость движения
Помимо необычных условий освещения в космическом пространстве, есть еще один фактор, который требует быстрого времени реакции камеры. МКС перемещается на скорости 8 километров в секунду, которая отлично подходит для пребывания на орбите, но фото в таком случае получаются смазанными.
Особенности оборудования
Проблема заключается не только в этом. Попробуйте сфотографировать ночное небо на свой смартфон. Сколько звезд вы видите? А что произойдет, если вы попытаетесь сфотографировать что-то на переднем плане? Сможет ли ваша камера при этом уловить также звезды на заднем плане?
Именно эти причины заставляют астрофотографов использовать весьма дорогостоящее оборудование, оптимизированное для выполнения конкретной задачи, и тщательно планировать погодные условия и время экспозиции.
Но даже если звезды часто не видны на всех фотографиях, видео и онлайн-трансляциях, есть много красиво снятых изображений, показывающих звезды, и даже Млечный Путь, снятых благодаря МКС, которые находятся в общем доступе, так что вы можете увидеть их в любой момент.
fb.ru
Как на самом деле выглядит космос (7 фото)
24 марта 2018 Автор: nlo-mir Космос 21
Мы живем на великолепной планете, но не устаем стремиться к большему. Один взгляд в космос заставил человека навеки грезить путешествиями в его чарующие глубины — и вот, эта мечта близка к осуществлению. Мощные телескопы уже могут продемонстрировать, чего ждать от подобной захватывающей поездки.
Sunflower Galaxy
Эта галактика является одной из самых красивых космических структур во Вселенной. Ее экспансивные, извилистые рукава состоят из новых, сине-белых гигантских звезд.
Carina Nebula
Можете не верить, но в этом изображении нет ни капли фотошопа. Гора газа и пыли распространяется на три световых года в окружности, а само пространство — бесконечный источник энергии.
Zwicky 18
Галактика Цвикки 18 выглядит настоящей картинкой из научно-фантастического фильма. Карликовая неправильная структура сбивает ученых с толку, поскольку не подходит ни под одну существующую теорию формирования вселенной.
NGC 604
Туманность NGC 604 составлена из более чем 200 невероятно горячих солнц. Космический телескоп Хаббл захватил блестящую флуоресценцию туманности, вызванную ионизованным водородом.
Crab Nebula
А здесь ученым удалось снять изображение остатков сверхновой, все еще догорающей в созвездии Тельца. Со времен ее взрыва прошло уже несколько миллионов лет.
V838 Mon
Красный шар в центре этого образа, звезда V838 Mon, окружена множеством пыльных облаков. Эта невероятная фотография была сделана после того, как звезда вызвала нечто светового эха, разбросавшего окружающую пыль по всей вселенной.
Engraved Hourglass
Мрачное изображение этой туманности показывает облака газового облака, бесконечно перемещающиеся по галактике на звездных ветрах.
Другие статьи:
nlo-mir.ru
Фотографии звезд Вселенной
На данной странице представлены потрясающие фотографии звезд Вселенной, сделанные с помощью космических телескопов и наземных наблюдений.
Пульсирующая звездная реликвия
Изображение, сделанное Хабблом, открывает нам планетарную туманность NGC 2452, расположенную в южном созвездии Кормы. Голубая дымка, занимающая всю плоскость, это остатки звезды, напоминающей наше Солнце, у которой закончилось топливо. Когда происходит подобное, звездное ядро теряет стабильность и выплескивает большое количество невероятно энергичных частиц, которые раздувают звездную атмосферу в пространство.
В центре – остатки прародителя. Это пульсирующий белый карлик, яркость которого изменяется со временем. Сила тяжести воспроизводит волны, пульсирующие по всему телу объекта.
Скопление галактик MACS j1149.5+223 и сверхновой
На снимке вы видите огромное галактическое скопление MACS j1149.5+223. Свету понадобится 5 миллиардов лет, чтобы достичь нас.
Огромные массы кластера и одной галактики внутри искривляют свет от сверхновой, расположившейся позади. Свет увеличили и исказили из-за гравитационного линзирования. По этой причине изображения расположились вокруг эллиптической галактики в образовании, которое называют крестом Эйнштейна (показан крупным планом).
