Излучение нашей звезды – все о космосе

Как рождаются звезды: от водорода до сверхновой

Как рождаются звезды: от водорода до сверхновой

Когда звезды подмигивают нам с ночного неба, вряд ли мы задумываемся о том, что видим их такими, какими они были сотни и тысячи лет назад. Именно столько требуется фотонам, чтобы достичь наших глаз, двигаясь со световой скоростью. 

                        
Многие из далеких солнц, вероятно, уже давным-давно погасли, другие, пока невидимые для нас, уже успели родиться. Об их появлении рано или поздно узнают наши потомки.

Строительный материал для звезд

Для появления на свет новой звезды требуется огромное количество водорода ? простейшего из всех существующих молекул. Она состоит из двух атомов, а те, в свою очередь, из ядра с одним протоном, вокруг которого расплылся в квантовом облаке один единственный электрон.

А еще необходим дейтерий, тяжелый водород, в ядре которого помимо протона содержится еще один нейтрон ? элементарная частица, не имеющая электрического заряда.

Водород ? одно из первых веществ, образовавшихся после Большого Взрыва, после того как раскаленная до невероятных температур материя в виде протонов, нейтронов, электронов и других элементарных частиц начала конденсироваться.

Снимок ближайшей к Солнцу звезды – Проксимы Центавра

©ESA/Hubble & NASA

Сразу после Большого Взрыва

Молекулы водорода образовывались в гигантских количествах, когда температура юной Вселенной несколько понизилась, и протоны начали объединяться с электронами.

Эта фаза началась по современным представлениям уже через одну секунду после Большого Взрыва и продолжалась в течение трех минут; за это время температура Вселенной резко упала.

Молодая Вселенная состояла на 75% из водорода, с 25% гелия, a также следами других элементов ? до бора (не считая антиматерии).

Строительный материал для рождения звезд был готов, но одного наличия водорода было мало. Молекулы должны были сконденсироваться настолько, чтобы гравитационная сила притяжения между ними привела к термоядерной реакции.

Непосредственно после Большого Взрыва материя была равномерно распределена в пространстве и, вероятно, так бы и осталась водородным облаком, если бы не квантовые флуктуации, которые привели к колебаниям плотности газа и создали определенные структуры.

Рассеянное звездное скопление Плеяды в созвездии Тельца

©Roberto Colombari  

Звездная колыбель

Следы этих структур до сих пор можно обнаружить в виде космического фонового излучения и межзвездных туманностей во Вселенной, состоящих из водорода и гелия. Именно из такого водородного облака и образуются звезды, когда плотность газа достигает определенного, очень высокого уровня.

При этом температура газа возрастает, и его молекулы начинают вращение. Чем плотнее становится облако, тем вращение усиливается, молекулы водорода сталкиваются и излучают фотоны в инфракрасном спектре.

При вращении молекулярное облако, именуемое также звездной колыбелью, коллапсирует, но одновременно возникают центробежные силы, которые отталкивают сгущающуюся материю наружу. Так возникает протопланетный диск, в котором могут сформироваться планеты ? скорее всего это будут газовые гиганты, вроде Юпитера. 

Звездное сверхскопление Westerlund 1

©ESO/VPHAS+ Survey/N. Wright

Рождение звезды

Примерно через 50 млн лет газовое облако, наконец, становится протозвездой ? вращающимся плазменным шаром. При этом молекулы водорода из-за чудовищных температур разрушаются, образуя отдельные атомы.

Какая-то часть протозвезд так и не достигает температуры, необходимой для термоядерного синтеза. Такие протозвезды образуют коричневые карлики, которые постепенно остывают в течение нескольких сотен млн лет. Их масса невелика ? всего 1–10 % солнечной.

Но в крупных протозвездах процесс коллапса продолжается, внутренняя температура возрастает, пока энергия атомов водорода не достигает критического значения, при котором начинается термоядерная реакция. Энергия гравитации превращается в тепло, плазменный шар начинает излучать, гравитационный коллапс приостанавливается ? наша звезда готова. 

Источник: https://naked-science.ru/article/nakedscience/birth-of-stars

Космические лучи и радиация

Космические лучи — это излучение, которое появляется при взрыве сверхновой звезды, а также как следствие термоядерных реакций на Солнце. Разная природа происхождения лучей влияет и на их основные характеристики.

Космические лучи, которые проникают из космоса вне нашей Солнечной системы условно можно поделить на два вида — галактические и межгалактические. Последний вид остается наименее изученным, так как концентрация первичной радиации в нем минимальна.

То есть особого значения межгалактическое излучение не имеет, так как полностью нейтрализуется в нашей атмосфере.

К сожалению, так же немного можно сказать и о лучах, пришедших к нам из нашей галактики под названием Млечный Путь. Несмотря на то, что ее размер превышает 10000 световых лет, любые изменения радиационного поля в одном конце галактики немедленно аукнутся в другом.

Опасность радиации из космоса

Прямая космическая радиация губительна для живого организма, поэтому ее влияние крайне опасно для человека. К счастью, наша Земля надежно защищена от этих космических пришельцев плотным куполом из атмосферы. Он служит прекрасной защитой всего живого на земле, так как нейтрализует прямую космическую радиацию. Но не полностью.

