Didžiausia žvaigždė Saulės sistemoje. Kosmoso paslaptys: kaip vadinasi didžiausia žvaigždė

Tiesą sakant, šis klausimas nėra toks paprastas, kaip atrodo. Nustatyti tikslius žvaigždžių dydžius yra labai sunku. Tiesioginis žvaigždžių disko stebėjimas iki šiol buvo atliktas tik kai kuriems dideliems ir netoliese esantiems supergiantams, o danguje yra milijonai žvaigždžių. Todėl nustatyti, kuri yra didžiausia žvaigždė Visatoje, nėra taip paprasta – tenka daugiausia pasikliauti apskaičiuotais duomenimis.

Be to, kai kurioms žvaigždėms riba tarp paviršiaus ir didžiulės atmosferos yra labai neryški, ir sunku suprasti, kur baigiasi viena, o prasideda kita. Bet tai ne kelių šimtų, o milijonų kilometrų klaida.

Daugelis žvaigždžių neturi griežtai apibrėžto skersmens, jos pulsuoja ir tampa vis mažesnės. Ir jie gali labai smarkiai pakeisti savo skersmenį.

Be to, mokslas nestovi vietoje. Atliekami vis tikslesni matavimai, tikslinami atstumai ir kiti parametrai, o kai kurios žvaigždės staiga pasirodo daug įdomesnės, nei atrodė. Tai taip pat taikoma dydžiams. Todėl mes apsvarstysime keletą kandidatų, kurie yra tarp didžiausių Visatos žvaigždžių. Atkreipkite dėmesį, kad jos visos nėra labai toli kosminiais standartais, be to, jos yra didžiausios Galaktikos žvaigždės.

Raudonasis hipergiantas, kuris teigia esantis didžiausia Visatos žvaigžde. Deja, tai netiesa, bet labai arti. Pagal dydį jis yra trečioje vietoje.

VV Cephei - tai yra dvigubas, o milžinas šioje sistemoje yra komponentas A, kuris bus aptartas. Antrasis komponentas yra nepastebima mėlyna žvaigždė, 8 kartus didesnė už Saulę. Tačiau raudonasis hipergiantas taip pat yra pulsuojanti žvaigždė, kurios laikotarpis yra 150 dienų. Jos dydis gali svyruoti nuo 1050 iki 1900 kartų didesnis už Saulės skersmenį, o maksimaliai jis šviečia 575 000 kartų ryškiau nei mūsų žvaigždė!

Ši žvaigždė yra nutolusi nuo mūsų 5000 šviesmečių, o tuo pačiu metu jos ryškumas danguje yra 5,18 m, tai yra, esant giedram dangui ir geram regėjimui, ją galima rasti ir net lengvai su žiūronais.

UY skydas

Šis raudonasis hipergiantas taip pat stebina savo dydžiu. Kai kurios svetainės mini ją kaip didžiausią žvaigždę Visatoje. Jis priklauso pusiau reguliariems kintamiesiems ir pulsuojantiems, todėl skersmuo gali būti įvairus – nuo ​​1708 iki 1900 saulės skersmenų. Įsivaizduokite žvaigždę, 1900 kartų didesnę už mūsų Saulę! Jei pastatysite jį Saulės sistemos centre, tada visos planetos iki Jupiterio bus jos viduje.

Skaičiais šios vienos didžiausių kosmoso žvaigždžių skersmuo yra 2,4 milijardo kilometrų arba 15,9 astronominių vienetų. Jo viduje galėtų tilpti 5 milijardai saulės. Ji šviečia 340 000 kartų stipriau už Saulę, nors paviršiaus temperatūra yra daug žemesnė – dėl didesnio ploto.

Didžiausio ryškumo metu UY Scuti matoma kaip silpna rausva žvaigždė, kurios šviesumas siekia 11,2 m, tai yra, ją galima pamatyti mažu teleskopu, bet nematoma plika akimi. Faktas yra tas, kad atstumas iki šios didelės žvaigždės yra 9500 šviesmečių – kitos išvis nebūtume matę. Be to, tarp mūsų yra dulkių debesys – jei jų nebūtų, UY Scuti būtų viena ryškiausių žvaigždžių mūsų danguje, nepaisant didžiulio atstumo iki jos.

UY Scuti yra didžiulė žvaigždė. Galima lyginti su ankstesniu kandidatu – V. V. Cefėjumi. Maksimaliai jie yra maždaug vienodi, ir net neaišku, kuris iš jų yra didesnis. Tačiau tikrai yra dar didesnė žvaigždė!

VY Canis Majoris

Tačiau VY skersmuo, remiantis kai kuriais duomenimis, yra 1800–2100 saulės, tai yra, jis yra aiškus rekordininkas tarp visų kitų raudonųjų hipergiantų. Jei jis būtų Saulės sistemos centre, jis prarytų visas planetas kartu su Saturnu. Jame visiškai tiktų ir ankstesni kandidatai į didžiausių Visatos žvaigždžių titulą.

Tereikia 14,5 sekundės, kad šviesa visiškai apskris mūsų Saulę. Norint apvažiuoti VY Canis Majoris, šviesa turėtų keliauti 8,5 valandos! Jei nuspręstumėte skristi aplink paviršių naikintuvu 4500 km/h greičiu, tokia kelionė be sustojimo truktų 220 metų.

Ši žvaigždė vis dar kelia daug klausimų, nes jos tikslų dydį sunku nustatyti dėl neryškios vainiko, kurio tankis yra daug mažesnis nei saulės. Ir pačios žvaigždės tankis yra tūkstančius kartų mažesnis už oro, kuriuo kvėpuojame, tankį.

Be to, VY Canis Majoris praranda savo materiją ir aplink save suformavo pastebimą ūką. Šiame ūke dabar gali būti net daugiau medžiagos nei pačioje žvaigždėje. Be to, jis nestabilus, o per ateinančius 100 tūkstančių metų sprogs kaip hipernova. Laimei, jis yra už 3900 šviesmečių ir šis baisus sprogimas nekelia grėsmės Žemei.

Šią žvaigždę danguje galima rasti su žiūronu ar nedideliu teleskopu – jos ryškumas svyruoja nuo 6,5 iki 9,6 m.

Kuri žvaigždė yra didžiausia Visatoje?