Космическая пара
Это удивительное космическое спаривание звезд Hen 2-427, более известных как WR 124, и туманности M1-67, окружающей их. Они удалены от нас на 15000 световых лет и находятся в созвездии Стрелы.
Объект Hen 2-427 – звезда Вольфара-Райе. Ее назвали в честь астрономов Чарльза Вольфа и Жоржа Райе. Это супергорячая звезда, извергающая газовые сгустки в пространство со скоростью 150000 км/ч. Возраст туманности M1-67 не превышает 10000 лет (по астрономическим меркам – ребенок).
Голубой пузырь туманности Киля
Звезда Вольфа-Райе (WR 31a) расположена в 30000 световых годах от Земли в созвездии Киля. Туманность – межзвездное облако, состоящее из пыли, водорода, гелия и других газов. Оно создается при взаимодействии звездных ветров со внешними слоями водорода, выбрасываемого звездой. По форме часто напоминает кольцеобразный или сферический пузырь. Ученые полагают, что ему около 20000 лет, а скорость расширения – 220000 км/ч. Однако, жизненный цикл звезды занимает всего лишь несколько сотен тысяч лет.
Космическая гусеница
Этот световой узел из межзвездного газа и пилы по форме напоминает яркую гусеницу, направляющуюся на обед. Виновники события – 65 из самых горячий и ярких звезд, классифицированных по О-типу и расположенных в 15 световых годах от узла (справа). Они, вместе со звездами В-типа, составляют Лебедь ОВ2, масса которой в 30000 раз превышает солнечную.
Гусеницеобразный узел (RAS 20324+4057) – протозвезда на ранней стадии эволюции. Она все еще собирает материал из окружающей газовой оболочки. От Земли ее отделяют 4500 световых лет.
Хербига-Аро НН 110
Хабблу удалось сфотографировать гейзер горячего газа, извергающийся из раскаленной звезды. НН 110 отличается от остальных объектов Хербига-Аро тем, что появляется в одиночку, пока другие путешествуют парами. Астрономы считают, что она может быть дополнением к объекту НН 270, который отклонился из-за плотного газового облака.
Замедленная эволюция
Не секрет, что взаимодействующие галактики отыгрывают важную роль в их эволюции и эллиптическом образовании. Но недалеко от нас есть несколько объединившихся систем, позволяющих заглянуть поглубже. NGC 3921, расположенная в созвездии Большой Медведицы, – пара связанных дискообразных галактик в поздних стадиях слияния. У обоих примерно одинаковая масса, а столкнулись они около 700 миллионов лет назад. На снимке можно четко рассмотреть их хвосты и петли. Хаббл насчитал в центре более 1000 ярких звездных пар.
Отпечаток пальца звезды
На снимке вы видите линию излучения звезды IRAS 12196-6300. Находясь в 2300 световых годах от нас, она демонстрирует заметные эмиссионные полосы. Это говорит о том, что ее свет рассредоточен в спектре, создавая рисунок из темных и светлых линий. Они напоминают отпечаток пальца, так как состоят из конкретных атомов и молекул, который помогут выявить химический состав объекта. Ей уже больше 10 миллионов лет, а она все еще не сожгла весь водород в своем ядре, поэтому пребывает в зачаточном состоянии.
Сверхновая Refsdal
Это процесс зарождения сверхновой Refsdal. Верхний круг – ее положение, которое наблюдалось в 1998 году. А самая нижняя окружность – снимок, сделанный в 2014. Средний – последняя ее позиция в 2015 году.
v-kosmose.com
Звезды - карлики Галактики (8 фото)
Относительно яркие и массивные светила довольно просто увидеть невооруженным глазом, но в Галактике куда больше карликовых звезд, которые видны только в мощные телескопы, даже если расположены вблизи от Солнечной системы. Среди них есть как скромные долгожители — красные карлики, так и недотянувшие до полноценного звездного статуса коричневые и отошедшие на покой белые карлики, постепенно превращающиеся в черные.
