Содержание
Ученые раскрыли, как возникают самые тяжелые элементы во Вселенной
Ксения
Суворова
Главный редактор
Группа международных исследователей вернулась к формированию Солнечной системы 4,6 миллиарда лет назад, чтобы по-новому взглянуть на космическое происхождение самых тяжелых элементов. И обнаружила, как именно же они образовались и во время какого процесса.
Читайте «Хайтек» в
Тяжелые элементы, с которыми мы сталкиваемся в нашей повседневной жизни, такие как железо и серебро, не существовали в начале Вселенной 13,7 миллиарда лет назад. Они были созданы во времени в результате ядерных реакций, называемых нуклеосинтезом, которые объединили атомы вместе. В частности, йод, золото, платина, уран, плутоний и кюрий — некоторые из самых тяжелых элементов — были созданы с помощью особого типа нуклеосинтеза, называемого процессом быстрого захвата нейтронов или r-процессом.
Вопрос о том, какие астрономические события могут производить самые тяжелые элементы, оставался загадкой на протяжении десятилетий. Сегодня считается, что r-процесс может происходить во время сильных столкновений между двумя нейтронными звездами, между нейтронной звездой и черной дырой или во время редких взрывов после смерти массивных звезд. Такие высокоэнергетические события происходят во Вселенной очень редко. Когда это происходит, нейтроны включаются в ядра атомов, а затем превращаются в протоны. Поскольку элементы в периодической таблице определяются количеством протонов в их ядрах, процесс r создает более тяжелые ядра по мере захвата большего количества нейтронов.
Некоторые из ядер, образованных в результате r-процесса, радиоактивны, и для их распада на стабильные ядра требуются миллионы лет. Йод-129 и кюрий-247 — два таких ядра, которые были образованы до образования Солнца. Они были включены в твердые тела, которые в конечном итоге упали на земную поверхность в виде метеоритов.
Внутри этих метеоритов в результате радиоактивного распада образовался избыток стабильных ядер. Сегодня это превышение можно измерить в лабораториях, чтобы определить количество йода-129 и кюрия-247, которые присутствовали в Солнечной системе непосредственно перед ее образованием.
Почему эти два ядра r-процесса такие особенные? У них есть обычное свойство: они распадаются почти с одинаковой скоростью. Другими словами, соотношение между йодом-129 и кюрием-247 не изменилось с момента их создания миллиарды лет назад.
«Это удивительное совпадение, особенно с учетом того, что эти ядра являются двумя из пяти радиоактивных ядер r-процесса, которые можно измерить в метеоритах. Когда соотношение йода-129 и кюрия-247 застыло во времени, как доисторическое ископаемое, мы можем напрямую взглянуть на последнюю волну производства тяжелых элементов, которая сформировала состав Солнечной системы и всего в ней».
Бенуа Котэ, обсерватория Конколы
Йод с его 53 протонами создается легче, чем кюрий с его 96 протонами. Это связано с тем, что для достижения большего числа протонов кюрия требуется больше реакций захвата нейтронов. Как следствие, соотношение йода-129 и кюрия-247 сильно зависит от количества нейтронов, которые были доступны во время их создания.
Команда рассчитала соотношение йода-129 к кюрию-247, синтезируемые столкновениями нейтронных звезд и черных дыр, чтобы найти правильный набор условий, воспроизводящих состав метеоритов. Они пришли к выводу, что количество нейтронов, доступных во время последнего события r-процесса перед рождением Солнечной системы, не могло быть слишком большим. В противном случае было бы образовано слишком много кюрия по сравнению с йодом. Это означает, что очень богатые нейтронами источники, такие как материя, оторвавшаяся от поверхности нейтронной звезды во время столкновения, вероятно, не играли важной роли.
Так что же создало эти ядра r-процесса ? Хотя исследователи могли предоставить новую информативную информацию о том, как они были созданы, они не смогли определить природу астрономического объекта, который их создал. Это связано с тем, что модели нуклеосинтеза основаны на неопределенных ядерных свойствах, и до сих пор неясно, как связать доступность нейтронов с конкретными астрономическими объектами — такими, как массивные взрывы звезд и сталкивающиеся нейтронные звезды.
С помощью этого нового диагностического инструмента достижения в области астрофизического моделирования и понимания ядерных свойств могут выявить, какие астрономические объекты создают самые тяжелые элементы Солнечной системы.
Читать также:
Физики создали аналог черной дыры и подтвердили теорию Хокинга. К чему это приведет?
Появилась первая панорама Марса.
Она состоит из 142 фото!
От Антарктиды отделился гигантский айсберг. Его площадь — 1270 квадратных километров.
Ученые обнаружили предел скорости в квантовом мире.
10 самых больших объектов во Вселенной
Продолжаем насыщать нашу рубрику САМЫХ САМЫХ новыми сведениями и уникальными объектами. Обратим свои взгляды в космос.
Благодаря быстрому развитию технологий, астрономы совершают все более интересные и невероятные открытия во Вселенной. Например, звание «самого большого объекта во Вселенной» переходит от одних находок к другим практически ежегодно. Некоторые открытые объекты настолько огромны, что ставят в тупик своим фактом существования даже лучших ученых нашей планеты.
Давайте поговорим о десяти самых крупных из них.
Супервойд
Совсем недавно ученые обнаружили самое большое холодное пятно во Вселенной (по крайней мере известной науке Вселенной).
Оно расположено в южной части созвездия Эридан. Своей протяженностью в 1,8 миллиарда световых лет это пятно ставит ученых в тупик, потому что они даже предположить не могли, что такой объект может действительно существовать.
Несмотря на наличие слова «войд» в названии (с английского «void» означает «пустота») пространство здесь не совсем пустое. В этом регионе космоса расположено примерно на 30 процентов меньше скопления галактик, чем в окружающем их пространстве. По мнению ученых, войды составляют до 50 процентов объема Вселенной, и этот процент, по их же мнению, будет продолжать расти благодаря сверхсильной гравитации, которая притягивает к себе всю окружающую их материю. Интересным этот войд делают две вещи: его невообразимый размер и его отношение к загадочному холодному реликтовому пятну WMAP.
Что интересно, новый обнаруженный супервойд сейчас воспринимается учеными как лучшее объяснение такого явления, как холодные пятна, или регионы космического пространства, заполненные космическим реликтовым (фоновым) микроволновым излучением.
Ученые долгое время спорят, чем же на самом деле являются эти холодные пятна.
Одна из предложенных теорий, например, предполагает, что холодные пятна являются отпечатками черных дыр параллельных вселенных, вызываемых квантовой запутанностью между вселенными.
Однако многие ученые современности больше склоняются к мнению о том, что появление этих холодных пятен может провоцироваться супервойдами. Объясняется это тем, что когда протоны проходят через войд, они теряют свою энергию и слабеют.
Тем не менее есть вероятность, что расположение супервойдов относительно близко к расположению холодных пятен может являться простой случайностью. Ученым предстоит провести еще немало исследований на этот счет и в конце концов выяснить, являются ли войды причиной возникновения загадочных холодных пятен или их источником является нечто иное.
Суперблоб
В 2006 году титул самого большого объекта во Вселенной получил обнаруженный загадочный космический «пузырь» (или блоб, как их обычно называют ученые).
Правда, титул этот он сохранил ненадолго. Этот пузырь протяженностью 200 миллионов световых лет представляет собой гигантское скоплением газа, пыли и галактик. С некоторыми оговорками этот объект похож на гигантскую зеленую медузу. Объект обнаружили японские астрономы, когда изучали один из регионов космоса, известного наличием огромного объема космического газа. Найти блоб удалось благодаря использованию специального телескопного фильтра, который неожиданно указал на наличие этого пузыря.
