Содержание
Рождение звёзд . Космос [Все о звёздах, планетах, космических странниках]
Рождение звёзд — процесс, скрытый от наших глаз, даже вооружённых телескопом. Лишь в середине XX в. астрономы поняли, что не все звёзды родились одновременно в эпоху формирования Галактики, что и в наше время появляются молодые звёзды.
В центре туманности NGC 6543 двойная звёздная система
Как же образуются звёзды? Если плотность газа мала и его тяготение слабо, а нагрет он достаточно сильно, то в нём распространяются волны сжатия и разрежения — обычные звуковые колебания. Но если газ достаточно плотный или облако газа массивное и холодное, то тяготение побеждает газовое давление. Тогда первоначально однородная газовая среда будет разбиваться на сгустки (облака), а облако начнёт сжиматься как целое, превращаясь в плотный газовый шар — звезду.
В плотных и холодных межзвёздных облаках, готовых к сжатию, часть вещества объединяется в молекулы.
Главной молекулой межзвёздной среды является молекула водорода (Н2). Кроме того, были обнаружены десятки других молекул, порой довольно сложных, содержащих до 13 атомов. В их числе молекулы воды, аммиака, формальдегида, этилового спирта и даже аминокислоты глицина.
Как выяснилось, около половины межзвёздного газа содержится в молекулярных облаках. Их плотность в сотни раз больше, чем у облаков атомарного водорода, а температура всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Именно при таких условиях возникают неустойчивые к гравитационному сжатию отдельные уплотнения в облаке массой порядка массы Солнца и становится возможным формирование звёзд. Рождение звезды длится миллионы лет и скрыто от нас в недрах тёмных облаков, так что этот процесс практически недоступен прямому наблюдению.
Превращение фрагмента облака в звезду сопровождается гигантским изменением физических условий: температура вещества возрастает примерно в 106 раз, а плотность — в 1020 раз.
На стадии подобных изменений исходный объект уже не облако, но ещё и не звезда. Поэтому его называют протозвездой (от греч. «протос» — «первый»).
Когда температура в центре протозвезды достигает нескольких миллионов градусов, то начинаются термоядерные реакции. Выделяющееся при этом тепло полностью компенсирует охлаждение протозвезды с поверхности, сжатие прекращается и протозвезда становится звездой.
Формирующиеся и очень молодые звёзды часто окружены газопылевой оболочкой — остатками вещества, не успевшими ещё упасть на звезду. Оболочка не выпускает изнутри звёздный свет и полностью перерабатывает его в инфракрасное излучение. Поэтому самые молодые звёзды обычно проявляют себя лишь как мощные инфракрасные источники внутри газовых облаков.
На начальном этапе жизни «поведение» звезды очень сильно зависит от её массы. Низкая светимость маломассивных звёзд позволяет им надолго задержаться на стадии медленного сжатия, «питаясь» только гравитационной энергией.
За это время оболочка успевает частично осесть на звезду, а также сформировать околозвёздный газопылевой диск. Эволюция же массивной звезды протекает так быстро, что звезда проживает значительную часть жизни, окружённая остатками своей протозвёздной оболочки, которую часто называют газопылевым коконом.
Молекулярные облака, эти «фабрики по производству звёзд», изготавливают звёзды всевозможных типов. Диапазон масс новорождённых звёзд простирается от нескольких сотых долей до 100 масс Солнца, причём маленькие звёзды образуются значительно чаще, чем крупные. В среднем в Галактике ежегодно рождается примерно десяток звёзд с общей массой около пяти масс Солнца.
Примерно половина звёзд рождаются одиночными; остальные образуют двойные, тройные и более сложные системы. Чем больше компонентов, тем реже встречаются такие системы. Известны системы, содержащие до семи компонентов, более сложные пока не обнаружены.
* * *
Новые и сверхновые
Очень редко на небе возникают новые звёзды — они внезапно появляются на том месте, где раньше можно было наблюдать звезду только в телескоп.
Блеск такой звезды постепенно увеличивается, достигает максимума, а через несколько месяцев ослабевает настолько, что часто она становится не видимой даже в телескоп, как бы исчезает. Иногда явление новой звезды повторяется более или менее регулярно на одном и том же месте, т. е. одна и та же звезда по каким-то причинам раз в десятки или сотни лет сильно увеличивает свою светимость.
Ещё более грандиозное, но чрезвычайно редкое небесное явление, получившее название сверхновой звезды, запечатлено во многих исторических летописях разных народов. Блеск сверхновой, вспыхивавшей тоже вроде бы на пустом месте, иногда достигал такой величины, что звезду было видно даже днём! Если на её месте до начала вспышки и была заметна звезда (как, например, в случае ближайшей изученной сверхновой, наблюдавшейся в 1987 г. в Большом Магеллановом Облаке), то после вспышки она исчезает, а сброшенная ею оболочка ещё долгие годы видна как светящаяся туманность.
Исследования сверхновых звёзд, вспыхнувших в нашей Галактике, затрудняются тем, что эти небесные объекты чрезвычайно редко доступны наблюдениям в видимом диапазоне из-за поглощения света в межзвёздном пространстве. За всю историю науки их удалось увидеть всего несколько раз. Однако регулярные наблюдения большого количества других галактик приводят к ежегодному обнаружению нескольких сотен сверхновых.
Установлено, что в среднем в каждой галактике вспышка сверхновой происходит раз в несколько десятилетий. Причём в максимуме своего блеска она может быть столь же яркой, как десятки, даже сотни миллиардов звёзд галактики вместе взятых. Самые далёкие из известных ныне сверхновых находятся в галактиках, расположенных в сотнях мегапарсек от Солнца.
В 1930-х гг. Вальтер Бааде и Фриц Цвики предположили, что в результате взрыва сверхновой может образоваться сверхплотная нейтронная звезда.
Эта гипотеза подтвердилась после открытия пульсара — быстровращающейся нейтронной звезды с периодом 33 миллисекунды — в центре известной Крабовидной туманности в созвездии Тельца; пульсар возник на месте вспышки сверхновой в 1054 г. Никаких нейтронных звёзд на месте новых звёзд не возникает.
