Самое большое космическое тело во вселенной: Какой объект — самый большой во Вселенной?

Содержание

Топ-10 Рекордных объектов в космосе

Хотя человечество, конечно же, достигло впечатляющих высот, мы всё ещё остаёмся мальками по сравнению с масштабами Вселенной. Космические объекты могут с лёгкостью обойти «самые-пресамые вещи» в любой категории.

10. Самая мощная линза

Общая теория относительности Эйнштейна скрывает за собой несколько утверждений. Среди этих скрытых выводов присутствует тот факт, что свет не всегда идёт по прямой линии. Само пространство, в котором распространяется свет, выгибается вокруг любого объекта, обладающего массой. Чем массивнее объект, тем сильнее искривляется пространство. Это значит, что когда свет проходит мимо, например звезды, он изогнётся в сторону звезды и изменит направление. Результатом является эффект известный как кольца Эйнштейна. Если космическое тело излучает свет во все стороны, находясь позади массивного объекта, весь свет изогнётся в сторону массивного объекта и для наблюдателя по другую сторону тела сформируется иллюзия кольца.

Самая крупная космическая линза за историю наблюдения обладает запоминающимся названием MACS J0717.5+3745. Это самое крупное скопление галактик, описывающееся как «космический смертельный бой», расположенный в 5,4 миллиарда световых лет от Земли. Этот эффект линзы полезен в изучении объектов Вселенной, обладающих массой, но не излучающей энергию. Нам просто надо найти эффект линзы в тех областях, где не существует обычной материи, которая бы объяснила появление эффекта. Учёные смогли применить кольца Эйнштейна в J0717.5+3745 для того, чтобы определить скопления тёмной материи, и создали изображение, где лишняя масса обозначается дополнительным цветом.

9. Самая мощная вспышка рентгеновского излучения

Самая мощная вспышка рентгеновского излучения была замечена телескопом НАСА Swift в июне 2010 года. Вспышка, произошедшая в пяти миллиардах световых лет от нас, была достаточно мощной, чтобы спутник получил столько данных, что его программное обеспечение просто отказало. Один из учёных, работавших над проектом, описал произошедшее: «это всё равно, что пытаться при помощи ведра и дождемера измерить мощь цунами».
Вспышка была в 14 раз мощнее самого сильного пост
оянного источника рентгеновского излучения в небе, но этим источником является нейтронная звезда, расположенная в 500 000 ближе к Земле. Причиной мощной вспышки являлось падение звезды в чёрную дыру, хотя учёные не ожидали, что при таком сценарии может возникнуть настолько сильный выброс излучения. Интересно то, что хотя рентгеновское излучение зашкаливало, уровень остальных типов излучения держался в пределах нормы.

8. Самый мощный магнит

Титул самого сильного магнита в космосе принадлежит нейтронной звезде SGR 0418+5729, открытой Европейским Космическим Агентством (European Space Agency) в 2009 году. Учёные применили новый подход к обработке рентгеновского излучения, позволивший им исследовать магнитное поле под поверхностью звезды. Сами ЕКА описали своё открытие «магнитным монстром».

Магнетары достаточно малы — всего по 20 километров в диаметре. По размерам один из них можно было бы даже поместить на Луну. Но лучше бы этого не делать – даже с такого расстояния магнитное поле было бы настолько мощным, что на Земле бы останавливались поезда. К счастью, этот магнетар находится в 6500 световых лет от нас.

7. Мегамазеры

Лазер принес нам за последние несколько десятилетий много пользы, так что не стоит удивляться, что всю отличную репутацию получил именно он. Его двоюродный брат, находящийся чуть дальше по спектру, называется мазером, но, по сути, является почти тем же, за исключением того, что свет заменён микроволнами. Самый мощный лазер, сделанный рукой человека, для сравнения достиг мощности 500 триллионов ватт. Вселенная считает это какой-то тусклой свечой, ведь в космосе существуют мазеры мощностью в ноннилион ватт. В числах, названия которых вы слышали, это миллион триллионов триллионов – мощность в 10 000 раз превышающая возможности нашего Солнца.

Мазер появляется благодаря квазарам, являющихся большими дисками материи, сталкивающихся с массивными центральными чёрными дырами далёких галактик. Как ни странно, источником самых мощных мазеров является вода. Молекулы воды в квазаре сталкиваются друг с другом, излучая микроволны и заставляя соседей делать то же самое. Эта цепная реакция усиливает сигнал, помогая ему достичь состояния мазера, который мы можем увидеть. Мазер квазара MG J0414+0534 был зарегистрирован в 2008 году и послужил доказательством существования воды в 11,1 миллиарда световых лет от нас.

6. Самые старые объекты за всю историю наблюдения

Возраст Вселенной составляет 6 000 лет, плюс-минус 13,7 миллиарда лет. Самым старым объектом, чей возраст мы можем оценить напрямую, является HE 1523-0901 – звезда в нашей галактике. Измерение возраста звезды производится при помощи радиоизотопного анализа, примерно тем же образом, который применяется для измерения возраст человеческих артефактов. Только элементы с долгим периодом полураспада, например уран или торий, могут существовать на протяжении такого долгого отрезка времени. В ходе исследования, проведённого Европейской южной обсерваторией, было применено шесть методов оценки возраста звезды, подтвердивших, что звезде 13,2 миллиардов лет.