Каждая из трех «щупалец» этого пузыря содержит галактики, которые располагаются между собой в четыре раза плотнее между собой, чем обычно во Вселенной. Скопление галактик и газовых шаров внутри этого пузыря носят название пузыри Лиман-Альфа. Считается, что эти объекты образовались примерно через 2 миллиарда лет после Большого взрыва и являются настоящими реликтами древней Вселенной. Ученые предполагают, что сам блоб образовался, когда массивные звезды, существовавшие еще в ранние времена космоса, вдруг стали сверхновыми и высвободили гигантский объем газа.
Объект настолько массивен, что ученые верят, что он в общем и целом является одним из первых образовавшихся космических объектов во Вселенной. Согласно теориям, со временем из скопившегося здесь газа будут образовываться все больше и больше новых галактик.
Сверхскопление Шепли
Многие годы ученые считают, что наша галактика Млечный Путь со скоростью 2,2 миллиона километра в час притягивается через Вселенную к созвездию Центавра. Астрономы теоретизируют, что причиной этому является Великий аттрактор (Great Attractor), объект с такой силой гравитации, которой достаточно аж для того, чтобы притягивать к себе целые галактики. Правда, выяснить, что же это за объект, ученые долгое время не могли, так как объект этот расположен за так называемой «зоной избегания» (ZOA), области неба около плоскости Млечного Пути, где поглощение света межзвездной пылью настолько велико, что невозможно разглядеть, что за ней находится.
Однако со временем на помощь пришла рентгеновская астрономия, которая развилась достаточно сильно, что позволила заглянуть за область ZOA и выяснить, что же является причиной такого сильного гравитационного пула. Все что ученые увидели, оказалось обычным скоплением галактик, что поставило ученых в тупик еще сильнее. Эти галактики не могли являться Великим аттрактором и обладать достаточной гравитацией для притягивания нашего Млечного Пути. Этот показатель составлять всего 44 процента от необходимого. Однако как только ученые решили заглянуть поглубже в космос, они вскоре обнаружили, что «великим космическим магнитом» является куда больший объект, чем ранее считалось. Этим объектом является сверхкластер Шепли.
Сверхкластер Шепли, являющийся сверхмассивным скоплением галактик, расположен за Великим аттрактором. Он настолько огромен и обладает настолько мощным притяжением, что притягивает к себе и сам Аттрактор, и нашу собственную галактику. Состоит сверхскопление из более 8000 галактик с массой более 10 миллионов Солнц.
Каждая галактика в нашем регионе космоса в настоящий момент притягивается этим сверхкластером.
Великая стена CfA2
Как и большинство объектов в этом списке, Великая стена (также известная как Великая стена CfA2) когда-то тоже могла похвастаться титулом самого большого из известных космического объекта во Вселенной. Она была открыта американским астрофизиком Маргарет Джоан Геллер и Джоном Питером Хучрой во время изучения эффекта красного смещения для Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. По подсчетам ученых, его длина составляет 500 миллионов световых лет, а ширина 16 миллионов световых лет. По своей форме он напоминает Великую Китайскую стену. Отсюда и прозвище, которое он получил.
Точные же размеры Великой стены по-прежнему остаются загадкой для ученых. Она может быть гораздо больше, чем считается, и иметь протяженность 750 миллионов световых лет. Проблема в определении точных размеров заключена в ее расположении.
Как и в случае со сверхкластером Шепли, Великая стена частично закрыта «зоной избегания».
Вообще эта «зона избегания» не позволяет разглядеть около 20 процентов наблюдаемой (досягаемой для нынешних технологий) Вселенной, потому что находящиеся внутри Млечного Пути плотные скопления газа и пыли (а также высокая концентрация звезд) сильно искажает оптические длины волн. Для того чтобы посмотреть сквозь «зону избегания», астрономам приходится использовать иные виды волн, такие как, например, инфракрасные, которые позволяют пробиться еще через 10 процентов «зоны избегания». Через что не смогут пробиться инфракрасные волны, пробиваются радиоволны, а также волны ближнего инфракрасного спектра и рентгеновские лучи. Тем не менее фактическое отсутствие возможности увидеть такой большой регион космоса несколько расстраивает ученых. «Зона избегания» может содержать информацию, которая сможет заполнить пробелы в нашем знании космоса.
Сверхскопление Laniakea
Галактики, как правило, объединены в группы.
Эти группы называются скоплениями. Регионы космоса, где эти скопления более плотно расположены между собой, носят название сверхскоплений. Ранее астрономы проводили картографирование этих объектов путем определения их физического нахождения во Вселенной, однако недавно был придуман новый способ картографирования локального пространства, проливший свет на ранее неизвестные астрономии данные.
Новый принцип картографирования локального пространства и находящихся в нем галактик основан не столько на вычислении физического расположения объекта, сколько на измерении оказываемого им гравитационного воздействия. Благодаря новому методу определяется расположение галактик и на основе это составляется карта распределения гравитации во Вселенной. По сравнению со старыми, новый метод является более продвинутым, потому что он позволяет астрономам не только отмечать новые объекты в видимой нами Вселенной, но и находить новые объекты в тех местах, куда раньше не было возможность заглянуть. Так как метод основан на измерении уровня воздействия тех или иных галактик, а не на наблюдении за этими галактиками, то благодаря ему мы можем находить даже те объекты, которые мы не можем напрямую увидеть.
Первые результаты исследования наших местных галактик с использованием нового метода исследования уже получены. Ученые, на основе границ гравитационного потока, отмечают новое сверхскопление. Важность этого исследования заключается в том, что оно позволит нам лучше понять, где же наше место во Вселенной. Ранее считалось, что Млечный Путь находится внутри сверхскопления Девы, однако новый метод исследования показывает, что этот регион является лишь рукавом еще более крупного сверхскопления Laniakea — одного из самых больших объектов во Вселенной. Он простирается на 520 миллионов световых лет, и где-то внутри него находимся мы.
Великая стена Слоуна
Впервые Великая стена Слоуна была обнаружена в 2003 году в рамках проекта Слоановского цифрового небесного обзора — научного картографирования сотен миллионов галактик, для определения наличия самых крупных объектов во Вселенной. Великая стена Слоуна является гигантским галактическим филаментом, состоящим из нескольких сверхскоплений, распределяющихся по Вселенной, как щупальца гигантского осьминога.
Благодаря своей длине в 1,4 миллиарда световых лет, «стена» когда-то считалась самым большим объектом во Вселенной.
Сама Великая стена Слоуна не так изучена, как сверхскполения, которые находится внутри нее. Некоторые из этих сверхскоплений интересны сами по себе и заслуживают отдельного упоминания. Одно, например, имеет ядро из галактик, которые вместе со стороны выглядят как гигантские усики. Другое сверхскопление имеет очень высокий уровень взаимодействия галактик, многие из которых сейчас проходят период слияния.
Наличие «стены» и любых других более крупных объектов создает новые вопросы о загадках Вселенной. Их существование противоречит космологическому принципу, который теоретически ограничивает то, насколько большими могут быть объекты во Вселенной. Согласно этому принципу, законы Вселенной не позволяют существовать объектам размером более 1,2 миллиарда световых лет. Однако объекты подобные Великой стене Слоуна полностью противоречат этому мнению.
Группа квазаров Huge-LQG7
Квазары — это высокоэнергетические астрономические объекты, расположенные в центре галактик.