Pažiūrėjome į kelias didžiausias šiandien mokslininkams žinomas Visatos žvaigždes. Jų dydžiai yra nuostabūs. Visi jie pretenduoja į šį titulą, tačiau duomenys nuolat keičiasi – mokslas nestovi vietoje. Kai kuriais duomenimis, UY Scuti taip pat gali „išpūsti“ iki 2200 saulės skersmenų, tai yra tapti net didesnis nei VY Canis Majoris. Kita vertus, per daug nesutariama dėl VY Canis Majoris dydžio. Taigi šios dvi žvaigždės yra beveik lygios kandidatės į didžiausių Visatos žvaigždžių titulą.

Kuris iš jų iš tikrųjų bus didesnis, parodys tolesni tyrimai ir patikslinimas. Nors dauguma yra linkę už UY Scuti ir galite drąsiai vadinti šią žvaigždę didžiausia Visatoje, šį teiginį bus sunku paneigti.

Žinoma, kalbėti apie visą Visatą nėra per daug teisinga. Galbūt tai didžiausia mūsų Paukščių Tako galaktikos žvaigždė, kurią šiandien žino mokslininkai. Bet kadangi dar didesni dar nebuvo atrasti, jis vis dar yra didžiausias Visatoje.

Iš pažiūros nepastebimas UY skydas

Atrodo, kad šiuolaikinė astrofizika, kalbant apie žvaigždes, išgyvena savo kūdikystę. Žvaigždžių stebėjimai suteikia daugiau klausimų nei atsakymų. Todėl klausiant, kuri žvaigždė yra didžiausia Visatoje, reikia iš karto pasiruošti atsakyti į klausimus. Ar klausiate apie didžiausią mokslui žinomą žvaigždę, ar apie tai, kokios ribos mokslas riboja žvaigždę? Kaip dažniausiai būna, abiem atvejais aiškaus atsakymo negausite. Labiausiai tikėtinas kandidatas į didžiausią žvaigždę lygiai taip pat dalijasi delnu su savo „kaimynais“. Kiek jis gali būti mažesnis už tikrąjį „žvaigždžių karalių“, taip pat lieka atvira.

Saulės ir žvaigždės UY Scuti dydžių palyginimas. Saulė yra beveik nematomas pikselis į kairę nuo UY Scutum.

Su tam tikromis išlygomis supermilžinę UY Scuti galima vadinti didžiausia šiandien stebima žvaigžde. Kodėl „su išlyga“, bus nurodyta toliau. UY Scuti yra 9500 šviesmečių atstumu nuo mūsų ir yra stebima kaip silpna kintama žvaigždė, matoma mažame teleskope. Astronomų teigimu, jo spindulys viršija 1700 saulės spindulių, o pulsacijos laikotarpiu šis dydis gali padidėti net iki 2000.

Pasirodo, jei tokia žvaigždė būtų pastatyta Saulės vietoje, dabartinės antžeminės planetos orbitos būtų supermilžino gelmėse, o jos fotosferos ribos kartais susidurtų su orbita. Jei įsivaizduosime savo Žemę kaip grikių grūdą, o Saulę kaip arbūzą, tada UY skydo skersmuo bus panašus į Ostankino televizijos bokšto aukštį.

Apskristi aplink tokią žvaigždę šviesos greičiu prireiks net 7–8 valandų. Prisiminkime, kad Saulės skleidžiama šviesa mūsų planetą pasiekia vos per 8 minutes. Jei skrisite tokiu pačiu greičiu, kaip vienas apsisukimas aplink Žemę trunka pusantros valandos, tai skrydis aplink UY Scuti truks beveik penkerius metus. Dabar įsivaizduokime šias svarstykles, atsižvelgdami į tai, kad TKS skrenda 20 kartų greičiau nei kulka ir dešimtis kartų greičiau nei keleiviniai lėktuvai.

UY Scuti masė ir šviesumas

Verta paminėti, kad toks didžiulis UY Shield dydis yra visiškai nepalyginamas su kitais jo parametrais. Ši žvaigždė yra „tik“ 7–10 kartų masyvesnė už Saulę. Pasirodo, vidutinis šio supermilžino tankis yra beveik milijoną kartų mažesnis už mus supančio oro tankį! Palyginimui, Saulės tankis yra pusantro karto didesnis už vandens tankį, o medžiagos grūdelis „sveria“ net milijonus tonų. Grubiai tariant, vidutinė tokios žvaigždės medžiaga savo tankiu yra panaši į atmosferos sluoksnį, esantį maždaug šimto kilometrų aukštyje virš jūros lygio. Šis sluoksnis, dar vadinamas Karmano linija, yra įprastinė riba tarp žemės atmosferos ir erdvės. Pasirodo, UY Shield tankis tik šiek tiek trūksta erdvės vakuumo!

Taip pat UY Scutum nėra pats ryškiausias. Turėdamas 340 000 saulės spindulių šviesą, jis yra dešimtis kartų silpnesnis nei ryškiausios žvaigždės. Geras pavyzdys yra žvaigždė R136, kuri, būdama masyviausia šiandien žinoma žvaigždė (265 Saulės masės), yra beveik devynis milijonus kartų ryškesnė už Saulę. Be to, žvaigždė yra tik 36 kartus didesnė už Saulę. Pasirodo, R136 yra 25 kartus ryškesnis ir maždaug tiek pat kartų masyvesnis nei UY Scuti, nepaisant to, kad jis yra 50 kartų mažesnis už milžiną.

UY Shield fizikiniai parametrai

Apskritai UY Scuti yra M4Ia spektrinės klasės pulsuojantis kintamasis raudonasis supergiantas. Tai yra, Hertzsprung-Russell spektro šviesumo diagramoje UY Scuti yra viršutiniame dešiniajame kampe.

Šiuo metu žvaigždė artėja prie paskutinių savo evoliucijos etapų. Kaip ir visi supergigantai, jis pradėjo aktyviai deginti helią ir kai kuriuos kitus sunkesnius elementus. Remiantis dabartiniais modeliais, per milijonus metų UY Scuti paeiliui virs geltona supermilžine, o vėliau į ryškiai mėlyną kintamąją arba Wolf-Rayet žvaigždę. Paskutiniai jos evoliucijos etapai bus supernovos sprogimas, kurio metu žvaigždė nusimes savo apvalkalą ir greičiausiai paliks neutroninę žvaigždę.

Jau dabar UY Scuti rodo savo aktyvumą pusiau reguliaraus kintamumo forma, kurio apytikslis pulsavimo laikotarpis yra 740 dienų. Atsižvelgiant į tai, kad žvaigždė gali pakeisti savo spindulį nuo 1700 iki 2000 saulės spindulių, jos plėtimosi ir susitraukimo greitis yra panašus į erdvėlaivių greitį! Jo masės praradimas yra įspūdingas – 58 milijonai Saulės masių per metus (arba 19 Žemės masių per metus). Tai beveik pusantros Žemės masės per mėnesį. Taigi, būdama pagrindinėje sekoje prieš milijonus metų, UY Scuti galėjo turėti 25–40 saulės masių masę.

Milžinai tarp žvaigždžių

Grįžtant prie anksčiau nurodyto atsakomybės atsisakymo, pastebime, kad UY Scuti, kaip didžiausios žinomos žvaigždės, pirmumo negalima pavadinti vienareikšmišku. Faktas yra tas, kad astronomai vis dar negali pakankamai tiksliai nustatyti atstumo iki daugumos žvaigždžių, todėl įvertina jų dydžius. Be to, didelės žvaigždės dažniausiai būna labai nestabilios (prisiminkime UY Scuti pulsavimą). Taip pat jie turi gana neryškią struktūrą. Jie gali turėti gana plačią atmosferą, nepermatomus dujų ir dulkių apvalkalus, diskus arba didelę žvaigždę kompanionę (pavyzdžiui, VV Cephei, žr. toliau). Neįmanoma tiksliai pasakyti, kur yra tokių žvaigždžių riba. Juk nusistovėjusi žvaigždžių ribos kaip jų fotosferos spindulio samprata jau labai savavališka.

Todėl šis skaičius gali apimti apie keliolika žvaigždžių, tarp kurių yra NML Cygnus, VV Cephei A, VY Canis Majoris, WOH G64 ir kai kurios kitos. Visos šios žvaigždės yra netoli mūsų galaktikos (įskaitant jos palydovus) ir daugeliu atžvilgių yra panašios viena į kitą. Visi jie yra raudonieji supergiantai arba hipergiantai (skirtumą tarp super ir hiper žr. žemiau). Kiekvienas iš jų po kelių milijonų ar net tūkstančių metų pavirs supernova. Jie taip pat yra panašaus dydžio – 1400–2000 saulės spindulių diapazone.

Kiekviena iš šių žvaigždžių turi savo ypatumus. Taigi UY Scutum ši savybė yra anksčiau minėtas kintamumas. WOH G64 turi toroidinį dujų ir dulkių apvalkalą. Itin įdomi yra dvigubai užtemstanti kintamoji žvaigždė VV Cephei. Tai artima dviejų žvaigždžių sistema, susidedanti iš raudonos hipergigantės VV Cephei A ir mėlynos pagrindinės sekos žvaigždės VV Cephei B. Šių žvaigždžių centrai yra viena nuo kitos 17-34 . Atsižvelgiant į tai, kad VV Cepheus B spindulys gali siekti 9 AU. (1900 saulės spindulių), žvaigždės yra viena nuo kitos „ištiestos rankos atstumu“. Jų tandemas yra taip arti, kad ištisi hipermilžino gabalai didžiuliu greičiu teka ant „mažojo kaimyno“, kuris yra beveik 200 kartų mažesnis už jį.

Ieškau lyderio

Tokiomis sąlygomis žvaigždžių dydį įvertinti jau sunku. Kaip galime kalbėti apie žvaigždės dydį, jei jos atmosfera patenka į kitą žvaigždę arba sklandžiai virsta dujų ir dulkių disku? Taip yra nepaisant to, kad pati žvaigždė susideda iš labai išretintų dujų.

Be to, visos didžiausios žvaigždės yra labai nestabilios ir trumpalaikės. Tokios žvaigždės gali gyvuoti kelis milijonus ar net šimtus tūkstančių metų. Todėl, stebėdami milžinišką žvaigždę kitoje galaktikoje, galite būti tikri, kad dabar jos vietoje pulsuoja neutroninė žvaigždė arba juodoji skylė lenkia erdvę, apsupta supernovos sprogimo likučių. Net jei tokia žvaigždė nuo mūsų yra nutolusi tūkstančius šviesmečių, negali būti visiškai tikras, kad ji vis dar egzistuoja ar išlieka ta pati milžine.

Prie to pridėkime šiuolaikinių atstumo iki žvaigždžių nustatymo metodų netobulumą ir daugybę nepatikslintų problemų. Pasirodo, net tarp keliolikos žinomų didžiausių žvaigždžių neįmanoma nustatyti konkretaus lyderio ir surikiuoti juos didėjančio dydžio tvarka. Šiuo atveju UY Shield buvo nurodytas kaip labiausiai tikėtinas kandidatas vadovauti Didžiajam dešimtukui. Tai visiškai nereiškia, kad jo lyderystė yra neabejotina ir kad, pavyzdžiui, NML Cygnus ar VY Canis Majoris negali būti didesnis už ją. Todėl skirtingi šaltiniai į klausimą apie didžiausią žinomą žvaigždę gali atsakyti skirtingai. Tai mažiau byloja apie jų nekompetenciją, nei apie tai, kad net į tokius tiesioginius klausimus mokslas negali duoti vienareikšmių atsakymų.

Didžiausias Visatoje

Jei mokslas nesiima išskirti didžiausių tarp atrastų žvaigždžių, kaip galime kalbėti apie tai, kuri žvaigždė yra didžiausia Visatoje? Mokslininkai apskaičiavo, kad žvaigždžių skaičius net stebimoje Visatoje yra dešimt kartų didesnis nei smėlio grūdelių skaičius visuose pasaulio paplūdimiuose. Žinoma, net ir galingiausi šiuolaikiniai teleskopai gali pamatyti neįsivaizduojamai mažesnę jų dalį. Ieškant „žvaigždžių lyderio“ nepadės tai, kad didžiausios žvaigždės gali išsiskirti savo ryškumu. Kad ir koks būtų jų ryškumas, stebint tolimas galaktikas jis išnyks. Be to, kaip minėta anksčiau, ryškiausios žvaigždės nėra pačios didžiausios (pavyzdžiui, R136).

Taip pat prisiminkime, kad stebėdami didelę žvaigždę tolimoje galaktikoje iš tikrųjų pamatysime jos „vaiduoklį“. Todėl rasti didžiausią žvaigždę Visatoje jos ieškoti bus tiesiog beprasmiška.

Hipergiantai

Jei didžiausios žvaigždės praktiškai neįmanoma rasti, gal verta ją išplėtoti teoriškai? Tai yra, rasti tam tikrą ribą, po kurios žvaigždės egzistavimas nebegali būti žvaigžde. Tačiau ir čia šiuolaikinis mokslas susiduria su problema. Šiuolaikinis teorinis žvaigždžių evoliucijos ir fizikos modelis nepaaiškina daug to, kas iš tikrųjų egzistuoja ir yra stebima teleskopuose. To pavyzdys yra hipergiantai.

Astronomai ne kartą turėjo pakelti žvaigždžių masės ribą. Pirmą kartą šią ribą 1924 metais įvedė anglų astrofizikas Arthuras Eddingtonas. Gavus kubinę žvaigždžių šviesumo priklausomybę nuo jų masės. Eddingtonas suprato, kad žvaigždė negali kaupti masės neribotą laiką. Ryškumas didėja greičiau nei masė, o tai anksčiau ar vėliau sukels hidrostatinės pusiausvyros pažeidimą. Didėjančio ryškumo šviesos slėgis tiesiogine to žodžio prasme nupūs išorinius žvaigždės sluoksnius. Eddingtono apskaičiuota riba buvo 65 saulės masės. Vėliau astrofizikai patobulino jo skaičiavimus, pridėdami neapskaitytų komponentų ir naudodami galingus kompiuterius. Taigi dabartinė teorinė žvaigždžių masės riba yra 150 Saulės masių. Dabar atminkite, kad R136a1 masė yra 265 saulės masės, o tai beveik du kartus viršija teorinę ribą!

R136a1 yra masyviausia šiuo metu žinoma žvaigždė. Be jo, dar kelios žvaigždės turi nemažą masę, kurių skaičių mūsų galaktikoje galima suskaičiuoti ant vienos rankos pirštų. Tokios žvaigždės buvo vadinamos hipergiantėmis. Atkreipkite dėmesį, kad R136a1 yra žymiai mažesnė už žvaigždes, kurios, atrodo, turėtų būti žemesnės klasėje – pavyzdžiui, supermilžinė UY Scuti. Taip yra todėl, kad hipergiantais vadinamos ne pačios didžiausios žvaigždės, o pačios masyviausios. Tokioms žvaigždėms spektro-šviesumo diagramoje (O) buvo sukurta atskira klasė, esanti virš supergiantų klasės (Ia). Tiksli pradinė hipergianto masė nenustatyta, tačiau paprastai jų masė viršija 100 saulės masių. Nė viena didžiausių dešimtuko žvaigždžių neviršija šių ribų.

Teorinė aklavietė

Šiuolaikinis mokslas negali paaiškinti žvaigždžių, kurių masė viršija 150 Saulės masių, egzistavimo prigimties. Tai kelia klausimą, kaip galima nustatyti teorinę žvaigždžių dydžio ribą, jei žvaigždės spindulys, skirtingai nei masė, yra miglota sąvoka.

Atsižvelgkime į tai, kad nėra tiksliai žinoma, kokios buvo pirmosios kartos žvaigždės ir kokios jos bus tolimesnės Visatos evoliucijos metu. Žvaigždžių sudėties ir metališkumo pokyčiai gali sukelti radikalius jų struktūros pokyčius. Astrofizikai dar turi suprasti, kokių netikėtumų jiems pateiks tolesni stebėjimai ir teoriniai tyrimai. Visai gali būti, kad UY Scuti gali pasirodyti tikra trupinėlis hipotetinės „karališkos žvaigždės“ fone, kuri kur nors spindės arba spindės tolimiausiuose mūsų Visatos kampeliuose.

Didžiausia žvaigždė Visatoje 2016 m. balandžio 8 d

Mes ir toliau pildome savo

Saulė yra apie 110 kartų didesnė už Žemę. Jis netgi didesnis už mūsų sistemos milžiną – Jupiterį. Tačiau jei palyginsite su kitomis Visatos žvaigždėmis, mūsų šviesuolis užims vietą darželyje, toks jis mažas.

Dabar įsivaizduokime žvaigždę, kuri yra 1500 kartų didesnė už mūsų Saulę. Net jei paimtume visą Saulės sistemą, tai bus taškas šios žvaigždės fone. Šis milžinas vadinamas VY Canis Major, kurio skersmuo yra apie 3 milijardus km. Kaip ir kodėl ši žvaigždė buvo išpūsta iki tokių matmenų, niekas nežino.

Ir dar šiek tiek...

Supermilžinas VY Canis Majoris yra už 5000 šviesmečių. 2005 m. buvo nustatyta, kad žvaigždės skersmuo yra maždaug 1800–2100 saulės spindulių, tai yra, 2,5–2,9 milijardo kilometrų skersmens. Jei šis hipergiantas iš Canis Major žvaigždyno bus pastatytas Saulės sistemos centre, tai yra, vietoj Saulės, tada žvaigždė užims visą erdvę iki paties Saturno!

Net ir skrisdami šviesos greičiu, žvaigždę galite apskristi tik per 8 valandas, o viršgarsiniu greičiu, tai yra 4500 km/h, tai užtruks 230 metų.

Įdomu tai, kad su tokiu supergigantišku dydžiu žvaigždė sveria ne tiek daug, tik apie 30-40 saulės masių. Tai rodo, kad tankis žvaigždės viduje yra labai mažas. Jei apskaičiuosite svorį ir dydį, tada tankis bus apie 0,000005, tai yra, vienas kubinis kilometras žvaigždės svers apie 5–10 tonų.

Apie žvaigždę VY Canis Majoris vyksta begalinės diskusijos. Pagal vieną versiją ši žvaigždė yra didelė raudona hipergigantė, pagal kitą – supermilžinė, kurios skersmuo yra 600 kartų didesnis už Saulę, o ne, kaip įprasta, 2000 kartų.

Žvaigždė VY Canis Majoris, kaip parodė tyrimai, yra gana nestabili. Astronomai tyrinėjo žvaigždę naudodami Hablo teleskopą ir prognozavo, kad žvaigždė sprogs per ateinančius 100 tūkstančių metų. Sprogimas sukels gama spinduliuotės pliūpsnį, kuris kelių šviesmečių spinduliu sunaikins visą gyvybę. Ši spinduliuotė mums niekaip negresia, nes hipergigantas yra per toli nuo Žemės.

Spustelėjama 4000 pikselių

Nuotraukoje parodytas vienas iš išsamiausių mūsų Visatos žemėlapių. Kiekvienas jo taškas yra atskira galaktika, tokia pat didžiulė, kaip ir pats mūsų Paukščių Takas. Tamsi zona ant galaktikos pusiaujo yra mūsų pačių vietos artefaktas: dangaus pusiaujo sektoriuje galaktikas galime pamatyti tik siaurame intervale nuo 120° iki 240°, o net ir tada – prastai dėl to, kad galaktikos pusiaujas yra tankiai užpildytas mūsų planetos, Paukščių Tako, žvaigždėmis ir tarpžvaigždinėmis dujomis, kurios sugeria tolimų galaktikų spinduliuotę.

Dėl šios priežasties mūsų galaktikos šerdies kryptimi mes visiškai nieko nematome, tačiau priešinga kryptimi, kurią nuo mūsų slepia tik laisva Persėjo ranka, vis tiek galime kažką pamatyti. Tačiau galaktikos šiaurėje ir galaktikos pietuose turime galimybę apžvelgti Visatą milijonus ir milijardus šviesmečių. (

Pagrindiniai šviesos šaltiniai Visatoje yra žvaigždės. Be to, pagrindinė gyvybės Žemėje energijos gamykla yra arčiausiai mūsų esanti žvaigždė – Saulė. Daugelis iš mūsų žino, kokia nereikšminga mūsų mėlynoji planeta, palyginti su galinga žvaigžde. Tačiau kiekvieną kartą prisiminus šių dviejų dangaus kūnų tūrių santykį, neįmanoma nenustebti. Pagalvokite apie tai, kad Saulė yra daugiau nei milijoną kartų didesnė už Žemę! Šviestuvai yra vieni didžiausių vienfazių objektų erdvėje, bet kaip gali skirtis žvaigždžių dydžiai?

„Odisėja“ – laivas, kuriame tyrinėsime žvaigždes

Žvelgdami į naktinį dangų, kiekvienas iš mūsų galime nustebinti nesuskaičiuojamu šviečiančių taškų skaičiumi. Tarsi ant juodos dangiškos glazūros buvo išsibarstę galybės įvairaus dydžio, šviesumo ir spalvų perlų. Naktį žiūrint aukštyn atrodo, kad visos žvaigždės yra vienodo dydžio, žinoma, išskyrus planetas. Sutikime, kad turime kažkokį kompaktišką erdvėlaivį, kuris atrodo kaip naikintuvas. Jame bus sumontuotas ateities variklis, kuriam veikti užteks įprasto dydžio orlaivių tankų ir duosime jam paprastą pavadinimą – „Odisėja“.

Taigi tai žvaigždė ar ne?

Taigi mūsų Odisėja patenka į dvigubos žvaigždės Gliese 229 orbitą. Ji yra tik 19 šviesmečių nuo Saulės. Mus domina Gliese 229 V, išoriškai mažesnis už Jupiterį objektas. Mes nustatome kompiuterio parametrus, kad jis įeitų į orbitą. Tačiau staiga autopilotas perspėja, kad laivas greitai krenta, o rankiniu būdu įvesti duomenys klaidingi. Kompiuteris greitai sureguliuoja trauką, ne tik šiek tiek, bet ir žymiai. Netrukus paaiškėja, kad Gliese 229 V, nors geometriniais matmenimis mažesnis nei Jupiteris, yra 25 kartus sunkesnis.

Iki šiol diskutuojama, ar tokie keisti objektai kaip rudieji nykštukai turėtų būti priskirti žvaigždžių kategorijai? Šiais laikais jie reiškia vandenilio žvaigždutę, kurios dydis svyruoja nuo 0,012 iki 0,0767 saulės masės. Jie yra panašūs į Jupiterio dydį. Rudųjų nykštukų viduje, kaip ir žvaigždėse, vyksta termobranduoliniai procesai. Tačiau šilumos išsiskyrimas daugiausia vyksta dėl lengvųjų branduolių izotopų, tokių kaip ličio, berilio, boro ir deuterio, sintezės reakcijos. Klasikinės protonų termobranduolinės sintezės indėlis į bendrą šilumos išsiskyrimą yra nedidelis. Manoma, kad rudieji nykštukai sudaro daugumą kosmose esančių žvaigždžių. Kai kurie astronomai mano, kad didelė tamsiosios medžiagos dalis gali būti iš rudųjų nykštukų. Na, skrendam toliau!

Iš mažųjų

Paukščių tako žvaigždžių dydžiai

Paklauskime savęs, kokie yra mažiausių šios klasės kosminių objektų narių matmenys? Įsakome borto kompiuteriui skristi iki artimiausios neutroninės žvaigždės. Hyperleap ir voila, artėjame prie mažytės žvaigždės keistu pavadinimu – RX J1856.5-3754.

RX J1856.5-3754 rentgeno vaizdas iš Chandra teleskopo

„Odisėja“ tvyro aukštai virš trupinio paviršiaus, kurio skersmuo siekia vos 10-20 kilometrų, tačiau mūsų varikliai pašėlusiai didina greitį, o informacija iš ekranų byloja, kad esame Saulės orbitoje! Ir čia mūsų laukia pirmoji staigmena! Mažiausių žvaigždžių šeimos atstovų skersmuo yra apie 15 kilometrų. Tačiau jų masė viršija Saulės masę. Įsivaizduokite, kokio tankio būtų neutroninė žvaigždė. Atlikus elementarius matematinius skaičiavimus paaiškėja, kad ten esančios medžiagos pakuotės kompaktiškumas viršija atomo branduolio.

Neutroninės žvaigždės

Sukaupiame drąsą ir leidžiamės žemyn, kad geriau pažiūrėtume į žvaigždę, bet salone pradeda skambėti pavojaus signalas, įspėjantis apie milžinišką magnetinį lauką.

Bet visa tai žinomi faktai. Tačiau yra dar viena egzotiška neutroninių žvaigždžių savybė. Ir tai pirmiausia siejama su reliatyvistiniais efektais, kurių esmė ta, kad pažvelgę ​​į neutroninę žvaigždę bet kokiu kampu (viršuje, apačioje ar statmenai sukimosi ašiai), pamatysite daugiau nei 50% viso paviršiaus ploto. ! Sunku apsukti galvą. Jei šis poveikis būtų perkeltas į mūsų planetą, tuomet galėtumėte pamatyti, kas yra už horizonto. Kituose straipsniuose tikrai grįšime prie šio ir prie daugelio kitų nuostabių reiškinių. Ir norėdami juos geriau suprasti, atsižvelkime į juos. Neutroninės žvaigždės yra kažkada gyvų žvaigždžių „skeletai“, kurios neturi energijos šaltinio. Jie panašesni į milžiniškas baterijas, kurios negrįžtamai praranda energiją. Gerai, laikas pažvelgti į kitą pseudžvaigždžių klasę.

Odisėja skrieja į orbitą aplink Van Maaneno žvaigždę – artimiausią baltąją nykštukinę žvaigždę, esančią 14,1 šviesmečio nuo Saulės. Slegiantis vaizdas. Matome savotišką „lavoną“ – išsivysčiusios žvaigždės liekanas. Baltųjų nykštukų dydžiai neviršija vienos šimtosios Saulės dydžio, o jų masė yra panaši į ją. Baltoji nykštukė yra blanki mirusios žvaigždės šerdis, kuri šviečia tik dėl savo plazmos medžiagos atšalimo. Tarp baltųjų nykštukų ir mūsų Saulės yra viena didžiausių žvaigždžių klasių pagal skaičių – raudonosios nykštukės. Komanda kompiuteriui ir mes akimirksniu atsiduriame Kentauro Proksimos orbitoje.

Maža raudona žvaigždė, prislėgtai švytinti beribėje erdvėje. Tokių žvaigždžių dydis ir masė neviršija tik trečdalio, o jų šviesumas tūkstančius kartų mažesnis nei Saulės.

Daugelio astronomų teigimu, raudonosios nykštukės sudaro didžiausią „tikrųjų“ žvaigždžių klasę Visatoje. Faktas yra tas, kad visos aukščiau išvardytos žvaigždės iš tikrųjų nėra jos. Tik raudonosiose nykštukėse vyksta klasikinės protonų termobranduolinės reakcijos, leidžiančios joms egzistuoti šimtus milijardų metų.

Ši nepastebima žvaigždė labai tikėtina, kad išgyvens Saulę, ir jei žmonija nori rasti kosmose žvaigždę, kuri galėtų mus priglausti po gimtosios žvaigždės mirties, tada jai toli eiti nereikės. Žinoma, pagal kosmoso standartus.

Nuo saulės iki raudonųjų supergiantų

Pažvelkime į geltonuosius nykštukus. Taip, taip, mūsų Saulė yra geltona nykštukė! Tiksliau, jo spektrinė klasė yra G2V. Tokio tipo žvaigždžių Visatoje nėra labai daug. Tokios rūšies žvaigždžių masė yra 0,8–1,2 saulės masės. Po to, kai tokios žvaigždės kaip mūsų žvaigždė išnaudoja savo vandenilio kurą, jų dydis padidėja ir jos tampa raudonais submilžinais ir milžinais. Įdomaus mažai ir reikalaujame, kad „Odisėja“ tęstų pokylį.

Betelgeuse

Atsidūrėme orbitoje aplink Betelgeuse, esančią 500 šviesmečių nuo namų, 19 astronominių vienetų atstumu nuo žvaigždės centro. Prieš akis iškyla nenusakomas vaizdas. Būdami taip toli nuo šios žvaigždės šerdies, kaip Uranas yra nuo Saulės šerdies, matome, kad raudonas žvaigždės diskas yra beveik šimtus kartų didesnis už Saulės dydį, o jo spalva yra raudona. Miršta žvaigždė. Jei žvaigždžių amžių išverstume į žmogaus gyvenimą, Saulei būtų kiek daugiau nei keturiasdešimt metų. Betelgeuse jau senas žmogus, sulaukęs savo gyvenimo pabaigos. Mus nuvilia užburiantis vaizdas, kompiuteris perspėja, kad skubiai reikia palikti žvaigždės ribas, nes, remiantis spektriniais stebėjimais, labai greitai žvaigždė nušvis ryškiau, o tai gali pakenkti mūsų mažam laivui. Raudonieji milžinai yra nestabilūs ir jų emisija gali labai skirtis.

Alnitak

Bet jei tokie raudoni „riebūs vyrai“ jau yra pagyvenusios žvaigždės, tai mėlynieji milžinai ir supergigantai yra labai jaunos žvaigždės. Laivas patenka į Alnitak – mėlynojo milžino Oriono žvaigždyne, pakibusio juodojoje erdvėje už 800 šviesmečių nuo Žemės, orbitą. Kompiuteris perspėja, kad į šią žvaigždę galime žiūrėti tik per vaizdo kamerą su specialiais filtrais, nes jos šviesumas yra 35 tūkstančius kartų didesnis nei Saulės! Tiesą sakant, mėlynieji milžinai yra tokie karšti, kad net neturi laiko gyventi pagal žvaigždžių standartus. Jei geltonieji nykštukai gyvena iki 10 milijardų metų, o raudonieji nykštukai teoriškai gali išgyventi iki 100, tai mėlynieji milžinai ir supergigantai tiesiogine prasme perdega akies mirksniu. Koks yra 10–50 milijonų metų žvaigždės gyvenimas? Nepaisant grėsmingo pavadinimo, jų dydžiai yra daugiau nei kuklūs. Iš viso ne daugiau kaip 25 saulės spinduliai. Alnitako spindulys yra 18 kartų didesnis už Saulės, kaip ir jos masė.

