Es gibt viele erstaunliche Dinge in unserem Universum, und manchmal scheint es interessanter zu sein als die raffinierteste Science-Fiction. Und jetzt wollen wir über Objekte im Weltraum sprechen, von denen jeder gehört hat, aber gleichzeitig hat nicht jeder eine Vorstellung davon, worum es geht.
roter Riese
Es gibt viele verschiedene Sterne: Einige sind heißer, andere kälter, einige sind groß, andere (konventionell) klein. Der Riesenstern hat eine niedrige Oberflächentemperatur und einen großen Radius. Aus diesem Grund hat es eine hohe Leuchtkraft. Ein typisches Beispiel ist der rote Riese. Sein Radius kann 800 Sonnenlicht erreichen, und seine Helligkeit kann das Sonnenlicht um das Zehntausendfache überschreiten. Ein Stern wird zu einem roten Riesen, wenn sich in seiner Mitte der gesamte Wasserstoff in Helium verwandelt und die Wasserstofffusion an der Peripherie des Heliumkerns fortgesetzt wird. Dies führt zu einer Zunahme der Leuchtkraft, einer Ausdehnung der äußeren Schichten und einer Abnahme der Oberflächentemperatur.
Aldebaran, Arcturus, Gakrux sind Beispiele für rote Riesen. Alle diese Sterne sind in der Liste der hellsten Sterne am Nachthimmel enthalten. Darüber hinaus sind rote Riesen nicht die massereichsten. Es gibt rote Überriesen, die gemessen an der Größe die größten Sterne sind. Ihr Radius kann den Sonnenradius um das 1500-fache überschreiten.
Im weiteren Sinne ist der rote Riese ein Stern im Endstadium der Evolution. Sein weiteres Schicksal hängt von der Masse ab. Wenn die Masse niedrig ist, verwandelt sich ein solcher Stern in einen weißen Zwerg, wenn er hoch ist, verwandelt er sich in einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch. Rote Riesen sind unterschiedlich, aber alle haben eine ähnliche Struktur. Wir sprechen insbesondere von einem heißen, dichten Kern und einer sehr verdünnten und ausgedehnten Schale. All dies führt zu einem intensiven Sternwind - dem Abfluss von Materie vom Stern in den interstellaren Raum.
Doppelstern
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Dieser Begriff bezieht sich auf zwei gravitativ gebundene Sterne, die sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt drehen. Manchmal finden Sie Systeme, die aus drei Sternen bestehen. Der Doppelstern scheint ein sehr exotisches Phänomen zu sein, ist aber in der Milchstraße sehr verbreitet. Forscher glauben, dass etwa die Hälfte aller Sterne in der Galaxie binäre Systeme sind (dies ist der zweite Name dieses Phänomens).
Ein gewöhnlicher Stern entsteht durch die Kompression einer Molekülwolke aufgrund von Gravitationsinstabilität. Im Falle eines Doppelsterns ist die Situation offensichtlich ähnlich, aber was den Grund für die Trennung betrifft, können Wissenschaftler hier nicht zu einer gemeinsamen Meinung kommen.
Brauner Zwerg
Der Braune Zwerg ist ein sehr ungewöhnliches Objekt, das in keiner Weise zu klassifizieren ist. Es nimmt eine Zwischenposition zwischen einem Stern und einem Gasplaneten ein. Diese Objekte haben eine Masse, die mit 1-8% der Sonne vergleichbar ist. Sie sind zu massiv für Planeten, und die Gravitationskompression ermöglicht thermonukleare Reaktionen mit "leicht brennbaren" Elementen. Aber es gibt nicht genug Masse, um Wasserstoff zu "entzünden", und der Braune Zwerg leuchtet im Vergleich zu einem gewöhnlichen Stern relativ kurz.
Die Oberflächentemperatur eines Braunen Zwergs kann 300-3000 K betragen. Er kühlt sich während seiner gesamten Lebensdauer kontinuierlich ab: Je größer ein solches Objekt ist, desto langsamer läuft dieser Prozess ab. Einfach ausgedrückt, ein Brauner Zwerg erwärmt sich aufgrund der Kernfusion in der ersten Phase seines Lebens und kühlt sich dann ab und wird wie ein gewöhnlicher Planet. Der Name kommt von der tiefroten oder sogar infraroten Farbe dieser Objekte.