Считается, что центром квазаров являются сверхмассивные черные дыры, которые вытягивают на себя окружающую материю. Это приводит к огромному излучению, мощность которого в 1000 раз больше всех звезд внутри галактики. В настоящий момент третьим самым крупным объектом во Вселенной считается группа квазаров Huge-LQG, состоящая из 73 квазаров, разбросанных на более 4 миллиардов световых лет. Ученые считают, что эта столь массивная группа квазаров, а также аналогичные ей, являются одними из основных предшественников и источников самых крупных объектов во Вселенной, таких как, например, Великая стена Слоуна.
Группа квазаров Huge-LQG была обнаружена после анализа тех же данных, благодаря которым была обнаружена Великая стена Слоуна. Ученые определили ее наличие после картографирования одного из регионов космоса с помощью специального алгоритма измеряющего плотность расположения квазаров на определенной области.
Следует отметить, что само существование Huge-LQG по-прежнему является предметом споров.
В то время как одни ученые считают, что этот регион космоса действительно представляет группу квазаров, другие ученые уверены в том, что квазары внутри этой области космоса расположены случайным образом и не являются частью одной группы.
Гигантское гамма-кольцо
Растянувшееся на 5 миллиардов световых лет Гигантское галактическое гамма-кольцо (Giant GRB Ring) является вторым самым крупным объектом во Вселенной. Помимо невероятного размера, этот объект привлекает к себе внимание благодаря своей необычной форме. Астрономы, изучая всплески гамма-лучей (огромные всплески энергии, которые образуются в результате гибели массивных звезд), обнаружили серию из девяти всплесков, источники которых находились на одинаковом расстоянии до Земли. Эти всплески образовали на небосводе кольцо, в 70 раз превышающий диаметр полной Луны. Учитывая, что сами по себе всплески гамма-излучения являются довольно редким явлением, шанс на то, что они сформируют подобную форму на небосводе, равен 1 к 20 000.
Это позволило ученым считать, что они являются свидетелем одного из самых крупных объектов во Вселенной.
Само по себе «кольцо» — это лишь термин, описывающий визуальное представление этого явления при наблюдении с Земли. Есть теории, что гигантское гамма-кольцо может являться проекцией сферы, вокруг которой все гамма всплески происходили в относительно небольшой период времени около 250 миллионов лет. Правда, здесь же возникает вопрос о том, что за источник мог создать такую сферу. Одно из объяснений вертится вокруг возможности того, что галактики могут собираться в группы вокруг огромной концентрации темной материи. Однако это лишь теория. Ученые по-прежнему не знают, как образуются подобные структуры.
Великая стена Геркулес — Северная Корона
Самый большой объект во Вселенной тоже был обнаружен астрономами в рамках наблюдения за гамма-излучением. Этот объект, получивший название Великая стена Геркулес — Северная Корона, простирается на 10 миллиардов световых лет, что делает его в два раза больше Гигантского галактического гамма-кольца.
Так как самые яркие всплески гамма-излучения производят более крупные звезды, обычно расположенные в областях космоса, где содержится больше материи, астрономы каждый раз метафорически рассматривают каждый такой всплеск как укол иголки в нечто более крупное. Когда ученые обнаружили, что в области космоса в направлении созвездий Геркулеса и Северной Короны слишком часто происходят всплески гамма-излучения, они определили, что здесь имеется астрономический объект, представляющий собой, вероятнее всего, плотную концентрацию галактических скоплений и другой материи.
Интересный факт: имя «Великая стена Геркулес — Северная Корона» было придумано филиппинским тинейджером, который записал его в «Википедию» (вносить правки в эту электронную энциклопедию, кто не знает, может любой желающий). Вскоре после новостей о том, что астрономы обнаружили огромную структуру на космическом небосклоне, на страницах «Википедии» появилась соответствующая статья. Несмотря на то, что придуманное имя не совсем точно описывает этот объект (стена охватывает сразу несколько созвездий, а не только два), мировой Интернет быстро к нему привык.
Возможно, это первый случай, когда «Википедия» дала имя обнаруженному и интересному с научной точки зрения объекту.
Так как само существование этой «стены» тоже противоречит космологическому принципу, ученым приходится пересматривать некоторые свои теории о том, как на самом деле сформировалась Вселенная.
Космическая паутина
Ученые считают, что расширение Вселенной происходит не случайным образом. Есть теории, согласно которым все галактики космоса организованы в одну невероятных размеров структуру, напоминающую нитевидные соединения, объединяющие между собой плотные области. Эти нити рассеяны между менее плотными войдами. Эту структуру ученые называют Космической паутиной.
По мнению ученых, паутина сформировалась на очень ранних этапах истории Вселенной. Ранний этап формирования паутины происходил нестабильно и неоднородно, что впоследствии помогло образованию всего того, что сейчас имеется во Вселенной.
Считается, что «нити» этой паутины сыграли большую роль в эволюции Вселенной, благодаря которым эта эволюция ускорилась. Галактики, находящиеся внутри этих нитей, имеют существенно более высокий показатель звездообразования. Кроме того, эти нити являются своего рода мостиком для гравитационного взаимодействия между галактиками. После своего формирования в этих нитях, галактики направляются к галактическим скоплениям, где в итоге со временем умирают.
Только недавно ученые начали понимать, чем же на самом деле является эта Космическая паутина. Более того, они даже обнаружили ее присутствие в излучении исследуемого ими далекого квазара. Квазары, как известно, являются самыми яркими объектами Вселенной. Свет одного из них направился прямиком к одной из нитей, что разогрело находящиеся в ней газы и заставило их светиться. На основе этих наблюдений ученые провели нити между другими галактиками, составив тем самым картинку «скелета космоса».
[источники]источники
http://hi-news.
ru/research-development/10-samyx-bolshix-obektov-vo-vselennoj.html
Вот еще интересное про космос: вот тут ответ на вопрос Почему наша Вселенная идеально настроена для жизни, а вот что такое «Палласово железо» — вещество которого нет на Земле. Вспомните, Почему нельзя наступить на Сатурн и какие есть Шесть альтернатив теории Большого взрыва
Tags: Космос
Как Вселенная создавала элементы?
Вселенная, которую мы знаем сегодня, почти полностью состоит
из загадочной темной материи и еще более загадочной темной
энергии. Обычного же вещества в ней совсем немного. В основном,
это водород и гелий — самые легкие элементы периодической таблицы
Менделеева. Именно эти вещества образовались после Большого
взрыва, и именно из них состоит большинство звезд и межзвездного
газа. Здесь на Земле это не так очевидно, поскольку нас окружают
самые разные элементы таблицы, а некоторые ученые продолжают
искать новые сочетания атомов на ускорителях. Но всё, что мы
видим на Земле, и из чего состоим сами — лишь малая часть
необъятной Вселенной.
Как так вышло? Рассказывает профессор РАН
Александр Лутовинов.
Лутовинов Александр Анатольевич –
заместитель директора по научной работе Института космических
исследований Российской академии наук, профессор РАН.
— Согласно современным представлениям, в том числе модели
Большого взрыва, первых химических элементов было совсем немного.
Известно, что это был водород и гелий.
— И чуть-чуть лития.
— Почему именно эти элементы?
— В изначальной модели Большого взрыва (кстати, предложенной
нашим соотечественником Г. Гамовым) предполагалось, что
большинство известных элементов возникло в первые минуты после
Большого взрыва. Но вскоре стало понятно, что это не совсем так –
из-за отсутствия в природе стабильных элементов с массами 5 и 8
произвести в имеющихся на тот момент условиях более тяжелые
элементы практически невозможно. Таким образом, согласно принятой
на сегодняшний день модели, в первые минуты после рождения
Вселенной появились лишь водород, гелий и немного лития.
