Космос. Для тех, кто хочет все успеть

• Экзотические звезды

Экзотическая звезда – гипотетический космический объект. Она состоит не только из электронов, протонов, нейтронов и мюонов, как обычные и нейтронные звезды, а также из других видов материи. К ним относятся звезды из «кварковой материи», а также звезды, состоящие из частиц, существование которых еще не доказано.

• Темные звезды

Существование темных звезд (или темной материи) не доказано. Ученые лишь предполагают, что темные звезды могли существовать миллиарды лет назад, когда наша Вселенная только начала формироваться. Если верить этой теории, темная звезда – это огромное холодное облако, состоящее из водорода и гелия. Ее температура настолько низкая, что излучение невозможно увидеть невооруженным глазом. Возможно, темные звезды все еще существуют где-то в глубинах Вселенной.

• Белые дыры

Еще одна космическая загадка – белая дыра. Она, как и темная материя, существует только гипотетически. Это полная противоположность черной дыры. По догадкам ученых, в область белой дыры ничто не может войти. Однако большинство физиков уверены: существование белых дыр невозможно. И действительно, на сегодняшний день наука не знает ни одного объекта, который можно было бы считать белой дырой. Но есть и сторонники этой теории. Они считают, что черные дыры со временем превращаются в белые.

Прожив долгую, но не всегда счастливую жизнь, звезда умирает. Когда термоядерное топливо на исходе, недра звезды остывают и уже не могут противостоять гравитационному сжатию. Звезда коллапсирует – ее вещество всасывается внутрь. Есть несколько возможных сценариев звездного коллапса:

• тихое угасание;

• образование белого карлика;

• взрыв сверхновой I типа;

• коллапс с образованием нейтронной звезды;

• коллапс с образованием черной дыры.

Планеты

Планеты, как и звезды, бывают разными. Интересный факт: планеты Солнечной системы так и называются – «планеты», а все планеты за ее пределами зовутся экзопланетами (с древнегреческого «экзо» – вне, снаружи).

Двойники Земли

Астрономы подтвердили, что за пределами Солнечной системы есть двойник нашей Земли. Эта планета называется Кеплер‑22b, и она (как и Земля) вращается вокруг своей звезды. Планета-двойник больше Земли почти в 2,5 раза и находится на расстоянии 600 световых лет от нее. Несмотря на то что Кеплер‑22b называется двойником, у него с Землей есть и сходства, и различия:

• мягкий климат: средняя температура на этой планете равна 22 °C;

• Кеплер‑22b находится ближе к своей звезде, чем Земля, примерно на 15 %;

• год на Кеплере‑22b длится 290 дней;

• Кеплер‑22b получает от своей звезды на 25 % меньше света, чем Земля.

Из истории открытия белых карликов

В 1785 году английский астроном Уильям Гершель наблюдал звезду 40 Эридана, после чего занес ее в свой каталог двойных звезд. Позднее выяснилось, что второй компонент этой системы – не что иное, как белый карлик. Но тогда о существовании белых карликов и не подозревали

Ученые уверены, что во Вселенной существует множество других двойников Земли, о которых нам еще не известно. Наука заинтересована в поиске планет-двойников, ведь они – наш альтернативный дом в случае глобальной катастрофы.

Мегаземли, суперземли и мини-земли

Экзопланеты, похожие на Землю, могут иметь такую же массу и габариты, а могут быть намного больше или, наоборот, меньше нашей планеты. Таким образом, «двойников» Земли делят на мегаземли, суперземли и мини-земли.

Открытие Фридриха Бесселя

Фридрих Бессель изучал архивные данные о восхождении звезд в Кёнигсбергской обсерватории. Бессель обнаружил удивительную вещь: за последние 100 лет две звезды, Сириус и Процион, отклоняются от прямолинейной траектории движения по небесной сфере, иными словами, находятся в небе то правее, то левее обычного. Бессель пришел к выводу, что у каждой из них должен быть близкий спутник. Его заявление встретили скептически, ведь слабый спутник оставался ненаблюдаемым, а его масса должна была быть достаточно велика – как у Сириуса и Проциона соответственно.