Судьба звезды целиком зависит от размера, а точнее от массы. Чтобы лучше представить себе массу звезды, можно привести такой пример. Если положить на одну чашу весов 333 тысячи земных шаров, а на другую — Солнце, то они уравновесят друг друга. В мире звезд наше Солнце — середнячок. Оно в 100 раз уступает по массе самым крупным звездам и раз в 20 превосходит самые легкие. Казалось бы, диапазон невелик: приблизительно как от кита (15 тонн) до кота (4 килограмма). Но звезды — не млекопитающие, их физические свойства гораздо сильнее зависят от массы. Сравнить хотя бы температуру: у кита и кота она почти одинаковая, а у звезд различается в десятки раз: от 2000 Кельвинов у карликов до 50 000 у массивных звезд. Еще сильнее — в миллиарды раз различается мощность их излучения. Именно поэтому на небе мы легко замечаем далекие гигантские звезды, а карликов не видим даже в окрестностях Солнца.
Но когда были проведены аккуратные подсчеты, выяснилось, что распространенность гигантов и карликов в Галактике сильно напоминает ситуацию с китами и котами на Земле. В биосфере есть правило: чем мельче организм, тем больше его особей в природе. Оказывается, это справедливо и для звезд, но объяснить эту аналогию не так-то просто. В живой природе действуют пищевые цепи: крупные поедают мелких. Если бы лис в лесу стало больше, чем зайцев, то чем бы питались эти лисы? Однако звезды, как правило, не едят друг друга. Тогда почему же гигантских звезд меньше, чем карликов? Половину ответа на этот вопрос астрономы уже знают. Дело в том, что жизнь массивной звезды в тысячи рад короче, чем карликовой. Чтобы удержать собственное тело от гравитационного коллапса, звездам-тяжеловесам приходится раскаляться до высокой температуры — сотен миллионов градусов в центре. Термоядерные реакции идут в них очень интенсивно, что приводит к колоссальной мощности излучения и быстрому сгоранию «топлива». Массивная звезда растрачивает всю энергию за несколько миллионов лет, а экономные карлики, медленно тлея, растягивают свой термоядерный век на десятки и более миллиардов лет. Так что, когда бы ни родился карлик, он здравствует до сих пор, ведь возраст Галактики всего около 13 миллиардов лет, А вот массивные звезды, появившиеся на свет более 10 миллионов лет назад, давно уже погибли.
Однако это лишь половина ответа на вопрос, почему гиганты встречаются в космосе так редко. А вторая половина состоит в том, что массивные звезды рождаются намного реже, чем карликовые. На сотню новорожденных звезд типа нашего Солнца появляется лишь одна звезда с массой раз в 10 больше, чем у Солнца. Причину этой «экологической закономерности» астрофизики пока не разгадали.
До недавних пор и классификации астрономических объектов зияла большая дыра: самые маленькие известные звезды были раз в 10 легче Солнца, а самая массивная планета — Юпитер — в 1000 раз. Существуют ли в природе промежуточные объекты — не звезды и не планеты с массой от 1/1000 до 1/10 солнечной? Как должно выглядеть это «недостающее звено»? Можно ли его обнаружить? Эти вопросы давно волновали астрономов, но ответ стал намечаться лишь в середине 1990-х годон, когда программы поиска планет за пределами Солнечной системы принесли первые плоды. На орбитах вокруг нескольких солнцеподобных звезд обнаружились планеты-гиганты, причем все они оказались массивнее Юпитера. Промежуток по массе между звездами и планетами стал сокращаться. Но возможна ли смычка, и где пронести границу между звездой и планетой?
Еще недавно казалось, что это совсем просто: звезда светит собственным светом, а планета — отраженным. Поэтому в категорию планет попадают те объекты, в недрах которых за все время существованиям не протекают реакции термоядерного синтеза. Если же на некотором этапе эволюции их мощность была сравнима со светимостью (то есть термоядерные реакции служили главным источником энергии), то такой объект достоин называться звездой. Но оказалось, что могут существовать промежуточные объекты, в которых термоядерные реакции происходят, но никогда не служат основным источником энергии. Их обнаружили в 1996 году, но еще задолго до того они получили название коричневых карликов. Открытию этих странных объектов предшествовал тридцатилетний поиск, начавшийся с замечательного теоретического предсказания.