— А как развивались события дальше?
— Ранняя Вселенная была очень горячей. Она состояла из
полностью ионизированного вещества, т.е. отдельных барионов и
свободных электронов, которое находилось в состоянии теплового
равновесия с излучением. Фотоны постоянно излучались,
поглощались, снова переизлучались. Так продолжалось примерно 380
тысяч лет, пока Вселенная не охладилась настолько, что электроны
начали соединяться с протонами или альфа-частицами, тем самым
сформировав первые атомы. Тогда на водород приходилось около 92%
всех атомов Вселенной, а остальные восемь процентов практически
полностью приходились на образовавшийся в первые минуты гелий
с малыми примесями лития.
— Тогда откуда появились остальные элементы?
— Другие элементы появились в звездах. Фактически, звезды – это
самые мощные фабрики по производству химических элементов во
Вселенной.
— Но если первых элементов фактически было
всего два, откуда взяться элементам в этих звездах?
— А вот это действительно интересно, и связано с вопросом о
происхождении первых звезд.
Представьте себе однородную
Вселенную, состоящую из водорода и гелия. Здесь каким-то образом
должны были образоваться первичные сгустки вещества, которые
стали бы зачатками первых плотных объектов, то есть первых звезд.
Это достаточно сложный процесс, поскольку газ в такой системе был
очень горячий, и его так просто не сожмешь, чтобы создать звезду.
Для этого, в первую очередь, необходимо каким-то образом понизить
температуру вещества. Это может достаточно эффективно
осуществляться с помощью пыли или многоатомных молекул тяжелых
элементов, как это происходит в современной
Вселенной. Однако на ранних стадиях ни того, ни другого не
было. Согласно современным теориям эффективное охлаждение
первичной материи осуществлялось молекулярным водородом.
«ЗВЕЗДЫ – ЭТО САМЫЕ МОЩНЫЕ ФАБРИКИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ
ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ВО ВСЕЛЕННОЙ»
Второй проблемой является создание первичных неоднородностей
гравитационного поля, где могло бы
начать формироваться протозвездные облака и
сами звезды.
И вот здесь на помощь приходит темная материя.
У нее есть замечательное свойство – она напрямую не
взаимодействует с электромагнитным излучением, однако оказывает
гравитационное воздействие на барионное вещество. Если
представить, что в этой темной материи образовываются области с
повышенным гравитационным потенциалом, можно сказать
гравитационные ямки, то охлаждаемое вещество начнет постепенно
туда стекаться, образуя место формирования
гравитационно-связанных объектов – первых звезд и галактик.
По разным оценкам, первые звезды сформировались примерно через
300-400 миллионов лет после Большого взрыва, хотя некоторые
исследователи считают, что это могло произойти гораздо раньше –
уже через 30-70 миллионов. Это очень важный вопрос, от
правильного ответа на который может зависеть дальнейшее
построение модели развития Вселенной.
Первые звёзды должны были быть очень большими, по некоторым
оценкам их массы могли достигать 300 или даже 500 масс Солнца
(для сравнения, большинство современных звезд являются
маломассивными объектами с массами сравнимыми или меньше
солнечной).
В ядре такой звезды из-за огромных давлений и
температур создавались оптимальные условия для реакций
термоядерного синтеза и образования новых элементов.
Вообще, массивные звезды живут недолго. К примеру, характерное
время эволюции звезд типа нашего Солнца составляет примерно 10
миллиардов лет. А первые звезды, по некоторым оценкам, жили всего
лишь несколько миллионов лет. Они были чрезвычайно яркими,
светили в миллионы раз ярче Солнца, очень быстро прогорали и
взрывались сверхновыми. Возможно, некоторые из них оставили после
себя первые черные дыры.
И здесь есть один важный момент – если звезда заканчивает свою
жизнь вспышкой сверхновой, то наблюдается гамма-всплеск. Самый
далекий всплеск был зарегистрирован в 2009 году. Оказалось,
что вспыхнула звезда в момент, когда Вселенной было около
630 миллионов лет. Мы надеемся, что в дальнейшем обнаружим и
более далекие всплески и увидим конец жизни первых звезд.
— Как ученые поняли, что элементы на Земле звездного
происхождения?
— А они не могут быть иного происхождения.
Сейчас достаточно
хорошо разработана теория возникновения Солнечной системы.
Считается, что она образовалась из части газопылевого облака,
центральные области которого сколлапсировали, образовав Солнце.
Внешние части образовали протопланетный диск, в котором
образовались локальные центры гравитационного притяжения
и планеты.
Откуда взялось это газопылевое облако? Скорее всего, из вещества
другой звезды, предположительно массивной, которая когда-то
давным-давно взорвалась, выбросив в космическое пространство
большое количество химических элементов, образовавшихся в течение
ее жизни. И, соответственно, оттуда же и взялись все элементы,
которые мы встречаем на Земле. Впоследствии, Земля и дальше
обогащалась элементами, поскольку из космоса постоянно прилетали
астероиды, кометы и сталкивались с ней.
— А какое количество элементов может выделяться при
взрыве звезды?
— Это зависит от множества факторов, но прежде всего от
массы звезды.
Как уже говорилось выше, если она не очень большая,
примерно как наше Солнце, то живет достаточно долго. Миллиарды
лет в ней идут термоядерные реакции, основой которых является так
называемый pp-цикл (протон-протонный цикл). При протон-протонном
цикле сталкиваются протоны, образуя водород, который, сгорая,
образует гелий. Когда водород прогорает, начинает гореть гелий.
Из гелия в дальнейшем получается углерод.
Всё это – процессы сложных термоядерных реакций, которые идут при
температурах 10-15 млн. градусов в случае протон-протонного цикла
и существенно более высоких значениях (примерно 100-150 млн.
градусов) для горения гелия. Кстати, если сталкиваются два ядра
гелия – образуется бериллий 8Ве. Но дело в том, что он
неустойчив, и время его жизни составляет примерно
10-16 секунды, поэтому он быстро распадается.
Но при достаточно высокой плотности и температуре
существует вероятность, что за это время с ядром бериллия
столкнется еще одно ядро гелия.
И эта реакция – ключевая.
Образуется углерод – основа жизни.
Далее углерод может захватить еще один гелий, и получится
кислород. Также может образоваться азот и, возможно, неон. Но на
этом этапе, как правило, процесс заканчивается, поскольку энергии
звезды, температуры и давления в ее недрах уже не хватает, чтобы
инициировать дальнейшие термоядерные реакции. Из такой звезды со
временем образуется белый карлик – звездочка размером с Землю, но
с примерно солнечной массой. Этот белый карлик будет состоять, в
основном, из углерода, с примесью кислорода и некоторых других
элементов. Образно говоря, белые карлики — это самые
большие алмазы во Вселенной.
Если же звезда очень большая, например, 20-30 масс Солнца,
то давления и температуры внутри нее существенно выше.
Соответственно, реакции продолжаются уже в рамках
углеродно-азотного цикла (так называемый CNO-цикл). В недрах
массивных звезд уже возможно образование и магния, и серы, и
кремния, и так вплоть до железа.
Эти реакции достаточно
сложные. Температуры, при которых эти реакции проходят,
огромны – миллиарды градусов. К концу своего существования
такая звезда похожа на «луковицу», в разных слоях которой
продолжаются реакции горения. Во внешних слоях горят остатки
водорода, затем «слой» гелия, дальше – углерод, кислород,
кремний, а в центре – железное ядро. Такое слоевое горение
поддерживает жизнь звезды на конечной стадии ее эволюции.
«ЗНАТЬ ОТВЕТЫ НА ВСЕ ВОПРОСЫ, НАВЕРНОЕ, ЗАМАНЧИВО,
НО НЕИНТЕРЕСНО. ПОЛУЧАЕТСЯ, ЧТО НЕКУДА ДАЛЬШЕ ДВИГАТЬСЯ.
ПОЭТОМУ, КАК МНЕ КАЖЕТСЯ, ВСЕГДА ДОЛЖНО ОСТАВАТЬСЯ ЧТО-ТО
НЕПОЗНАННОЕ, КАКОЕ-ТО НОВОЕ ЗНАНИЕ, К КОТОРОМУ ЧЕЛОВЕК ДОЛЖЕН
СТРЕМИТЬСЯ. ТОЛЬКО ТАК ОН БУДЕТ
РАЗВИВАТЬСЯ»
В какой-то момент центральное ядро уже не может удерживаться от
дальнейшего коллапса. Все вещество словно падает внутрь, а затем
взрывается и под действием ударных волн разлетается во все
стороны во время вспышки сверхновой, разбрасывая химические
элементы по Вселенной.
Многие из них являются радиоактивными
и при дальнейшем распаде излучают рентгеновские и гамма-кванты.
Эти кванты излучаются преимущественно в виде линий, которые могут
регистрироваться современными космическими обсерваториями, и
интенсивность которых позволяет оценить количество того или иного
элемента. Например, наблюдая с помощью обсерватории ИНТЕГРАЛ
остаток вспышки сверхновой SN1987A в Большом Магеллановом Облаке,
мы зарегистрировали излучение в линиях, соответствующих распаду
радиоактивного титана-44, и оценили количество этого элемента,
родившегося во время этой вспышки.
Важно отметить, что на последних стадиях перед вспышкой
сверхновой может происходить процесс нейтронизации, когда железо
сталкивается с гамма-квантом и распадается на несколько атомов
гелия и нейтроны. Образуется среда, сильно обогащенная
нейтронами, где могут проходить процессы так называемого быстрого
нейтронного захвата и образовываться элементы тяжелее железа,
которые не могут быть синтезированы в термоядерных реакциях.
Но и
это еще не все.
— А что дальше?
— Долгое время считалось, что именно вспышки сверхновых
ответственны за производство элементов тяжелее железа. Однако
оказалось, что наблюдаемого темпа вспышек сверхновых недостаточно
для того, чтобы объяснить то обилие тяжелых элементов, которое мы
видим в космосе. Научное сообщество столкнулось с дилеммой, пока
не возникла «красивая» идея, отвечающая на этот вопрос.
Известно, что после исчерпания запасов топлива и вспышки
сверхновой массивная звезда может превратиться в нейтронную
звезду. Представьте себе объект с массой примерно равной или
немного больше массы Солнца, который сжат до радиуса 10
километров (немногим больше, чем Третье транспортное кольцо
Москвы). Внутри этого объекта плотность оказывается настолько
велика, что электроны просто вжимаются в протоны, фактически
формируя гигантское нейтронное ядро, в самом центре которого
плотность может в разы превышать ядерную.
Если рядом находилась
другая звезда, которая впоследствии тоже превратилась в
нейтронную звезду, то может образоваться система из двух
нейтронных звезд, вращающихся друг вокруг друга. В соответствие с
предсказаниями общей теории относительности в этом случае должны
испускаться гравитационные волны.
Потеря общей энергии такой системы вследствие излучения
гравитационных волн будет приводить к тому, что нейтронные звезды
будут сближаться. При сближении они будут всё больше терять
энергию, пока однажды не столкнутся, что приведет к гигантскому
взрыву, сопровождающемуся гравитационно-волновыми колебаниями
пространства и вспышкой гамма-излучения, во время которого будут
создаваться новые тяжелые элементы. Кстати, именно такое событие
было зарегистрировано 17 августа 2017 года
гравитационно-волновыми детекторами LIGO/Virgo и обсерваториями
Fermi и ИНТЕГРАЛ. Пока это единственный случай прямой регистрации
слияния нейтронных звезд, однако наблюдения уже дали огромное
количество новой информации о процессах рождения новых элементов
в космосе.
Сегодня большинство теоретиков и экспериментаторов
склоняются к тому, что значительная часть тяжелых элементов –
золото, уран, плутоний – образовалась именно во время слияния
нейтронных звезд. Но это только начало большого
исследовательского пути.
— То есть белых пятен еще много?
— Конечно!
— А на какие вопросы нужно ответить в первую
очередь?
— Астрофизика, космология – очень богатые науки. Здесь много
неизведанного, непонятного, множество разных объектов для
исследований. Сейчас есть несколько ключевых задач, на решение
которых или на понимание физики которых направлены большие
усилия. Одно из них – темная материя. Из чего она состоит, что
это такое? Есть несколько теорий, но наблюдений, подтверждающих
какую-то из них, пока нет. Еще более непонятная субстанция –
темная энергия, из которой, по современным данным, состоит около
70% Вселенной. Считается, что именно она ответственна за ее
ускоренное расширение.
Для меня как ученого, изучающего нейтронные звезды, крайне
интересно узнать – из чего они все-таки состоят. Чтобы ограничить
возможные сценарии, необходимо постараться наиболее точно
измерить массу и радиус этих звезд. И, на самом деле, это очень
непростая задача, которую несколько групп в мире, в том числе и
наша, пытаются решить. Зная массу и радиус звезды, можно получить
ограничения на уравнение состояния, которое как раз связано с
составом звезды. Есть разные теории, которые предсказывают в
центре звезды кварковое ядро, в котором нейтроны
разваливаются на составляющие их кварки, гиперонное ядро из
барионов, каонное ядро из двухкварковых частиц с одним
странным кварком и т.д. Таким образом, понимание того, какова
природа нейтронных звезд, из чего они состоят – это, на мой
взгляд, одни из важнейших вопросов. Ответы на них стали бы
огромным шагом в понимании устройства Вселенной.
— Как химики взаимодействуют с астрофизиками?
Вопросы происхождения элементов в космосе недавно обсуждались на
очень представительном международном астрофизическом симпозиуме,
который проходил в рамках Менделеевского съезда в сентябре в
Санкт-Петербурге.
Это был первый опыт участия астрофизиков в
столь масштабном мероприятии, проводимом нашими
коллегами-химиками, и, по многочисленным отзывам, он оказался
очень позитивным. В частности, один из пленарных докладов на
съезде представила президент Международного Астрономического
союза, профессор Эвина ван Дисхук. Доклад произвел на всех (а это
несколько тысяч человек!) очень большое впечатление, в нем ярко и
очень интересно было рассказано о том, как химические элементы
или даже молекулы рождаются в космосе.
Сам астрофизический симпозиум был также чрезвычайно интересным.
На съезд приехали специалисты и по первичным звездам, и по
нуклеосинтезу, и те, кто изучает вспышки сверхновых и слияния
нейтронных звезд. Много дискуссий было посвящено звездам в центре
галактики, вопросам повышенного содержания металлов в таких
объектах.
— Человечество когда-нибудь приблизится к абсолютному
знанию о Вселенной?
— Знать ответы на все вопросы, наверное, заманчиво, но
неинтересно.
Получается, что некуда дальше двигаться. Поэтому,
как мне кажется, всегда должно оставаться что-то непознанное,
какое-то новое знание, к которому человек должен стремиться.
Только так он будет развиваться.
Четыре самых больших объекта в известной Вселенной
Это может показаться шокирующим, но на самом деле мы не открыли все во Вселенной (мы даже не можем ее увидеть). У нас было довольно много времени, чтобы открыть объекты в космосе — и действительно, мы уже должны были открыть все. Но это не так. Это прискорбно, и это ужасно неприемлемо, но вот оно.
Итак, когда ученые говорят что-то вроде «это самая большая звезда в известной Вселенной», постарайтесь помнить, что мы не знаем обо всех звездах во Вселенной. В космосе может скрываться более крупная звезда, ожидающая своего открытия. На данный момент это 9 0005, в настоящее время известно, что являются крупнейшими объектами в известной вселенной.
Самая большая структура во Вселенной
НАСА
Астрономы недавно обнаружили группу активных галактических ядер, простирающихся более чем на четыре миллиарда световых лет от начала до конца. И, конечно же, под «активными галактическими ядрами» они подразумевают массивные черные дыры, которые в настоящее время прогрызают себе путь через вселенную.
Структура известна как большая группа квазаров (БКК), и она просто огромна. Для сравнения: Млечный Путь (наша любимая родная галактика) имеет диаметр около 100 000 световых лет. Наша ближайшая соседняя галактика, Андромеда, удалена примерно на 2,5 миллиона световых лет и более чем в два раза превышает размер Млечного Пути (около 260 000 световых лет). Это означает, что этот LQG может легко поглотить Андромеду, Млечный Путь и все пространство между ними.
Хотите еще одно сравнение? Самой Земле чуть больше четырех миллиардов лет. Итак, за то время, которое требуется свету, чтобы пройти от одного конца этой структуры до другого: Земля сформировалась и остыла, жизнь развилась, динозавры возникли и были в конечном счете уничтожены, человечество эволюционировало, и цивилизация развилась.
По сути, вся история Земли равна времени, которое требуется нескольким фотонам, чтобы пересечь это огромное пространство.
Квазары склонны собираться большими группами. Таким образом, LQG довольно распространены. Однако самые большие из этих скоплений обычно имеют ширину всего 600 миллионов световых лет. Недавно обнаруженный LQG состоит из 73 квазаров, и на расстоянии 4 миллиардов световых лет другие LQG выглядят не более чем крошечными космологическими вспышками.
Фактически, эта LQG настолько велика, что может перевернуть современную космологическую теорию. Когда вы применяете общую теорию относительности к крупномасштабной структуре Вселенной, это приводит к ряду космологических теорий. Из этих теорий одной из самых важных (на самом деле, самой фундаментальной) является космологический принцип. Этот принцип по существу утверждает, что при рассмотрении на достаточно больших расстояниях во Вселенной нет предпочтительных направлений или предпочтительных мест. Это призыв к базовой однородности.
По сути, Вселенная должна выглядеть примерно одинаково, независимо от того, куда мы поворачиваемся. Мы не должны смотреть в одном направлении и видеть несколько спиральных галактик, а затем поворачиваться в другую сторону, чтобы увидеть огромную группу квазаров, путешествующую по космосу.
Но это ровно то, что мы видим. И с научной точки зрения это довольно проблематично.
Самая большая черная дыра
Все мы знаем, что черные дыры — самые массивные объекты во Вселенной. Они способны проглотить целые звездные системы, не моргнув глазом (у черных дыр нет глаз, но если бы они были, мы держим пари, что они могли бы проглотить звездные системы, не моргнув). Но есть черные дыры, а есть сверхмассивных черных дыр.
Сверхмассивные черные дыры — самые большие черные дыры в известной Вселенной. В то время как черная дыра может поглощать сотни тысяч звезд и угрожать целым звездным системам, сверхмассивные черные дыры угрожают целым галактикам.
Как правило, сверхмассивные черные дыры находятся в центре галактик, и они способны потреблять невообразимое количество материала — они могут содержать миллиарды солнечных масс.
И самой большой из больших является сверхмассивная черная дыра в центре галактики NGC 1277. Она содержит примерно 59процентов от массы выпуклости ее спиральной галактики и, по оценкам, в 17 миллиардов раз больше массы Солнца, что делает ее самой большой черной дырой из когда-либо обнаруженных. Он буквально поглощает свою родную галактику. В NGC 1277 миллиарды звезд и в десять раз больше планет и скалистых тел, но одна черная дыра составляет 14% от общей массы. Задумайтесь об этом на мгновение… Размер этого зверя просто ошеломляет. В большинстве галактик центральная черная дыра занимает всего 0,1 процента от общей массы.
Черная дыра NGC 1277 большая даже по стандартам черных дыр. На самом деле, если бы она находилась в центре нашей Солнечной системы, черная дыра поглотила бы все планеты до единой.
Она в 11 раз шире орбиты Нептуна, и это без учета горизонта событий.
Самая большая спиральная галактика
НАСА
212 миллионов световых лет от Земли, NGC 6872 бесшумно дрейфует в космосе. На первый взгляд NGC 6872 похожа на любую другую спиральную галактику. И на самом деле она похожа на любую другую спиральную галактику… за исключением того, что NGC 6872 невероятно огромна. На самом деле астрономы недавно объявили NGC 6872 крупнейшей из известных спиральных галактик. Этот космический зверь, размером от кончика к кончику двух огромных спиральных рукавов, простирается более чем на 522 000 световых лет, что более чем в пять раз превышает размер нашей галактики Млечный Путь (он может поглотить Млечный Путь, Андромеду и все еще иметь место лишнее).
Что сделало NGC 6872 такой массивной? Шумные соседи ( мы не шутим ).
Согласно расчетам, сотни миллионов лет назад соседняя галактика (IC 4970) прошла мимо NGC 6872. Это было достаточно далеко, чтобы не было столкновения, но две галактики были достаточно близки, чтобы гравитационные взаимодействия между ними растягивались и превратили NGC 6872 в гиганта, которым он является сегодня.
Однако те же гравитационные взаимодействия, которые сделали NGC 6872 такой огромной, также приведут к гибели галактики. Конечно, на самом деле галактики не могут умереть, но их можно разорвать на части (что на самом деле одно и то же). Именно это и происходит с NGC 6872. Из-за гравитационного притяжения IC 4970 видно, что один из массивных рукавов NGC 6872, кажется, раскручивается, образуя собственную карликовую галактику.
Таким образом, NGC 6872, возможно, еще долго не будет крупнейшей спиральной галактикой.
Примерно через четыре миллиарда лет нечто подобное произойдет и с нашей собственной галактикой. Недавно анализ измерений Хаббла показал, что Млечный Путь находится на пути столкновения с галактикой Андромеды. Когда-нибудь в будущем вполне вероятно, что мы можем быть частью самой большой спиральной галактики. Конечно, учитывая, что на столкновение Млечного Пути и Андромеды уйдет около четырех миллиардов лет, маловероятно, что кто-то из нас будет рядом, чтобы отпраздновать это новое название (увы).
Самые большие звезды
НАСА
Иногда полезно гордиться тем, что у тебя есть. На Земле есть прекрасное солнце, которое дает нам тепло и свет, необходимые для выживания. Тем не менее, также хорошо быть реалистом. И если мы будем реалистами, то мы должны признать, что наше прекрасное солнце на самом деле довольно слабое. Конечно, она больше, чем ряд других звезд, но она довольно средняя… а это значит, что существует множество звезд гораздо более массивных.
Перейдем к гипергигантам.
Гипергиганты — это звезды, обладающие необычайной массой и светимостью. Многие из этих звездных объектов настолько велики, что могут поглотить почти всю нашу Солнечную систему. Возьмем, к примеру, VY Canis Majoris. Эта звезда летает по космосу примерно в 28,8 квадриллионах миль от нашего дома. Не уверен, как далеко это?
Сравнение гипергиганта, нашего Солнца и орбиты Земли. Кредит: Wikimedia
Ну, это выглядит так: 28 000 000 000 000 000 (на самом деле это довольно далеко).
Чрезвычайно большое расстояние немного досадно, так как это означает, что мы можем изучать эту звезду только издалека (с современными технологиями потребуются миллионы лет, чтобы отправить космический корабль для изучения звезды). Конечно, если бы VY Большого Пса находилась в центре нашей Солнечной системы, нам вообще не пришлось бы путешествовать для ее изучения: она простиралась бы далеко за пределы орбиты Сатурна.
В настоящее время нам требуется около восьми месяцев, чтобы добраться до Марса. Тем не менее, если бы Большой Пес был нашим Солнцем, и Земля, и Марс, вероятно, были бы оплетены раскаленной плазмой далеко под поверхностью Солнца, наряду с Меркурием, Венерой, Юпитером, Сатурном и всеми различными лунами, которые вращаются вокруг этих тел… так что может быть, мы должны быть рады тому, что это в нескольких квадриллионах миль отсюда.
Чтобы дать вам некоторые точные цифры, окружность нашего Солнца составляет примерно 4,3 миллиона км (2,7 миллиона миль), а VY Большого Пса — примерно 3 миллиарда км (1,9 миллиарда миль).
Остановитесь и прочитайте это снова. Как можно сравнивать такие вещи?
Допустим, вы хотели обогнуть этого зверя. Даже если вас волшебным образом перенесет в Canis Majoris, чтобы избежать многомиллионного времени в пути, пассажирский самолет, летящий по поверхности со средней крейсерской скоростью 900 км/ч (559 миль в час) потребовалось бы более 1100 лет, чтобы завершить один круг. Это означает, что если бы вы начали свое путешествие вокруг этой звезды в день основания Священной Римской империи (около 962 г. н.э.), вы бы только что закончили свое путешествие. Подобное путешествие вокруг нашего Солнца займет у вас всего 7 месяцев.
NML Cygni предоставлено Astro Explorer
Однако NML Cygni — один из крупнейших обнаруженных нами объектов. Его радиус примерно в 1650 раз больше, чем у Солнца. Если бы его поместили в центр нашей Солнечной системы, его поверхность простиралась бы за пределы многих наших планет. Попрощайтесь с Меркурием, Венерой, Землей, Марсом и т. д. и всеми их лунами.
И это не считая удивительных солнечных бурь, исходящих от этого зверя. Если бы мы приняли во внимание всю звездную активность, мало что в нашей Солнечной системе имело бы шанс на выживание.
В конце концов, есть несколько звезд, которые больше и ярче нашего среднего Солнца. Однако во многих отношениях наше Солнце выглядит чуть более впечатляюще. Пока что наша звезда — единственная известная нам звезда, а наша планета — единственная планета, давшая начало жизни. И это делает их довольно удивительными.
Поделиться этой статьей
Что самое тяжелое во вселенной?
1. Черная дыра в галактике NGC 4889 . Этот безымянный межгалактический гигант является действующим чемпионом в супертяжелом весе. Расположенный в созвездии Волосы Вероники примерно в 300 миллионах световых лет от Земли, он имеет массу в 21 миллиард раз больше, чем наше Солнце.
Посмотреть полный ответ на guinnessworldrecords.com
Какая самая тяжелая вещь известна человеку?
Самым тяжелым объектом, когда-либо взвешенным непосредственно, была вращающаяся служебная конструкция (RSS) стартовой площадки 39B в Космическом центре Кеннеди НАСА, Флорида, США.
Конструкция была поднята на 21 точку поддомкрачивания, в результате чего масса РСС составила 2 423 тонны (5 342 000 фунтов).
Посмотреть полный ответ на guinnessworldrecords.com
Какая самая тяжелая вещь в мире 2020?
Какой самый тяжелый предмет в мире? Самый тяжелый объект в мире — вращающаяся служебная конструкция стартовой площадки, расположенной в Космическом центре Кеннеди. Он весит чуть меньше 5 миллионов фунтов.
Посмотреть полный ответ на science.howstuffworks.com
Какая самая маленькая, но самая тяжелая вещь во Вселенной?
Нейтрон — это самая маленькая и самая тяжелая вещь, известная человечеству. Это субатомная частица. Имеет нейтральный электрический заряд.
Посмотреть полный ответ на сайте answer-to-all.com
Есть ли что-нибудь тяжелее черной дыры?
Нейтронные звезды
Крупнейшие из этих звезд взрываются под действием огромной гравитационной силы и становятся черными дырами звездной массы.
Меньшие звезды, которые недостаточно массивны, чтобы коллапсировать в черные дыры, в конечном итоге сжимаются в смехотворно плотные нейтронные звезды.
Посмотреть полный ответ на сайте treehugger.com
Что самое тяжелое во Вселенной?
Является ли черная дыра самой тяжелой вещью во Вселенной?
Странные сверхмассивные черные дыры
Самая большая черная дыра, обнаруженная на сегодняшний день, весит в 40 миллиардов раз больше массы Солнца, или в 20 раз больше размера Солнечной системы.
Посмотреть полный ответ на space.com
Золото тяжелее свинца?
Золото намного тяжелее свинца. Он очень плотный.
Другой довольно простой способ представить это так: если плотность воды равна 1 г/см3, то плотность золота равна 19..3 раза больше, чем вода.
Посмотреть полный ответ на uu.edu
Что самое тяжелое в галактике?
Таким образом, массивные звезды становятся нейтронными звездами — самыми тяжелыми объектами во Вселенной, а еще более массивные звезды становятся черными дырами.
Посмотреть полный ответ на сайте преследования.unimelb.edu.au
Является ли вода самой тяжелой вещью в мире?
Несмотря на то, что 70% мира состоит из воды, вода не является самым тяжелым объектом в мире. Если мы рассмотрим жидкость, то ртуть будет самым тяжелым объектом, когда-либо существовавшим в мире.
Посмотреть полный ответ на kidadl.com
Что самое легкое во Вселенной?
Ап-кварки — самые легкие из них, их масса примерно в 2 500 раз меньше, чем у низ-кварка.
Потребовалось бы 477 ап-кварков, чтобы сравняться с массой одного атома водорода. Один из трех основных компонентов атома, электроны являются наименее массивными.
Посмотреть полный ответ на 247wallst.com
Сколько вы весите в черной дыре?
Разница лишь в том, что в космосе, далеком от влияния земного притяжения, ваш вес будет равен нулю. Напротив, ваша масса будет одинаковой независимо от того, насколько близко или далеко вы находитесь от Земли.
Посмотреть полный ответ на nasa.gov
Что самое тяжелое, что может поднять человек?
В Книге рекордов Гиннеса (издание 1985 г.) его подвиг, поднявший 6 270 фунтов (2840 кг) в подъеме спины, назван «самым большим весом, когда-либо поднятым человеком».
Посмотреть полный ответ на en.wikipedia.org
Что такое мертвая галактика?