Мегаземля в десять и более раз массивнее Земли. Суперземля (или сверхземля) превосходит ее по массе, но не так сильно, как мегаземля. Суперземли могут быть размером с Землю или до 10 раз массивнее. А мини-земля – это планета земного типа с массой меньшей, чем у нашей планеты. В Солнечной системе к ним относятся Марс и Меркурий.

20 декабря 2011 года ученые объявили об обнаружении первых мини-земель – планет Kepler‑20e и Kepler‑20f. В январе 2012-го сообщили об открытии еще трех небольших экзопланет, на этот раз вокруг звезды Kepler‑42. Это три мини-земли с диаметром 0,78, 0,73 и 0,57 земных. Они облетают вокруг своей звезды за 0,5–2 земных дня.

Планеты-океаны, планеты-пустыни и планеты-ледники

В космосе есть планеты, которые захватывают воображение одним лишь фактом своего существования. Только представьте, что бывают планеты, полностью покрытые водой или засыпанные пустынным грунтом. На них нет ни привычных нам гор, ни каньонов, ни рек, ни лесов… Ну что, представили? А теперь давайте познакомимся с ними поближе.

Планета-океан – это не название произведения писателя-фантаста. В мире действительно существуют планеты, полностью покрытые льдом и/или водой. В зависимости от расстояния до своей звезды (и, собственно, степени прогрева) они могут быть целиком покрыты океаном глубиной до 100 км. Ученым удалось открыть лишь одну такую планету – GJ 1214 b. Может ли на ней существовать жизнь, которая, как мы помним, зародилась в океане? Возможно. Дело в том, что на таких планетах вода и кора разделены толстым слоем льда, который закрывает доступ к минералам. Однако минералы могут и прилететь из космоса вместе с метеоритом или кометой.

Тот самый Сириус?

В январе 1862 года американский астроном Элвин Кларк, глядя в самый большой на то время телескоп, обнаружил рядом с Сириусом тусклую звездочку. Это и был его спутник, Сириус B, предсказанный Бесселем. А в 1896 году американский астроном Джон Мартин Шеберле открыл Процион B, подтвердив тем самым и второе предсказание Бесселя. В 1917 году голландец Адриан ван Маанен открыл еще один белый карлик – звезду ван Маанена в созвездии Рыб. А в 1922 году было решено называть такие звезды белыми карликами

Пустынная планета – это одна сплошная пустыня. Здесь могут изредка выпадать осадки, или их может не быть совсем. Типичная пустынная планета – Марс. Такие планеты часто встречаются в научной фантастике, например, Татуин из вселенной Звездных войн или Плюк из фильма «Кин-Дза-Дза!»

Океаны, пустыни… А существуют планеты, полностью покрытые ледяной коркой, как если бы наша Арктика «разрослась» от полюса до полюса! Маленькие ледяные миры есть в нашей Солнечной системе. Это спутники Европа, Энцелад и Тритон, карликовые планеты Плутон и Эрида, а также кометы.

Карликовые планеты

В нашей Солнечной системе помимо основных планет «летают» планеты-крошки, или карликовые планеты.

Официально карликовыми признаны 5 планет: крупнейший астероид Церера и транснептуновые объекты (расположенные за пределами орбиты Нептуна) – Плутон, Эрида, Макемаке и Хаумеа. По оценкам ученых, может быть обнаружено еще до 260 карликовых планет в поясе Койпера и до 10000 – за его пределами.

Сверхмассивная черная дыра в центре галактики М 87. Первое в истории изображение тени черной дыры, полученное напрямую в радиодиапазоне. Снимок с телескопа Event Horizon Telescope

Астероиды и метеориты

Астероид – это небольшой космический объект, напоминающий мини-планету. Их еще называют малыми планетами. Если смотреть на астероид в телескоп, он похож на звезду, за что и получил свое название («астероид» – «звездоподобный»). Самый большой из известных астероидов – Церера, ее диаметр – 970 километров. Правда, статус Цереры неоднократно менялся. Ее считали и планетой, и карликовой планетой, но остановились на том, что это небесное тело ближе всего к астероидам. А ведь она и правда похожа на крошечную планету – вращается по орбите и имеет шарообразную форму. Самые маленькие астероиды похожи на камни, даже их форма напоминает булыжник. Они часто сталкиваются друг с другом в космосе и сходят с орбит, то приближаясь, то удаляясь от Солнца.