В 1963 году молодой американский астрофизик индийского происхождения Шив Кумар рассчитал модели самых мало массивных звезд и выяснил, что если масса космического тела превосходит 7,5% солнечной, то температура в его ядре достигает нескольких миллионов градусов и R нем начинаются термоядерные реакции превращения водорода в гелий. При меньшей массе сжатие останавливается раньше, чем температура в центре достигает значения, необходимого для протекания реакции синтеза гелия. С тех пор это критическое значение массы называют «границей возгорания водорода», или пределом Кумара. Чем ближе звезда к этому, пределу, тем медленнее идут в ней ядерные реакции. Например, при массе 8% солнечной звезда будет «тлеть» около 6 триллионов лет — в 400 раз больше современного возраста Вселенной! Так что, в какую бы эпоху ни родились такие звезды, все они еще находятся в младенческом возрасте.
Впрочем и в жизни менее массивных объектов бывает краткий эпизод, когда они напоминают нормальную звезду. Речь идет о телах с массами от 1% до 7% массы Солнца, то есть от 13 до 75 масс Юпитера. В период формирования, сжимаясь под действием гравитации, они разогреваются и начинают светиться инфракрасным и даже чуть-чуть красным — видимым светом. Температура их поверхности может подняться до 2500 Кельвинов, а в недрах превысить 1 миллион кельвинов. Этого хватает, чтобы началась реакция термоядерного синтеза гелия, но только не из обычного водорода, а из очень редкого тяжелого изотопа — дейтерия, и не обычного гелия, а легкого изотопа гелия-3. Поскольку дейтерия в космическом веществе очень мало, весь он быстро сгорает, не давая существенного выхода энергии. Это все равно, что бросить в остывающий костер лист бумаги: сгорит моментально, но тепла не даст. Разогреться сильнее «мертворожденная» звезда не может — ее сжатие останавливается под действием внутреннего давления вырожденного газа. Лишенная источников тепла, она в дальнейшем лишь остывает, как обычная планета. Поэтому заметить эти неудавшиеся звезды можно только в период их недолгой молодости, пока они теплые. Выйти на стационарный режим термоядерного горения им не суждено.
Открытие «мертворожденных» звезд
Физики уверены: что не запрещено законами сохранения, то разрешено. Астрономы добавляют к этому; природа богаче нашего воображения. Если Шив Кумар смог придумать коричневые карлики, то природе, казалось бы, не составит труда их создать. Три десятилетия продолжались безрезультатные поиски этих тусклых светил. В работу включались все новые и новые исследователи. Даже теоретик Кумар прильнул к телескопу в надежде найти объекты, открытые им на бумаге. Его идея была проста: обнаружить одиночный коричневый карлик очень сложно, поскольку нужно не только зафиксировать его излучение, но и доказать, что это не далекая гигантская звезда с холодной (по звездным меркам) атмосферой или даже окруженная пылью галактика на краю Вселенной. Самое трудное в астрономии – определить расстояние до объекта. Поэтому нужно искать карлики рядом с нормальными звездами, расстояния до которых уже известны. Но яркая звезда ослепит телескоп и не позволит раз-глядеть тусклый карлик. Следовательно, искать их надо рядом с другими карликами! Например с красными — звездами предельно малой массы или же белыми — остывающими остатками нормальных звезд. В 1980-х годах поиски Кумара и других астрономов не принесли результата. Хотя не раз появлялись сообщения об открытии коричневых карликов, но детальное исследование каждый раз показывало, что это — маленькие звезды. Однако идея поиска была правильная и спустя десятилетие она сработала.
В 1990-е годы у астрономов появились новые чувствительные приемники излучения — ПЗС-матрицы и крупные телескопы диаметром до 10 метров с адаптивной оптикой, которая компенсирует вносимые атмосферой искажения и позволяет с поверхности Земли получать почти такие же четкие изображения, как из космоса. Это сразу же принесло плоды: были обнаружены предельно тусклые красные карлики, буквально пограничные с коричневыми.