Существуют и другие объекты, чей возраст мы не можем измерить точно, а только предположить. Некоторые из них по предположениям являются ещё более старыми. HD 140283, известная также под неофициальным названием «Звезда Мафусаила» (Methuselah star), является звездой, которая давно озадачивает учёных. Изначальная оценка её возраста показала, что звезда является старее самой Вселенной. Более точные измерения, которые позволил произвести телескоп Хаббл, снизили число с 16 миллиардов лет до примерно 14,5 миллиардов – возраст который примерно совпадает с возрастом Вселенной.

5. Самые быстровращающиеся предметы

Учёные недавно создали самый быстровращающийся объект, вращающийся со скоростью 600 миллионов оборотов в секунду. Это впечатляет, но ширина объекта составляла всего 4 миллионных метра, так что его поверхность двигалась со скоростью 7500 метров в секунду. На первый взгляд это быстро (не на первый взгляд тоже), но это ничто по сравнению с тем, что готов показать нам космос.

VFTS 102 является самой быстровращающейся звездой среди открытых человеком, и её поверхность движется со скоростью в 440 000 метров в секунду. Она расположена в 160 000 световых лет от нас в туманности с прикольным названием «Тарантул», в одной из соседних нам галактик. Астрономы считают, что у звезды была частью двойной звезды, но её «напарница» превратилась в сверхновую, придав выжившей VFTS 102 сильный вращательный момент.

4. Галактики-рекордсмены

Если вы не почерпнули ваши знания о физике из фильмов с участием Уилла Смита, вы знаете, что все галактики достаточно большие. Наш Млечный Путь, например, в ширину составляет 100 000 световых лет. В IC 1101, самую большую обнаруженную галактику, можно было бы вместить 50 Млечных Путей. Впервые её заметил Уильям Гершель (William Herschel) в 1790 году, и на данный момент мы знаем, что она расположена в миллиарде световых лет от нас. Это огромное расстояние, но и в подмётки не годится рекордсмену по самому большому расстоянию от нас.

Самой далёкой обнаруженной галактикой является z8_GND_5296, расположенная в 30 миллиардах световых лет от Земли. Галактика образовалась спустя 700 миллионов лет после образования самой Вселенной (фактически, галактику, которую мы видим на данный момент это её далёкое прошлое). Эта галактика также примечательна высоким уровнем образования в ней звёзд, который в 100 раз больше показателя Млечного Пути. Следующее поколение космических телескопов позволит нам заглянуть ещё дальше в прошлое – и взглянуть на одни из самых первых звёзд, сформировавшихся во Вселенной.

3. Самая холодная звезда

Существует множество слов, которыми можно описать звезду – горячая, большая, яркая, очень горячая, очень большая и так далее. И всё же звёзды не всегда соответствуют нашим ожиданиям. Самый холодный класс звезды, коричневые карлики, на самом деле достаточно холодны. WISE 1828+2650 – коричневый карлик в созвездии Лира, температура поверхности которого составляет 25 градусов Цельсия, что на 10 градусов ниже чем у человека с гипотермией. Зачастую её называют «неудавшаяся звезда» — ей не хватило массы для «зажигания», когда она сформировалась.

Такие тусклые звёзды нельзя найти в видимом излучении. Часть WISE названия звезды происходит от Wide-Field Infrared Survey Explorer (Широкоугольный инфракрасный обзорный исследователь). НАСА использует WISE для обнаружения коричневых карликов и исследовании момента их образования, который можно заметить только в инфракрасном излучении. С момента запуска WISE в декабре 2009 года аппарат обнаружил более 100 коричневых карликов.

2. Самый быстрый метеорит

Если вы случайно были в Калифорнии 22 апреля 2012 года, вы могли наблюдать падение удивительного метеорита, закончившего своё путешествие в районе бывшей лесопилки Саттера (Sutter’s Mill). Увидеть падение метеорита это всегда прикольно, но огненный шар, пролетевший над хребтом Сьерра-Невада в тот день, был особенным – это самый быстрый метеорит за всю историю. Он двигался на скорости 103 тысячи километров в час, превышающей в два раза скорость самой быстрой нашей ракеты.

Учёные собрали информацию из нескольких источников, включая метеорологический радиолокатор, видео и фотографии на которых запечатлен метеорит. Это позволило им произвести триангуляцию его траектории и узнать не только его скорость, но и его отправную точку. Они даже смогли высчитать его орбиту. До того, как он врезался в Землю, метеорит долетел до Юпитера. Газовая планета, скорее всего, «выстрелила» им в нас.

Метеорит был интересен и по другим причинам. Он состоял из каменноугольного хондрита — достаточно редкого вещества. Метеориты с хондритовой структурой называют «капсулами времени», так как они почти не изменялись с момента своего образования в ранней солнечной системе, 4,5 миллиарда лет назад. Учёные обычно могут следить за объектами в небе без того, чтобы знать, из чего они сделаны, или изучать метеорит в лаборатории, не зная, откуда он прилетел. Геолог из австралийского университета Кёртина (Curtin University) утверждает, что такая полная информация «очень помогает в изучении метеорита».

