Почему у Солнца такое мягкое поведение?

Солнце ведет себя намного менее активно, чем другие звезды того же класса. Действительно ли наше светило такая добродушная звезда, или оно просто тысячелетиями пребывает в спокойной фазе?

Астрономы геттингенского Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы сравнили поведение Солнца и других звезд с аналогичными основными характеристиками. Кроме температуры поверхности, возраста и состава, для космических объектов особенно важна скорость вращения вокруг их собственной оси. Солнцу для такого оборота требуется около 24,5 дней. Скорость вращения является решающим фактором, поскольку она в значительной степени ответственна за «эффект динамо», который внутри звезды создает магнитное поле, определяющее, в свою очередь колебания ее активности.

Для некоторых далеких звезд скорость вращения можно определить с помощью периодического затемнения. Пятна на поверхности этих звезд вращаются с фиксированной скоростью вне поля зрения телескопов, после чего через определенный промежуток времени появляются вновь. Таким образом, по данным измерений, сделанных космическим телескопом Кеплер, создан обширный каталог скоростей вращения тысяч звезд.

Для сравнения с Солнцем ученые отобрали звезды, которым для обращения вокруг своей оси требуется 20-30 дней, ограничив эту группу 369 объектами, напоминающими Солнце по другим основным характеристикам, и зафиксировали колебания яркости этих звезд, происходившие в 2009 - 2013 гг.

Сравнительный анализ показал, что, хотя общая мощность излучения Солнца колебалась между активной и неактивной фазами в среднем только на 0,07 %, диапазон колебаний яркости их звездных аналогов увеличился примерно в пять раз. «Мы были очень удивлены, что большинство звезд, аналогичных Солнцу, намного активнее его», - поясняют астрономы.

По словам ученых, сейчас есть два возможных объяснения этого результата. Это может быть еще невыясненное, принципиальное отличие признаков активности звезд. «В равной степени можно предположить, что звезды с известными и аналогичными солнечным скоростями вращения показывают нам, на какие колебания активности Солнце вообще способно», - говорит Александр Шапиро (Институт Макса Планка). Другими словами, солнце может быть необычайно неактивным в то время, когда мы можем оценивать его активность. И наоборот, это означает, что возможны фазы с явно более сильными колебаниями.

Это может звучать угрожающе, поскольку на Землю может оказать существенное влияние высокая солнечная активность: солнечные бури могут не только создавать красивые полярные сияния. Его излучение может наносить повреждения спутникам и техническому оборудованию, угрожать жизни космонавтов и влиять на климат Земли. Однако, по мнению астрономов, нет причин для серьезного беспокойства, так как солнечной «гиперактивности» в обозримом будущем не предвидится. Ученые утверждают, что в настоящий момент солнце даже показывает свою особенно нежную сторону.

Источник информации и фото: wissenschaft.de

Частые вопросы и интересные сведения о Марсе

Была ли в прошлом атмосфера Марса намного плотнее, чем сегодня?

Это одна из неразгаданных тайн Марса. Никто пока не знает точного ответа на этот вопрос. С относительной уверенностью можно утверждать, что в прошлом на Марсе могла быть жидкая вода. С тех пор минуло 3,5 млрд лет, однако ее воздействие на марсианский ландшафт можно заметить и сегодня.

Некоторые исследователи предполагают, что Марс был в прошлом влажной и теплой планетой, обладавшей очень плотной атмосферой с высокой концентрацией парниковых газов, таких как углекислый газ или метан. Однако неизвестно, как возникла эта атмосфера и куда она впоследствии исчезла.

Поэтому другие ученые предпочитают придерживаться тоже достаточно спорной теории о холодном и сухом прошлом Марса с короткими фазами, в которых могла присутствовать жидкая вода. Исследователи Марса надеются получить больше данных о составе его ранней атмосферы от различных автоматических зондов.

Сколько времени понадобится для пилотируемой миссии на Марс?

На длительность пилотируемого или беспилотного полета с Земли на Марс влияет расположение обеих планет. Земля и Марс особенно близко подходят друг к другу примерно каждые 26 месяцев, хотя и при этом расстояния между ними не одинаковые. Поэтому все миссии на Марс стартовали примерно по истечении двух лет.

Путешествие на Марс занимает около девяти месяцев. При более высоких затратах энергии это время, безусловно, может быть несколько сокращено. Земляне, которые прибудут на Марс, должны будут оставаться там около 500 дней, пока не появится следующая благоприятная позиция планеты для полета на Землю. Более высокие затраты энергии, вероятно, заставят сократить время пребывания на Марсе, так как путешественники должны иметь с собой для возвращения запасы энергии или каким-то образом генерировать ее. Пока это невозможно.