Nebel
Wir hören dieses Wort mehr als einmal, wenn wir Fragen der Astronomie ansprechen. Ein Nebel ist nichts anderes als eine kosmische Wolke, die aus Staub und Gas besteht. Es ist der Grundbaustein unseres Universums: Sterne und Sternensysteme werden daraus gebildet. Der Nebel ist eines der schönsten astronomischen Objekte, er kann in allen Farben des Regenbogens leuchten.
Der Andromeda-Nebel (oder die Andromeda-Galaxie) ist die der Milchstraße am nächsten gelegene Galaxie. Es befindet sich in einer Entfernung von 2,52 Millionen sv. Jahre von der Erde entfernt und enthält etwa 1 Billion Sterne. Vielleicht wird die Menschheit in ferner Zukunft den Andromeda-Nebel erreichen. Und selbst wenn dies nicht geschieht, wird der Nebel selbst "zu Besuch kommen" und die Milchstraße verschlucken. Tatsache ist, dass der Andromeda-Nebel viel größer ist als unsere Galaxie.
Es ist wichtig, hier zu klären. Das Wort "Nebel" hat eine lange Geschichte: Früher wurden fast alle astronomischen Objekte, einschließlich Galaxien, bezeichnet. Zum Beispiel die Andromeda-Nebel-Galaxie. Jetzt haben sie sich von dieser Praxis entfernt und das Wort "Nebel" bezeichnet Ansammlungen von Staub, Gas und Plasma. Es gibt einen Emissionsnebel (eine Wolke aus Hochtemperaturgas), einen Reflexionsnebel (der keine eigene Strahlung abgibt), einen dunklen Nebel (eine Staubwolke, die das Licht von dahinter liegenden Objekten blockiert) und einen planetarischen Nebel (eine Gasschale, die ein Stern am Ende seiner Entwicklung erzeugt). … Dies schließt auch Supernova-Überreste ein.
Gelber Zwerg
Nicht jeder kennt diese Art von Sternen. Und das ist seltsam, denn unsere eigene Sonne ist ein typischer gelber Zwerg. Gelbe Zwerge sind kleine Sterne mit einer Masse von 0,8–1,2 Sonnenmassen. Dies sind die sogenannten Leuchten. Hauptfolge. Im Hertzsprung-Russell-Diagramm handelt es sich um eine Region mit Sternen, die eine thermonukleare Fusion von Helium aus Wasserstoff als Energiequelle verwenden.
Gelbe Zwerge haben Oberflächentemperaturen von 5000–6000 K und die durchschnittliche Lebensdauer eines solchen Sterns beträgt 10 Milliarden Jahre. Solche Sterne verwandeln sich in rote Riesen, nachdem ihre Wasserstoffversorgung verbrannt ist. Ein ähnliches Schicksal erwartet unsere Sonne: Nach Prognosen von Wissenschaftlern wird sie in etwa 5-7 Milliarden Jahren unseren Planeten verschlucken und sich dann in einen weißen Zwerg verwandeln. Aber lange vorher wird das Leben auf unserem Planeten verbrannt.
weißer Zwerg
Ein Zwergstern ist das genaue Gegenteil eines Riesensterns. Vor uns liegt ein entwickelter Stern, dessen Masse mit der Masse der Sonne vergleichbar sein kann. In diesem Fall ist der Radius des Weißen Zwergs etwa 100-mal kleiner als der Radius unseres Sterns. Als einer der massearmen Sterne wird sich die Sonne mehrere Milliarden Jahre nach Erschöpfung der Wasserstoffreserven im Kern in einen weißen Zwerg verwandeln. Weiße Zwerge nehmen 3–10% der Sternpopulation unserer Galaxie ein, aber aufgrund ihrer geringen Leuchtkraft ist es sehr schwierig, sie zu identifizieren.
Ein "älterer" weißer Zwerg ist nicht mehr direkt weiß. Der Name selbst stammt von der Farbe der ersten offenen Sterne, zum Beispiel Sirius B (die Größe des letzteren kann übrigens durchaus mit der Größe unserer Erde vergleichbar sein). Tatsächlich ist ein Weißer Zwerg überhaupt kein Stern, da in seinem Inneren keine thermonuklearen Reaktionen mehr stattfinden. Einfach ausgedrückt, der Weiße Zwerg ist kein Stern, sondern seine "Leiche".