При столкновении с воздухом она распадается на более мелкие частички ионизирующего излучения, каждая из которых вступает в индивидуальную реакцию с его атомами. Таким образом, высокоэнергетическое излучение из космоса ослабевает, и образует вторичное излучение.

При этом оно теряет свою смертоносность — уровень радиации становится приблизительно таким же, как и в рентгеновских лучах. Но пугаться не стоит — это излучение полностью исчезает во время прохождения через атмосферу Земли.

 Какими бы ни были источники космических лучей, и какую мощь они бы не имели — опасность для человека, который находится на поверхности нашей планеты, минимальна. Ощутимый вред она может принести только космонавтам. Они подвержены прямому космическому излучению, так как не имеют естественной защиты в виде атмосферы.

Энергия, выделяемая космическими лучами, в первую очередь влияет на магнитное поле Земли. Заряженные ионизирующие частицы буквально бомбардируют его и становятся причиной самого красивого атмосферного явления — Северного сияния.

Но это еще не все — радиоактивные частицы, в виду своей природы, способны вызывать сбои в работе различной электроники.

И если в прошлом веке это не вызывало особого дискомфорта, то в наше время это весьма серьезная проблема, так как на электрике завязаны самые важные аспекты современной жизни.

Люди также восприимчивы к этим гостям из космоса, хотя механизм воздействия космических лучей весьма специфичен. Ионизированные частички (то есть вторичное излучение) воздействует на магнитное поле Земли, вызывая тем самым бури в атмосфере.

Всем известно, что организм человека состоит из воды, которая очень восприимчива к магнитным колебаниям. Таким образом, космическое излучение влияет на сердечнососудистую систему, и становится причиной плохого самочувствия у метеозависимых людей.

Это, конечно же, неприятно, но отнюдь не смертельно.

Что защищает Землю от солнечной радиации?

Солнце — это звезда, в недрах которой постоянно проходят разнообразные термоядерные реакции, которые сопровождаются сильными энергетическими выбросами. Эти заряженные частицы называются солнечный ветер и достаточно сильно влияют на нашу Землю, вернее на ее магнитное поле. Именно с ним взаимодействуют ионизированные частицы, которые составляют основу солнечного ветра.

Согласно новейшим исследованиям ученых со всего мира, особую роль в нейтрализации солнечного ветра отыгрывает плазменная оболочка нашей планеты. Происходит это следующим образом: солнечное излучение сталкивается с магнитным полем Земли и рассеивается.

Когда его слишком много, удар на себя принимает плазменная оболочка, происходит процесс взаимодействия, схожий с коротким замыканием. Следствием такой борьбы могут стать трещины в защитном щите. Но природа и это предусмотрела — потоки холодной плазмы поднимаются с поверхности Земли и устремляются в места ослабленной защитой.

Таким образом, магнитное поле нашей планеты отражает удар из космоса.

Но стоит констатировать тот факт, что солнечная радиация, в отличие от космической, все же попадает на Землю. При этом не стоит переживать понапрасну, ведь по сути это энергия Солнца, которая должна попадать на поверхность нашей планеты в рассеянном состоянии.

Таким образом, она нагревает поверхность Земли и помогает развивать жизнь на ней.

Так, стоит четко разграничивать разные виды радиации, ведь некоторые из них не только не имеют негативного воздействия, но и необходимы для нормального функционирования живых организмов.

Однако на Земле далеко не все вещества одинаково восприимчивы к солнечной радиации. Существуют поверхности, которые больше других поглощают ее. Это, как правило, подстилающие поверхности с минимальным уровнем альбедо (способность к отражению солнечной радиации) — это земля, лес, песок.

Таким образом, температура на поверхности Земли, а также продолжительность светового дня напрямую зависит от того, какое количество солнечной радиации поглощает атмосфера.

Хочется сказать, что основной объем энергии все же доходит до поверхности нашей планеты, ведь воздушная оболочка Земли служит преградой лишь для лучей инфракрасного спектра.

А вот УФ лучи нейтрализуются лишь частично, что приводит к некоторым проблемам с кожными покровами у людей и животных.

Влияние солнечной радиации на организм человека

При воздействии лучей инфракрасного спектра солнечной радиации однозначно проявляется тепловой эффект. Он способствует расширению сосудов, стимуляции работы сердечнососудистой системы, активизирует кожное дыхание.

Как следствие происходит расслабление основных систем организма, усиливается выработка эндорфинов (гормонов счастья), обладающих болеутоляющим и противовоспалительным эффектом.

Тепло также влияет на обменные процессы, активизируя метаболизм.

Световое излучение солнечной радиации оказывает значительное фотохимическое воздействие, которое активизирует важные процессы в тканях. Этот вид солнечной радиации позволяет человеку использовать одну из самых важных систем осязания внешнего мира — зрение. Именно этим квантам мы должны быть благодарны за то, что видим все в красках.

Важные факторы влияния

Солнечное излучение инфракрасного спектра также стимулирует мозговую деятельность и отвечает за психическое здоровье человека. Немаловажно и то, что именно этот вид солнечной энергии влияет на наши биологические ритмы, то есть на фазы активной деятельности и сна.