1. Самые быстрые орбиты

Системы двойных звёзд – когда две звезды вращаются вокруг общего центра масс – довольно распространены. У некоторых из них даже есть планеты, а также существует система, в которой шесть звёзд двигаются по общей орбите. Однако некоторые из них двигаются очень и очень быстро.

Самое быстрое движение двух обычных звёзд друг вокруг друга наблюдается в системе под названием HM Cancri. Эти два белых карлика – мёртвые остатки звёзд, похожих на наше Солнце – находятся на расстоянии в три Земли друг от друга. Они двигаются в пространстве со скоростью в 1,8 миллиона километров в час, брызгая друг на друга горячей материей и высвобождая большое количество энергии. На прохождение всей орбиты им требуется всего шесть минут.

Были обнаружены и более необычные парочки, двигающиеся ещё быстрее. Учёные обнаружили чёрную дыру под названием MAXI J1659-152, которая формирует парную систему с красным карликом, размеров всего в 20% Солнца. Чёрная дыра двигается по орбите сравнительно медленно, всего лишь 150 000 километров в час. Его напарник, однако, летает на скорости 2 миллиона километров в час. Красный карлик расположен дальше от общего центра гравитации (в противном случае они бы уже столкнулись), но постоянно теряет свою материю и со временем полностью исчезнет.

Текущий рекорд скорости движения среди двойных звёзд принадлежит умирающей звезде, вращающейся вместе с суперплотной нейтронной звездой. Нейтронная звезда, конечно же, медленнее, но обладает фантастическим названием «пульсар — чёрная вдова» (менее интересное название звучит как PSR J1311-3430). Её скорость в 13 тысяч километров в час достаточно низка – Земля двигается вокруг Солнца в восемь раз быстрее. Напарник пульсара, однако, движется за двоих, разогнавшись до 2,8 миллионов километров в час.

Название «чёрная вдова» было дано пульсару из-за поведения самок чёрной вдовы, которые сжирают самца после спаривания. Пульсар выпускает в умирающую звезду столько излучения, что буквально испаряет её. Со временем, нейтронная звезда полностью уничтожит свою напарницу. Так что, хотя система двойных звёзд из HM Cancri занимает всего третью строчку по скорости своего движения, мы вынуждены признать, что отношения у них самые «здоровые».

Космические рекордсмены: крупнейшие объекты во Вселенной

Вселенная полна загадок и удивительных «обитателей». С каждым годом развитие науки и технологий позволяет обнаруживать и изучать всё больше планет, звёзд, галактик и т. п. Представляем Вашему вниманию список настоящих космических рекордсменов, которые заставят Вас восхищаться масштабами творений нашей Вселенной.

Крупнейшая экзопланета: GQ Волка b

European Southern Observatory

В 2004 году VLT телескоп Паранальской обсерватории в Чили запечатлел изображение молодой звезды GQ Волка и её таинственного компаньона GQ Волка b. Вот уже несколько лет астрономы пытаются классифицировать этот любопытный объект. Космическое тело вращается вокруг своей звезды на расстоянии в 2,5 раза большем, чем расстояние между Солнцем и Плутоном. Согласно различным методикам измерения массы объекта, масса GQ Волка b может находиться в диапазоне от 2-3-х до 36 масс Юпитера. Верхняя граница этого диапазона позволяет характеризовать компаньона звезды GQ Волка как коричневого карлика, однако далеко не все учёные согласны с подобной классификацией. В последующие годы специалисты надеются прояснить ситуацию, но наиболее точные расчёты предполагают, что GQ Волка b всё-таки является экзопланетой. Более того, при радиусе в 3,5 раза больше радиуса Юпитера её можно назвать крупнейшей экопланетой во Вселенной.

Самая большая звезда: UY Щита

Philip Park

UY Щита – это звезда-гипергигант в созвездии Щита, которая находится в 9500 световых годах от Солнечной системы. Радиус этого исполина в 1700-1900 раз превышает размеры Солнца, что делает его крупнейшей звездой, известной земным учёным. Если разместить UY Щита в центре нашей родной системы, то её излучающий слой охватит орбиту Юпитера, а выбрасываемые с её поверхности газы с лёгкостью достанут до объектов пояса Койпера. Светимость UY Щита в видимом спектре в 120 тысяч раз больше светимости Солнца, а с учётом инфракрасного излучения во все 340 тысяч раз. Кроме того, гипергигант является самой быстро сгорающей среди известных науке звёзд: ежегодно он теряет более 5,8⋅10−5 масс Солнца.

Крупнейшая туманность: Туманность Тарантул

ESO

В Большом Магеллановом Облаке – карликовой галактике-спутнике Млечного Пути – находится мощнейшая и крупнейшая во Вселенной эмиссионная Туманность Тарантул. В самом широком месте её протяжённость превышает 1800 световых лет. В отличие от своего смертельно опасного паукообразного тёзки, Туманность Тарантул вполне дружелюбна. Среди облаков горячей плазмы ионизированного водорода периодически зарождаются новые звёзды.