А первого коричневого карлика отыскала в 1995 году группам астрономов под руководством Рафаэля Реболо из Института астрофизики на Канарских островах. С помощью телескопа на острове Ла-Пальма они нашли в звездном скоплении Плеяды объект, который назвали Teide Pleiades 1, позаимствовав название у вулкана Пико-де-Тейде на острове Тенерифе. Правда, некоторые сомнения в природе этого объекта оставались, и пока испанские астрономы доказывали, что это действительно коричневый карлик, в том же году о своем открытии заявили их американские коллеги. Группа под руководством Тадаши Накаджима из Калифорнийского технологического института с помощью телескопов Паломарской обсерватории обнаружила на расстоянии 19 световых лет от Земли в созвездии Зайца, рядом с очень маленькой и холодной звездой Глизе 229, еще более мелкий и холодный ее спутник Глизе 229В. Температура его поверхности — всего 1000 К, а мощность излучения в 160 тысяч раз ниже солнечной.
Незвездная природа Глизе 229В окончательно подтвердилась в 1997 году так называемым литиевым тестом. В нормальных звездах небольшое количество лития, сохранившегося с эпохи рождения Вселенной, быстро сгорает в термоядерных реакциях. Однако коричневые карлики для этого недостаточно горячи. Когда в атмосфере Глизе 229В был обнаружен литий, этот объект стал первым «несомненным» коричневым карликом. По размерам он почти совпадает с Юпитером, а его масса оценивается в 3- 6% массы Солнца. Он обращается вокруг своего более массивного компаньона Глизе 229А по орбите радиусом около 40 астрономических единиц (как Плутон вокруг Солнца).
Очень быстро выяснилось, что для поиска «несостоявшихся звезд» годятся и не самые крупные телескопы. Первых одиночных коричневых карликов открыли на рядовом телескопе в ходе планомерных обзоров неба. Например, объект Kelu-1 в созвездии Гидры обнаружен в рамках долгосрочной программы поиска карликовых звезд в окрестностях Солнца, которая началась на Европейской Южной обсерватории в Чили еще в 1987 году. При помощи 1-метрового телескопа системы Шмидта астроном Чилийского университета Мария Тереза Руиз уже много лет регулярно фотографирует некоторые участки неба, а затем сравнивает снимки, полученные с интервалом в годы. Среди сотен тысяч слабых звезд она ищет те, которые заметно смещаются относительно других — это безошибочный признак близких светил. Таким способом Мария Руиз открыла уже десятки белых карликов, а в 1997 году ей наконец попался коричневый. Его тип определили по спектру, в котором оказались линии лития и метана. Мария Руиз назвала его Kelu-1: на языке народа мапуче, населявшего некогда центральную часть Чили, «келу» означает красный. Он расположен на расстоянии около 30 световых лет от Солнца и не связан ни с одной звездой.
Все эти находки, сделанные в 1995-1997 годах, и стали прототипами нового класса астрономических объектов, который занял место между звездами и планетами. Как это обычно бывает в астрономии, за первыми открытиями сразу последовали новые. В последние годы множество карликов обнаружено в ходе рутинных инфракрасных обзоров неба 2MASS и DENIS.
Звездная пыль
Уже вскоре после открытия бурые карлики заставили астрономов внести коррективы в устоявшуюся десятки лет назад спектральную классификацию звезд. Оптический спектр звезды — это ее лицо, а точнее — паспорт. Положение и интенсивность линий в спектре прежде всего говорят о температуре поверхности, а также о других параметрах, в частности химическом составе, плотности газа в атмосфере, напряженности магнитного поля и т. п. Около 100 лет назад астрономы разработали классификацию звездных спектров, обозначив каждый класс буквой латинского алфавита. Их порядок многократно пересматривали, переставляя, убирая и добавляя буквы, пока не сложилась общепринятая схема, безупречно служившая астрономам многие десятки лет. В традиционном виде последовательность спектральных классов выглядит так: O-B-A-F-G-K-M. Температура поверхности звезд от класса О до класса М убывает со 100 000 до 2000 К. Английские студенты-астрономы даже придумали мнемоническое правило для запоминания порядка следования букв «Oh! Be A Fine Girl, Kiss Me!» И вот на рубеже веков этот классический ряд пришлось удлинить сразу на две буквы. Оказалось, что в формировании спектров экстремально холодных звезд и субзвезд весьма важную роль играет пыль.
