Из чего состоят звезды
Каждый день, уже миллиарды лет, Солнце встает над горизонтом Земли. Оно в 150 миллионах километрах от нас, но светит так ярко в небе, что невозможно смотреть без риска повредить глаза. На поверхности Солнца температура достигает 5500 градусов — достаточно, чтобы любой зонд истлел задолго до того, как подлетит к поверхности. Короче говоря, Солнце слишком горячее, чтобы держать его в кулаке. Но это не значит, что его нельзя изучать. В нашей галактике больше 100 миллиардов звезд, которые мы также не можем посетить. При этом нам удается искать и находить способы их изучения.
На самом деле, есть несколько хитроумных способов, которые позволили нам начать разгадывать тайны звезд, разбросанных по всему ночному небу, будто они находятся недалеко от нас. Как это возможно?
Начнем с самого света. Возможно, мы не можем безопасно смотреть на Солнце, но научные инструменты — вполне. Как вы знаете, «белый» свет состоит из всех цветов радуги, и мы можем увидеть эти цвета — от темно-красного до фиолетового — если «расщепим» свет призмой.
В 1802 году английский ученый Уильям Хайд Волластон проделал это со светом Солнца и выявил нечто неожиданное: темные линии в спектре. Спустя несколько лет немецкий оптик Йозеф фон Фраунгофер построил специальный инструмент спектрометр для лучшего расщепления света. И увидел еще больше этих любопытных темных линий.
Вскоре ученые поняли, что темные линии проявились там, где цвета пропали из спектра. Они пропали, поскольку элементы в Солнце и вокруг него поглощают эти определенные длины волн света. Темные линии, выходит, указали на присутствие определенных элементов, водорода, натрия и кальция.
Это чрезвычайно умное, красивое и простое открытие мгновенно рассказало нам о ключевых элементах нашей ближайшей звезды. Однако, как говорит Филипп Подсядловский, физик Оксфордского университета, у такого подхода есть свои ограничения. «Он может рассказать лишь о составе поверхности, но не расскажет ничего о составе в центре Солнца», говорит он.
Что же находится внутри Солнца и может ли его содержание объяснить колоссальную энергию нашего светила?
Наше понимание массивного выхода энергии Солнца начало кристаллизоваться в начале 20-го века, когда предположили, что если атомы водорода могут сливаться вместе, они будут создавать совершенно новый элемент — гелий — и высвобождать энергию в этом процессе. Стало очевидно, что Солнце богато водородом и гелием и обязано своим могуществом переходу первого в последний. Однако эту идею еще предстояло подтвердить.
«В 1930-х люди поняли, что Солнце, вероятно, питается энергией синтеза водорода, но пока это оставалось сугубо теорией», объясняет Подсядловский.
И тогда изучение Солнца стало воистину странным. Чтобы лучше понять звезду, которая дарует жизнь нашей планете, нам нужно было уйти в подполье. Нам пришлось расположить наши эксперименты под горами. Так был спроектирован японский детектор Супер-Камиоканде (Super K), между прочим, который выдает на-гора прекрасные результаты.
В 1000 метров ниже поверхности находится странная грязная комната. В ней находится озеро чрезвычайно чистой воды и 13 000 сферических объектов покрывают стены, пол под водой и потолок. И это не фантастическая установка: так устроен Super K, который помогает нам понять принципы работы Солнца.
Раз детектор так глубоко, очевидно, он был построен не для обнаружения света. Вместо этого он ждет особые частицы, которые рождаются в центре нашей звезды и пролетают через вещество, как самолет пролетает сквозь воздух.
Через вас проходят триллионы частиц ежесекундно. Если бы не было специальных детекторов, мы никогда бы не узнали об этом. Но Супер-К может улавливать примерно 40 частиц в день, благодаря обнаружению особого света, который рождается, когда эти частицы — нейтрино — взаимодействуют с бассейном чистой воды.