Antares

Begalinės erdvės platybėse yra tikrų mastodonų supergigantų pavidalu. Kuklioji Odisėja nukelia mus į aukštą Antares, ryškiausios Skorpiono žvaigždyno žvaigždės, orbitą, nutolusią 600 šviesmečių nuo Saulės. Norėdami geriau pažvelgti į tai, prašome kompiuterio nutolti 1,4 astronominio vieneto atstumu nuo šerdies, taip sakant, su atsarga. Tačiau sistema protestuoja, patikindama mus, kad atsidursime žemiau žvaigždės paviršiaus. Kaip taip? Būsime Marso orbitos iš Antares branduolio ekvivalento lygyje. Tačiau pasirodo, kad raudonųjų supergigantų spindulys kartais yra 800 kartų didesnis nei Saulės. Tačiau Antareso masė yra tik 12,4 karto didesnė už Saulės, o jos dujos yra labai retos.

UY skydas

Prieš baigdami savo ekskursiją, prašome, kad Odisėja būtų nuvežta į didžiausią šiuo metu žinomą žvaigždę. Ir mes patenkame į UY Scuti orbitą tokiu pačiu atstumu nuo branduolio, kuriame Saturnas yra nuo Saulės. Tačiau beveik visą mūsų regėjimo lauką užtemdo raudonas milžiniškas žvaigždės diskas, kurio spindulys yra 1700 kartų didesnis už Saulę, bet tik 40 kartų sunkesnis. Jei šią žvaigždę pastatytume Saulės sistemos centre, ji sugertų visas planetas iki Jupiterio. Jei suspaudžiate Žemę iki centimetro dydžio, tada UY Scuti toje pačioje skalėje buvo beveik 2 kilometrai!

Koks rezultatas?

Apibendrinant, svarbu pažymėti, kad žvaigždžių masė ir geometriniai matmenys gali labai skirtis. Kai kurie turi neįsivaizduojamą tankį, o kiti, priešingai, yra labai išsikrovę. Žvaigždės labai skiriasi savo šviesumu ir spalva, temperatūra ir gyvenimo trukme. Žvaigždžių dydį įtakoja dviejų jėgų derinys – gravitacijos jėga, kuri bando suspausti žvaigždę, ir viduje įkaistančių dujų slėgis. Šiuo metu žvaigždžių evoliucijos teorija toli gražu nėra tobula.

Astrofizikai negali aiškiai atsakyti į banalų klausimą: „Kokio dydžio ir masyvi gali būti žvaigždė?

Žinoma, yra esminių apribojimų, kurie neleidžia, pavyzdžiui, egzistuoti galaktikos dydžio žvaigždei. Žvaigždės, kurių masė yra nuo 8 iki 150 saulės, greitai gyvena dėl to, kad jų gelmėse temperatūra yra milžiniška, o termobranduolinės reakcijos vyksta greitai. Visai neseniai buvo manoma, kad žvaigždės masės riba yra 150 Saulės masių. Tačiau naujausi kosminiai tyrimai parodė, kad 300 Saulės masių žvaigždutei gali būti ne riba! Tokiose žvaigždėse, be žaibiškos termobranduolinės sintezės reakcijų, atsiranda papildomų svyravimų dėl dalelių ir antidalelių porų sąveikos. Tokie supergigantai gali sprogti dar prieš įvykstant klasikinei žlugimui, tiesiog išgyvendami susinaikinimo procesą. Bet kol kas visa tai yra teorija.

Daug kas liko už šios istorijos ribų. Bet viskam savas laikas. O mes, nustebinti tokio įvairaus dydžio žvaigždžių, pavargę ir patenkinti, duodame komandą Odisėjai grįžti į mažytę, bet tokią brangią Žemę.

Mokslas

Žinoma, vandenynai yra didžiuliai, o kalnai – neįtikėtinai aukšti. Be to, 7 milijardai žmonių, kurie vadina Žemę namais, taip pat yra neįtikėtinai didelis skaičius. Tačiau gyvenant šiame pasaulyje, kurio skersmuo yra 12 742 kilometrai, lengva pamiršti, kad tai iš esmės yra smulkmena tokiam dalykui kaip kosmosas. Kai žiūrime į naktinį dangų, suprantame, kad esame tik smėlio grūdelis didžiulėje, begalinėje Visatoje. Kviečiame sužinoti apie didžiausius kosmoso objektus, kai kurių dydį mums sunku įsivaizduoti.

1) Jupiteris

Didžiausia Saulės sistemos planeta (142 984 km skersmens)

Jupiteris yra didžiausia planeta mūsų žvaigždžių sistemoje. Senovės astronomai šią planetą pavadino Romos dievų tėvo Jupiterio garbei. Jupiteris yra penktoji planeta nuo Saulės. Planetos atmosferą sudaro 84 procentai vandenilio ir 15 procentų helio. Visa kita yra acetilenas, amoniakas, etanas, metanas, fosfinas ir vandens garai.

Jupiterio masė yra 318 kartų didesnė už Žemės masę, o jo skersmuo yra 11 kartų didesnis. Šio milžino masė sudaro 70 procentų visų Saulės sistemos planetų masės. Jupiterio tūris yra pakankamai didelis, kad tilptų 1300 į Žemę panašių planetų. Jupiteris turi 63 žinomus palydovus, tačiau dauguma jų yra neįtikėtinai maži ir neryškūs.

2) saulė

Didžiausias objektas Saulės sistemoje (1 391 980 kilometrų skersmens)

Mūsų Saulė yra geltona nykštukė, didžiausias objektas žvaigždžių sistemoje, kurioje mes egzistuojame. Saulėje yra 99,8 procentai visos šios sistemos masės, o Jupiteriui tenka didžioji dalis likusios. Saulė šiuo metu susideda iš 70 procentų vandenilio ir 28 procentų helio, o likusios medžiagos sudaro tik 2 procentus jos masės.

Laikui bėgant vandenilis Saulės šerdyje virsta heliu. Sąlygos Saulės šerdyje, kuri sudaro 25 procentus jos skersmens, yra ekstremalios. Temperatūra yra 15,6 milijono kelvinų, o slėgis - 250 milijardų atmosferų. Saulės energija gaunama per branduolių sintezės reakcijas. Kas sekundę maždaug 700 000 000 tonų vandenilio gama spindulių pavidalu paverčiama 695 000 000 tonų helio ir 5 000 000 tonų energijos.