Остаток сверхновой N63 в Большом Магеллановом Облаке
астрономы связали рождение звезд и черных дыр в галактиках
Анастасия
Никифорова
Новостной редактор
Анастасия
Никифорова
Новостной редактор
Одна из причин, по которой трудно изучать взаимодействие между черными дырами и звездами, заключается в том, что астрономам трудно по-настоящему наблюдать эти взаимодействия.
Новое исследование проливает свет на эту загадку. «Хайтек» рассказывает главное.
Читайте «Хайтек» в
Студентка бакалавриата Массачусетского университета в Амхерсте (UMA) провела исследование роста звезд и черных дыр. В ходе работы она предоставила данные о том, как они связаны и влияют на эволюцию галактик. Новая информация позволит космическому телескопу «Джеймс Уэбб» (JWST) более эффективно изучать их.
Как растут галактики?
Астрономы знают, что эволюция галактик обусловлена двумя процессами: ростом сверхмассивных черных дыр в центре каждой из них и образованием новых звезд. Но как связаны эти процессы, оставалось загадкой, и это один из вопросов, которые будет изучать недавно запущенный космический телескоп «Джеймс Уэбб». Работа Мередит Стоун, которая окончила астрономическую программу UMass Amherst в мае 2022 года, поможет ученым лучше понять, как они связаны.
«Мы знаем, что галактики растут, сталкиваются и меняются на протяжении всей своей жизни», — говорит Стоун, которая завершила исследование под руководством Александры Поуп, профессора астрономии UMA и старшего автора новой статьи, недавно опубликованной в Astrophysical Journal.
— И мы знаем, что рост черных дыр и звездообразование играют решающую роль. Общеизвестно, что эти два фактора связаны и что влияют друг друга. Но до сих пор было трудно понять, как именно».
В чем проблема?
Одна из причин, по которой трудно изучать взаимодействие между черными дырами и звездами, заключается в том, что астрономам трудно по-настоящему наблюдать эти взаимодействия. Проблема в том, что все важные процессы скрыты за огромными облаками космической пыли. Так, в галактиках, которые активно формируют звезды, более 90% видимого света может поглощаться ею.
Галактика NGC 1614. Фото: НАСА
Однако есть обходной путь: когда пыль поглощает видимый свет, она нагревается. И, хотя невооруженный человеческий глаз не может видеть тепло, инфракрасным телескопам это под силу. В рамках нового исследования ученые использовали космический телескоп «Спитцер», собранный во время кампании Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS). Цель — изучить средне-инфракрасный диапазон длин волн некоторых из самых ярких галактик, которые находятся относительно близко к Земле.
В частности, астрономы искали особые контрольные индикаторы, которые являются «отпечатками пальцев» черных дыр и звезд в разгар формирования.
Есть решение
Проблема еще и в том, что эти следы очень слабые, и их почти невозможно отличить от общего шума инфракрасного спектра. В рамках нового исследования Мередит Стоун откалибровала измерения этих индикаторов, чтобы они были более четкими.
Как только астрономы получили данные более четких наблюдений, они увидели, что на самом деле рост черных дыр и звездообразование происходят одновременно в одних и тех же галактиках, и, похоже, они действительно влияют друг на друга.
Ученые даже вычислили соотношение, которое описывает, как связаны эти два явления. Так, астрономы обнаружили яркие эмиссионные линии [Ne ii] и [Ne iii], которые «отвечают» за звездообразование, и более слабые эмиссионные линии [Ne v] и [O iv] от активных ядер галактик (АЯГ) по всему спектру. Оказалось, что светимость Ne ii довольно постоянна во всех ячейках фракции АЯГ, в то время как светимость [O iv] и [Ne v] увеличивается более чем на порядок.
Также ученые обнаружили, что использование светимости [O iv] без поправки на звездообразование может привести к завышению скорости аккреции черных дыр (BHAR,black hole accretion rates) до 30 раз в светящихся инфракрасных галактиках (LIRG, luminous infrared galaxies) с преобладанием звездных вспышек. Отношение скорости BHAR к звездообразованию увеличивается более чем на три порядка в зависимости от доли АЯГ в среднем инфракрасном диапазоне LIRG-галактик.
Почему это важно?
Это не только само по себе захватывающее научное достижение. Результаты нового исследования помогут использовать JWST с его беспрецедентным доступом к свету среднего ИК-спектра и для более тщательного изучения формирования галактик. Ведь, хотя ученые и подсчитали, как черные дыры и звезды связаны в одной галактике, почему это происходит, остается загадкой.
Читать далее:
Физики нашли универсальные «часы» в космосе: они точнее атомных
Археологи нашли рисунки жутких людей с огромными головами: кем они были
Телескоп «Джеймс Уэбб» сделал первый снимок Юпитера: на нем сразу 9 двигающихся целей
Рождение звёзд | Выше космоса Пульс Mail.
ru
Друзья, вы когда-нибудь задумывались, как рождаются и образовываются звёзды и туманности?
Сегодня инфракрасная технология позволяет астрономам заглянуть в самое сердце звёздо-образующих областей, где новые звёзды рождаются из огромных облаков пыли и газа. В то время, как эти облака блокируют видимый свет, инфракрасный свет может проходить через всё, кроме самых плотных областей, что позволило нам изучить первые шаги на пути к созданию новых солнечных систем.
В межзвёздном пространстве гораздо больше водородного газа, чем пыли. Однако, когда мы видим облако пыли, мы знаем, что газ там особенно плотный.
Звёздные строительные блоки
Звёзды образуются из простейших строительных блоков — огромных облаков газа и пыли, пронизывающих Галактику. В это трудно поверить, но всё в нашей Солнечной системе, от Солнца до планет, океана, растений и нас — когда-то было облаком газа и пыли, разбросанным по огромному пространству космоса.
Хотя эти большие облака пыли и газа лежат в спящем состоянии многие миллионы, а может быть, и миллиарды лет, в конце концов некоторые из них нарушаются.
Это может произойти постепенно, например, в результате приближения одного из спиральных рукавов Млечного Пути, который медленно движется вокруг центра галактики, или внезапно, например, в результате взрыва близлежащей сверхновой, который пронзил облако ударной волной. В любом случае, небольшое увеличение давления и плотности облака приводит к образованию узлов в газе и пыли, которые в конечном итоге разрушаются под действием собственной гравитации, втягивая в себя все больше и больше окружающего материала и образуя звездные «семена», известные как протозвезды.