Созданный свет невероятно слабый, но генерирует своего рода ореол вокруг нейтрино, и это гало могут уловить феноменально чувствительные детекторы света, в изобилии имеющиеся на стенах.
Специальные типы нейтрино, которые определяются с помощью этого метода, являются прямым свидетельством того, что внутри Солнца происходит термоядерный синтез водорода в гелий. У нас нет другого объяснения образованию нейтрино.
«Вы можете уловить лишь небольшую долю нейтрино, но после рассчитать, сколько нейтрино там должно быть, опираясь на действительные данные», говорит Подсядловский.
Что еще более удивительно: эти нейтрино образуются в процессе реакций синтеза в центре Солнца, а уже через восемь минут их подхватывает детектор Супер-К. Изучение нейтрино позволяет наблюдать происходящее глубоко в недрах Солнца практически в режиме реального времени.
Если этого недостаточно, мы можем даже изобразить Солнце с помощью этого метода. Вполне возможно создать снимки интерьера Солнца исключительно из измерений, сделанных в подполье, куда не может проникнуть солнечный свет.
Чтобы лучше понять детали этих реакций синтеза, необходимо также попытаться воссоздать их на Земле. В принципе, это не сложно. 13-летний британский школьник успешно инициировал реакцию синтеза в 2014 году. Но если вы хотите наблюдать за этими реакциями без вмешательства со стороны частиц, со свистом приходящих от самого Солнца, придется снова погрузиться под землю.
Именно этим занимается Мари-Луиза Алиотта, физик-ядерщик из Университета Эдинбурга.
Что особенно сложно в реакциях синтеза, объясняет Алиотта, так это «заставить» два атома согласиться на слияние. Вероятность подобного, несмотря на триллионы атомов, плавающих повсеместно, ничтожно мала.
Но у Солнца есть два преимущества, которые склоняют чашу в пользу синтеза. Оно массивное, поэтому располагает гигантским числом атомов, и у него также мощная гравитация, которая сжимает водород в плазму: газообразный водород находится под таким мощным давлением, что электроны отделяются от протонов в ядре. В такой среде реакция синтеза происходит с удовольствием.
«В звезде типа Солнца вероятность того, что в процессе ядерной реакции будет высвобождено значительное количество энергии, достаточно высока просто потому, что имеется множество протонов, — объясняет Алиотта. — В лаборатории у нас нет такого количества протонов, поэтому гораздо труднее изучать подобные процессы».
Тем не менее Алиотта способна экспериментировать с синтезом в местах вроде Лаборатории подземной ядерной астрофизики (LUNA) в Италии. Эта работа позволяет Алиотте и ее коллегам узнавать больше о том, как происходит синтез — какие продукты при этом рождаются, как взаимодействуют частицы.
Легко складывается впечатление, что Солнце является постоянным элементом, который будет светить с завидным уровнем постоянства веки вечные. Но это не так. На самом деле, у звезд есть циклы и продолжительность жизни, которая зависит от их размеров и точных пропорций элементов внутри них и может быть самой разной.
В последние годы мы смогли узнать больше о том, как меняется Солнце, изучая некоторые из его особенностей. Пятна, например, это темные временные участки, которые появляются на поверхности Солнца время от времени. Зонды имели возможность точно изучить, как много радиации, включая видимый свет, излучает Солнце в течение нескольких лет.
В 1980-х годах ученые, работающие над миссией Solar Maximum Mission, осознали, что в течение 10 лет энергетический выход Солнца уменьшался, а затем снова возрастал. Но что на самом деле удивило их, так это число солнечных пятен, соответствовавших этой активности: чем больше их было, тем больше энергии высвобождало Солнце. Поскольку пятна темнее и холоднее остальной части солнечной поверхности, это было сюрпризом.
«Все оказалось наоборот, — говорит Саймон Фостер из Имперского колледжа в Лондоне. — Было очень странно, что чем больше темных и холодных особенностей, тем Солнце горячее».