Im weiteren Verlauf kühlt sich der Weiße Zwerg noch mehr ab und außerdem ändert sich seine Farbe von Weiß nach Rot. Das letzte Stadium in der Entwicklung eines solchen Objekts ist ein gekühlter schwarzer Zwerg. Eine andere Option ist die Ansammlung von Materie auf der Oberfläche eines weißen Zwergs, der von einem anderen Stern "überläuft", die Kompression und die anschließende Explosion einer neuen oder Supernova.
Supernova
Eine Supernova ist ein Phänomen, bei dem sich die Helligkeit eines Sterns um 4 bis 8 Größenordnungen ändert und man danach ein allmähliches Verblassen der Fackel sieht. Im weiteren Sinne handelt es sich um eine Sternexplosion, bei der das gesamte Objekt zerstört wird. Gleichzeitig verdunkelt ein solcher Stern einige Sterne für einige Zeit: und das ist nicht überraschend, denn während einer Explosion kann seine Leuchtkraft die solare um das 1000-Millionen-fache überschreiten. In einer Galaxie, die mit unserer verglichen werden kann, wird das Auftreten einer Supernova etwa alle 30 Jahre aufgezeichnet. Eine große Menge Staub stört jedoch die Beobachtung des Objekts. Während der Explosion fällt ein riesiges Volumen an Materie in den interstellaren Raum. Die übrig gebliebene Materie kann als Baumaterial für einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch dienen.
Unser Stern und die Planeten des Sonnensystems entstanden in einer riesigen Wolke aus molekularem Gas und Staub. Ungefähr 4,6 Milliarden begannen mit der Kompression dieser Wolke, die ersten hunderttausend Jahre danach war die Sonne ein kollabierender Protostern. Im Laufe der Zeit stabilisierte es sich jedoch und nahm sein heutiges Aussehen an. Die Sonne wird jedoch nicht für immer existieren: Zuerst wird sie sich in einen roten Riesen und dann in einen weißen Zwerg verwandeln.
Es gibt zwei Haupttypen von Supernovae. Im ersten Fall liegt ein Wasserstoffmangel im optischen Spektrum vor. Daher glauben Wissenschaftler, dass es eine Explosion eines weißen Zwergs gab. Tatsache ist, dass der Weiße Zwerg fast keinen Wasserstoff hat, da dies das Ende der Sternentwicklung ist. Im zweiten Fall zeichnen die Forscher Spuren von Wasserstoff auf. Daher entsteht die Annahme, dass es sich um die Explosion eines "gewöhnlichen" Sterns handelt, dessen Kern zusammengebrochen ist. In diesem Szenario könnte der Kern schließlich ein Neutronenstern werden.
Neutronenstern
Ein Neutronenstern ist ein Objekt, das hauptsächlich aus Neutronen besteht - schweren Elementarteilchen, die keine elektrische Ladung haben. Wie bereits erwähnt, ist der Grund für ihre Bildung der Gravitationskollaps normaler Sterne. Aufgrund der Anziehung beginnen Sternmassen nach innen zu ziehen, bis sie unglaublich komprimiert werden. Infolgedessen sind die Neutronen sozusagen "gepackt".
Ein Neutronenstern ist klein - normalerweise überschreitet sein Radius 20 km nicht. Darüber hinaus beträgt die Masse der meisten dieser Objekte 1,3–1,5 Sonnenmassen (die Theorie geht von der Existenz von Neutronensternen mit einer Masse von 2,5 Sonnenmassen aus). Die Dichte eines Neutronensterns ist so groß, dass ein Teelöffel seiner Substanz Milliarden Tonnen wiegt. Ein solches Objekt besteht aus einer Atmosphäre aus heißem Plasma, äußerer und innerer Kruste und Kernen (äußerlich und innerlich).