От протозвезды к звезде
Этот рисунок художника дает нам возможность заглянуть в космические ясли: из темной, клубящейся пыли и газа этого облака рождается звезда. Звёзды образуются, когда тёмная пыль из облака начинает слипаться под действием собственной гравитации. По спирали, закручиваясь внутрь, падающее вещество образует диск, который питает материалом формирующуюся звезду в центре. Струи вещества, вылетающие из внутреннего диска и протозвезды, возвещают о её рождении.
Планеты формируются из остатков диска вещества, окружающего младенческую звезду. Это приводит к вопросу, который давно озадачивает астрономов, о природе коричневых карликов — объектов, которые по своей температуре и массе находятся между планетами и звездами. Рождаются ли коричневые карлики как звезды, как на этом снимке, или они формируются как планеты, вращающиеся вокруг другой звезды? Исследование, проведенное учеными с помощью данных космического телескопа NASA «Спитцер», привело к предварительному выводу, что они формируются подобно звезде, которую вы видите здесь.
Когда облака схлопываются, они начинают вращаться, и, подобно крутящейся фигуристке, тянущей руки, каждая из этих протозвезд-семян начинает вращаться тем быстрее, чем больше она схлопывается. Материал, падающий на протозвезду, сплющивается во вращающийся диск из пыли и газа, окружающий центральное ядро. Протозвезда разогревается, поскольку потенциальная энергия падающего материала преобразуется в кинетическую, но она еще не воспламенилась, чтобы сформировать полноценную звезду.
В течение следующих нескольких миллионов лет гравитация протозвезды втягивает все больше материала из окружающего облака в свой диск. Диск переносит газ и пыль на протозвезду, что приводит к ее росту. Увеличение массы приводит к увеличению гравитационного поля протозвезды, поэтому в диск втягивается еще больше вещества. Добавление большего количества материала, в свою очередь, еще больше увеличивает гравитационное поле, втягивая еще больше материала, и так далее, создавая петлю обратной связи, которая поддерживает весь процесс.
Когда звезда получает материал из окружающего диска, небольшое его количество попадает в магнитные поля формирующейся звезды и выбрасывается вдоль оси вращения. Такие протозвездные струи обычно наблюдаются вокруг большинства молодых звезд. Там, где они сталкиваются с окружающим газом, они загораются, давая астрономам светящиеся метки, указывающие на источник молодых звезд.
Две буйные молодые звезды разрушают родное пылевое облако мощными струями радиации, как показано на инфракрасном снимке космического телескопа NASA «Спитцер».
Звезды находятся на расстоянии около 600 световых лет от нас в космическом облаке под названием BHR 71. Комбинированный снимок в видимом и инфракрасном диапазонах показывает, что мощная струя молодой звезды является причиной разрыва в нижней части плотного облака на снимке в видимом свете. Астрономы знают это потому, что вспышка света на снимке в видимом свете точно совпадает со струей, вырывающейся из левой звезды, на инфракрасном снимке. Изменение цвета струй свидетельствует об эффекте охлаждения и может говорить о том, что молодые звезды выбрасывают излучение регулярными вспышками. Зеленые оттенки в начале струи показывают действительно горячий водородный газ, оранжевые — теплый газ, а красноватые сгустки в конце — самый холодный газ. Тот факт, что газ в начале струи горячее, чем газ в середине, говорит о том, что звезды должны регулярно излучать энергию — и материал, находящийся ближе всего к звезде, нагревается ударными волнами от недавней звездной вспышки. Между тем, оранжевые оттенки показывают газ, который в настоящее время нагревается ударными волнами от предыдущей звездной вспышки.
К тому времени, когда эти ударные волны достигают конца струи, они замедляются настолько, что газ нагревается лишь незначительно и выглядит красным.
Плотность и температура протозвезды поднимаются всё выше и выше, пока в конце концов ядро не вырастает до размеров примерно одной десятой нашего Солнца и становится достаточно горячим и плотным, чтобы ядра водорода самопроизвольно слипались вместе, образуя гелий, в процессе, называемом ядерным синтезом. В этот момент ядро воспламеняется, и рождается новая звезда. Тем временем в диске формируются сгустки материала, которые являются зачатками новых планет. Эти семена сметают материал диска в процессе, называемом аккрецией, формируя планеты новой солнечной системы.
Как только звезда начинает ядерный синтез, тепло и ветер от молодой звезды начинают сдувать газ и пыль, создавая полость в облаке. По мере того как все больше и больше вещества поступает на звезду из диска, звезда становится все больше и больше, в результате чего она все сильнее и сильнее давит на облако и диск, увеличивая полость, испаряя диск и останавливая рост планет.
Инфракрасные наблюдения за протозвездами
Процесс звездообразования традиционно был труден для наблюдения астрономами. С момента, когда узел пыли начинает разрушаться и до того, как протозвезда становится звездой, звездное зерно разогревается, но оно недостаточно горячее, чтобы излучать большое количество видимого света. Мало того, весь процесс происходит глубоко внутри плотных облаков пылевого газа, поэтому небольшое количество видимого света, испускаемое протозвездой, немедленно поглощается.
Две буйные молодые звезды разрушают родное пылевое облако мощными струями излучения. Звезды находятся на расстоянии около 600 световых лет от нас в космическом облаке под названием BHR 71. В видимом свете BHR 71 — это просто большая черная структура. Вспышка желтого света в нижней части облака — единственный признак того, что внутри него могут формироваться звезды.
Если смотреть на облака со стороны, то с Земли мы видим лишь темную внешнюю часть, не замечая драматического действия, происходящего в центре.
Видимый свет очень молодой звезды может покинуть облако только после того, как полость, созданная звездой, станет достаточно большой, чтобы пробить дыру в облаке. Тогда, подобно птенцу, вырвавшемуся из яйца, свет звезды хлынет в галактику. Этот процесс может занять миллионы лет, и к этому времени звезды уже не птенцы, а полностью сформировавшиеся и ярко сияющие звезды.