В конце концов, ученые обнаружили причину этому. На поверхности Солнца имеются специальные яркие области — факелы — которые совпадают с солнечными пятнами, но отличаются от них, так что заметны и те и те. Именно эти факелы высвобождают лишнюю энергию.
Наряду с пятнами, можно также обнаружить солнечные вспышки — мощные вспышки материи, вырывающейся с поверхности Солнца после наращивания магнитной энергии. Поскольку звезды излучают радиацию по всему электромагнитному спектру, эти вспышки можно обнаружить рентгеновскими детекторами. Но есть и другие способы. Например, прослушивание радиоволн — другой формы электромагнитного излучения.
Огромный радиотелескоп Jodrell Bank в Англии, первый в своем роде, умеет обнаруживать солнечные вспышки, говорит Тим О’Брайен из Университета Манчестера, работающий на телескопе.
Радиотелескопы весьма неплохо выделяют интересные моменты жизни звезды. Когда звезда ведет себя «нормально», не проявляя излишней активности, она не излучает много радиоволн. Но когда рождаются звезды, когда они умирают, появляется очень много радиоволн.
«Мы видим активные события. Видим взрывы звезд, ударные волны, звездные ветры», говорит О’Брайен.
Радиотелескопы также использовались ученым Северной Ирландии Джоселином Беллом Бернеллом для обнаружения пульсаров — особого типа нейтронных звезд.
Нейтронные звезды рождаются после гигантских взрывов сверхновых, когда звезда коллапсирует и становится невероятно плотной. Пульсары представляют собой примеры таких нейтронных звезд, которые излучают пучки электромагнитного излучения с полюсов и могут быть обнаружены радиотелескопами.
Из-за регулярных сигналов, испускаемых каждые несколько миллисекунд, некоторые ученые сначала было подумали, что это такая форма общения разумных видов по всей Вселенной.
Благодаря открытию множества пульсаров, теперь понятно, что регулярный импульс порождается вращением самой звезды.
«Она вращается вокруг вертикальной оси, и этот пучок выходит по диагонали — словно подметая небо, — объясняет О’Брайен. — Если он окажется на линии визирования, вы увидите регулярные вспышки по мере вращения пучка. Как у маяка».
Некоторые звезды обречены стать пульсарами. Но наше Солнце не постигнет такая участь: оно слишком маленькое, чтобы взорваться в реакции сверхновой в конце своей жизни. Какой же будет его судьба через миллиарды лет?
Из наблюдений других звезд вокруг нас в галактике мы знаем, что существует целый ряд возможных развязок. Но учитывая массу нашего Солнца и сравнивая его с похожими звездами, мы решили, что будущее нашего светила достаточно очевидно.
Мы ожидаем, что оно постепенно будет расширяться по мере старения — в ближайшие 5 миллиардов лет — чтобы стать красным гигантом. Излучение будет становиться все слабее по мере расходования водородного топлива. У более «слабого» света будет ниже частота, ниже энергия, и Солнце, следовательно, будет краснеть.
Затем, после серии взрывов, все, что останется, это будет внутреннее углеродное ядро Солнца — алмаз размером с Землю. Этот «белый карлик» будет медленно остывать в течение триллиона лет.
Мы еще очень много не знаем о Солнце, и ряд проектов призван разрешить давно волнующие ученых загадки.
Например, Solar Probe Plus, который подойдет к Солнцу ближе, чем любой другой зонд в истории, чтобы попытаться узнать больше о том, как производятся солнечные ветры, и понять, почему корона Солнца — аура плазмы вокруг светила — горячее, чем его фактическая поверхность.
Но основы нам известны. Расщепляя свет Солнца на спектр цветов, улавливая нейтрино в глубоких темных подземных лабораториях, мы сумели ответить на много важных вопросов о природе нашего Солнца. Мы также многое знаем о том, из чего состоят звезды, как производят свет и как этот процесс произвел широкий ряд элементов, так необходимых на Земле.
http://hi-news.ru/space/kak-my-uznaem-iz-chego-sostoyat-zvezdy.html
Последние аномальные новости