На поверхности большинства звезд из-за высокой температуры никакие молекулы существовать не могут. Однако у самых холодных звезд класса М (с температурой ниже 3000 К) в спектрах видны мощные полосы поглощения окисей титана и ванадия (TiO, VO). Естественно, ожидалось, что у еще более холодных коричневых карликов эти молекулярные линии будут еще сильнее. Все в том же 1997 году у белого карлика GD 165 был открыт коричневый компаньон GD 165В, с температурой поверхности 1900 К и светимостью 0,01% солнечной. Он поразил исследователей тем, что в отличие от других холодных звезд не имеет полос поглощения TiO и VO, за что был прозван «странной звездой». Такими же оказались спектры и других коричневых карликов с температурой ниже 2000 К. Как показали расчеты, молекулы TiO и VO в их атмосферах конденсируются в твердые частицы — пылинки, и уже не проявляют себя в спектре, как это свойственно молекулам газа.
Чтобы учесть эту особенность, Дэви Киркпатрик из Калифорнийского технологического института уже на следу-ющий год предложил расширить традиционную спектральную классификацию, добавив в нее класс L для мало-массивных инфракрасных звезд, с температурой поверхности 1500-2000 К. Большинство объектов L-класса должны быть коричневыми карликами, хотя очень старые маломассивные звезды тоже могут остыть ниже 2000 К.
Продолжая исследования L-карликов, астрономы обнаружили еще более экзотические объекты. В их спектрах видны мощные полосы поглощения воды, метана и молекулярного водорода, поэтому их называют «метановыми карликами». Прототипом этого класса считается первый открытый бурый карлик Глизе 229В. В 2000 году Джеймс Либерт с коллегами из Аризонского университета выделили в самостоятельную группу Т-карлики с температурой 1500-1000 К и даже чуть ниже.
Коричневые карлики ставят перед астрономами много сложных и очень интересных вопросов. Чем холоднее атмосфера звезды, тем труднее изучать ее как наблюдателям, так и теоретикам. Присутствие пыли делает эту задачу еще сложнее: конденсация твердых частиц не только изменяет состав свободных химических элементов в атмосфере, но и влияет на теплообмен и форму спектра. В частности, теоретические модели с учетом пыли предсказали парниковый эффект в верхних слоях атмосферы, что подтверждается наблюдениями. Вдобавок расчеты показывают, что после конденсации пылинки начинают тонуть. Возможно, на разных уровнях в атмосфере формируются плотные облака пыли. Метеорология коричневых карликов может оказаться не менее разнообразной, чем у планет-гигантов. Но если атмосферы Юпитера и Сатурна можно изучать вблизи, то расшифровывать метано-вые циклоны и пылевые бури коричневых карликов придется только по их спектрам.
Секреты «ПОЛУКРОВОК»
Вопросы о происхождении и численности коричневых карликов пока остаются открытыми. Первые подсчеты их количества в молодых звездных скоплениях типа Плеяд показывают, что по сравнению с нормальными звездами общая масса коричневых карликов, видимо, не так велика, чтобы «списать» на них всю скрытую массу Галактики. Но этот вывод еще нуждается в проверке. Общепринятая теория происхождения звезд не дает ответа и на вопрос, как образуются коричневые карлики. Объекты столь малой массы могли бы формироваться подобно планетам-гигантам в околознездных дисках. Но обнаружено довольно много одиночных коричневых карликов, и трудно предположить, что все они вскоре после рождения были потеряны своими более массивными компаньонами. К тому же совсем недавно на орбите вокруг одного из коричневых карликов открыли планету, а значит, он не подвергался сильному гравитационному влиянию соседей, иначе карлик бы ее потерял.