Чтобы изучить самые первые шаги звездообразования, астрономы обратились к инфракрасной астрономии. Теплая протозвезда, хотя и не настолько горячая, чтобы излучать видимый свет, светится в изобилии в инфракрасном диапазоне. Более того, длина волны инфракрасного света позволяет ему проходить прямо сквозь окружающие пылевые облака, как будто их там почти нет, и поэтому весь этот инфракрасный свет достигает Земли и позволяет нам изучать самые ранние стадии процесса звездообразования. С помощью наших инфракрасных телескопов мы смогли заглянуть вглубь пылевых коконов и наблюдать весь процесс — от формирования протозвезд до окончательного зажигания ядерного синтеза в их ядрах.
Детские звёзды в поясе Ориона
Туманность Ориона (M42) — ближайшая к нам массивная фабрика по производству звёзд. Туманность находится в области мечей зимнего созвездия Ориона Охотника, на расстоянии 1 450 световых лет от Земли. Сформировавшись в холодном облаке газа и пыли, туманность содержит около 1 000 молодых звезд, которые освещают облако, создавая красивые завихрения вещества, видимые в инфракрасном диапазоне.
Это составное изображение сравнивает инфракрасный и видимый виды знаменитой туманности Ориона и окружающего ее облака — трудолюбивого звездообразующего региона, расположенного вблизи меча созвездия Охотника. Инфракрасное изображение получено с помощью космического телескопа NASA «Спитцер», а видимое — с помощью Национальной оптической астрономической обсерватории со штаб-квартирой в Тусоне, штат Аризона. Помимо Ориона, на обоих снимках видны две другие туманности. Туманность Ориона, или M42, является самой большой и занимает нижнюю половину снимков; небольшая туманность слева вверху от Ориона называется M43, а туманность среднего размера вверху — NGC 1977.
Каждая туманность отмечена кольцом пыли, которое выделяется в инфракрасном диапазоне. Эти кольца образуют стенки полостей, вырытых излучением и ветрами массивных звезд. В видимой части туманностей виден газ, нагретый ультрафиолетовым излучением массивных звезд. Над туманностью Ориона, где массивные звезды еще не выбросили большую часть пыли, видимое изображение выглядит темным и имеет лишь слабое свечение. Напротив, инфракрасное изображение проникает сквозь темные полосы пыли, показывая яркие клубящиеся облака и многочисленные развивающиеся звезды, выбрасывающие струи газа (зеленый цвет). Это происходит потому, что инфракрасный свет может проходить сквозь пыль, тогда как видимый свет она останавливает. На инфракрасном изображении показан свет, захваченный инфракрасной камерой Spitzer. Свет с длиной волны 8 и 5,8 микрона (красный и оранжевый) исходит в основном от пыли, нагретой светом звезды. Свет с длиной волны 4,5 микрона (зеленый) показывает горячий газ и пыль, а свет с длиной волны 3,6 микрона (синий) исходит от света звезды.
Изображения, полученные с помощью инфракрасных телескопов, таких как Spitzer, показали нам пыльную сторону этой яркой туманности. Темные пятна в видимом свете (правая сторона) ярко светятся в среднем инфракрасном свете (левая сторона). В центре туманности Ориона находятся четыре чудовищно массивные звезды под названием Трапеция, которые примерно в 100 000 раз светлее Солнца. Тепло и ветер от этих звезд образуют полость в окружающем облаке, выбрасывая газ и пыль.
Прямо над этой ярко светящейся чашей находится самая плотная область облака, которая на снимке в видимом свете выглядит совершенно темной. Здесь мы видим намеки на то, что в этой области начинают формироваться самые молодые звезды. На этом изображении, полученном со Спитцера, мы видим инфракрасные облака красного цвета, многочисленные протозвезды зеленого цвета и нечеткие зеленые шары, которые являются результатом струй газа, выброшенных в облака молодыми звездами и протозвездами. Звезды на обоих изображениях, не связанные с туманностью, видны синим цветом.
Сочетание инфракрасного света от Spitzer с еще более длинноволновым светом от телескопа Herschel позволяет увидеть больше этой плотной нити пыли. Это изображение, окрашенное в цвета радуги, показывает нам, как меняется температура пыли в туманности. Самая горячая пыль кажется голубой, нагретой светом молодых звезд, таких как Трапеция. Самые холодные области, температура которых лишь на десятки градусов выше абсолютного нуля, слабо светятся только на самых длинных волнах, видимых «Гершелем», и на снимке выглядят красными.
Этот новый снимок туманности Ориона показывает зарождающиеся звёзды, скрытые в газе и облаках. Здесь показаны инфракрасные наблюдения, сделанные космическим телескопом НАСА «Спитцер» и миссией «Гершель» Европейского космического агентства, в которой NASA играет важную роль. Звезда образуется в результате коллапса сгустка этого газа и пыли, образуя теплый сгусток вещества, питаемый окружающим диском. Эти пылевые оболочки светятся ярче всего на длинных волнах и на этом изображении выглядят как красные точки. Через несколько сотен тысяч лет некоторые из формирующихся звезд наберут достаточно материала, чтобы в их ядрах начался ядерный синтез, и тогда они засияют звездной славой. Туманность находится ниже трех звезд пояса в знаменитом созвездии Ориона Охотника, которое появляется ночью в северных широтах осенью, а затем в течение всей зимы. На расстоянии около 1 500 световых лет от Земли туманность невозможно увидеть невооруженным глазом. Однако бинокль или небольшой телескоп — это всё, что нужно, чтобы хорошо рассмотреть в видимом свете эту звездную фабрику. Spitzer предназначен для наблюдения в более коротких инфракрасных волнах, чем Herschel. Объединив их наблюдения, астрономы получают более полную картину звездообразования. Цвета на этом изображении связаны с различными длинами волн света и температурой материала, в основном пыли, в этом регионе Ориона. Данные Spitzer показывают более теплые объекты синим цветом, а постепенно охлаждающаяся пыль выглядит зеленой и красной в наборе данных Herschel.
Таким образом, более развитые и горячие зародыши звезд отображаются синим цветом. Объединенные данные прослеживают взаимодействие ярких молодых звезд с холодными и пыльными окружающими облаками. Красная гирлянда холодного газа также заметно проходит через Трапецию, интенсивно яркую область, в которой находятся четыре огромные сине-белые звезды, и вверх в богатое звездное поле. Инфракрасные данные на длинах волн 8,0 и 24 микрона от Спитцера отображены синим цветом. Данные Herschel с длинами волн 70 и 160 микрон представлены зеленым и красным цветом, соответственно.
