Milyen messze vannak a csillagok a Földtől. Milyen messze kell lenni a Földtől, hogy ne érezze a gravitációját? Hogyan történt a felfedezés?
Amikor távoli csillagokra gondolunk, általában tíz, száz vagy több ezer fényévnyi távolságra gondolunk. Mindezek a világítótestek a mi galaxisunkhoz – a Tejúthoz – tartoznak. A modern teleszkópok képesek a közeli galaxisok csillagainak feloldására – a távolságuk elérheti a több tízmillió fényévet. De meddig mennek el a megfigyelési technológia lehetőségei, különösen, ha a természet segíti? Az Ikarusz – a világegyetem eddig ismert legtávolabbi csillagának – nemrégiben történt meghökkentő felfedezése rendkívül távoli kozmikus jelenségek megfigyelésének lehetőségét jelzi.
Segítség a természettől
Létezik egy jelenség, aminek köszönhetően az Univerzum legtávolabbi objektumainak megfigyelése elérhetővé válik a csillagászok számára. Az általános relativitáselmélet egyik következményének nevezik, és a gravitációs térben a fénysugár eltérülésével függ össze.
A lencsehatás az, hogy ha a látóvonalon a megfigyelő és a fényforrás között bármilyen masszív tárgy helyezkedik el, akkor annak gravitációs mezejében elhajolva a forrás torz vagy többszörös képe keletkezik. Szigorúan véve a sugarak bármely test gravitációs mezejében eltérülnek, de a legszembetűnőbb hatás természetesen az Univerzum legmasszívabb képződményei - galaxishalmazok.
Azokban az esetekben, amikor egy kis kozmikus test, például egyetlen csillag lencseként működik, szinte lehetetlen észlelni a forrás vizuális torzulását, de a fényereje jelentősen megnőhet. Ezt az eseményt mikrolencsésnek nevezik. A Földtől legtávolabbi csillag felfedezésének történetében mindkét típusú gravitációs lencse szerepet játszott.
Hogyan történt a felfedezés?
Ikarosz felfedezését egy szerencsétlenség segítette elő. A csillagászok megfigyelték az egyik távoli MACS J1149.5 + 2223-at, amely körülbelül ötmilliárd fényévnyire található. Érdekes, mint gravitációs lencse, amelynek speciális konfigurációja miatt a fénysugarak különböző módon hajlanak, és végül különböző távolságokat tesznek meg a megfigyelőhöz. Ennek következtében a fényforrás lencse alakú képének egyes elemeit késleltetni kell.
2015-ben egy nagyon távoli galaxisban várták a csillagászok az e hatás keretében megjósolt REFsdal újraszupernóvát, amelyből a fény 9,34 milliárd év alatt éri el a Földet. A várt esemény valóban megtörtént. A Hubble-teleszkóp 2016-2017-es felvételein azonban a szupernóván kívül még valami nem kevésbé érdekes, mégpedig egy ugyanahhoz a távoli galaxishoz tartozó csillag képét találták. A fényesség természete alapján megállapították, hogy ez nem szupernóva, nem gamma-kitörés, hanem egy közönséges csillag.
Egyetlen csillag ilyen hatalmas távolságból való látása a galaxisban végbement mikrolencsés eseménynek köszönhetően vált lehetővé. Véletlenszerűen egy objektum haladt el a csillag előtt - nagy valószínűséggel egy másik csillag -, amelynek tömege a Naphoz hasonló. Ő maga természetesen láthatatlan maradt, de gravitációs tere növelte a fényforrás ragyogását. A MACS J1149.5 + 2223 klaszter lencsés hatásával kombinálva ez a jelenség 2000-szeresére növelte a legtávolabbi látható csillag fényességét!
Egy Icarus nevű sztár
Az újonnan felfedezett világítótest a MACS J1149.5 + 2223 LS1 (Lensed Star 1) hivatalos nevet, a saját nevét pedig Icarus néven kapta. Az eddigi rekorder, aki a megfigyelhető legtávolabbi csillag büszke címét viselte, százszor közelebb van.
Az Icarus rendkívül fényes és forró. Ez egy B spektrális osztályú kék szuperóriás. A csillagászok meg tudták határozni a csillag főbb jellemzőit, például:
- tömeg - legalább 33 naptömeg;
- fényerő - körülbelül 850 000-szer meghaladja a napfényt;
- hőmérséklet - 11-14 ezer kelvin;
- fémesség (a kémiai elemek tartalma nehezebb, mint a hélium) - körülbelül 0,006 nap.
A legtávolabbi csillag sorsa
A mikrolencsés esemény, amely lehetővé tette az Ikarusz megtekintését, mint már tudjuk, 9,34 milliárd évvel ezelőtt történt. Az univerzum ekkor még csak körülbelül 4,4 milliárd éves volt. Ennek a csillagnak a pillanatképe az ókori korszak egyfajta kisméretű képkockája.
Azalatt az idő alatt, ameddig a több mint 9 milliárd évvel ezelőtt kibocsátott fény lefedte a Föld távolságát, az univerzum kozmológiai tágulása 14,4 milliárd fényév távolságra taszította a galaxist, amelyben a legtávolabbi csillag élt.
Maga Ikarusz a csillagok evolúciójáról szóló modern elképzelések szerint már régóta nem létezik, mert minél nagyobb tömegű egy csillag, annál rövidebbnek kell lennie az élettartamának. Lehetséges, hogy az Ikarusz anyagának egy része új világítótestek és valószínűleg bolygóik építőanyagaként szolgált.
Látjuk-e még őt
Annak ellenére, hogy a mikrolencse véletlenszerű aktusa nagyon rövid távú esemény, a tudósoknak esélyük van újra látni az Ikaruszt, méghozzá nagyobb fényerővel, mivel a MACS J1149.5 + 2223 nagyméretű lencsehalmazban sok csillagnak a közelében kell lennie. látótávolság Ikarosz - Föld, és keresztezheti ezt a sugárnyalábot bármelyikük lehet. Természetesen más távoli csillagokat is lehet ugyanígy látni.
Vagy talán egy nap a csillagászoknak lesz szerencséjük egy grandiózus robbanást rögzíteni – egy szupernóva-robbanást, amely a legtávolabbi csillag által vetett véget életének.
Sok csillag sokkal nagyobb, mint a Nap
Fénysugarak a csillagokból
Űrhajósok a pályán
Lefekvés előtt nagyon szeretem nézegetni a csillagos égbolt szépségét. Úgy tűnik, hogy fent van az örök béke és csend birodalma. Csak nyújtsd ki a kezed, és a csillag a zsebedben van. Őseink azt hitték, hogy a csillagok befolyásolhatják sorsunkat és jövőnket. De nem mindenki fog válaszolni arra a kérdésre, hogy mi is ő. Próbáljuk meg kitalálni.
A csillagok a galaxisok fő "populációja". Például több mint 200 milliárd közülük csak a mi galaxisunkban ragyog. Minden csillag egy hatalmas, izzó gázgömb, akár a mi Napunk. A csillag azért ragyog, mert óriási mennyiségű energiát bocsát ki. Ezt az energiát nagyon magas hőmérsékleten végbemenő nukleáris reakciók állítják elő.
Sok csillag sokkal nagyobb, mint a Nap. Földünk pedig egy porszem a Naphoz képest! Képzeld el, hogy a Nap egy futballlabda, és a Föld bolygónk hozzá képest kicsi, akár egy gombostűfej! Miért látjuk olyan kicsinek a napot? Egyszerű – mert nagyon messze van tőlünk. És a csillagok nagyon kicsinek tűnnek, mert azok
sokkal-sokkal tovább. Például egy fénysugár repül a leggyorsabban a világon. Körül tud repülni az egész Földön, mielőtt még egy szem pislogni is jutna. Tehát a Nap olyan messze van, hogy sugara 8 percig repül hozzánk. És a legközelebbi csillagok sugarai 4 évig szállnak hozzánk! A legtávolabbi csillagok fénye évmilliókig repül a Földre! Most kiderül, milyen messze vannak tőlünk a csillagok.
De ha a csillagok napok, akkor miért ragyognak olyan halványan? Minél távolabb van a csillag, annál szélesebbre térnek el sugarai, és a fény szétszóródik az égbolton. És ezeknek a sugaraknak csak egy kis része ér el minket.
Bár a csillagok szétszórva vannak az égen, csak éjszaka látjuk őket, nappal pedig a levegőben szétszórt erős napfény hátterében nem láthatóak. A Föld bolygó felszínén élünk, és mintha a légóceán fenekén lennénk, amely folyamatosan izgatott és forrong, megtörve a csillagok fénysugarait. Emiatt nekünk úgy tűnik, hogy pislognak és remegnek. De a pályán keringő űrhajósok a csillagokat színes, villogó pontoknak látják.
Ezeknek az égitesteknek a világa igen változatos. Vannak óriási csillagok és szuperóriások. Például az Alfa csillag átmérője 200 000-szer nagyobb, mint a Nap átmérője. Ennek a csillagnak a fénye 1200 év alatt teszi meg a Föld távolságát. Ha az óriás Egyenlítőjét körbe lehetne repülni repülővel, az 80 ezer évbe telne. Vannak törpecsillagok is, amelyek mérete jelentősen kisebb, mint a Nap, sőt a Föld. Az ilyen csillagok anyagát rendkívüli sűrűsége jellemzi. Így a Kuiper „fehér törpe” anyagának egy literje körülbelül 36 ezer tonnát nyom. Egy ilyen anyagból készült gyufa körülbelül 6 tonnát nyomna.
Nézz a csillagokra. És látni fogja, hogy nem mindegyik egyforma színű. A csillagok színe a felszínük hőmérsékletétől függ - több ezertől több tízezer fokig. A vörös csillagokat "hidegnek" tekintik. A hőmérsékletük "csak" 3-4 ezer fok körül mozog. A sárgászöld színű Nap felszínének hőmérséklete eléri a 6 ezer fokot. A fehér és kékes csillagok a legmelegebbek, hőmérsékletük meghaladja a 10-12 ezer fokot.
Ez érdekes:
Néha lehet nézni a csillagok hullását az égről. Azt mondják, ha hullócsillagot látunk, kívánnunk kell, és az biztosan valóra válik. De amit hullócsillagnak tekintünk, az csak a világűrből repülő kis kövek. Felrepülve a bolygónkra, egy ilyen kő összeütközik egy léghéjjal, és ugyanakkor annyira felforrósodik, hogy csillagként kezd világítani. Hamarosan a "csillag", mielőtt elérné a Földet, kiég és kialszik. Ezeket az "űrlényeket" meteoroknak nevezik. Ha egy meteordarab eléri a felszínt, azt meteoritnak nevezzük.
Az év egyes napjain a szokásosnál sokkal gyakrabban jelennek meg meteorok az égen. Ezt a jelenséget meteorzápornak hívják, vagy úgy mondják, hogy "csillag eső".
És más bolygók. Az égre nézve meg tudták állapítani, hogy az égen áthaladó Hold eltakarja egyik vagy másik csillagot, de maguk a csillagok soha nem állnak elöl. Néha a bolygók eltakarják a csillagokat. Ez arra utal, hogy a csillagok távolabb helyezkednek el, mint a bolygók.
De hogyan tovább? már ekkor felhívta a figyelmet arra, hogy a csillagok nagyon messze vannak a Földtől, ezért nem tudjuk észrevenni a csillagok helyzetének elmozdulását. De ezek szükségszerűen a Föld és a csillagok világűrben való mozgásának köszönhetők.
A csillagászoknak körülbelül három évszázad után nem sikerült a csillagok ilyen mozgását látni. Bár ebben az időszakban nagy előrelépés történt az égbolt megfigyelésére szolgáló műszerek feltalálásában, valamint a megfigyelések pontosságában. A 18. század közepén. híres tudósok, Bradley (Angliában) és Lambert (Németországban) azt találták, hogy a hozzánk legközelebb eső csillagok távolsága sokszor nagyobb, mint a Földtől való távolság. De nem sikerült megtudniuk a csillagok pontos távolságát.
A tudomány történetében először V. Ya. Struve mért. Sokszor megmérte Vega helyzetét, és arra a következtetésre jutott, hogy Vega hat hónap alatt körülbelül 1/4 ívmásodperces szöggel elmozdult. A Vegától ilyen kis szögben a Föld pályájának átmérőjét kell látni - vagyis a Föld és a Nap közötti távolság kétszeresét, és ennek a távolságnak magának 1/8 ívmásodpercnek kell lennie.
Ismeretes, hogy egy kört 360 fokban 60 ívpercenként osztanak fel minden fokban, percenként 60 másodperccel. Ez azt jelenti, hogy 1 296 000 ívmásodperc van a körben.
Ha a Föld Vegától mért pályájának sugara körülbelül 1/8 másodperces szöget zár be, vagy körülbelül 1/10000000 kört (ezt a szöget a csillagászok a csillag parallaxisának nevezik), akkor a csillag távolsága majdnem 250 billió kilométer.
Természetesen kényelmetlen az ilyen számok használata. A csillagászok általában nagyobb hosszegységeket használnak ilyen esetekben. Például fényév... Ez annak a távolságnak a rövid megjelölése, amelyet egy fénysugár egy földi évnek megfelelő periódusban körülbelül 300 000 km/s sebességgel tesz meg. Egy fényév körülbelül 9,5 billió kilométer. Röviden a következőképpen írható fel: 9,5 x 10 km 12. hatványáig.
A csillagászok egy másik rendszert is használnak a csillagok távolságának mérésére. Ha a kör 1 296 000 ívmásodpercet tartalmaz, akkor a radián 206 265 ívmásodperc (57 °, 3). Ha a Föld pályájának sugara valamely égitestről egy kör 1 másodperces szögében látható lenne, akkor ez azt jelezné, hogy egy ilyen test távolsága 206 265-ször nagyobb, mint a Föld keringési sugara, és egyenlő körülbelül 31 billió km-re vagy 374 fényévre. Ezt az értéket parallaxis-másodpercnek, ill parsec.
A Vega 8 parszeknyire, azaz 26,5 fényévnyire található tőlünk. Ilyen távolságra a TU-154-es repülőgépnek negyvenmillió évre lenne szüksége.
A Vega valóban az egyik hozzánk viszonylag közel álló sztár, de nem a legközelebb. A legfényesebb csillagok közül a legközelebb hozzánk a Kentaur csillagkép alfacsillagja áll, amely nem látható Oroszország területéről. A déli országokban látható. A fény belőle 4,3 évig jár hozzánk.
A mai napig sok ezer csillag távolságát állapították meg így.
De a csillagászok által a csillagparallaxisok mérése során elért pontosság mellett ez a módszer csak a viszonylag közeli csillagok távolságának meghatározására alkalmazható. A tőlünk több száz, ezer és tízezer fényévnyire lévő távoli csillagok számára ez nem megfelelő: a szögek olyan elhanyagolhatóak (másodperc századok és ezredrészek), hogy nem is mérhetők. A csillagászok más megbízható módszereket is találtak a távolabbi csillagok távolságának mérésére. Ennek eredményeként ma már akár több tízezer egyedi csillag pontos távolsága is ismert, és még nagyobb számú csillag távolsága hozzávetőlegesen megbecsülhető.
Ha a csillagok elképzelhetetlenül nagy távolságból láthatók, akkor óriási fényerővel (fényerővel) kell rendelkezniük. A csillagok olyan napok, amelyek nagyon távol vannak tőlünk. Némelyikük sokkal több fényt bocsát ki, mint a mi hatalmas
2015 májusában a Hubble-teleszkóp a legtávolabbi, tehát az eddig ismert legrégebbi galaxis kitörését rögzítette. A sugárzásnak 13,1 milliárd fényévre volt szüksége ahhoz, hogy elérje a Földet, és a berendezésünk észlelje. A tudósok szerint a galaxis körülbelül 690 millió évvel az Ősrobbanás után született.
Azt gondolhatnánk, hogy ha az EGS-zs8-1 galaxis fénye (nevezetesen a tudósok egy ilyen elegáns elnevezése) 13,1 milliárd évig repülne hozzánk, akkor a távolság egyenlő lenne a fény távolságával. utazni ebben a 13 1 milliárd évben.
Galaxy EGS-zs8-1 – a legtávolabbi az összes eddig felfedezett közül De nem szabad megfeledkeznünk világunk felépítésének néhány sajátosságáról, amelyek nagyban befolyásolják a távolság kiszámítását. Az a tény, hogy az univerzum tágul, és ezt gyorsulással teszi. Kiderült, hogy míg a fény 13,1 milliárd évvel a bolygónk előtt volt, az űr egyre jobban tágul, és a galaxis egyre gyorsabban távolodott tőlünk. Az alábbi ábra egy szemléltető folyamatot mutat be.
A tér tágulását tekintve a legtávolabbi EGS-zs8-1 galaxis jelenleg mintegy 30,1 milliárd fényévnyire található tőlünk, ami rekordnak számít az összes többi hasonló objektum között. Érdekes, hogy egy bizonyos pillanatig egyre távolabbi galaxisokat fogunk találni, amelyek fénye még nem érte el bolygónkat. Nyugodtan kijelenthetjük, hogy a jövőben megdől az EGS-zs8-1 galaxisrekord.
Ez érdekes: gyakran van egy tévhit az univerzum méretével kapcsolatban. Szélességét korához viszonyítjuk, ami 13,79 milliárd év. Ez nem veszi figyelembe, hogy az univerzum gyorsulással tágul. Durva becslések szerint a látható univerzum átmérője 93 milliárd fényév. De van az univerzumnak egy láthatatlan része is, amelyet soha nem fogunk látni. Az univerzum méretéről és a láthatatlan galaxisokról a „“ cikkben olvashat bővebben.
Ha hibát talál, válasszon ki egy szövegrészt, és nyomja meg a gombot Ctrl + Enter.
Az Internet végtelen kiterjedésein valahogy a következő képre bukkantam.
Természetesen ez a kis kör a Tejútrendszer közepén lélegzetelállító, és sok mindenről elgondolkodtat, kezdve az élet gyarlóságától és az univerzum határtalan dimenzióiig, de továbbra is felmerül a kérdés: mennyibe kerül mindez megfelelnek a valóságnak?
Sajnos a kép készítői nem jelölték meg a sárga kör sugarát, ezt szemmel értékelni kétséges. Ennek ellenére a @FakeAstropix magassugárzók ugyanazt a kérdést tették fel, mint én, és azt állítják, hogy ez a kép az éjszakai égbolton látható csillagok körülbelül 99%-ára igaz.
Egy másik kérdés, hogy hány csillagot lehet látni az égen optika nélkül? Úgy tartják, hogy a Föld felszínéről szabad szemmel akár 6000 csillag is megfigyelhető. De a valóságban ez a szám sokkal kisebb lesz - egyrészt az északi féltekén fizikailag ennek a mennyiségnek legfeljebb a felét láthatjuk (ugyanez igaz a déli félteke lakóira), másrészt beszélünk. ideális megfigyelési feltételekről, amelyeket a valóságban gyakorlatilag lehetetlen elérni. Ami az égbolt egyetlen fényszennyezése. És ha a legtávolabb látható csillagokról van szó, akkor a legtöbb esetben ideális körülményekre van szükségünk ahhoz, hogy észrevegyük őket.
De mégis, az égbolt kis pislákoló pontjai közül melyek vannak a legtávolabb tőlünk? Íme egy lista, amit eddig össze tudtam állítani (bár biztosan nem lepődnék meg, ha sokat kihagynék, szóval ne légy túl szigorú).
Deneb- a Cygnus csillagkép legfényesebb csillaga és az éjszakai égbolt huszadik legfényesebb csillaga, látszólagos magnitúdója +1,25 (az emberi szem láthatósági határa +6, maximum +6,5 az igazán kiváló látású embereknél ). Ez a kék-fehér szuper-gagint, amely 1500 (utolsó becslés) és 2600 fényévnyire fekszik tőlünk – tehát a Denebből látható fény valahol a Római Köztársaság születése és a 2600 fényévre esik ki. a Nyugatrómai Birodalom.
Deneb tömege körülbelül 200-szorosa csillagunk tömegének, fényessége pedig 50 000-szeresen haladja meg a nap minimumát. Ha Szíriusz helyében lenne, a teliholdnál is fényesebben csillogna az égboltunkon.
P Swan pirossal van kiemelve
Mu Cephei A Herschel-gránátcsillagként is ismert, vörös szuperóriás, és vitathatatlanul a legnagyobb szabad szemmel látható csillag. Fényessége 60 000-100 000-szer haladja meg a Napét, sugara a legújabb becslések szerint 1500-szorosa lehet a Napénak. Mu Cephei 5500-6000 fényévnyire található. A csillag életútja végén jár, és hamarosan szupernóvává változik (csillagászati mércével mérve). Látható nagysága +3,4 és +5 között változik. Úgy tartják, hogy az egyik legvörösebb csillag az északi égbolton.
Plaskett csillaga 6600 fényévre fekszik a Földtől az Unikornis csillagképben, és a Tejútrendszer egyik legnagyobb tömegű kettős csillagrendszere. Az A csillag tömege 50 naptömeg, fényereje pedig 220 000-szerese csillagunkénak. A B csillag körülbelül azonos tömegű, de fényereje kisebb - „csak” 120 000 naperőnél. Az A csillag látszólagos magnitúdója +6,05, ami azt jelenti, hogy elméletileg szabad szemmel is látható.
Rendszer Ez a Kiel 7500-8000 fényévnyire található tőlünk. Két csillagból áll, amelyek közül a fő az élénkkék változó; galaxisunk egyik legnagyobb és leginstabilabb csillaga, tömege körülbelül 150 naptömeg, amelyből 30-at a csillagnak már sikerült ledobnia. A 17. században az Eta Carina a negyedik magnitúdóval rendelkezett, 1730-ra a Carina csillagkép egyik legfényesebbé vált, de 1782-re ismét nagyon elgyengült. Aztán 1820-ban a csillag fényessége hirtelen megnövekedett, és 1843 áprilisában elérte a –0,8-as látszólagos magnitúdót, amely egy ideig a második legfényesebb lett az égbolton a Szíriusz után. Ezt követően az Eta Carinae fénye zuhant, és 1870-re a csillag szabad szemmel láthatatlanná vált.
2007-ben azonban ismét megnőtt a csillag fényessége, elérte a +5 magnitúdót és ismét láthatóvá vált. A csillag jelenlegi fényereje a becslések szerint legalább egymillió napelem, és úgy tűnik, hogy a Tejútrendszer következő szupernóvájának első számú jelöltje. Vannak, akik azt hiszik, hogy már felrobbant.
Összegzésként érdemes megemlíteni, hogy a történelemben voltak olyan esetek, amikor az embereknek lehetőségük volt sokkal távolabbi csillagokat megfigyelni. Például 1987-ben a 160 000 fényévre található Nagy Magellán-felhőben szabad szemmel is látható szupernóva tört ki. Egy másik dolog, hogy a fent felsorolt szuperóriásokkal ellentétben sokkal rövidebb ideig lehetett megfigyelni.