Можно ли загореть на Марсе?

Да. Причем, если вы будете загорать там слишком долго, это даже смертельно опасно. Хотя Марс находится значительно дальше от Солнца, чем Земля, атмосфера его недостаточно плотная, чтобы блокировать опасное ультрафиолетовое излучение светила. Оно опасно для живых существ, а земным озоновым слоем практически полностью поглощается. Однако поверхности Марса УФ-лучи достигают практически беспрепятственно. К счастью, другие условия окружающей среды в любом случае не позволят будущим колонистам загорать там в плавках или бикини.

Источник: astronews.com

Какие вопросы о Солнце задают чаще всего?

Из каких элементов состоит Солнце?

Солнце в основном состоит из водорода (около 75 %) и гелия (около 24 %). Остальные элементы: железо, кислород, неон, углерод - более тяжелые.

Солнце уже существует половину отмеренного ему срока жизни. Значит ли это, что когда-то его масса была вдвое больше?

Нет, с момента своего рождения Солнце преобразовало в энергию лишь небольшую часть своей массы, так что она не сильно изменилась. Процессы синтеза происходят только в ядре Солнца. Там существуют для этого подходящие условия: чрезвычайно высокое давление и очень высокая температура. Для дальнейшего развития Солнца особенно важны запасы водорода в его ядре.

Неужели Солнце уже расширяется и становится ярче?

В конце своего ядерного развития Солнце раздуется, станет красным гигантом и, вероятно, поглотит Землю. Это произойдет через несколько миллиардов лет, но и перед этим на нашей планете может быть весьма неуютно. На самом деле, Солнце практически с момента возникновения постепенно становится все ярче и слегка расширяется - однако не настолько, как в фазе красного гиганта.

Наблюдаемое глобальное потепление тоже нельзя объяснить нагреванием Солнца. По оценкам, за более 100 миллионов лет его яркость увеличивается всего на 1 %. В конечном итоге, условия окружающей среды на Земле могут стать проблематичными для жизни менее чем за миллиард лет.

Всегда ли Земля находится на одинаковом расстоянии от Солнца?

Нет. Эллиптическая орбита вращения нашей планеты вокруг центральной звезды приводит к тому, что расстояние между ними в течение года всегда меняется. Оно колеблется между 147 и 152 млн км. За миллионы или миллиарды лет Земля также отойдет от Солнца, поскольку наша центральная звезда теряет массу из-за происходящих внутри процессов синтеза.

Какое время Земля будет продолжать двигаться по эллипсу, если Солнце внезапно исчезнет?

Орбиту Земли вокруг нашей центральной звезды обеспечивает ее гравитационное притяжение. Как только Солнце исчезнет и не будет его притяжения, Земля продолжит лететь "прямо вперед". Чтобы «заметить» отсутствие Солнца, Земле понадобится чуть более восьми минут - столько времени нужно солнечному свету, чтобы долететь до нас.

Если же мы вдруг увидим, что Солнце исчезло, это будет означать, что Земля покинула свою орбиту.

Источник: astronews.com

"Пасхальное гнездышко" в созвездии Ориона

Среди астрономических объектов Туманность Ориона - настоящая знаменитость. Эта звездная колыбель, являющаяся частью созвездия Ориона, известна землянам с давних пор, потому что ее можно увидеть невооруженным глазом. Только вместо пасхальных яиц в этом космическом гнезде находятся молодые яркие звезды

Вряд ли есть объект с таким количеством удивительных снимков, как эмиссионная туманность M42 в созвездии Орион. То размытое светлое пятно, которое мы видим в мече этого небесного охотника невооруженным глазом, на изображениях телескопов превращается в великолепное, яркое и красочное произведение космического искусства.

Фото Службы национальных парков США

Туманность Ориона, находящаяся от нас на расстоянии приблизительно 1300 световых лет, испускает свет благодаря сильному излучению примерно 5000 молодых звезд, возникших в этой области звездообразования.

Однако, несмотря на свою славу и долгую историю наблюдений, знаменитая туманность до сих пор продолжает удивлять наблюдателей. Несколько лет назад астрономы обнаружили, что в густых газопылевых облаках скрывается черная дыра. Ее гравитация заставляет окружающие звезды двигаться быстрее, чем можно было бы объяснить только на основе видимой массы этой области.

Кроме того, исследователи обнаружили, что эта звездная колыбель создает не только массивные звезды, но и удивительное количество объектов малой массы, таких как коричневые карлики. Эти объекты считаются «неудавшимися звездами», не испускающими звездный свет, поскольку их массы недостаточно для длительного синтеза ядер химических элементов.

Источник: wissenschaft.de

Готовит ли Бетельгейзе вскоре взрыв сверхновой?

Фото: © ALMA

За последние несколько недель красный супергигант Бетельгейзе, звезда созвездия Ориона, с октября 2019 года резко потеряла свою яркость, что видно даже невооруженным глазом. Это озадачило астрономов.

Бетельгейзе - одна из ярчайших звезд, красный сверхгигант, находящийся всего в 650 световых годах, - имеет диаметр, примерно в 700 раз превышающий солнечный, и в десять тысяч раз большую яркость, чем наше светило. Звезда заканчивает свой жизненный цикл как красный сверхгигант и может в какой-то момент ближайших 100 тысячелетий взорваться сверхновой.

«При максимальной средней светимости Бетельгейзе является шестой-седьмой по яркости звездой на небе. Но с середины декабря 2019 года звезда опустилась на 21-ое место».
Эдвард Гинан, Университет Вилланова, Пенсильвания

Периодические колебания яркости являются нормой для Бетельгейзе. Однако в этот раз звезда темнеет намного быстрее и больше, чем обычно. Сверхгигант уменьшил интенсивность с 0,3-0,4 до 1,289, а его температура упала на целых 100 градусов.

Это изменение даже видно невооруженным глазом: Бетельгейзе - обычно одна из ярчайших звезд в Орионе, стала теперь темнее, чем Ригель, обычно более слабое колено Ориона.

Предвестник взрыва сверхновой?

Возможно, Бетельгейзе должна взорваться в сверхновую. Это может быть связано с сильным расширением в сочетании с уменьшением яркости. Но до сих пор было неясно, как незадолго до взрыва возникает это затемнение. Неизвестно, происходит ли оно за несколько лет или часов до взрыва и можно ли было его вообще когда-либо наблюдать.

Если Бетельгейзе взорвется в ближайшем будущем, это будет незабываемое небесное зрелище. Как объясняют астрономы, красный гигант будет несколько недель светить, как полная луна. Это была бы самая близка к Земле и самая яркая сверхновая.

Бетельгейзе необычайно быстро и сильно потемнел Фото: © ESO/L. Calcada

Но действительно ли затемнение объявляет о предстоящей сверхновой? Многие астрономы, включая Гинана настроены довольно скептически, так как оно, безусловно, является возможным признаком взрыва, но есть и другие процессы, которые могут объяснить необычное снижение яркости. Бетельгейзе, возможно, выбросил необычно большое количество пыли, затемняющей свет. К большим колебаниям плотности внутри супергиганта может приводить и увеличение нестабильности звезды, что может усилить нормальное колебание ее света.

«Конечно, мы также можем ошибаться. Если Бетельгейзе действительно взорвется, а мы ошибемся, это было бы замечательно - я была бы рада увидеть это зрелище».
Сарафина Нэнс, Калифорнийский университет, Беркли

Усиленное наблюдение за Бетельгейзе

В любом случае Бетельгейзе сейчас находится под усиленным наблюдением астрономов, поскольку необычное поведение ближайшего к Земле кандидата на сверхновую может дать ценную информацию о звездных процессах незадолго до такого взрыва - фазы, о которой пока мало что известно. В дополнение ко многим наземным телескопам астрономы в ближайшие несколько недель будут использовать для мониторинга Бетельгейзе космический телескоп Хаббл. Его точная оптика может лучше объяснить, что происходит на соседнем гиганте.

«Мы должны получить первые результаты в ближайшее время».
Эдвард Гинан

Источник: scinexx.de

Обнаружены скопления галактик ранней Вселенной

Всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва уже существовала большая космическая структура. По-видимому, все произошло удивительно быстро. Во Вселенной появились первые крупные структуры - не только звезды, звездные системы и галактики, но даже скопления галактик. Старейший пример этого представлен астрономами в «Астрофизическом журнале».

Структуре z66OD, обнаруженной с помощью нескольких наземных микроскопов, почти 13 миллиардов лет. Другими словами, она уже существовала, когда возраст Вселенной составлял всего шесть процентов от ее нынешнего. В то время так называемая фаза реионизации была близка к завершению и Вселенная снова стала прозрачной.