Метеориты – части крупных метеорных тел (твердых частиц, двигающихся в межпланетном пространстве), которые, пройдя через земную атмосферу, достигают Земли. Большая часть метеорных тел сгорает в атмосфере, создавая метеоры, но около 10 % достигает поверхности Земли в форме метеоритов и микрометеоритов.

Астероиды и метеориты состоят из железа, никеля и каменистых пород. Их состав близок к составу грунта планет земной группы.

Астероиды могут сталкиваться и с планетами, что может иметь разные последствия. Если астероид огромный и массивный, он может даже сбить планету с орбиты. Настолько больших астероидов мало, да и места в космосе предостаточно, чтобы два объекта с легкостью могли разминуться. Однако столкновения с менее крупными астероидами и метеоритами все же случаются. После этого на поверхности планеты образуются кратеры. Живой тому пример – ударные кратеры на Марсе, Луне и других планетах и спутниках. Эти планеты необитаемы, и им такое столкновение не принесет плачевных последствий. А вот если бы крупный астероид столкнулся с Землей, кто знает, что бы это принесло человечеству – очередной ледниковый период, сдвиг полюсов или так называемый конец света?! Считается, что именно упавший на Землю астероид стал причиной вымирания динозавров.

Как астероиды получают свои имена?

 

Раньше астероидам давали исключительно женские мифологические имена: Церера, Веста, Паллада, Ирида. Потом было решено брать любые женские имена: Беатрис, Юлия, Диана. Сейчас имена астероидов – это производные от названий стран, городов или имен и фамилий знаменитых людей: малая планета (2374) ВладВысоцкий. Право подарить имя новой планете или астероиду достается ее первооткрывателю

В то же время на Землю постоянно падают метеориты, в атмосфере они практически полностью сгорают, не принося ни малейшего вреда. Более того, обычные люди вообще вряд ли догадываются о том, что где-то в море или океан упал «космический камушек». Это замечают только ученые, которые подолгу следят за подобными явлениями.

Один из таких феноменов – Тунгусский метеорит. До конца не известно, что именно стало причиной взрыва в районе сибирской реки Подкаменная Тунгуска 17 июня 1908 года. Вот какие атмосферные явления наблюдали очевидцы за три дня до взрыва:

• серебристые облака;

• яркие сумерки;

• солнечные гало.

Ученые предполагают, что на Землю упала комета или осколок астероида. Произошло это так: около семи часов утра над бассейном Енисея пролетел огромный огненный шар. Не долетев до земли 7–10 километров, он взорвался в воздухе над тайгой. Мощность взрыва оценивается в 40–50 мегатонн, что соответствует энергии самой мощной из взорванных водородных бомб. Волну от взрыва зафиксировали обсерватории по всему миру.

Суперземли в сравнении с нашей Землей

После взрыва на Тунгуске были повалены деревья на территории площадью более 2000 км², оконные стекла в домах ближайших поселений выбило ударной волной. И еще несколько дней после происшествия небо от Атлантики до Центральной Сибири светилось.

Еще одно не менее интригующее событие – падение метеорита Челябинск. Оно потрясло одноименный город и весь мир 15 февраля 2013 года. В атмосферу Земли ворвался небольшой астероид. Пролетая над Челябинской областью, он горел и взрывался, чем изрядно напугал местных жителей. Мощность взрыва в момент его входа в атмосферу составила 300–500 килотонн, что в двадцать раз мощнее атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. От ударной волны разбились оконные стекла и разрушились мелкие постройки.

Однако астероид не успел сгореть дотла в слоях атмосферы и упал на территории Челябинской области. Исследователям удалось отыскать множество его фрагментов. Самые крупные, массой 654 кг, были подняты со дна озера Чебаркуль в Челябинской области.

«Что случится, если большой астероид упадет на Землю? Если основываться на реалистичных ситуациях с кузнечным молотом и обычной лабораторной лягушкой, то мы можем предположить, что выйдет весьма плохо»

(Дэйв Барри)

Этот метеорит мог бы получить название Чебаркуль, в честь города на берегу озера Чебаркуль, на льду которого обнаружили осколки. Но в конце концов было решено дать ему имя Челябинск, поскольку обломки метеорита упали на обширной территории Челябинской области.