Жители острова Пасхи посещали Южную Америку

Загадка образования первых галактик

Загадочный проект 'Синий луч' в действии

Замаскированный НЛО замечен над Португалией

Изучение экзотических звездных явлений

Космический телескоп распутал историю нашей галактики

Марсианский вертолет мог бы стать бортовым геологом

НЛО замечен над Южной Африкой

НЛО летают над атомными электростанциями Индии

Новый троянский астероид нашли на орбите Марса

Обнаружены четыре новых экзотических белых карлика

Понимание коррозии позволяет создавать новые металлы

Сверхмассивная черная дыра не оправдывает ожиданий

Секреты пояса Ван Аллена раскрыты

Стареющие коричневые карлики становятся одинокими

Таинственный свет в небе над Сан-Антонио

Темная материи поможет понять эволюцию галактик

Уфологи могут научить нас политической паранойе

Элитные коммандос захватили НЛО

Японский летчик-истребитель рассказал о НЛО

Бигфут и сасквоч - инопланетные гибриды

Выявили лучшие места в США для обнаружения НЛО

Инопланетяне дали нам план Стоунхенджа

Инопланетяне используют невероятные технологии

Культурная площадь в Розуэлле примет уфо-фестиваль

НЛО вблизи ядерных установок ставят экспертов в тупик

НЛО замечен над поверхностью Луны

Оборона землян будет быстро подавлена инопланетянами

Общественный колледж Портленда предлагает курс по НЛО

Одна из дюжины звезд поедает свои планеты

Официальные лица США ничего не знают о НЛО

Планетологи пытаются оценить толщину льда на Европе

Поиски обломков рейса MH370 дали новую надежду

Пришло время изучить лунные лавовые трубки

Самые паранормальные места в Нью–Йорке

Строительные блоки жизни стабильны в условиях Венеры

Уинстон Черчилль скрывал информацию об НЛО

Уфологи устремились на юг Франции

Фестиваль НЛО пройдет в апреле в Эдинбурге

Шведский архив регистрирует паранормальные явления

Автокресло

Влияние накрутки реакций в Telegram на контентную стратегию. Анализ и рекомендации