Без световых частиц многие жизненно важные процессы оказались бы под угрозой, что чревато развитием различных заболеваний, в том числе бессонницы и депрессии. Так же при минимальном контакте со световой солнечной радиацией существенно снижается трудоспособность человека, а также замедляется большинство процессов в организме.

УФ-излучение достаточно полезно для нашего организма, так как оно запускает также иммунологические процессы, то есть стимулирует защитные силы организма.

Также оно нужно для выработки порфирита — аналога растительного хлорофилла в нашей коже.

Однако избыток УФ-лучей может привести к ожогам, поэтому очень важно знать, как правильно защититься от этого в период максимальной солнечной активности.

Читайте также:  Общий обзор телескопа celestron powerseeker 127 eq - все о космосе

Как видите, польза солнечной радиации для нашего организма несомненна. Многие очень переживают, впитывает ли еда этот вид радиации и не опасно ли есть зараженные продукты.

Повторюсь — солнечная энергия не имеет ничего общего с космическим или атомным излучением, а значит, и опасаться ее не стоит. Да и было бы бессмысленно избегать ее…

Способа того, как спастись от Солнца никто пока не искал.

Источник: https://1000sovetov.ru/article_kosmicheskie-luchi-i-radiaciya

Космическое излучение

Космическое излучение (космические лучи) – ионизирующие потоки частиц или электромагнитные волны космического происхождения и разных энергий, не воспринимаемые органами чувств человека, хотя и воздействующие на живое вещество клеток. Эти потоки движутся в мировом пространстве от источников излучения, звезд и галактик, достигая околоземного космического пространства, области магнитосферы Земли, а иногда и земной поверхности.

Доступные таким образом астрофизическому изучению лучи служат, наравне с видимым светом, носителями обширной информации о физических процессах в Солнечной системе и далеком космосе, а также об общих свойствах материи в бесконечном пространстве-времени Вселенной.

Существование космических лучей впервые было предположено австрийским физиком В. Гессом в 1913 г. Этим явлением ученый пытался объяснить феномен электропроводности воздуха. В результате своих экспериментов Гесс доказал приход на Землю из космоса проникающего излучения, которое ионизирует молекулы воздуха, вызывая явление электропроводности.

Выводы австрийского физика подтвердил советский ученый Д.В. Скобельцын в 1927, во время опытов с камерой Вильсона. В магнитном поле камеры были зарегистрированы следы заряженных частиц с высокой энергией, около нескольких миллиардов эВ. Такие частицы обладают большой скоростью и вызывают странное поведение вещества при взаимодействии с ними.

Благодаря дальнейшим работам в этом направлении – поиску с камерой Вильсона – американцем К. Андерсоном были открыты частицы, составляющие космические лучи. В 1932 американский физик открыл позитрон, а спустя 4 года мюон. В 1947 англичанин С. Пауэлл обнаружил пион, являющийся прародителем мюона. В дальнейшем последовали открытия гиперонов и мезонов.

Благодаря космическим исследованиям ядерная физика обогатилась новыми представлениями о свойствах материи, что позволило после исследований 1953 года создать теорию слабых взаимодействий, прежде находившуюся в зачаточном состоянии (теория Ферми). Дальнейшие исследования позволили выяснить закономерности сильных взаимодействий. За 1940-50-е гг. исследования астрофизиков выявили строение спектра космических излучений и происхождение большинства частиц.

Энергия потока в целом составляет от 0,000 01 до 100 квинтиллионов эВ. Слагающие поток частицы относятся к т.н. галактическому космическому излучению (ГКИ), представленное ядрами гелия и протонами – ядрами водорода. ГКИ полностью поглощается свинцовым экраном 15-метровой толщины.

Проникающая способность этого излучения уступает лишь нейтрино. Губительное ГКИ значительно ослабляется магнитосферой Солнечной системы – суммарным магнитным полем планет и Солнца, а также солнечным ветром.

Атмосфера и собственная магнитосфера нашей планеты оберегает биосферу от интенсивного воздействия космических лучей: часть их не достигает поверхности. Попадая в атмосферу, поредевшие космические лучи испытывают ядерные превращения, названные каскадным процессом.

Сам каскад принято называть вторичным излучением (первичным было собственно ГКИ из протонов и гелия).

Первой стадией каскада является ядерно-активная: частицы представлены протонами, нейтронами и пионами. На второй, проникающей стадии, излучение состоит из мюонов. На третьей стадии частицы лучей – это электроны и гамма-фотоны. Спектр вторичного излучения состоит из всех трех каскадов в разном соотношении. Эти каскады обрушиваются на Землю в виде т.н. атмосферного ливня.

В астрофизике одинаково важны все типы излучений, но наиболее легко регистрируются и наиболее информативны при исследовании Солнечной системы альфа-, бета- и гамма-лучи.

Альфа-лучами называются потоки положительно заряженных ядер гелия-4, очень устойчивых частиц из разряда ГКИ. Бета-лучами называется рентгеновское излучение, состоящее из электронов, отрицательно заряженных частиц.