Самая большая пустота: реликтовое холодное пятно или Сверхпустота Эридана

Bill Saxton/NRAO/AUI/NSF/NASA

В 2004 году астрономы изучали карту микроволнового излучения Вселенной, произведённого через 380 тысяч лет после Большого Взрыва. На карте, созданной аппаратом NASA WMAP, предназначенного для изучения реликтового излучения, отчётливо видно ярко-синее пятно в созвездии Эридан. Это таинственное пятно почти на 70 мкК холоднее средней температуры окружающего реликтового излучения. При этом среднестатистические колебания температуры, как правило, составляют не более 18 мкК. Предполагаемая ширина этой области составляет от 500 миллионов до 1,8 миллиарда световых лет. Всё это пространство лишено каких-либо космических объектов: звёзд, газов, пыли и даже тёмной материи. С тех пор учёным удалось обнаружить несколько подобных аномалий, однако Сверхпустота Эридана остаётся самой крупной из них. По одной из версий, образованию пятна способствовала неоднородная плотность газов в молодой Вселенной, однако учёные до сих пор не имеют однозначного ответа на вопрос о происхождении подобных реликтовых пустот.

Крупнейшая галактика: IC 1101

@beyondoursight

По различным расчётам, размер Млечного Пути составляет от 100 до 200 тысяч световых лет. Согласно стандартной классификации, он относится к среднестатистическим по размеру спиральным галактикам. В сравнении с галактикой IC 1101 наша родная галактика – всего лишь кроха. Этот гигант в 1,04 миллиарда световых лет от Земли в созвездии Девы в 60 раз больше и почти в 2000 раз тяжелее Млечного Пути. Диаметр IC 1101 составляет не менее 5,5-6 миллионов световых лет. Учёные предполагают, что эта галактика образовалась в результате столкновения множества меньших галактик. Если разместить её на месте Млечного Пути, эта сверхгигантская галактика класса cD поглотила бы даже Туманность Андромеды и галактику Треугольника.

Самая массивная чёрная дыра: TON 618

Getty Images

Согласно многочисленным научным теориям, в центре каждой галактики во Вселенной существует собственная сверхмассивная чёрная дыра. Массу большинства известных науке чёрных дыр оценивают в миллионы масс Солнца. В 1957 году телескоп обсерватории Тонанцинтлы в Мексике засёк невероятно яркий объект, получивший обозначение «618». Примерно через 10-15 лет учёным удалось изучить радиоизлучение объекта и классифицировать его как квазар – яркий астрономический объект, который представляет собой активное ядро галактики на начальном этапе развития Вселенной. Принято считать, что причиной значительно повышенной интенсивности излучения и яркости квазара является наличие массивного, но относительного компактного объекта в её центре – чёрной дыры. В ходе дальнейшего изучения объекта «618» учёным удалось обнаружить сверхмассивную чёрную дыру-рекордсменку TON 618. Наиболее точные расчёты предполагают, что её масса в 66 миллиардов раз превышает солнечную.

Крупнейшие гамма-рентгеновские пузыри Ферми

GODDARD SPACE FLIGHT CENTER

В 2010 году астрономы обнаружили в данных космической обсерватории Fermi достаточно странное явление. Из центра Млечного Пути в окружающее пространство вырываются две гигантские шарообразные структуры размером около 50 тысяч световых лет. Эти образования видны только в диапазоне гамма-рентгеновского излучения. Природа «пузырей» по сей день не известна, однако учёные предполагают, что они могли образоваться в результате активности сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного Пути. На заре жизни нашей галактики её активное ядро испускало потоки плазмы – так называемые джеты или релятивистские струи. Вероятно, пузыри Ферми являются своеобразным следом этих потоков.

Самый большой протокластер SPT2349-56

ESO/M. Kornmesser

Всего через миллиард лет после Большого Взрыва в 12 миллиардах световых лет от Земли стало зарождаться новое скопление из 14 огромных галактик SPT2349-56. В результате воздействия невероятных сил на каждую составляющую скопления, галактики оказались сжаты до размеров 424 тысяч световых лет, что всего в 2-4 раза превышает диаметр Млечного Пути. Мы видим протокластер SPT2349-56 таким, каким он был миллиарды лет назад в годы своей юности, поскольку, чем дальше объект находится от Земли, тем «моложе» он выглядит. По мнению учёных, в связи с невероятно быстрым ходом столкновения галактик и скоростью звездообразования в протокластере, SPT2349-56 уже давно стал одним целым. Более того, к нему могли присоединиться до 50 дополнительных галактик, окружавших основную структуру. По оценкам учёных, его масса в 10 триллионов раз превышает солнечную, однако на нашем веку не суждено удостовериться в правдивости этого предположения.

Самое массивное скопление: Сверхскопление Шепли

ESA & Planck Collaboration / Rosat/ Digitised Sky Survey

В 1930-х годах астроном Харлоу Шепли открыл колоссальное скопление галактик, которое позже было названо в честь него. Согласно Европейскому Космическому Агентству, Сверхскопление Шепли является наиболее массивным скоплением галактик в наблюдаемой Вселенной. Огромная структура из более чем 8 тысяч галактик содержит массу в 10+ миллионов больше солнечной и в 10 тысяч раз больше массы Млечного Пути. Этот огромный архипелаг галактик размером около 500 миллионов световых лет является своеобразным гравитационным буксиром для других скоплений, в том числе и для «местной группы», включающей Млечный Путь, галактики Андромеды и Треугольника.