Pulsar
Es wird angenommen, dass ein Neutronenstern einen Radiostrahl in der mit seinem Magnetfeld verbundenen Richtung aussendet, dessen Symmetrieachse nicht mit der Rotationsachse des Sterns zusammenfällt. Einfach ausgedrückt ist ein Pulsar ein Neutronenstern, der sich mit unglaublicher Geschwindigkeit dreht. Pulsare senden starke Gammastrahlen aus, sodass wir Radiowellen beobachten können, wenn sich der Neutronenstern mit seinem Pol auf unserem Planeten befindet. Dies kann mit einem Leuchtturm verglichen werden: Es scheint dem Beobachter am Ufer, dass er regelmäßig blinkt, obwohl der Suchscheinwerfer einfach in die andere Richtung dreht.
Mit anderen Worten, wir können einige Neutronensterne als Pulsare beobachten, da sie elektromagnetische Wellen haben, die in Strahlen von den Polen des Neutronensterns ausgestoßen werden. Der am besten untersuchte Pulsar ist PSR 0531 + 21, der sich im Krebsnebel in einer Entfernung von 6520 sv befindet. Jahre von uns entfernt. Der Neutronenstern macht 30 Umdrehungen pro Sekunde und die Gesamtstrahlungsleistung dieses Pulsars ist 100.000-mal höher als die der Sonne. Viele Aspekte von Pulsaren müssen jedoch noch untersucht werden.
Quasar
Pulsar und Quasar sind manchmal verwirrt, aber der Unterschied zwischen ihnen ist sehr groß. Quasar ist ein mysteriöses Objekt, dessen Name von der Phrase "quasi-stellare Radioquelle" stammt. Solche Objekte gehören zu den hellsten und am weitesten von uns entfernten. In Bezug auf die Strahlungsleistung kann ein Quasar alle Sterne der Milchstraße um das Hundertfache übertreffen.
Natürlich hat die Entdeckung des ersten Quasars im Jahr 1960 ein unglaubliches Interesse an diesem Phänomen geweckt. Jetzt glauben Wissenschaftler, dass wir einen aktiven galaktischen Kern haben. Es gibt ein supermassereiches Schwarzes Loch, das Materie aus dem Raum zieht, der sie umgibt. Die Masse des Lochs ist einfach gigantisch und die Strahlungsleistung übersteigt die Strahlungsleistung aller in der Galaxie befindlichen Sterne. Eine der Versionen besagt auch, dass ein Quasar im frühesten Entwicklungsstadium eine Galaxie sein kann - zu diesem Zeitpunkt wird die umgebende Materie von einem supermassiven Schwarzen Loch "verschlungen". Der uns am nächsten gelegene Quasar befindet sich in einer Entfernung von 2 Milliarden Lichtjahren, und der am weitesten entfernte Quasar kann aufgrund seiner unglaublichen Sichtbarkeit in einer Entfernung von 10 Milliarden Lichtjahren beobachtet werden.
Blazar
Es gibt auch Objekte, die Blazare genannt werden. Sie sind die Quellen der stärksten Gammastrahlenausbrüche im Weltraum. Blazare sind Strahlungs- und Materieströme, die auf die Erde gerichtet sind. Einfach ausgedrückt, ein Blazar ist ein Quasar, der einen starken Plasmastrahl aussendet, der alles Leben auf seinem Weg zerstören kann. Wenn ein solcher Strahl in einer Entfernung von mindestens 10 sv durchgeht. Jahre von der Erde entfernt wird es kein Leben darauf geben. Blazar ist untrennbar mit dem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie verbunden.
Der Name selbst stammt von den Wörtern "Quasar" und "BL Lizards". Letzteres ist ein typischer Vertreter der als Lacertiden bekannten Blazare. Diese Klasse zeichnet sich durch die Merkmale des optischen Spektrums aus, das keine für Quasare charakteristischen breiten Emissionslinien aufweist. Jetzt haben Wissenschaftler die Entfernung zum entferntesten Blazar PKS 1424 + 240 herausgefunden: Es sind 7,4 Milliarden Lichtjahre.
Schwarzes Loch
Ohne Zweifel ist dies eines der mysteriösesten Objekte im Universum. Es wurde viel über Schwarze Löcher geschrieben, aber ihre Natur ist uns immer noch verborgen. Die Eigenschaften von Objekten sind so, dass ihre zweite kosmische Geschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit überschreitet. Nichts kann der Schwerkraft eines Schwarzen Lochs entkommen. Es ist so groß, dass es den Lauf der Zeit praktisch stoppt.