Ни одна длина волны света или даже небольшой фрагмент спектра не могут рассказать всю историю формирования звезд. Каждое из этих изображений выявляет особенности, которые не видны на других, и каждая палитра цветов освещает разные стороны истории о том, как рождаются звезды.
Соседняя туманность Пламя
Туманность Пламя — это ещё одно огромное облако газа и пыли, в котором рождаются звезды. Ее тоже можно найти в созвездии Ориона, слева от трех характерных звезд, составляющих «пояс».
Ее освещает звезда, масса которой в 20 раз больше массы Солнца, и она была бы такой же яркой для наших глаз, как и звезды в поясе Ориона, если бы не окружающая ее пыль, из-за которой она кажется в четыре миллиарда раз тусклее, чем на самом деле! Для сравнения, две из трех звезд, составляющих пояс Ориона, видны чуть правее туманности Пламя. Это характерное изображение получено с помощью спутника Wide Field Infrarared Survey Explorer (WISE), который обследовал все небо в инфракрасном свете.
Знаменитая туманность «Конская голова» — это непрозрачное тёмное облако в форме головы лошади, которое обычно можно обнаружить чуть ниже туманности Пламя. Однако, поскольку пыль становится прозрачной в инфракрасном диапазоне, на этом снимке Конская голова просто исчезла!
Интригующей особенностью этого изображения является ярко-красная дуга в правом нижнем углу туманности. Эта дуга окружает систему из нескольких звёзд, расположенную на расстоянии 1 070 световых лет в мече Ориона, под названием Сигма Ориона.
Звездная система движется сквозь пространство с бешеной скоростью 50 километров в секунду. При такой скорости ветры от Сигмы Ориониса врезаются в газ и пыль за её пределами и создают ударную волну (так называемый «носовой удар»), в которой скапливается материал перед ускоряющейся системой. Энергия ударной волны нагревает пыль в этом регионе и заставляет её светиться в инфракрасном диапазоне.
Всем спасибо, надеюсь статья вам понравилась, подписывайтесь на канал ,чтобы не пропустить новые интересные статьи о космосе и звёздах!
Делитесь свои мнением и впечатлениями в комментариях ниже.
♥ До встречи ♥
Созерцание рождения и смерти звезд
Высокое разрешение и чувствительность космического телескопа Хаббла
в широком диапазоне волн дали астрономам новое понимание жизни звезд от рождения до смерти. Хаббл исследовал звездные инкубаторы огромных молекулярных облаков. Телескоп неожиданно обнаружил первое доказательство того, что формирование планет сопровождает рождение звезд.
Фейерверки, сопровождающие смерть звезды, от экзотичной планетарной туманности до гигантских звездных взрывов, открыли Хабблу новые тайны.
Предыстория
Звезды — строительные блоки Вселенной. Они собраны в гигантские звездные скопления, как города. В свою очередь, поселки и города собираются в континенты – галактики. Звезды — это печи с ядерным синтезом для ковки более тяжелых элементов, которые, в свою очередь, становятся строительными блоками жизни, какой мы ее знаем. Потенциальные места обитания для жизни, планеты, являются обычным побочным продуктом рождения звезд. Это слипшиеся обломки, оставшиеся от вещества, упавшего на формирующуюся звезду. Как только звезда переходит к спокойному существованию, когда вокруг нее вращаются планеты, энергия звезды потенциально может питать жизнь, если планета находится на удобном расстоянии от звезды. Следовательно, прошлое и будущее Земли тесно связаны с поведением и эволюцией ближайшей к нам звезды, Солнца.
Звездное рождение
Изображение с телескопа Хаббла сверкающей шкатулки с драгоценностями, полной звезд, запечатлело сердце нашей галактики Млечный Путь. Стареющие красные звезды-гиганты сосуществуют со своими более многочисленными младшими собратьями — меньшими белыми звездами, подобными Солнцу, — в этой густонаселенной области древней центральной выпуклости нашей галактики.
Понимание природы звезд в нашей галактике ставит наше Солнце в контекст со звездным образованием, спектральными классами и эволюцией. Только в первой половине 20-го века астрофизики поняли процессы ядерной энергии, которые питают Солнце, и поняли нуклеосинтез тяжелых элементов в результате звездной эволюции.
Нашему Солнцу 5 миллиардов лет, поэтому у нас нет «файлов» того, как оно родилось. Но звезды в других местах галактики показывают процесс рождения. Острое зрение Хаббла позволило астрономам заглянуть глубоко в гигантские турбулентные облака газа и пыли, где к жизни вспыхивают десятки тысяч звезд.
Снимки Хаббла показывают причудливый пейзаж, созданный излучением молодых исключительно ярких звезд. Наблюдения показывают, что рождение звезд представляет собой бурный процесс интенсивного излучения и ударных фронтов. Интенсивное ультрафиолетовое излучение очищает полости в звездных питомниках и разрушает материал гигантских газовых столбов, которые являются инкубаторами для молодых звезд.
Это изображение центральной области туманности Киля шириной 50 световых лет, где происходит водоворот рождения и смерти звезд.
Одной из таких бурных сред является центральная область туманности Киля в нашей галактике Млечный Путь. Изображение Хаббла показывает фантастический пейзаж из пыли и газа, которые формируются под действием палящего ультрафиолетового излучения и исходящих звездных ветров заряженных частиц от группы массивных звезд. Эти звезды разрушают окружающий их материал, который является последним остатком гигантского облака, в котором они родились.
Легендарные «Столпы Творения» Хаббла купаются в ярком ультрафиолетовом свете группы молодых массивных звезд, расположенных за пределами верхней части изображения.
Можно увидеть потоки газа, истекающие из столбов, когда интенсивное излучение нагревает и испаряет его в космос. Более плотные участки столбов защищают материал под ними от мощного излучения.
Огромная туманность содержит не менее дюжины ярких звезд, масса которых, по приблизительным оценкам, в 50–100 раз превышает массу нашего Солнца. Самым уникальным обитателем является звезда Эта Киля, которая находится на завершающей стадии своей короткой и бурной жизни.