Гамма-лучи сложены гамма-фотонами (гамма-частицами), обладающими высокой частотой и большой энергией. Это незаряженные частицы.

Альфа-, бета- и гамма-лучи исходят обычно от каждого мощного источника космического излучения или радиоактивного вещества, но в разных соотношениях. Энергия может расходоваться на какой-то один тип лучей преимущественно. В магнитном поле альфа- и бета-лучи отклоняются к полюсам, тогда как высокопроникающие гамма-фотоны не отклоняются, будучи нейтральными.

ГКИ порождается внутри нашей Галактики взрывами сверхновых звезд, а также некоторыми другими источниками.

Близко по природе к ГКИ солнечное космическое излучение (СКИ), которое представляет собой высокоэнергетическую корпускулярную составляющую солнечного ветра.

СКИ порождается вспышками в солнечной хромосфере, которые являются крупномасштабными взрывами плазменного вещества. За этими взрывами неизменно следуют такие разрушительные процессы, как выбросы в виде протуберанцев, магнитные бури и прочие.

СКИ нередко возникают в результате обычной солнечной активности, но тогда плотность потока и энергия частиц невелики и уравновешиваются ГКИ.

При вспышках плотность излучения многократно возрастает, в тысячи раз превосходит ГКИ. Солнечное излучение состоит из разных частиц, включая нейтрино и электроны, но преобладают в нем протоны и альфа-частицы.

СКИ почти целиком тормозится земными магнитосферой и атмосферой.

Солнце излучает, кроме прочего, как и многие другие звезды, инфракрасные и ультрафиолетовые электромагнитные волны и радиоволны.

Происходящие от разных источников инфракрасные, ультрафиолетовые, гамма-, рентгеновские лучи и радиоволны наравне с видимым светом составляют спектр электромагнитного излучения, в котором занимают определенное положение в зависимости от частоты и длины волны. Астрофизика Солнечной системы опирается на все эти излучения, порожденные Солнцем и отражаемые планетами, а также на собственные излучения планет (радио- и инфракрасное).

Немногим менее 50% солнечного излучения приходится на инфракрасную часть спектра. Это излучение характерно для любого тела с температурой в пределах от 250 °С до 5000 °С, поэтому собственным инфракрасным излучением обладают и планеты.

Рентгеновское и гамма-излучение порождаются процессами, высокими энергиями и большими температурами.

Поэтому в нашей системе единственным источником этих лучей является Солнце, где подобные лучи рождаются в результате взаимодействия электронов с протонами (тормозное излучение) или с фотонами (так называемый обратный комптон-эффект). Примерно то же можно сказать про ультрафиолет, который излучается единственно Солнцем.

Излучение планет возникает за счет выделения тепла недрами, а также отражения солнечного теплового инфракрасного и радиоизлучения поверхностью планеты и верхним облачным слоем планетной атмосферы. Поскольку нагретость планет весьма мала, то сами они излучают преимущественно инфракрасные лучи и немного радиоволны, т.е. то же, что и отражают из солнечного спектра.

Относительно активно отражаются атмосферами планет ультрафиолетовые лучи, которые отчетливо высвечивают строение облачного покрова и воздушные течения.

Рентгеновские лучи не достигают поверхности планет и не отражаются, поскольку захватываются магнитным полем, формируя радиационные пояса, или обтекают планеты с потоком солнечного ветра. То же можно сказать о ядрах водорода СКИ и ГКИ.

Немногие из протонов и электронов, попадающие в атмосферу, полностью поглощаются ей и испытывают ядерные превращения (протоны).

Излучение космическое в биологии

Космическое излучение (космические лучи) способно вследствие ионизации молекул нарушать обменные процессы в протоплазме и даже разрушать белковые связи.

Оно представляет опасность для космонавтов, а потому подлежит изучению радиобиологами. Протоны СКИ наиболее опасны, поскольку обладают большой энергией.

Она в среднем составляет 100 МэВ, как показывают замеры потока нескольких последних 11-летних циклов солнечной активности, сопровождавшихся более чем 100 вспышками.

Также к космическим излучениям причисляют радиационные пояса Земли (РПЗ), состоящие из захваченных магнитосферой заряженных частиц, в первую очередь протонов. Пояса представляют собой области повышенного ионизирующего излучения на некоторой высоте над земной поверхностью.

Источник: http://www.mysterylife.ru/kosmos/kosmicheskoe-izluchenie.html

Этапы Большого заблуждения. Возраст космических объектов

Звезда – это газовый шар.  Рождение, жизнь и смерть звёзды  определяются законами гравитации и ядерной физики. Для рождения звезды необходимо, чтобы возник уплотнённый газовый фрагмент достаточно большой массы.

Это может произойти либо при столкновении больших газовых облаков, либо при разделении газо-пылевой межзвездной среды на две фазы – плотные холодные облака и разреженную среду с более высокой температурой.  В возникшем газово-пылевом уплотнении начинается гравитационное сжатие.

Сжимающееся под действием гравитации газовое облако называются протозвездой.

Сжатие протозвезды включает несколько этапов. Оно начинается в режиме свободного падения частиц к центру облака. Постепенно протозвезда разделяется на компактное ядро и протяженную более разреженную оболочку. На начальной стадии сжатия протозвезда прозрачна для собственного теплового излучения.

Но по мере уплотнения ядра оно становится непрозрачным для теплового излучения из центра. Выделяющаяся в ядре энергия медленно просачивается к поверхности, а температура ядра повышается. Когда температура ядра достигнет 2000 К, начинается разложение молекул H2 на атомы водорода.

С этого момента начинается этап быстрого сжатия ядра, Образуется новое более компактное ядро с температурой порядка 2·104 К, на которое падают остатки первого ядра и оболочки протозвезды. Дальнейший рост массы ядра продолжается до тех пор, пока все вещество упадет на звезду.

После этого ядро также продолжает сжиматься под действием гравитации, а его температура возрастает до тех пор, пока не достигнет величины, достаточной для начала термоядерных реакций. С началом термоядерных реакций сжатие ядра прекращается.

Продолжительность периода сжатия зависит от массы звезды – чем больше масса, тем период сжатия короче. Типичная продолжительность стадии сжатия не превышает миллиона лет. В течение этого периода звезда излучает в инфракрасном диапазоне.

Читайте также:  Каким образом светит солнце - все о космосе

При достижении температуры в центре звезды ~ 106 К начинается термоядерное горение водорода. С этого момента наступает наиболее длительный стабильный период существования звезды. Он продолжается миллиарды лет. При горении водорода из четырёх атомов водорода образуется один атом гелия.

Горение происходит в ограниченной центральной области звезды и сопровождается выделением большого количества энергии. Температура ядра звезды повышается до 107 K и в дальнейшем остаётся относительно постоянной.   Передача энергии из глубины звезды во внешние слои происходит двумя путями:     1.

В результате движения более горячего вещества из центральной части звезды, во внешние менее плотные слои (конвекция).

    2. За счёт переизлучения фотонов. Фотоны, испускаемые атомами, находящимися в центре, поглощаются другими атомами и вновь излучаются. Такой процесс происходит многократно. При этом энергии переизлучаемых фотонов постепенно уменьшаются. В случае Солнца, например, время диффузии энергии за счёт переизлучения от центра к поверхности составляет около 60 млн. лет.

После того, как в звезде выгорит весь водород, начинается ускоренный переход звезды к конечной фазе жизни. Процессы, которые начнутся в звезде, зависят от её массы. Звезда малой массы может превратиться в красный карлик и, медленно остывая, долго светить в инфракрасном  диапазоне.

В звёздах с массами, большими 0,4 солнечных масс, начнётся процесс горения гелия с образованием ядер преимущественно углерода, кислорода и неона. Геливое горение не столь продолжительно, как водородное и длится всего несколько миллионов лет.

В процессе ядерного горения появляются всё более тяжёлые химические элементы, вплоть до железа. Гелиевое ядро сильно сжимается, температура в нем повышается до ста миллионов градусов. Для очень массивных звёзд процесс завершается взрывом с образованием элементов тяжелее железа, включая радиоактивные элементы.

  Звезды средних масс заканчивают свою эволюцию сбросом оболочки и превращением в белый карлик или нейтронную звезду.

Таким образом, для любой звезды неизбежны следующие два этапа эволюции: 1) краткий период гравитационного сжатия и 2) длительный период водородного горения.

А для звезды, с массой, большей, чем 0,4 солнечной массы, после этих двух периодов наступает третий, непродолжительный период гелиевого горения, который закончится либо взрывом звезды, либо сбросом оболочки. В процессе гелиевого горения звезда обогащается химическими элементами тяжелее гелия.

В астрономии  элементы тяжелее гелия принято называть металлами. Относительная концентрация металлов в  звезде называется металличностью. Металличность определяют по спектру звезды.

Из процесса эволюции достаточно массивной звезды следует, что на заключительном этапе развития звезды её металличность будет высокой, даже в том случае, если протозвезда состояла только из водорода и гелия. Что же касается начального этапа развития звезды, то никаких однозначных предсказаний о металличности звезды дать нельзя.

Всё зависит от того, в какой среде зародилась звезда. Если звезда возникла из уплотнения, порождённого столкновением двух газовых облаков, то изначально она будет малометалличной. Если же звезда зародилась в газопылевом облаке с высокой концентрацией пыли, то уже на начальной стадии развития её спектр покажет большое содержание металлов.

Поэтому не может быть однозначного соответствия между металличностью звезды и её возрастом.

Попытки установить связь между возрастом звезды и её металличностью продолжаются до настоящего времени. Для этого необходим детальный анализ излучения отдельных звёзд, что возможно только для нашей галактики Млечный Путь и её ближайших галактик-спутников, поскольку другие галактики на отдельные звёзды неразрешимы.

Большой вклад в решение проблемы возраст-металличность сделан отделом космических исследований НИИ физики Южного федерального университета и персонально её сотрудником  доктором физико-математических наук В.А. Марсаковым http://www.dissercat.com/content/struktura-i-evolyutsiya-podsistem-galaktiki).

Вот основные результаты по проблеме возраст-металличность.