Ein Schwarzes Loch bildet sich aus einem massiven Stern, der seinen Treibstoff verbraucht hat. Ein Stern, der unter seinem eigenen Gewicht zusammenbricht und sich entlang des Raum-Zeit-Kontinuums um ihn herum schleppt. Das Gravitationsfeld wird so stark, dass selbst Licht nicht mehr entweichen kann. Infolgedessen wird die Region, in der sich der Stern zuvor befand, zu einem Schwarzen Loch. Mit anderen Worten, ein Schwarzes Loch ist ein gekrümmter Abschnitt des Universums. Er saugt die Angelegenheit in der Nähe an. Es wird angenommen, dass der erste Schlüssel zum Verständnis der Schwarzen Löcher Einsteins Relativitätstheorie ist. Die Antworten auf alle grundlegenden Fragen müssen jedoch noch herausgefunden werden.
Maulwurfsloch
Wenn Sie das Thema fortsetzen, können Sie einfach nicht an dem sogenannten vorbeikommen. "Wurmlöcher" oder "Wurmlöcher". Obwohl dies ein rein hypothetisches Objekt ist, haben wir eine Art Raum-Zeit-Tunnel vor uns, der aus zwei Eingängen und einer Kehle besteht. Ein Wurmloch ist ein topologisches Merkmal der Raumzeit, das (hypothetisch) das Reisen auf dem kürzesten Weg von allen ermöglicht. Um die Natur eines Wurmlochs zumindest ein wenig zu verstehen, können Sie ein Stück Papier rollen und es dann mit einer Nadel durchstechen. Das resultierende Loch wird wie ein Wurmloch sein.
Zu verschiedenen Zeiten haben Experten verschiedene Versionen von Wurmlöchern vorgeschlagen. Die Möglichkeit der Existenz von so etwas beweist die allgemeine Relativitätstheorie, aber bisher wurde kein einziges Wurmloch gefunden. Vielleicht werden in Zukunft neue Studien dazu beitragen, die Natur solcher Objekte zu klären.
Dunkle Materie
Dies ist ein hypothetisches Phänomen, das keine elektromagnetische Strahlung emittiert und nicht direkt damit interagiert. Daher können wir es nicht direkt erkennen, aber wir sehen Anzeichen für die Existenz dunkler Materie, wenn wir das Verhalten astrophysikalischer Objekte und die von ihnen erzeugten Gravitationseffekte beobachten.
Aber wie hast du dunkle Materie gefunden? Die Forscher berechneten die Gesamtmasse des sichtbaren Teils des Universums sowie Gravitationsindikatoren. Es zeigte sich ein gewisses Ungleichgewicht, das einer mysteriösen Substanz zugeschrieben wurde. Es stellte sich auch heraus, dass sich einige Galaxien schneller drehen, als sie nach Berechnungen sein sollten. Folglich beeinflusst sie etwas und erlaubt ihnen nicht, zu den Seiten "wegzufliegen".
Wissenschaftler glauben nun, dass dunkle Materie nicht aus gewöhnlicher Materie bestehen kann und auf winzigen exotischen Partikeln basiert. Einige bezweifeln dies und weisen darauf hin, dass dunkle Materie auch aus makroskopischen Objekten bestehen kann.
Dunkle Energie
Wenn es etwas Geheimnisvolleres als dunkle Materie gibt, dann ist es dunkle Energie. Im Gegensatz zum ersten ist dunkle Energie ein relativ neues Konzept, aber es ist bereits gelungen, unsere Vorstellung vom Universum auf den Kopf zu stellen. Dunkle Energie ist laut Wissenschaftlern etwas, das unser Universum dazu bringt, sich mit Beschleunigung auszudehnen. Mit anderen Worten, es wächst schneller und schneller. Basierend auf der Hypothese der dunklen Materie sieht die Massenverteilung im Universum folgendermaßen aus: 74% sind dunkle Energie, 22% sind dunkle Materie, 0,4% sind Sterne und andere Objekte, 3,6% sind intergalaktisches Gas.
Wenn es im Fall der Dunklen Materie zumindest indirekte Beweise für ihre Existenz gibt, dann existiert die Dunkle Energie nur im Rahmen eines mathematischen Modells, das die Expansion unseres Universums berücksichtigt. Daher kann jetzt niemand mit Sicherheit sagen, was dunkle Energie ist.
Ilya Vedmedenko