Крупнейший суперкластер: Ланиакея

Andrew Z. Colvin

Млечный Путь является частью невероятно огромного суперкластера под названием Ланиакея. Диаметр Ланиакеи достигает 520 миллионов световых лет, а её масса превышает 1017 масс Солнца. Наука не описывает чётких границ этого суперкластера, потому не исключено, что в будущем его габариты окажутся даже большими. Ланиакея переводится с гавайского как «необъятные небеса», что отлично описывает её природу, ведь она состоит примерно из 100 тысяч галактик. Такое название является данью уважения полинезийским мореходам, которые использовали свои астрономические познания для навигации по Тихому океану.

Величайшая группа квазаров Huge-LQG

ESA/Hubble & NASA

Далёкие квазары, питаемые сверхмассивными чёрными дырами, всегда поражают учёных и простых обывателей своими масштабами. Иногда эти гиганты объединяются в невероятно яркие группы, но самой крупной из них является Huge-LQG. Её в 2012 году открыла группа учёных из университета Центрального Ланкашира под руководством Роджера Клоуза. Расположенная в созвездии Льва группа из 73 квазаров простирается на 4 миллиарда световых лет и имеет массу в 6,1 квинтиллиона (6,1*1018) больше солнечной.

Самая крупная структура во Вселенной – Великая стена: Геркулес — Северная Корона

Компьютерная графика художника, показывающая гамма-всплеск из активного ядра одной из галактик в составе Великой стены ESO/A. Roquette

В 2013 году на основе изучения результатов наблюдений за вспышками гамма-излучения из космической обсерватории Swift астрономы открыли крупнейшую структуру в наблюдаемой Вселенной. Плоская структура Великая стена Геркулес — Северная Корона представляет собой стену или нить из миллиардов соединённых гравитацией галактик, которые расположились между созвездиями Геркулес и Северная Корона. Её протяжённость превышает 10 миллиардов световых лет. Ввиду того, что данная структура находится в 10 миллиардах лет от Земли, мы наблюдаем её такой, какой она была спустя 3,79 миллиарда лет после Большого Взрыва. Принятые современной наукой модели эволюции не допускают возможности формирования настолько колоссальной и сложной структуры на обсуждаемом этапе развития Вселенной. По сей день учёные не могут найти логичного объяснения тому, каким образом объект такого масштаба образовался за столь короткий срок.

Источник

Поделиться в соцсетях

Самый большой твердый объект во Вселенной | Брэндон Вайгель | Наш космос

Черная дыра из «Интерстеллар», 2014. Источник: Syncopy/Paramount Pictures

Какой самый большой твердый объект во Вселенной?

Вопрос расплывчатый. На первый взгляд, большинство людей сразу же поспешили бы сделать вывод, что какой-нибудь раздутый красный сверхгигант или внегалактическая сверхмассивная черная дыра носит звание самого большого физического объекта, существующего в пределах нашей Вселенной. Однако в этом заключении есть что-то принципиально неправильное; эти объекты не твердые.

Как известно большинству людей, материя находится в четырех основных состояниях (которые мы знаем и используем для изучения). Этими состояниями являются газ, жидкость, твердое тело и плазма. Чего большинство людей не знает, так это того, что более 99% материи в видимой Вселенной состоит из четвертого состояния — плазмы. В основном все, что мы можем видеть в ночном небе невооруженным глазом, например звезды и галактики, представляет собой форму плазмы. Поскольку существует четкое различие между плазмой и тремя другими состояниями материи, вещи, состоящие из плазмы, на самом деле не являются твердыми. Таким образом, эти объекты не могут быть включены в расчет самого большого твердого объекта во Вселенной.

Звезда, которая не является твердым объектом. Источник NASA

Итак, сужает ли это предположение наш поиск до самой большой планеты во Вселенной? Не совсем. Возьмем, к примеру, Юпитер, газовый гигант . Почти вся его масса находится в виде газообразного (или металлического) водорода, вращающегося вокруг небольшого ядра в толстом слое атмосферы. Сатурн, Уран и Нептун также дают подобные структуры. Казалось бы, газовые гиганты тоже могут быть вычеркнуты из пресловутого списка крупнейших твердых объектов во Вселенной.

Газовые планеты-гиганты, которые тоже не совсем твердые. Источник: Softpedia

Вторая элементарная ошибка с поставленным вопросом заключается в том, что он не определяет, что такое «большой». Что-то может быть больше, чем что-то другое, если оно дает большую массу, больший радиус, более высокую плотность или любое другое количество других небесных факторов. Поскольку люди обычно думают о «большом» как о чем-то, что физически больше, чем что-либо другое по визуальной оценке, это исследование будет сосредоточено на физическом объеме объекта, который обычно зависит от его радиуса.

Итак, мы готовы браться за книги! Не совсем. Потому что в вопросе есть еще одна формальность, которую нужно учитывать. Постановка задачи указывает на то, что мы пытаемся найти самый большой твердый объект во вселенной . Как мы можем это сделать, если мы видим лишь крошечную часть наблюдаемой Вселенной даже с помощью наших самых мощных телескопов? Нам нужно сузить наш вопрос только до того, что мы можем наблюдать. Итак, реальный вопрос:

Какое самое большое твердых объектов по объему, которые мы к настоящему времени обнаружили в наблюдаемой Вселенной? Давайте начнем.

Во-первых, давайте начнем с малого, проанализировав нашу солнечную систему. На первый взгляд может показаться, что Земля — обладатель голубой ленты, как самая большая каменистая планета, вращающаяся вокруг Солнца. Однако при ближайшем рассмотрении можно было бы понять, что сама Земля не совсем твердая. Сжатое слоем твердой породы толщиной в километры, внешнее ядро ​​Земли состоит из расплавленного железа, жидкости, которая постоянно поддерживает наше защитное магнитное поле. Предполагается, что жидкое ядро ​​существует и на Венере, второй по величине каменистой планете.

Разрез Земли, показывающий, что она тоже не совсем твердая. Источник: Wikimedia

Следующим твердым кандидатом в гиганты является Марс. Когда-то на Марсе образовалось жидкое ядро ​​и горячая мантия, что отвечало за все его вулканические и тектонические особенности. Однако сегодня ядро ​​Марса с тех пор затвердело, полностью лишив его защитного магнитного поля от солнечной радиации. Хотя предполагается, что карманы жидкой мантии все еще существуют, структура Марса может остаться полностью неповрежденной, если эти карманы исчезнут.

Марс имеет радиус 3390 километров и полностью твердый. Земля имеет радиус 6371 км, и внутри нее все еще находится жидкость. Таким образом, самый большой по объему полностью твердый объект во Вселенной должен находиться где-то между этими двумя радиусами. Ну, не совсем…

Может ли Марс быть одним из самых больших твердых объектов во Вселенной? Источник: NASA

Несмотря на то, что внешняя оболочка газовых гигантов, как следует из названия, состоит из газа, газовые гиганты действительно обладают относительно большими твердыми ядрами в своих центрах. Считается, что твердое ядро ​​Юпитера полностью состоит из горных пород, металла и льда и может быть в 20 раз тяжелее Земли. Хотя экстремальные температуры в его ядре (~ 36 000 К), казалось бы, предполагают структуру расплавленного ядра, огромное давление от тысяч километров сжатого водорода и гелия, вероятно, сохраняет ядро ​​полностью твердым. Предполагается, что ядро ​​Юпитера имеет радиус, в 0,1 раза превышающий радиус Юпитера, или около 7000 км. Это дает ему колоссальную плотность более 80 000 кг/м³.

Юпитер в разрезе, демонстрирующий его полностью твердое каменно-ледяное ядро. Источник: НАСА

Мы обнаружили экзопланеты большего размера, чем Юпитер, которые должны иметь пропорционально большие твердые ядра. Однако, как только планета достигает определенной массы (примерно в 13 раз больше массы Юпитера), объект перестает быть планетой и становится коричневым карликом. Коричневый карлик характеризуется способностью осуществлять синтез дейтерия, после чего у него, вероятно, больше нет твердого ядра. Итак, планета массой 13 масс Юпитера (потенциально) будет иметь твердое ядро ​​массой 260 масс Земли. Если предположить, что такая планета будет иметь ядро ​​примерно такой же плотности, как у Юпитера, ядро ​​этой планеты с большей массой будет примерно 16 500 км, или в 2,58 раза больше радиуса Земли!

Таким образом, самый большой по объему физический твердый природный объект, возможный в нашей Вселенной, — это твердое ядро ​​гипотетической планеты с большой массой, которая вот-вот должна объявить о своем статусе коричневого карлика. Прохладный! Вот список некоторых действительно больших структур в нашей Вселенной. Наслаждаться!

10) Крупнейший несферический твердый объект: Хаумеа — радиус 620 км.

Хаумеа, изображенный выше, вероятно, является результатом сильного столкновения в прошлом. Источник: НАСА

9) Самая большая луна: Ганимед — радиус 2634 км.

Огромный спутник Юпитера. Источник: NASA

8) Самая большая каменистая планета: Kepler 277c — 3,36 радиуса Земли (21 400 км).

Художественное изображение планеты СуперЗемля. Kepler 277c имеет плотность, которая предполагает каменистый состав, но, по оценкам, дает массу в 64 раза больше массы Земли. Источник: NASA

7) Крупнейшая газовая планета-гигант: HD 100546 b — 6 радиусов Юпитера (419 466 км).

HD 100546 b имеет такой огромный радиус из-за количества солнечного тепла, которое она получает от своей родительской звезды, что делает ее атмосферные слои «пухлыми». Источник: ЕСО

6) Самая большая кольцевая система: J 1407 b — радиус 0,6 а.е. (90 млн км).

Система колец в 360 раз больше, чем у колец Сатурна. Источник: Рон Миллер/НАСА

5) Самая большая звезда: UY Щита — 1708 солнечных радиусов (1,19 млрд км).

UY Scuti рядом с нашим солнцем. Источник: Chase’s Solar System

4) Самая большая черная дыра: TON 618 — радиус 1300 а.е. (195,0 млрд км).

Диаметр TON 618 по сравнению как с диаметром предыдущего рекордсмена, S5 0014+81, так и с диаметром Солнечной системы до орбиты Плутона.

3) Самая большая (в основном неповрежденная) туманность: LAB-1 — диаметр 300 000 световых лет.

LAB-1 — это огромный сгусток газообразного водорода, расположенный на расстоянии 11,5 миллиардов световых лет. Источник: ESO

2) Самая большая галактика: IC 1101 — диаметр 3,92 миллиона световых лет. Диаметр

IC 1101 составляет 100 триллионов звезд по сравнению с ничтожными 100 миллиардами в Млечном Пути. Источник: HST

1) Крупнейшая структура: Геркулес-Корона Бореалис Великая стена — диаметр 10 миллиардов световых лет.

Изображенная выше Великая стена Геркулеса-Короны Бореалис представляет собой массивную галактическую надстройку, состоящую из нитей галактик. Источник: Reborn render

Вам понравилась эта статья? Тогда ознакомьтесь с Самое мощное событие в космосе ! Спасибо за чтение!

Какие самые большие объекты во Вселенной?

Космос огромен. Представление о том, насколько обширна Вселенная, иногда может быть ошеломляющим, даже для некоторых из самых скромных объектов. Есть действительно огромные, но какие из них самые большие?

Попытка измерить расстояние в космосе или определить массу небесного объекта — сложная задача, но при этом астрономы и космологи создали картину того, насколько обширна Вселенная.

За последние несколько лет были обнаружены тысячи потенциальных экзопланет. Самыми крупными являются газовые гиганты, подобные Юпитеру, такие как HAT-P-32b в Андромеде. Его радиус примерно в два раза больше, чем у Юпитера, но его масса немного меньше.

«HAT-P-32b — это горячий Юпитер, тип близкой гигантской газообразной планеты, — говорит Мин Чжао, научный сотрудник факультета астрономии и астрофизики Пенсильванского государственного университета.

Планета вращается на расстоянии 0,034 а.е. от своей родительской звезды, что составляет одну десятую радиуса Меркурия.

Подробнее о космической науке:

  • Путеводитель по погоде в Солнечной системе
  • Как образовалась Солнечная система?
  • Как выглядят полярные сияния на других планетах?

«Он подвергается палящему облучению и имеет температуру почти 1800ºC. Это увеличивает его размер».

Если мы поднимемся на ступеньку выше и посмотрим на самые большие звезды, то увидим несколько претендентов. Считается, что размер гипергиганта UY Scuti превышает радиус Солнца более чем в 1700 раз, но есть много вариаций, поскольку звезда растет и сжимается в течение 740-дневного цикла.

NML Лебедь ненамного отстает: его радиус составляет 1642 солнечных, а его огромные размеры обусловлены тем, что 50 земных масс газа он теряет каждый год, создавая вокруг себя пелену, раздувая его до огромных размеров. Он варьируется в течение 940-дневного окна.

Если бы наше Солнце было заменено красным гипергигантом UY Scuti, массивным в 16 а.е. в поперечнике, край звезды достиг бы орбиты Юпитера

Кто бы ни действительно лидировал, он вряд ли останется там надолго. Эти звезды находятся на более поздних стадиях своей жизни, и у них осталось не более нескольких миллионов лет, прежде чем они станут сверхновыми, оставив после себя великолепную туманность.

Эти скопления газа и пыли можно найти по всей нашей Галактике, хотя самое большое из известных нам находится за ее пределами, в Большом Магеллановом Облаке, на расстоянии 160 000 световых лет.

Туманность Тарантул представляет собой огромный регион HII размером 600 световых лет. Если бы она поменялась местами с гораздо более близкой туманностью Ориона, то покрыла бы ту же площадь неба, что и 60 полных лун, и была бы достаточно яркой, чтобы отбрасывать тени.

В туманности находится суперзвездное скопление R136, в котором находятся одни из самых массивных и ярких известных звезд, из-за которых образовалась эта великолепная туманность.

Однако, когда мы смотрим на самых крупных представителей следующей ступени космической шкалы размеров, на галактики, маловероятно, что у них вообще будут впечатляющие туманности.

Справочник по космическим измерениям:
  • 1 астрономическая единица = 150 млн км (расстояние от Земли до Солнца)
  • 1 Солнечный радиус = 695 000 км (расстояние от края Солнца до его центра)
  • 1 световой год = 9 трлн км (расстояние, которое свет проходит за год)

Самые большие из галактик являются эллиптическими, огромными скоплениями звезд, которые образуются, когда две или более меньшие галактики сталкиваются и сливаются вместе, удаляя весь газ и пыль в процессе.

Крупнейшая из известных эллиптических галактик — IC 1101 в созвездии Девы. Его диаметр составляет 5,8 миллиона световых лет, что более чем в 50 раз превышает диаметр Млечного Пути.

Состоящая из 100 триллионов звезд, она затопила бы не только Млечный Путь, но и охватила бы Галактику Андромеды и большую часть Местной группы.

IC 1101, самая большая известная галактика во Вселенной. Предоставлено: НАСА — SDSS

Хотя галактики — самые большие объекты, которые вы можете увидеть в телескоп и распознать, есть структуры, которые еще больше. Галактики слипаются в скопления, и самым экстремальным из известных в настоящее время является Эль-Гордо или «толстый».

Больше похоже на это

«На протяжении жизни Вселенной скопления галактик растут. Эль-Гордо из того времени, когда Вселенная была вдвое моложе, чем сейчас, но для своего времени она является самой экстремальной», — говорит профессор Джек Хьюз из Университета Рутгерса.

Хотя зверь скопления настолько велик, что трудно оценить его размер, считается, что его диаметр составляет от 10 до 30 миллионов световых лет.