Было известно, что наша Галактика состоит из нескольких подсистем (рис.1). Звёздная составляющая Галактики (балдж, тонкий диск и толстый диск) окружена большим газо-пылевым гало. 

Рис.1

В процессе более чем двадцатилетнего исследования В.А. Марсаковым  было установлено существование ещё одной звёздной подсистемы Галактики – так называемого аккрецированного гало.

Оно состоит из малометалличных высокоскоростных звезд, которые попали в Галактику из разрушенных её приливными силами карликовых галактик-спутников. Скорости высокоскоростных звёзд могут превышать 1000 км/с. На рис.2 показан снимок одной из таких звёзд (http://kosmosnov.blogspot.

ru/2014/02/Kappa-Cassiopeiae.html): «Красная дуга на этом снимке является гигантской ударной волной, созданной скоростной звездой, известной как Каппа Кассиопеи. …По отношению к своим звездным соседям она движется со скоростью 1100 километров в секунду.

…Бело-голубая звезда Каппа Кассиопеи видна на небе невооруженным взглядом в созвездии Кассиопеи, однако её ударную волну можно разглядеть только в инфракрасном свете».

Рис. 2

Трудность исследования связи между возрастом и металличностью звёзд заключается в том, что  искомые изменения параметров внутри каждой галактической подсистемы, как правило, не превышают ошибок измерения. Конечно, при усреднении ошибки отдельных измерений должны частично взаимно уничтожаться.

Но для получения статистически значимых результатов нужно иметь огромное количество астрометрических и фотометрических данных для многих тысяч звезд. Получение таких данных стало возможным только с развитием сети наземных и спутниковых автоматических станций наблюдения и создания на их основе объёмных каталогов.

Накопленные данные позволили определить для значительной части звёзд температуры, абсолютные звездные величины, металличности, пространственные скорости, галактические орбиты и многое другое. В результате проделанной работы было установлено, что однозначной связи между возрастом и металличностью звёзд не существует.

Причём, для звёзд любого возраста, и молодых и старых.

Окончательный результат исследований  В.А. Марсаковым был опубликован в 2007 году. Наличие однозначной связи между возрастом и металличностью звёзд ставилось под сомнение другими авторами и ранее.

В официальной же астрофизике в настоящее время принята такая концепция: чем старее звезда, тем ниже её металличность. Здесь требуется уточнить понятие возраста звезды – звезда считается тем старее, чем ближе время её зарождения к моменту Большого взрыва.  Эта официальная концепция возникла из представления о первичном нуклеосинтезе, происходившем в процессе Большого Взрыва.

Считается, что при первичном нуклеосинтезе во Вселенной возникли водород (75 %), гелий (25 %) и следы лития и бериллия. Но такой состав Вселенной не позволял объяснить наблюдаемый химический состав звёзд галактики Млечный Путь. Поэтому была предложена следующая схема. Первое поколение звёзд, состояло только из водорода и гелия и не содержало металлов.

Эти звёзды были чрезвычайно массивны.  В течение их короткой жизни в них синтезировались элементы тяжелее гелия. Затем эти звёзды погибали в результате взрыва сверхновых, и синтезированные элементы распределялись по Вселенной. Второе поколение звёзд  родилось из материала звёзд первого поколения и уже имело металличность, но довольно малую.

Звёзды третьего поколения возникли из материала разрушившихся звёзд второго поколения. Звёзды третьего поколения – это самые молодые звёзды. Они содержат самое высокое количество металлов. Галактика Млечный Путь состоит из звёзд третьего поколения.

Поскольку каждое следующее поколение рождается из газа, получившегося после распада звёзд предыдущего поколения, то  в одном месте в одно и то же время звёзды разных поколений появиться не могут.

https://www.youtube.com/watch?v=6kW_2A3EsQY

В соответствии с этой схемой была разработана методика расчёта возраста звезды по её металличности, которой пользуются до настоящего времени.

Но постепенно стали появляться наблюдения, не укладывающиеся в схему из трёх последовательных поколений звёзд. Первые такие наблюдения относятся к малометалличным скоростным звёздам, составляющим, как установлено В.А. Марсаковым  аккрецированное гало нашей Галактики.

  Первой такой звездой была звезда-субгигант HD 140283 в созвездии Весов, расположенная в 190,1 световых годах от Земли. Звезду относят ко второму поколению звёзд с малым содержанием металлов. Эта звезда была обнаружена астрономами ещё более ста лет назад. Она привлекла к себе внимание именно высокой скоростью движения по небу.

Возраст звезды согласно первоначальной оценке равнялся 16 млрд. лет. Поскольку это разительно отличалось от принятого возраста Вселенной (13,7 млрд. лет), то занялись уточнением возраста звезды. «Уточнённая» оценка была такой:  возраст звезды превышает 13,2 миллиарда лет (насколько превышает, не конкретизировалось).

Затем уточнением возраста звезды занялась группа астрономов под руководством Х. Бонда из Университета штата Пенсильвания. С помощью телескопа Хаббл было уточнено расстояние до звезды. После чего был заявлен новый возраст звезды – 14,5 млрд. лет. Это также не соответствует возрасту Вселенной 13,7 млрд. лет. Но Х.