Некоторые звезды в звездных яслях рождаются внутри плотных облаков холодного газа. Хаббл наблюдал несколько таких натальных коконов. Самым известным является трио гигантских газовых столбов в туманности Орла. Названные «Столпами творения», эти звездные ясли купаются в палящем ультрафиолетовом свете скопления молодых массивных звезд. Можно увидеть потоки газа, истекающие из столбов, поскольку интенсивное излучение нагревает и испаряет его в космос. Более плотные участки столбов защищают материал под ними от мощного излучения.
Более позднее инфракрасное изображение колонн превращает их в жуткие тонкие силуэты на фоне мириадов звезд. Инфракрасный свет проникает через большую часть газа и пыли, за исключением самых плотных областей столбов. Новорожденные звезды можно увидеть спрятанными внутри гигантских колонн.
Хаббл также запечатлел в беспрецедентных деталях энергичные струи светящегося газа от молодых звезд. Эти динамичные струи — это объявление Вселенной о рождении новорожденной звезды. Инфракрасное зрение Хаббла зафиксировало одно такое объявление о рождении в пыльном, бурном звездном питомнике, называемом комплексом молекулярных облаков Ориона.
В центре изображения, частично скрытая темным плащом пыли, новорожденная звезда выпускает в космос две струи горячего газа, как своего рода объявление о рождении Вселенной.
Когда звезды формируются в гигантских облаках холодного молекулярного водорода, часть окружающего материала разрушается под действием гравитации, образуя вращающийся плоский диск, окружающий новорожденную звезду.
Молодая звезда питается газом, который падает на нее с диска. Часть перегретого вещества выбрасывается наружу и выбрасывается наружу от звезды в противоположных направлениях по незагроможденному пути отхода — оси вращения звезды.
Ударные фронты развиваются вдоль струй и нагревают окружающий газ. Струи сталкиваются с окружающим газом и пылью и очищают огромные пространства. Ударные фронты образуют запутанные, узловатые скопления туманности и известны под общим названием объекты Хербига-Аро (HH). Эти явления дают представление о последних стадиях рождения звезды, позволяя взглянуть на то, как наше Солнце появилось на свет 4,5 миллиарда лет назад.
Хаббл может исследовать широкий спектр звездных типов. В нашей галактике преобладают звезды малой массы, которые холоднее нашего Солнца. На такие звезды, как наше Солнце, приходится лишь 10 процентов населения галактики. Самые роскошные звезды, голубые гиганты и сверхгиганты, сияют по всей галактике, но они редки и недолговечны.
Новорожденные звезды находятся в группах, называемых рассеянными скоплениями. Древние звезды, первые поселенцы галактики, обитают в шаровых звездных скоплениях с населением в 1 миллион звезд в каждом.
Хаббл помог астрономам найти свидетельство о рождении звезды, которая существует уже давно. Считалось, что возраст звезды составляет 14,5 миллиардов лет, что, на первый взгляд, делает ее старше расчетного возраста Вселенной, составляющего около 13,8 миллиардов лет. Но более ранние оценки, сделанные на основе наблюдений, датируемых 2000 годом, показывали, что возраст звезды составляет 16 миллиардов лет. Этот возрастной диапазон представлял потенциальную дилемму для космологов.
Эта древняя звездная шкатулка для драгоценностей, шаровое скопление под названием NGC 6397, переливается светом сотен тысяч звезд.
Новые оценки возраста Хаббла уменьшают неопределенность, так что возраст звезды перекрывается с возрастом Вселенной, независимо определяемым скоростью расширения пространства, анализом микроволнового фона Большого взрыва и измерениями радиоактивного распада.
Выход в сиянии славы
На этом снимке показана вся область вокруг местонахождения сверхновой 1987A. Наиболее заметной чертой изображения является кольцо с десятками ярких пятен. Ударная волна материала, высвобожденная звездным взрывом, обрушивается на области вдоль внутренних областей кольца, нагревая их и заставляя светиться. Кольцо диаметром около светового года, вероятно, было отброшено звездой примерно за 20 000 лет до взрыва.
Хаббл раскрыл беспрецедентные подробности гибели солнцеподобных звезд. Наземные изображения показали, что многие из этих объектов, называемых планетарными туманностями, имеют простую сферическую форму. Однако Хаббл показал, что их формы более сложны. Одни похожи на вертушки, другие на бабочек, а третьи на песочные часы. Изображения дают представление о сложной гидродинамике, сопровождающей сбрасывание звездой своей внешней оболочки.
Обратив свое внимание на разорванные остатки взрывной смерти массивной звезды, Хаббл наблюдает за Сверхновой 1987A обнаружил три таинственных кольца из материала, окружающих обреченную звезду.
Телескоп также заметил яркие пятна во внутренней области среднего кольца, вызванные расширяющейся волной материала от взрыва, врезавшегося в него.
Хаббл наблюдал за сверхмассивной звездой Эта Киля более двух десятилетий. Звезда, крупнейший член двойной звездной системы, была склонна к сильным вспышкам, включая эпизод в 1840-х годах, когда выброшенный материал сформировал биполярные пузыри, показанные здесь.
Хаббл также помог астрономам идентифицировать звезду, которая была в миллион раз ярче Солнца до того, как взорвалась сверхновой в 2005 году. недостаточно зрелый. Когда она взорвалась, обреченная звезда была примерно в 100 раз больше массы нашего Солнца. Фотографии до взрыва из архива Хаббла, сделанные в 1997 году, показывают, что звезда-прародитель была настолько яркой, что, вероятно, принадлежала к классу звезд, называемых светящимися голубыми переменными.
Чрезвычайно массивные и яркие звезды с массой, превышающей 100 солнечных, такие как Эта Киля в нашей собственной галактике Млечный Путь, как ожидается, потеряют всю свою водородную оболочку до своего окончательного взрыва в виде сверхновых.
Наблюдения показывают, что многие детали эволюции и судьбы массивных звезд, таких как светящиеся голубые переменные, остаются загадкой.
Хаббл исследовал изодранные газообразные остатки сверхновых. Заглянув глубоко внутрь ядра остатка сверхновой, называемого Крабовидной туманностью, телескоп показал, что раздробленное ядро взорвавшейся звезды испускает похожие на часы импульсы излучения и цунами заряженных частиц, встроенных в магнитные поля.