«Если вы посмотрите на то, что мы ожидаем, что масса скоплений будет на таком расстоянии, Эль-Гордо близок к пределу того, что мы ожидаем найти на всем небе: единственный объект во Вселенной», — говорит Хьюз.

Поскольку он находится на расстоянии более 8 миллиардов световых лет, мы смотрим на него таким, каким он был 8 миллиардов лет назад. Хотя скопления, которые мы видим в соседней Вселенной, крупнее, после нескольких миллиардов лет эволюции Эль-Гордо вырастет и станет огромным бегемотом.

Но даже эти скопления галактик не самые большие во Вселенной.

Сверхскопления, образованные из нескольких скоплений галактик, являются крупнейшими гравитационно связанными объектами, о которых мы знаем.

Сверхскопление Шепли считается самым большим, его размер составляет около 650 миллионов световых лет, в то время как сверхскопление Ланиакея (которое содержит Млечный Путь и, следовательно, нас) недалеко от него — 520 миллионов световых лет.

Это самые большие объекты, о которых мы знаем на данный момент. Но Шепли и Ланиакеа идут навстречу друг другу. Эти двое все еще становятся частью более крупной структуры?

Сверхскопление Шепли, снимок со спутника Planck. Предоставлено: ESA & Planck Collaboration/Rosat/Digitised Sky Survey

Считается, что Космическая Паутина представляет собой большую сеть скоплений, связанных нитями темной материи и усеянными галактиками.

Эти нити образуют гигантские стены: например, Великая стена Геркулес-Корона Бореалис имеет длину от шести до 18 миллиардов световых лет.

Он настолько велик, что считается, что он раздвигает границы того, насколько большим может быть что-то, нарушая космический предел размера или космологический принцип.

«Космологический принцип означает, что в очень больших масштабах Вселенная выглядит одинаково в любом месте и имеет одинаковую плотность во всех направлениях», — говорит Питер Коулз, глава Школы математических и физических наук Университета Сассекса.

«Проблема в том, что мы подразумеваем под «значительно большими масштабами»?»

В качестве приблизительного ориентира ограничение установлено на уровне около 1,2 миллиарда световых лет, но было обнаружено несколько объектов, которые, как говорят, выходят за этот предел, например, группа из 10 галактик с гамма-всплесками, охватывающих более пяти миллиардов световых лет.

Но разве что-то подобное можно назвать структурой?

«У вас может быть структура, которая не очень сильно гравитационно связана, как длинная нить галактик», — говорит Коулз. «Он может иметь длину в несколько сотен миллионов световых лет, но на самом деле его влияние на пространство-время очень мало.

Какими бы огромными ни были эти структуры, в глубинах нашей Вселенной могут быть не обнаружены еще более крупные.

Мы можем видеть лишь крошечную часть всего, что можно увидеть, и, несомненно, в глубинах нашей Галактики и за ее пределами скрываются еще более крупные монстры.

Вид на космическую паутину. Каждая желтая точка представляет собой галактику. Предоставлено: Millenium Simulation Project

Раздвигая границы

Из всех титанов, которых мы нашли в нашей Вселенной, может ли быть монстр покрупнее? Пределы физического диаметра трудно определить, так как масса, температура, состав и возраст влияют на их размер. Однако их массы гораздо более ограничены.

Для планеты предел определяется определением: когда большая планета становится маленькой звездой?

«Граница масс между газовым гигантом и коричневым карликом составляет около 13 масс Юпитера. Ниже этого предела объект не будет достаточно горячим, чтобы сжечь дейтерий, и в этот момент он станет звездой», — говорит Мин Чжао.

Точно так же и у звезд есть точка, в которой их масса может стать слишком большой. Звезды уравновешивают гравитационное сдавливание и внешнее давление, возникающее во время синтеза.

Это уравновешивание стабильно до примерно 150 солнечных масс в текущей Вселенной.

Но есть некоторые звезды, которые выходят за этот предел, например, R136a1, масса которой составляет 256 масс Солнца. Исследователи не уверены, как это возможно, но текущая теория состоит в том, что звезда не сформировалась таким образом.

Вместо этого две звезды слились воедино. Однако чем больше звезда, тем короче ее жизнь, и вскоре эта звезда взорвется и превратится в захватывающую сверхновую.

Изображение космического телескопа Хаббл и рентгеновской обсерватории Чандра, показывающее распределение темной материи и горячего газа в скоплении галактик Abell 520. Зеленым цветом показан горячий газ, а синим цветом показано расположение большей части массы в скоплении, которое доминирует по темной материи. Авторы и права: НАСА, ЕКА, CFHT, CXO, М. Дж. Джи (Калифорнийский университет, Дэвис) и А. Махдави (Государственный университет Сан-Франциско).

Скрытые во тьме

Хотя во Вселенной есть несколько огромных структур, которые можно увидеть, некоторые из самых больших невидимы.

Если вы заглянете внутрь нашей Солнечной системы, то увидите, что самым большим объектом является Солнце, но его влияние ощущается далеко за пределами его поверхности.

Солнце не только удерживает планеты под контролем гравитации, но и обладает огромным магнитным полем, настолько большим, что зонды «Вояджер» достигли его края только после 35 лет путешествия.

В более крупных масштабах галактики намного больше, чем кажутся нашим глазам.