Бонд полагает, что несоответствие можно объяснить неточно известным химическим составом звезды. Однако на всякий случай осторожно заявляет: «Может быть, ошибается космология, а может наши знания физики звезд неверны». Разумная осторожность. Потому что объяснить, как в достаточно массивной звезде за 14,5 млрд.

лет не прошли процессы водородного, а затем  гелиевого горения (они обогащают звезду металлами) вряд ли возможно.

Наличие малометалличных звёзд в галактике Млечный Путь само по себе свидетельствует об ошибочности схемы трёх последовательных поколений звёзд. Поскольку каждое следующее поколение рождается из газа, получившегося после распада звёзд предыдущего поколения, то  в одно и то же время звёзды разных поколений сосуществовать не должны. Но на этом факте старались особо не заострять внимание.

Но вот в 2007 году телескоп Хаббл в шаровом скоплении NGC 2808 обнаружил все три поколения звёзд сосуществующих одновременно. Шаровое скопление NGC 2808 содержит более одного миллиона звёзд и является одним из самых крупных из 150 известных объектов своего класса. Затем одновременное сосуществование нескольких поколений звёзд было обнаружено в другом шаровом скоплении – Омега Центавра.

Читайте также:  Радиация нашей звезды - все о космосе

Эти два наблюдения окончательно лишают правдоподобия схему последовательных поколений звёзд, предложенную официальной космологией для объяснения химического состава нашей Галактики. К настоящему времени были обследованы в поисках нескольких поколений светил только два шаровых скопления.

Но уже готовится исследование и других шаровых скоплений на предмет сосуществования различных поколений звёзд.

Но и это ещё не всё, что свидетельствует о дискредитации схемы звездных поколений. В 2004 г. телескоп Хаббл на расстоянии всего 45 млн.

световых лет от Млечного Пути обнаружил галактику, названную Zwicky 18,  состоящую почти исключительно из водорода и гелия. Из более тяжелых элементов в ней обнаружены лишь следы углерода, азота и кислорода.

Спектральный анализ показал, что ее звезды не старше 500 млн. лет. Таким образом, однозначно получалось, что это очень молодая галактика.

Поскольку считалось, что формирование галактик происходило в течение первого миллиарда лет после Большого Взрыва, но никак не через 13 млрд. лет, был предложен довольно фантастический сценарий рождения галактики сразу после Большого взрыва (http://www.popmech.ru/article/2562-galaktika-s-syurprizom/).

Может быть этот сценарий и стали бы рассматривать всерьез, но в конце  того же 2004 года американское космическое агентство NASA опубликовало сообщение об обнаружении на сравнительно небольшом расстоянии от Млечного Пути  более 30 очень крупных галактик на стадии зарождения (http://forums.airbase.

ru/2004/12/t30587–samaya-molodaya-galaktika.7731.html). Для этих тридцати случаев фантастические сценарии придумывать уже не имело смысла. Оставалось признать, что рождение малометалличных звёзд и даже целых галактик происходит во Вселенной во всё время её жизни.

Вопрос упирался теперь только в то, а каково же на самом деле время жизни Вселенной.

В настоящее время возраст Вселенной признаётся равным 13.77+-0.059 млрд. лет. Это следует из красного смещения излучения, истолкованного как разбегание галактик, и нестационарного решения уравнений общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна. Но, во-первых, красное смещение имеет и другое, альтернативное объяснение.

А, во-вторых, любое решение ОТО, в том числе и нестационарное, не имеет ни какой предсказательной силы, потому что в ОТО обнаружены серьёзные физические несоответствия (http://astrogalaxy.ru/918.html). Поэтому на данном этапе утверждать что-либо о возрасте Вселенной нет никаких оснований.

Напротив, наблюдения последних лет, свидетельствующие о продолжающемся зарождении звёзд и галактик, дают основание для утверждения о вечном существовании Вселенной.

Подведём итог сделанного обзора.  Анализ астрономических наблюдений последних лет показывает:
реальный возраст звёзд, галактик и самой Вселенной, не согласуется с возрастом этих космических объектов, найденным по методикам, разработанным на основании теории Большого взрыва.

Источник: https://kosmos-x.net.ru/publ/kosmos/ehtapy_bolshogo_zabluzhdenija_vozrast_kosmicheskikh_obektov/12-1-0-268

Что такое звезда в космосе? – Сайт для Всезнаек и Почемучек

Каждому человеку приходилось хотя бы раз в жизни рассматривать звездное небо, поражаясь его великолепию.

Городским жителям такие случаи выпадают не слишком часто: обычно огни уличных фонарей и рекламы мешают смотреть на небо ночью, так как на их фоне звезды кажутся маленькими и тусклыми.

Но стоит выехать за город, где нет вездесущего ночного освещения – и первый же вечер приносит поразительное открытие: так вот как, оказывается, на самом деле выглядят звезды. Приходилось ли вам задумываться о том, что такое звезды в космосе, кому и для чего они нужны?

Что означает слово «звезда»?
Что такое звезда?
Какие виды звёзд бывают?
Из чего состоят звёзды?
Для чего нужны звёзды?

В русском языке слово «звезда» имеет несколько смыслов. Оно может означать:

— светящуюся точку, видимую на ночном небе;

— в астрономии – небесное тело с определенными параметрами;

— геометрическую фигуру на плоскости, составленную из нескольких треугольных лучей, исходящих из одного центра;

— морское беспозвоночное животное характерной звездообразной формы;

— в переносном смысле – известного человека публичной профессии – артиста, певца, музыканта;

— в переносном смысле – удачу, счастье, предопределенное судьбой.

Говоря о звезде как о небесном теле, наука подразумевает под этим словом светящийся раскаленный сгусток материи огромной массы, в котором протекают активные термоядерные процессы.

За счет этих процессов поддерживается тепловое и световое излучение звезд, благодаря чему мы можем видеть их в ночное время.

Звезды находятся от нас на очень больших расстояниях, поэтому кажутся нам такими маленькими.

В реальности большинство видимых на небе звезд по массе и объему намного больше, чем наше Солнце (которое тоже является звездой класса «желтый карлик»).

Человек с хорошим зрением может рассмотреть на небе около 3 000 звезд, общее же их количество во Вселенной, скорее всего, бесконечно. Звезды в космосе сгруппированы в огромные скопления – галактики, имеющие форму спирали с двумя или несколькими рукавами.

Во времена, когда единственным прибором, доступным астрономам, был оптический телескоп, критерием для классификации звезд была их яркость.

Сразу же, как только появилась возможность получать спектры звезд, была разработана классификация, базирующаяся на спектральном анализе. Она гораздо лучше характеризует звезды, так как дает возможность выяснить их химический состав, массу и стадию развития.

Согласно спектральному составу все звезды разбиваются на классы в зависимости от их температуры. Каждому классу присвоена буква латинского алфавита.

К самому высокому классу О относят наиболее горячие звезды, температура которых достигает 30-60 тысяч градусов Кельвина. Далее с понижением температуры следуют классы B, A, F, G.

Буквами от М до Т обозначают светила, температура которых ниже 2-3,5 тысяч градусов Кельвина.

Кроме того, астрономы различают следующие виды звезд:

— коричневый карлик – звезда, в которой ядерные процессы недостаточно интенсивны для того, чтобы компенсировать потери энергии от излучения;

— белый карлик – звезда в фазе перестройки структуры, которая может завершиться переходом в состояние нейтронной звезды либо черной дыры;

— красный гигант – звезда с невысокой плотностью и огромным объемом и светимостью, наиболее интенсивно излучающая в инфракрасной части спектра;

— переменная звезда – светило с переменной интенсивностью излучения;

— двойная звезда – светило, состоящее из двух шаров раскаленного газа, сходных по массе, которые вращаются по сложной траектории друг относительно друга и составляют единое целое в своей звездной системе;

— новая или сверхновая звезда – светило, цикл развития которого подошел к концу и заканчивается взрывом с резким, но кратковременным многократным увеличением яркости;

— нейтронная звезда – светило на поздней стадии эволюции, находящееся на стадии сжатия ядра и поэтому излучающее не световые волны, а излучение в нейтронном, рентгеновском или радиодиапазоне;

— черная дыра – звезда, процесс сжатия ядра которой достиг стадии, в которой ее гравитационное поле у поверхности настолько сильно, что не выпускает наружу даже излучение.

Любая звезда, которую мы видим на ночном небе, представляет собой раскаленный газовый шар огромной массы и величины. Невероятно большая масса приводит к тому, что на газ действуют чудовищной силы гравитационные поля, под действием которых он сжимается.

В центре звезды, который называется ядром, сила сжатия запускает термоядерный процесс, который сопровождается выделением огромного количества энергии. При этом на поверхности температура составляет несколько тысяч или десятков тысяч градусов Кельвина, а внутри она исчисляется миллионами градусов.

Газ, из которого состоят звезды – это водород, в ходе термоядерной реакции преобразуемый в гелий и другие химические элементы. Молодые звезды, жизненный цикл которых начался относительно недавно, содержат совсем немного гелия в своем составе.

Кроме того, в составе газа и плазмы может присутствовать небольшое количество металлов, которые оказывают существенное влияние на скорость протекающих в ядре процессов синтеза. Чем старше звезда, тем больше в ее составе химических элементов, масса ядра которых превышает массу водорода и гелия.

Звёзды – преобладающие во Вселенной небесные тела. Они генерируют световую и тепловую энергию, которая в виде излучения распространяется в космосе.

Центр нашей звездной системы, Солнце, является источником жизни и тепла для нашей Земли.

Вполне возможно, что у многих звезд в нашей и в других Галактиках тоже имеются планеты, на которых зародилась и развивается жизнь.

Это становится возможным только благодаря термоядерным процессам, происходящим внутри звезд.

Если бы Солнце вдруг погасло или исчезло, вся жизнь на Земле погибла бы от холода в течение двух-трех недель.

Источник: http://www.vseznaika.org/kosmos/chto-takoe-zvezda-v-kosmose/

Ссылка на основную публикацию