Крабовидная туманность, остаток звезды, взорвавшейся сверхновой, шириной в шесть световых лет, выталкивается пульсарным ветром оставшейся в ее ядре раздавленной нейтронной звезды. Китайские астрономы зафиксировали это сильное событие почти 1000 лет назад в 1054 году.
Сколлапсировавшее звездное ядро, называемое нейтронной звездой, имеет примерно такую же массу, как Солнце, но оно сжато в невероятно плотную сферу диаметром всего несколько миль. Вращаясь 30 раз в секунду, нейтронная звезда испускает заметные энергетические лучи, из-за которых кажется, что она пульсирует.
Четкое изображение Хаббла фиксирует сложные детали светящегося газа, который образует завихряющуюся смесь полостей и нитей. Внутри этой оболочки находится призрачное голубое свечение, испускаемое электронами, движущимися по спирали почти со скоростью света в мощном магнитном поле вокруг смятого звездного ядра.
Одна из самых ярких по своей сути звезд нашей галактики, получившая прозвище Пистолетная звезда, выглядит как яркая белая точка в центре этого изображения Хаббла. Звезда скрыта в галактическом центре, за заслоняющей пылью. Ближнее инфракрасное зрение Хаббла проникло сквозь пыль, чтобы обнаружить звезду, которая светится сиянием 10 миллионов Солнц.
Астрономы использовали мощное зрение Хаббла и самые старые выгоревшие звезды в нашей галактике Млечный Путь, чтобы обеспечить совершенно независимое определение возраста нашей Вселенной. При расчете возраста космоса исследователи не полагались на измерения расширения Вселенной. Исследователи подсчитали, что мертвым звездам, называемым белыми карликами, от 12 до 13 миллиардов лет.
Хаббл изучил множество массивных звезд, в том числе ту, которую астрономы определили как самую яркую из известных звезд. Небесный мамонт, называемый Пистолетной звездой, высвобождает мощность, в 10 миллионов раз превышающую солнечную, и достаточно большой, чтобы заполнить диаметр орбиты Земли. Звезда высвобождает столько же энергии за шесть секунд, сколько наше Солнце за год.
Наблюдения также выявили гигантскую яркую туманность, связанную со звездой, образовавшейся в результате чрезвычайно массивных звездных вспышек. По оценкам астрономов, когда гигантская звезда сформировалась от 1 до 3 миллионов лет назад, ее масса могла в 200 раз превышать массу Солнца, прежде чем она потеряла большую часть своей массы в результате сильных извержений. Формирование и этапы жизни звезды станут важными тестами для новых теорий о рождении и эволюции звезд.
Невероятное рождение звезды и другие новости о космосе и науке на этой неделе
Си-Эн-Эн
—
cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/mailto-interactive_ED419B61-3EF0-D3BA-7463-44ADF505DBF1@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>Версия этой истории появилась в информационном бюллетене CNN Wonder Theory. Чтобы получить его на свой почтовый ящик, зарегистрируйтесь бесплатно здесь. Расскажите нам, что вы хотели бы видеть больше в информационном бюллетене по адресу [email protected].
Астроном Карл Саган однажды сказал, что «мы сделаны из звездного вещества».
Это прекрасная мысль, что материал, рассеянный по Вселенной, когда звезды взрываются, объединился, чтобы сформировать что-то еще: жизнь.
Но наша собственная жизнь слишком коротка, чтобы наблюдать, как разворачивается рождение звезды. Этот невероятный процесс может занять десятки миллионов лет.
Однако впервые ученые предложили нам заглянуть внутрь него.
Результат показывает умопомрачительное великолепие того, что происходит, когда наука и искусство объединяются.
Реалистичная и красочная завораживающая симуляция, разработанная командой ученых, называется STARFORGE, или Звездообразование в газовой среде.
Он моделирует целое газовое облако, которое служит звездным питомником. Здесь рождаются звезды.
Модель служит для зрителей увлекательным исследованием звезд, но ученые хотят использовать ее, чтобы лучше понять тонкости звездообразования.
Звезды играют жизненно важную роль, но их происхождение остается загадкой. И чем больше мы понимаем звезды, тем больше мы узнаем и о самих себе.
Серебряная монета возрастом около 400 лет была обнаружена в форте Святой Марии в Мэриленде, одном из первых английских поселений в Новом Свете.
Шиллинг, на котором изображен портрет короля Карла I, был найден археологами во время раскопок того места, которое было первым домом для английских поселенцев в Мэриленде.
Когда поселение было основано в 1634 году, в нем проживало всего около 150 человек. Монеты тогда были редкостью, потому что люди обменивали табак на товары и услуги.
Раскопки продолжаются в форте, где команда надеется найти больше предметов, рассказывающих историю английских колонистов, а также коренных жителей, живших в этом районе.
Пол является фундаментальной биологической переменной, однако в исследованиях его значение недооценивалось.
Альберто Миер/cnn
Большинство лабораторных крыс — самцы, и это создает большую проблему для всех.
Предыдущие исследования показали, что животных-самцов использовали в шесть раз чаще, чем самок, и со временем это не сильно изменилось. Лабораторные крысы используются в доклинических исследованиях, которые служат основой для исследований на людях.
В последние годы растет беспокойство по поводу того, что игнорирование или преуменьшение половых различий как биологической переменной — будь то в клетках под микроскопом или у лабораторных животных — подрывает биомедицинские исследования на самых ранних стадиях.
Это важно, потому что многие заболевания, в том числе Covid-19, по-разному поражают мужчин и женщин, а отсутствие половых различий может повысить вероятность ошибочного диагноза и неправильного лечения.
Но перемены не за горами.
В эти дни Марс практически гудит от активности. Красная планета в настоящее время является домом для нескольких активных миссий, включая китайский марсоход Zhurong, который приземлился в минувшие выходные, а также марсоход NASA Perseverance и вертолет Ingenuity.
На этой неделе Китай поделился первыми снимками, сделанными его историческим марсоходом.
Названный в честь бога огня из китайской мифологии, Чжужун проведет следующие три месяца в поисках признаков древней жизни на Марсе.
Тем временем вертолет Ingenuity готов в шестой раз довести дело до конца. На следующей неделе у этого маленького вертолета запланирован новый дерзкий полет, и он будет исследовать совершенно новую территорию на Марсе.
Дым поднимается от пожара в Национальном заповеднике дикой природы в дельте Юкона на Аляске в 2015 году.
Matt Snyder/Alaska Division of Forestry/AP
Климатический кризис привел к новому явлению: лесным пожарам, которые не исчезнут.
Эти «зомби-пожары» происходят в Северном полушарии, и даже сильных холодов и сильных снегопадов недостаточно, чтобы потушить их.
Живя за счет скудного кислорода, доступного под снегом, зомби-пожары могут тлеть месяцами, после того как пламя над землей погасло.
Эти пожары связаны с повышением глобальной температуры, и хотя они несут ответственность лишь за небольшую часть выгоревшей земли, они могут стать серьезной проблемой для пожарных по мере увеличения числа крупных лесных пожаров.
Не пропустите:
— «Цветочное» суперлуние 26 мая станет ближайшей к Земле луной в 2021 году. А для тех, кому повезло в регионах, где можно мельком увидеть, это будет еще и первое полное лунное затмение более чем за два года.
– Задраить люки: грядут ураганы, и признаки указывают на очень напряженный сезон штормов – в Атлантике уже наблюдается некоторая активность.
– А вы знали, что пчелы танцуют «виляющий танец» для общения? Вот еще несколько удивительных фактов о самых трудолюбивых опылителях природы.
Нравится то, что вы прочитали? О, но есть еще. Зарегистрируйтесь здесь , чтобы получить в свой почтовый ящик следующий выпуск «Теории чудес», представленный вам писателем CNN Space and Science Эшли Стрикленд , которая находит чудеса на планетах за пределами нашей Солнечной системы и открытия древнего мира.
Астрономы выяснили происхождение звезд, окружающих Землю – Harvard Gazette
Научная технология
Художественная иллюстрация местного пузыря со звездообразованием, происходящим на поверхности пузыря.
Авторы и права: Лия Хустак/STScI
Астрономы раскрыли цепь событий, которые дали Земле ее звездную солнечную систему
Автор: Надя Уайтхед CfA Communications
Дата
Земля находится в пустоте шириной 1000 световых лет, окруженной тысячами молодых звезд — но как образовались эти звезды? форма?
В статье, опубликованной сегодня в Nature, астрономы из Центра астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт (CfA) и Научный институт космического телескопа (STScI) реконструируют эволюционную историю нашего галактического соседства, показывая, как цепь событий, начавшаяся 14 миллионов лет назад, привела к созданию огромного пузыря, ответственного за формирование всех Рядом молодые звезды.
«Это действительно история происхождения; впервые мы можем объяснить, как началось все близкое звездообразование», — говорит астроном и эксперт по визуализации данных Кэтрин Цукер, которая завершила работу во время стажировки в CfA.
Центральная фигура статьи, трехмерная анимация пространства-времени, показывает, что все молодые звезды и области звездообразования — в пределах 500 световых лет от Земли — находятся на поверхности гигантского пузыря, известного как Местный пузырь. Хотя астрономы знали о его существовании на протяжении десятилетий, теперь ученые могут увидеть и понять происхождение Местного пузыря и его влияние на окружающий его газ.
Источник наших звезд: Местный пузырь
Используя множество новых данных и методов науки о данных, пространственно-временная анимация показывает, как серия сверхновых, впервые взорвавшихся 14 миллионов лет назад, вытолкнула межзвездный газ наружу, создав пузырь подобная структура с поверхностью, которая созрела для звездообразования.
Сегодня на поверхности пузыря находятся семь хорошо известных областей звездообразования или молекулярных облаков — плотных областей в космосе, где могут образовываться звезды.
«Мы подсчитали, что около 15 сверхновых взорвались за миллионы лет, чтобы сформировать Местный пузырь, который мы видим сегодня», — говорит Цукер, который в настоящее время является научным сотрудником NASA Hubble в STScI.
Пузырь странной формы не спит и продолжает медленно расти, отмечают астрономы.
«Он движется со скоростью около 4 миль в секунду», — говорит Цукер. «Однако он потерял большую часть своей привлекательности и в значительной степени стабилизировался с точки зрения скорости».
Скорость расширения пузыря, а также прошлые и настоящие траектории молодых звезд, формирующихся на его поверхности, были рассчитаны с использованием данных, полученных космической обсерваторией Gaia, запущенной Европейским космическим агентством.
«Это невероятная детективная история, основанная как на данных, так и на теории», — говорит профессор Гарварда и астроном Центра астрофизики Алисса Гудман, соавтор исследования и основатель клея, программного обеспечения для визуализации данных, которое сделало открытие.
«Мы можем собрать воедино историю звездообразования вокруг нас, используя широкий спектр независимых подсказок: модели сверхновых, движения звезд и изысканные новые трехмерные карты материала, окружающего Местный пузырь».
Пузыри повсюду?
«Когда взорвались первые сверхновые, создавшие Местный пузырь, наше Солнце было далеко от места действия», — говорит соавтор Жоао Алвес, профессор Венского университета. «Около 5 миллионов лет назад путь солнца через галактику привел его прямо в пузырь, и теперь солнце — просто по счастливой случайности — находится почти прямо в центре пузыря».
Сегодня, когда люди вглядываются в космос вблизи Солнца, они видят в первом ряду процесс звездообразования, происходящий повсюду на поверхности пузыря.
Астрономы впервые предположили, что суперпузыри были широко распространены в Млечном Пути почти 50 лет назад. «Теперь у нас есть доказательства — и каковы шансы, что мы находимся прямо посреди одной из этих вещей?» — спрашивает Гудман. По статистике, очень маловероятно, что Солнце было бы в центре гигантского пузыря, если бы такие пузыри были редкостью в нашей Галактике Млечный Путь, объясняет она.
Гудман сравнивает открытие с Млечным Путем, который очень напоминает дырявый швейцарский сыр, где дыры в сыре выбиты сверхновыми, а новые звезды могут образовываться в сыре вокруг дыр, созданных умирающими звездами.
Затем команда, включая соавтора и докторанта Гарварда Майкла Фоули, планирует нанести на карту больше межзвездных пузырей, чтобы получить полное трехмерное представление об их местоположении, форме и размерах. Нанесение пузырьков и их взаимосвязь в конечном итоге позволит астрономам понять роль умирающих звезд в рождении новых, а также в структуре и эволюции галактик, таких как Млечный Путь.