Прозвище «мертвый» описывает тот факт, что у этих галактик больше нет необходимого холодного газообразного водорода для образования звезд.
Без газа не происходит слипания материи, которое в конечном итоге приводит к образованию звезды.
Посмотреть полный ответ на nerdist.com
Что самое могущественное во Вселенной?
Эти взрывы генерируют пучки высокоэнергетического излучения, называемые гамма-всплесками (GRB), которые астрономы считают самым мощным явлением во Вселенной.
Посмотреть полный ответ на sj-r.com
Почему золото не токсично?
Когда это происходит, бактерия превращает медь и золото в форму, которую легче усваивать. Это связано с тем, что и золото, и медь подвергают бактерию риску отравления тяжелыми металлами или токсичности металлов. В своей металлической форме золото не токсично, поэтому мы можем есть мороженое с золотыми хлопьями.
Посмотреть полный ответ на newsweek.com
Сколько будет весить 5-галлонное ведро золота?
Ответ и объяснение: Если ведро воды объемом 5 галлонов весит около 40 фунтов, то ведро золота объемом 5 галлонов будет весить около 800 фунтов.
Смотрите полный ответ ниже.
Посмотреть полный ответ на Study.com
TON 618 больше Млечного Пути?
В случае с Ton 618 огромная туманность Лайман-альфа, окружающая его, имеет диаметр не менее 100 килопарсеков (320 000 световых лет), что вдвое превышает размер Млечного Пути.
Посмотреть полный ответ на en.wikipedia.org
Может ли существовать червоточина?
В первые дни исследований черных дыр, еще до того, как они получили это название, физики еще не знали, существуют ли эти причудливые объекты в реальном мире.
Посмотреть полный ответ на Scientificamerican.com
Может ли черная дыра уничтожить галактику?
Черные дыры — самые мощные разрушительные силы во Вселенной. Они могут разорвать звезду и развеять ее пепел над галактикой почти со скоростью света.
Посмотреть полный ответ на UniverseToday.com
Что самое древнее во Вселенной?
Астрономы подтвердили открытие одного из старейших и самых далеких объектов, когда-либо известных во Вселенной — звездообразующей галактики на расстоянии 12,8 миллиарда световых лет, которая начала формироваться в течение миллиарда лет после Большого взрыва, с которого все началось.
Посмотреть полный ответ на space.com
← Предыдущий вопрос
Какой стиль привязанности у детей нарциссов?
Следующий вопрос →
Какое дерево лучше всего подходит для уединения?
Самая тяжелая из когда-либо виденных нейтронных звезд попала туда, пируя со своим компаньоном
Жизнь не слишком хороша, если ты компаньон черной вдовы. Здесь, на Земле, пауки с таким названием после спаривания лакомятся своими более мелкими значимыми собратьями. В космосе некоторые странные объекты делают то же самое со своими ближайшими соседями. Это быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые медленно уничтожают своих звезд-компаньонов мощным потоком высокоэнергетических частиц. Команда Калифорнийского университета в Беркли изучает один из таких так называемых «пульсаров черной вдовы» под названием PSR J09.52-0607. Благодаря своему изрядному аппетиту он измельчил и съел почти всего своего звездного компаньона. Это застолье сделало ее самой тяжелой известной нейтронной звездой на сегодняшний день.
Познакомьтесь с нейтронной звездой, которая съела своего соседа
Астрономы измерили скорость слабой звезды (зеленый кружок), которая была лишена почти всей своей массы невидимым компаньоном, нейтронной звездой и миллисекундным пульсаром, который они определили как самая массивная из обнаруженных и, возможно, верхний предел для нейтронных звезд. (Изображение предоставлено: Обсерватория В. М. Кека, Роджер В. Романи, Алекс Филиппенко)
PSR J0952-0607 — плотная схлопнувшаяся звезда, совершающая рекордное вращение 707 раз в секунду. Такая скорость вращения делает его миллисекундным пульсаром. По сути, это гигантский шар нейтронов, очень сильно сжатый гравитацией. Это разрушает материал внутри до странного квантового состояния. Масса в 2,35 раза больше массы Солнца. Это ставит ее на верхний предел массы таких экзотических объектов. Внутренняя часть, вероятно, представляет собой смесь нейтронов, а также верхних и нижних кварков (из которых состоят обычные протоны и нейтроны).
Оказывается, квантовая странность внутри PSR J0952-0607 делает его главной целью для дальнейших исследований. Алекс Филиппенко, заслуженный профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли, описал странную привлекательность, особенно в недрах нейтронной звезды. «Мы приблизительно знаем, как материя ведет себя при ядерных плотностях, например, в ядре атома урана», — сказал он. «Нейтронная звезда подобна одному гигантскому ядру, но когда у вас есть полторы массы Солнца этого вещества, что составляет около 500 000 ядер масс Земли, связанных вместе, совершенно неясно, как они будут себя вести».
Вращающаяся нейтронная звезда периодически направляет свои радио (зеленый) и гамма-лучи (пурпурный) лучи мимо Земли в представлении этого художника о пульсаре в виде черной вдовы. Нейтронная звезда/пульсар нагревает обращенную сторону своего звездного партнера (справа) до температур, в два раза превышающих температуру поверхности Солнца, и медленно испаряет ее. (Изображение предоставлено Центром космических полетов имени Годдарда НАСА)
Изучение нейтронной звезды «Черная вдова»
Филиппенко и его сотрудник Роджер Романи, профессор физики Стэнфордского университета, вместе с аспирантом Динешем Канделом написали статью об этом объекте в соавторстве.
Они изучают пульсары черной вдовы, подобные этому. Они надеются ответить на вопросы об этих объектах, например, насколько большими могут вырасти нейтронные звезды/пульсары? Чтобы выяснить это, команда изучила этот пульсар с помощью 10-метрового телескопа Keck I на Маунакеа на Гавайях. Наблюдения дали точное измерение массы нейтронной звезды. Они также взяли спектр того, что осталось от горячей, светящейся звезды-компаньона. Он был уменьшен до размеров планеты-гиганта в результате каннибального действия массивной нейтронной звезды.
«Объединяя это измерение с измерениями нескольких других черных вдов, мы показываем, что нейтронные звезды должны достигать по крайней мере этой массы, 2,35 плюс или минус 0,17 массы Солнца», — сказал Романи, профессор физики в Стэнфорде и член Кавли Институт астрофизики элементарных частиц и космологии. «В свою очередь, это обеспечивает некоторые из самых сильных ограничений на свойство материи в несколько раз превышать плотность, наблюдаемую в атомных ядрах.
Действительно, этот результат исключает многие другие популярные модели физики плотной материи».
Раскручивание и поедание компаньона
Многие «обычные» пульсары вращаются вокруг своей оси примерно раз в секунду. Некоторые, например PSR J0952-0607, вращаются быстрее, до тысячи раз в секунду. Это необычно, особенно если нормальная скорость вращения звезды, которая коллапсировала и стала нейтронной звездой, была нормальной. Так почему же миллисекундный пульсар вращается так быстро? Одна из идей состоит в том, что он урезал своих компаньонов почти до нуля.
«Путь эволюции абсолютно захватывающий. Двойной восклицательный знак», — сказал Филиппенко. «По мере того, как звезда-компаньон развивается и начинает становиться красным гигантом, материал перетекает на нейтронную звезду, и это раскручивает нейтронную звезду. Раскручиваясь, она становится невероятно энергичной, и из нейтронной звезды начинает исходить ветер частиц. Затем этот ветер ударяет по звезде-донору и начинает сдирать материал со временем.