Самое старое из известных скоплений галактик: выделенные области в этом скрытом астрономическом объекте показывают каждый (красным) один из двенадцати объектов, которые образуют целостную структуру. Общая картина охватывает регион размером около 198 млн световых лет, а каждая из увеличенных областей - 2,2 млн Фото: NAOJ/Harikane

Отдаленная структура включает в себя двенадцать (предполагаемых) галактик, поэтому она больше похожа на небольшой галактический кластер, чем на сегодняшнее скопление галактик, охватывающее сотни объектов. Исследователи считают этот объект протокластером. Галактики здесь как минимум в 15 раз более сконцентрированы, чем в окружающих регионах раннего космоса.

В структуре доминирует объект Himiko, обнаруженный 12 лет назад и названный в честь японского правительницы II века. Он официально признан "блобом" (от blob, что означает "сгусток"). По всей вероятности, это галактика, содержащая большое количество ионизованного газообразного водорода. 11 объектов в окрестностях Химико также должны быть ранними и, следовательно, небольшими галактиками.

По словам команды Юичи Харикане (Национальная астрономическая обсерватория, Япония), величина Химико составляет около половины размера Млечного Пути. Это по сегодняшним меркам мало, тогда как в эпоху возникновения Химико была великаншей, доминировавшей в своем кластере.

Выбранное в 2007 году название оказалось особенно уместным: считается, что королева Химико вела уединенный образ жизни. Спустя 12 лет после открытия обнаружилось, что, несмотря на доминирующую массу блоба, он находится не в центре протокластера, а на краю. Как это возможно, до сих пор остается загадкой для исследователей.

Источник: derstandard.at

Поиски первых звезд в юной Вселенной

В arXiv-документе, который вскоре будет опубликован в Astrophysical Journal, команда доктора Николь Барри (Nichole Barry) из австралийского Университета Мельбурна сообщает о 10-кратном улучшении данных, собранных телескопом Murchison Widefield Array (MWA), состоящем из 4096 дипольных антенн, которые установлены в отдаленных внутренних районах Западной Австралии.

MWA, начавший работать в 2013 году, был построен специально для обнаружения электромагнитного излучения, который испускает нейтральный водород. Этот газ составлял большую часть младенческой Вселенной, когда она только начала остывать в порожденном Большим взрывом месиве из отдельных протонов и нейтронов. Наконец эти атомы водорода начали группироваться, образовав самые первые из существующих звезд и открыв важную фазу в эволюции Вселенной, известную как эпоха реионизации (EoR).

На этом изображении эпохи реионизации нейтральный водород (красный цвет) постепенно ионизируется первыми звездами (белый цвет) Фото: Университет Мельбурна, Пол Гейл, Саймон Муч

«Определение эволюции EoR чрезвычайно важно для нашего понимания астрофизики и космологии. До сих пор, однако, никто не мог ее наблюдать. Эти результаты приводят нас намного ближе к цели».
Доктор Николь Барри

Излучение нейтрального водорода, преобладавшего в пространстве / времени до и в ранний период EOR, происходит на длине волны приблизительно 21 см. Из-за расширения Вселенной сигнал растянулся теперь примерно на два метра и остается постоянным.

Обнаружение этого сигнала остается теоретически лучшим способом исследования условий в первые дни существования Космоса. Однако сделать это чрезвычайно трудно.

«Сигналу, который мы ищем, более 12 млрд лет. Он исключительно слабый, и между ним и нами много других галактик. Они препятствуют и очень затрудняют получение информации, которую мы ищем»
Соавтор работы адъюнкт-профессор Кэтрин Тротт (Cathryn Trott), Университет Кертина, Западная Австралия

Применяя 21 час необработанных данных, доктор Барри и ее коллеги исследовали новые методы, чтобы уточнить анализ и исключить постоянные источники, загрязняющие сигнал, в том числе ультра-слабые помехи, создаваемые радиовещанием на Земле. Результатом стал уровень точности, который значительно сократил диапазон, в котором могла начаться EoR, увеличивая ограничения почти на порядок.

«Мы не можем сказать, что эта статья приближает нас к точному датированию начала или конца EoR, но она исключает некоторые из наиболее экстремальных моделей. То, что это произошло очень быстро, теперь исключено. То, что условия были очень холодными, теперь также исключено».
Адъюнкт-профессор Кэтрин Тротт

Доктор Барри подчеркнула, что результаты представляют собой не только шаг вперед в глобальном стремлении представить младенческую вселенную, но и создают основу для дальнейших исследований.

Доктор Николь Барри в MWA Фото: Руби Бирн

«У нас есть около 3000 часов данных из MWA, и для наших целей некоторые из них более полезны, чем другие. Такой подход позволит нам определить, какие биты наиболее перспективны, и проанализировать их лучше, чем когда-либо прежде».
Доктор Николь Барри

Источник: phys.org