Совершенно особый путь рождения коричневых карликов наметился недавно при исследовании двух тесных двойных систем — LL Андромеды и EF Эридана. В них более массивный компаньон, белый карлик, своей гравитацией стягивает вещество с менее массивного спутника, так называемой звезды-до нора. Расчеты показывают, что первоначально в этих системах спутники-доноры были обычными звездами, но за несколько миллиардов лет их масса упала ниже предельного значения и термоядерные реакции в них угасли. Теперь по внешним признакам это типичные коричневые карлики.
Температура звезды-донора в системе LL Андромеды около 1300 К, а в системе EF Эридана — около 1650 К. По массе они лишь в несколько десятков раз превосходят Юпитер, а в их спектрах видны линии метана. Насколько их внутренняя структура и химический состав сходны с аналогичными параметрами «настоящих» коричневых карликов, пока неизвестно. Таким образом, нормальная маломассивная звезда, потеряв значительную долю своего вещества, может стать коричневым карликом. Правы были астрономы, утверждая, что природа изобретательнее нашей фантазии. Коричневые карлики, эти «не звезды и не планеты», уже начали преподносить сюрпризы. Как выяснилось недавно, несмотря на свой холодный характер, некоторые из них являются источниками радио- и даже рентгеновского (!) излучения. Так что в будущем этот новый тип космических объектов обещает нам немало интересных открытий.
Автор статьи: Владимир Сурдин, кандидат физико-математических наук, сайты автора: «Карлики звездного мира»
Вырожденные звезды
Обычно в период формирования звезды ее гравитационное сжатие продолжается до тех пор, пока плотность и температура в центре не достигнут значений, необходимых для запуска термоядерных реакций, и тогда за счет выделения ядерной энергии давление газа уравновешивает его собственное гравитационное притяжение. У массивных звезд температура выше и реакции начинаются при относительно не-большой плотности вещества, но чем меньше масса, тем выше оказывается «плотность зажигания». Например, в центре Солнца плазма сжата до 150 граммов на кубический сантиметр.
Однако при плотности, еще в сотни раз большей, вещество начинает сопротивляться давлению независимо от роста температуры, и в итоге сжатие звезды прекращается прежде, чем выход энергии в термоядерных реакциях становится значимым. Причиной остановки сжатия служит квантово-механический эффект, который физики называют давлением вырожденного электронного газа. Дело в том, что электроны относятся к тому типу частиц, который подчиняется так называемому «принципу Паули», установленному физиком Вольфгангом Паули в 1925 году. Этот принцип утверждает, что тождественные частицы, например электроны, не могут одновременно находиться в одном и том же состоянии. Именно поэтому в атоме элек-троны движутся по разным орбитам. В недрах звезды нет атомов: при большой плотно-сти они раздавлены и существует единое «электронное море». Для него принцип Паули звучит так: расположенные рядом электроны не могут иметь одинаковые скорости.
Если один электрон покоится, другой должен двигаться, а третий — двигаться еще быстрее, и т. д. Такое состояние электронного газа физики называют вырождением. Даже если небольшая звезда сожгла все термоядерное топливо и лишилась источника энергии, ее сжатие может быть остановлено давлением вырожденного электронного газа. Как бы сильно ни охладилось вещество, при высокой плотности движение электронов не прекратится, а значит, давление вещества будет противостоять сжатию независимо от температуры: чем больше плотность, тем выше давление.
Сжатие умирающей звезды с массой, равной солнечной, остановится, когда она уменьшится примерно до размера Земли, то есть в 100 раз, а плотность ее вещества станет в миллион раз выше плотности воды. Так образуются белые карлики. Звезда меньшей массы прекращает сжатие при меньшей плотности, поскольку сила ее тяготения не так велика. Очень маленькая звезда-неудачник может стать вырожденной и прекратить сжатие еще до того, как в ее недрах температура поднимется до порога «термо-ядерного зажигания». Такому телу никогда не стать настоящей звездой.
Другие статьи:
nlo-mir.ru