3) Mūsų saulės sistema

15*10 12 kilometrų skersmens

Mūsų saulės sistemoje yra tik viena žvaigždė, kuri yra pagrindinis objektas, ir devynios pagrindinės planetos: Merkurijus, Venera, Žemė, Marsas, Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptūnas ir Plutonas, taip pat daugybė mėnulių, milijonai uolėtų asteroidų ir milijardai ledinės kometos.

4) Žvaigždė VY Canis Majoris

Didžiausia žvaigždė Visatoje (3 milijardai kilometrų skersmens)

VY Canis Majoris yra didžiausia žinoma žvaigždė ir viena ryškiausių žvaigždžių danguje. Tai raudonasis hipergiantas, esantis Canis Major žvaigždyne. Šios žvaigždės spindulys yra maždaug 1800–2200 kartų didesnis už mūsų Saulės spindulį, jos skersmuo yra maždaug 3 milijardai kilometrų.

Jei ši žvaigždė būtų patalpinta mūsų saulės sistemoje, ji blokuotų Saturno orbitą. Kai kurie astronomai mano, kad VY iš tikrųjų yra mažesnis – apie 600 kartų didesnis už Saulę – ir todėl pasiektų tik Marso orbitą.

5) Didžiuliai vandens telkiniai

Astronomai atrado didžiausius ir masyviausius vandens rezervus, kada nors rastus Visatoje. Milžiniškame debesyje, kurio amžius yra apie 12 milijardų metų, vandens yra 140 trilijonų kartų daugiau nei visuose Žemės vandenynuose kartu paėmus.

Dujinio vandens debesis supa supermasyvią juodąją skylę, esančią 12 milijardų šviesmečių nuo Žemės. Šis atradimas rodo, kad vanduo dominuoja visatoje beveik visą jos egzistavimą, sakė mokslininkai.

6) Itin didelės ir masyvios juodosios skylės

21 milijardas saulės masių

Supermasyvios juodosios skylės yra didžiausios galaktikos juodosios skylės, kurių masė siekia šimtus ar net tūkstančius milijonų saulės masių. Manoma, kad daugumos, o gal ir visų galaktikų, įskaitant Paukščių Taką, centruose yra supermasyvių juodųjų skylių.

Viena iš tokių pabaisų, kurios masė 21 milijoną kartų didesnė už Saulės masę, yra kiaušinio formos žvaigždžių piltuvas galaktikoje NGC 4889 – ryškiausia galaktika besidriekiančioje tūkstančių galaktikų debesyje. Skylė yra maždaug už 336 milijonų šviesmečių Coma Berenices žvaigždyne. Ši juodoji skylė yra tokia didžiulė, kad jos skersmuo yra 12 kartų didesnis nei mūsų Saulės sistemos.

7) Paukščių Takas

100-120 tūkstančių šviesmečių skersmens

Paukščių Takas yra tvirta spiralinė galaktika, kurioje yra 200–400 milijardų žvaigždžių. Kiekviena iš šių žvaigždžių aplink ją skrieja daug planetų.

Kai kuriais skaičiavimais, 10 milijardų planetų yra gyvenamojoje zonoje, besisukančių aplink savo pirmines žvaigždes, tai yra zonose, kuriose yra visos sąlygos gyvybei, panašiai į Žemę, atsirasti.

8) El Gordo

Didžiausias galaktikų spiečius (2*1015 saulės masių)

El Gordo yra daugiau nei 7 milijardai šviesmečių nuo Žemės, todėl tai, ką matome šiandien, yra tik ankstyvosios stadijos. Pasak mokslininkų, tyrinėjusių šį galaktikų spiečius, jis yra didžiausias, karščiausias ir skleidžia daugiau spinduliuotės nei bet kuris kitas žinomas spiečius, esantis tokiu pat atstumu ar toliau.

Centrinė galaktika El Gordo centre yra neįtikėtinai ryški ir turi neįprastą mėlyną švytėjimą. Tyrimo autoriai teigia, kad ši ekstremali galaktika yra dviejų galaktikų susidūrimo ir susiliejimo rezultatas.

Naudodami Spitzerio kosminį teleskopą ir optinius vaizdus, ​​mokslininkai apskaičiavo, kad 1 procentą visos spiečiaus masės sudaro žvaigždės, o likusią dalį sudaro karštos dujos, užpildančios erdvę tarp žvaigždžių. Šis žvaigždžių ir dujų santykis yra panašus į kitų masyvių spiečių.

9) Mūsų visata

Dydis – 156 milijardai šviesmečių

Žinoma, niekas niekada negalėjo įvardyti tikslių Visatos matmenų, tačiau, remiantis kai kuriais skaičiavimais, jos skersmuo yra 1,5 * 10 24 kilometrai. Mums apskritai sunku įsivaizduoti, kad kažkur yra pabaiga, nes Visata apima neįtikėtinai milžiniškus objektus:

Žemės skersmuo: 1,27*10 4 km

Saulės skersmuo: 1,39*10 6 km

Saulės sistema: 2,99*10 10 km arba 0,0032 šviesos. l.

Atstumas nuo Saulės iki artimiausios žvaigždės: 4,5 sv. l.

Paukščių takas: 1,51*10 18 km arba 160 000 šviesų. l.

Vietinė galaktikų grupė: 3,1 * 10 19 km arba 6,5 ​​milijono šviesmečių. l.

Vietinis superspiečius: 1,2*10 21 km arba 130 mln. šviesos. l.

10) Multiverse

Galite pabandyti įsivaizduoti ne vieną, o daugybę tuo pačiu metu egzistuojančių Visatų. Daugiavisa (arba daugialypė visata) yra įmanomas daugelio galimų visatų, įskaitant mūsų pačių, rinkinys, kuris kartu apima viską, kas egzistuoja arba gali egzistuoti: erdvės, laiko, materialios materijos ir energijos vientisumą, taip pat fizikinius dėsnius ir konstantas. kad visa tai apibūdintų.

Tačiau, be mūsų, kitų Visatų egzistavimas neįrodytas, todėl labai tikėtina, kad mūsų Visata yra vienintelė.