Астрофизики дадут подсказку в поисках темной материи

Более 1500 наблюдений НЛО над Великобританией за 4 года

Британский взгляд на внешность инопланетян

В Великобритании замечено почти 2000 наблюдений НЛО

ИИ ChatGPT является очень эффективным инструментом

Как были сделаны татуировки ледяного человека Эци

Как, по мнению британцев, выглядят инопланетяне

Китай может начать атаку на США с Луны

Китай строит ядерный космический двигатель

Люди изменили свои суждения под воздействием ИИ

Наблюдения НЛО в районе Тиссайда

Наблюдения НЛО над Ноттингемширом за последние три года

Намеки на третью планету системе PDS 70

Начались продажи электрических летающих такси

Нашли одну из древнейших звезд

Один астероид создал более 2 млрд вторичных кратеров

Пентагон усердно скрывает информацию об НЛО

Плавающие кристаллы замедляют старение звезд

Планетарная геофизика поможет в поиске инопланетян

Последние наблюдения НЛО в Лестершире

Почему миллиардеры по всему миру строят бункеры

Рентген показал каменного младенца внутри женщины

Робот, который выполнил сальто назад без гидравлики

Сбитый с толку астроном заметил НЛО над Луной

Следующий имплант Neuralink подарит зрение слепым

Собираются создать лунную железную дорогу

Создали импульсный двигатель на водяном топливе

У людей с гаванским синдромом не выявили повреждений мозга

Флотилия НЛО замечена над горой Шаста

Эра ИИ наступит быстрее, чем мы думали

Анализ может привести к изменению парадигмы о НЛО

Более 1500 наблюдений НЛО над Англией за 4 года

В Башкирии заметили падение с неба светящегося шара

Вампиршу XVI века похоронили с кирпичом в зубах

Детей из Зимбабве мучает полтергейст

Екатеринбуржцы увидели НЛО в облаках над городом

Жительница Эдинбурга заметила дискообразный НЛО

Загадка Безумного камня

Йог 22 года медитирует на жутком холоде

Как мы будем с ними разговаривать с инопланетянами

Легендарная подземная школа чернокнижников

Мы увидим полностью созданные ИИ игры через 5-10 лет

Наблюдения НЛО в Англии с 2020 года

Наблюдения НЛО над Мерсисайдом

Наркомана убила статуя Будды

НАСА обнаружит жизнь на Европе к 2030 году

Нечто с длинной шеей попал на камеру наблюдения

НЛО пролетает над поверхностью Луны

НЛО сбили в бразильском городе Пау Гранде

Новые изображения дьявольской кометы

Новые необычные наблюдения НЛО в районе Ковентри

ООН приняла эпохальную резолюцию по ИИ

Полемика вокруг загадочных сферул не утихает

Процедуры отчетности о НЛО и утилизации материалов

Рост числа государственных служащих-роботов

Самые реалистичные сценарии Апокалипсиса

Ужасающее заболевание - синдром лица демона

Что предсказал Нострадамус России

Штаты США, где вы будете похищены инопланетянами

Эволюция мозговых чипов

Бетти Андреассон провела у пришельцев несколько часов

Где в США лучшее место, чтобы увидеть НЛО

Загадочный космонавт Солуэй Ферт

Интерактивная карта НЛО в Великобритании

Истинно верующие атаковали бывшего главу AARO

Историческая уфологическая хроника

Лучшее место для встречи с инопланетянами

Не ждите правды от правительства США о НЛО

Несколько НЛО были замечены над Орегоном

Нефтянник заметил НЛО в форме тарелки

НЛО заметили в штате Миннесота

НЛО над фермой в Орегоне

НЛО украл шесть дней из жизни Трэвиса Уолтона

Офицер полиции Лонни Замора заметил НЛО

Парень заметиил НЛО прежде чем они растворились

Первая трансплантация ГМ-почки свиньи пациенту

Похищение Бетти и Барни Хилл одно из самых странных

Сексуальные эксперименты инопланетян над землянами

Тайна наблюдений НЛО вблизи ядерных объектов

Уфологи терроризируют бывшего директора AARO

Азиатская Зона 51 проводит фестиваль

Астероид изменил форму после удара зонда землян

Вы когда-нибудь сталкивались с инопланетянами в Айдахо

Изменяющий форму НЛО замечен над Бирмингемом

ИИ комментирует теории заговора о Кеннеди

ИИ может заменить умерших близких людей

ИИ становится волком с Уолл-стрит

Масштабная уфо-конференция все ближе

Модель Эбби Клэнси боится инопланетян

Нашли лучшее место для наблюдений НЛО в США

НЛО в форме тарелки парил над нефтяной вышкой

Одержимая женщина помочилась черным

Пациент Neuralink с параличом конечностей играет в шахматы

Похищение в Паскагуле покажут на Netflix

Почему так много людей все еще верят в НЛО

Сверхпроводимости при комнатной температуре не существует

Уфологи собрались у офиса Чака Шумера в Нью-Йорке

Уфологи устремились в тихий город Лимож

Уфологическая неделя на британском ТВ

Я вырос, мучимый злыми демонами, теперь я экзорцист

Быстрые займы онлайн

Аватар никогда не будет лгать или будет

Адмирал ВМС видел секретные файлы об НЛО

Водород обеспечивал энергию при зарождении жизни

Высокоскоростная камера зафиксировала полет НЛО

Добровольцы обнаружили 15 редких активных астероидов

Инопланетяне более чем реальны

Как Земля остается пригодной для жизни

Может ли земная жизнь выжить у красного карлика

Наблюдения НЛО в Арканзасе

Нам следует изучать на неопознанные подводные объекты

Нейтринный фон мог бы многое рассказать нам о Вселенной

Нехватка воды приводит к образованию кругов фей

НЛО замечен над Лас-Вегасом и горой Спирит

Оператор нефтяной вышки заметил НЛО

Опубликована карта активных черных дыр

Песчаные дюны Титана состоят из разбитых маленьких лун

Сколько времени потребуется, чтобы обойти Марс

Таинственные звери Японии. Жуткие ползающие твари

Тайна сознания. Чего может достичь наука

Уфо-конференция стоимостью 160 фунтов за билет

Британский спецназ обнаружил сбитый НЛО

Воспроизвели самую раннюю форму жизни в лаборатории

Где замечали рейс MH370 на картах Google

ИИ представляет угрозу для человечества

Кукла на ветрине пугает покупателей

НЛО - это одно, но НПО представляют реальную угрозу

НЛО представляют явную и настоящую опасность

Новые кадры НЛО являются ключом к разгадке тайны

НПО представляют угрозу

Пентагон продолжает поиски внеземной жизни

Пилоты путают НЛО со спутниками Starlink

Портативные наборы для обнаружения НЛО

Робот пародирует Илона Маска и Дональда Трампа

Секретные материалы газеты Гримсби Телеграф

Сколько НЛО было замечено в Мичигане

Тайна, стоящая за взрывом наблюдений НЛО

Тайны легендарного наблюдения 'Огни Феникса'

Уфологи вызовут НЛО для документального фильма

Что случилось с рейсом MH370

Я скептически отношусь к инопланетным НЛО

Натуральная продукция по уходу за лицом и телом. Основные плюсы

Военный ИИ Пентагон улучшал с помощью StarCraft II

Дементора сняли в небе над Калифорнией

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика