С чего начинается космос и где кончается вселенная. Самое интересное о космосе

Общие сведения о космосе

В наше время всякому образованному человеку необходимо знать, что такое космос, и иметь представление о происходящих в космосе процессах.

Прежде чем перейти к изложению современных представлений о космосе, выясним значение самого слова "космос" .

"Космос" по-гречески - это порядок, устройство, стройность (вообще, нечто упорядоченное).

Философы Древней Греции понимали под словом "космос" Мироздание, рассматривая его как упорядоченную гармоничную систему. Космосу противопоставлялся беспорядок, хаос. Для древних греков понятия порядка и красоты в явлениях природы были тесно связаны. Эта точка зрения держалась в философии и науке долго; недаром даже Коперник считал, что орбиты планет должны быть окружностями лишь потому, что окружность красивее эллипса.

В понятие "космос" сначала включали не только мир небесных светил, но и все, с чем мы сталкиваемся на поверхности Земли. Знаменитый естествоиспытатель XIX в. Александр Гумбольдт создал фундаментальный труд "Космос" (5 томов, 1845-62), суммировавший все, что тогда было известно о природе.

Иногда под космосом понимали только планетную систему, окружающую Солнце. В современном словоупотреблении в связи с этим остался термин "космогония", которым обычно обозначают науку о происхождении Солнечной системы, а не всей Вселенной в целом.

Чаще под космосом понимают Вселенную, рассматриваемую как нечто единое, подчиняющееся общим законам. Отсюда происходит название космологии - науки, пытающейся найти законы строения и развития Вселенной как целого. Таким образом, в названиях "космогония" и "космология" космос понимается в разном смысле.

С начала космической эры (с 1957 г., когда в СССР был запущен первый спутник) слово "космос" приобрело еще одно значение, связанное с осуществлением давнишней мечты человечества о космических полетах. В таких терминах, как "космический полет" или "космонавтика", космос противопоставляется Земле.

В современном понимании космос есть все находящееся за пределами Земли и ее атмосферы. Иногда говорят "космическое пространство"; в странах, пользующихся английским языком - "внешнее пространство" (outer space) или даже просто "пространство" (space).

Ближайшая и наиболее доступная исследованию область космического пространства - околоземное пространство . Именно с этой области началось освоение космоса людьми, в ней побывали первые ракеты и пролегли первые трассы искусственных спутников Земли. Полеты космических кораблей с экипажами на борту и выход космонавтов непосредственно в космическое пространство значительно расширили возможности исследования "ближнего космоса". Космические исследования включают также изучение "дальнего космоса" и ряда новых явлений, связанных с влиянием невесомости и других космических факторов на физико-химические и биологические процессы.

Какова же физическая природа околоземного пространства?

Газы, образующие верхние слои земной атмосферы, ионизованы ультрафиолетовым излучением Солнца, то есть находятся в состоянии плазмы. Плазма взаимодействует с магнитным полем Земли так, что магнитное поле оказывает на плазму давление. С удалением от Земли давление самой плазмы падает быстрее, чем давление, оказываемое на нее земным магнитным полем.

Вследствие этого плазменную оболочку Земли можно разбить на две части.

Нижняя часть, где давление плазмы превышает давление магнитного поля, носит название ионосферы . Здесь плазма ведет себя в основном, как обычный газ, отличаясь только своей электропроводностью.

Выше лежит магнитосфера - область, где давление магнитного поля больше, чем газовое давление плазмы. Поведение плазмы в магнитосфере определяется и регулируется прежде всего магнитным полем и коренным образом отличается от поведения обычного газа. Поэтому, в отличие от ионосферы, которую относят к верхней атмосфере Земли, магнитосферу принято относить уже к космическому пространству. По физической природе околоземное пространство, или ближний космос - это и есть магнитосфера.

В магнитосфере становятся возможными явления захвата заряженных частиц магнитным полем Земли, которое действует как естественная магнитная ловушка. Так образуются радиационные пояса Земли.

Отнесение магнитосферы к космическому пространству обусловливается тем, что она тесно взаимодействует с более далекими космическими объектами, и прежде всего с Солнцем. Внешняя оболочка Солнца - корона - испускает непрерывный поток плазмы - солнечный ветер. У Земли он взаимодействует с земным магнитным полем (для плазмы достаточно сильное магнитное поле - то же, что твердое тело), обтекая его, как сверхзвуковой газовый поток обтекает препятствие. При этом возникает стационарная отходящая ударная волна, фронт которой расположен на расстоянии около 14 радиусов Земли (~100 000 км) от ее центра с дневной стороны. Ближе к Земле плазма, прошедшая через фронт волны, находится в беспорядочном турбулентном движении. Переходная турбулентная область кончается там, где давление регулярного магнитного поля Земли превосходит давление турбулентной плазмы солнечного ветра. Это - внешняя граница магнитосферы, или магнитопауза, расположенная на расстоянии около 10 земных радиусов (~60000 км) от центра Земли с дневной стороны. С ночной стороны солнечный ветер образует плазменный хвост Земли (иногда его неточно называют газовым). Проявления солнечной активности - вспышки на Солнце - приводят к выбросу солнечного вещества в виде отдельных плазменных сгустков. Сгустки, летящие в направлении Земли, ударяясь о магнитосферу, вызывают ее кратковременное сжатие с последующим расширением. Так возникают магнитные бури, а некоторые частицы сгустка, проникающие через магнитосферу, вызывают полярные сияния, нарушения радио- и даже телеграфной связи. Наиболее энергичные частицы сгустков регистрируются как солнечные космические лучи (они составляют лишь малую часть общего потока космических лучей).

Перейдем теперь к Солнечной системе. Здесь находятся ближайшие цели космических полетов - Луна и планеты . Пространство между планетами заполнено плазмой очень малой плотности, которую несет солнечный ветер. Характер взаимодействия плазмы солнечного ветра с планетами зависит от того, имеют или нет планеты магнитное поле. Магнитные поля Юпитера и Сатурна значительно сильнее земного поля, поэтому магнитосферы этих планет-гигантов значительно протяженнее земной магнитосферы. Наоборот, магнитное поле Марса настолько слабо (в сотни раз слабее земного), что с трудом сдерживает налетающий поток солнечного ветра на самых ближних подступах к поверхности планеты. Примером немагнитной планеты является Венера, полностью лишенная магнитосферы. Однако взаимодействие сверхзвукового потока плазмы солнечного ветра с верхней атмосферой Венеры и в этом случае приводит к образованию ударной волны.

Большим разнообразием отличается семейство естественных спутников планет-гигантов. Один из спутников Юпитера, Ио, является самым активным в вулканическом отношении телом Солнечной системы. Титан, самый крупный из спутников Сатурна, обладает достаточно плотной атмосферой, едва ли не сравнимой с земной. Весьма необычным является и взаимодействие таких спутников с окружающей их плазмой магнитосфер материнских планет. Кольца Сатурна, состоящие из каменных и ледяных глыб разных размеров, вплоть до мельчайших пылинок, можно рассматривать как гигантский конгломерат миниатюрных естественных спутников.

По очень вытянутым орбитам вокруг Солнца движутся кометы . Ядра комет состоят из отдельных камней и пылевых частиц, вмороженных в глыбу льда. Лед этот не совсем обычный, в нем кроме воды содержатся аммиак и метан. Химический состав кометного льда напоминает состав самой большой планеты - Юпитера. Когда комета приближается к Солнцу, лед частично испаряется, образуя гигантский газовый хвост кометы. Кометные хвосты обращены в сторону от Солнца, т. к. постоянно испытывают воздействие давления излучения и солнечного ветра.

Наше Солнце - лишь одна из множества звезд, образующих гигантскую звездную систему - Галактику . А эта система в свою очередь - лишь одна из множества других галактик. Астрономы привыкли относить слово "Галактика" как имя собственное к нашей звездной системе, а то же слово как нарицательное - ко всем таким системам вообще. Наша Галактика содержит 150- 200 млрд. звезд. Они располагаются так, что Галактика имеет вид плоского диска, в середину которого как бы вставлен шар диаметром меньшим, чем у диска. Солнце расположено на периферии диска, практически в его плоскости симметрии. Поэтому, когда мы смотрим на небо в плоскости диска, то видим на ночном небосводе светящуюся полосу - Млечный Путь, состоящий из звезд, принадлежащих диску. Само название "Галактика" происходит от греческого слова galaktikos - млечный, молочный и означает систему Млечного Пути.

Астрономы установили, что звезды галактического диска , как правило, отличаются по физическим и химическим свойствам от звезд шара. Эти два типа "населения" нашей звездной системы называются плоской и сферической составляющими. В диске кроме звезд есть межзвездный газ и пыль. Из данных радиоастрономии следует, что диск нашей Галактики имеет спиральную структуру, подобную той, какую можно видеть на фотографиях других галактик (например, знаменитой туманности Андромеды).

Изучение спектров звезд, их движений и других свойств в сопоставлении с теоретическими расчетами позволило создать теорию строения и эволюции звезд . По этой теории основным источником энергии звезд являются ядерные реакции, протекающие глубоко в недрах звезды, где температура в тысячи раз больше, чем на поверхности. Ядерные реакции в космосе и происхождение химических элементов изучает ядерная астрофизика. На определенных стадиях эволюции звезды выбрасывают часть своего вещества, которое присоединяется к межзвездному газу. Особенно мощные выбросы происходят при звездных взрывах, наблюдаемых как вспышки сверхновых звезд. Остатки таких взрывов часто становятся пульсарами - нейтронными звездами радиусом около 10 км со сверхсильными магнитными полями, создающими условия для возникновения компактных, но чрезвычайно мощных магнитосфер. Предполагается, что магнитное поле пульсара в центре Крабовидной туманности, являющейся классическим примером продукта вспышки сверхновой, в 1012 раз больше земного по напряженности. В двойных звездных системах нейтронные звезды могут проявлять себя как рентгеновские пульсары. С нейтронными звездами связывают и так называемые барстеры - галактические объекты, характеризующиеся спорадическими кратковременными всплесками рентгеновского и мягкого гамма-излучения.

В других случаях при звездных взрывах могут образоваться черные дыры - объекты, вещество которых падает к центру со скоростью, близкой к скорости света, и в силу эффектов общей теории относительности (теории тяготения) как бы застывшее в этом падении. Из недр черных дыр излучение вырваться не может. В то же время окружающее черную дыру вещество образует так называемый аккреционный диск и при определенных условиях испускает рентгеновское излучение за счет гравитационной энергии притяжения к черной дыре.

При звездных взрывах и в окрестностях пульсаров отдельные частицы плазмы ускоряются и приобретают колоссальные энергии. Эти частицы дают вклад в высокоэнергетическую составляющую межзвездного газа - космические лучи . По количеству вещества они составляют весьма малую, но по энергии - весьма существенную часть межзвездного газа. Космические лучи удерживаются в Галактике магнитными полями. Их давление играет важную роль в поддержании формы галактического диска. В земной атмосфере космические лучи взаимодействуют с ядрами атомов воздуха, образуя множество новых ядерных частиц. Изучение космических лучей у поверхности Земли следует отнести к ядерной физике. Приборы, вынесенные за пределы атмосферы, дают сведения о первичных космических лучах, важные уже для исследования космоса. Таковы структура и физические процессы, характерные для нашей Галактики.

Другие галактики показывают большое разнообразие форм и числа входящих в них звезд, интенсивности электромагнитного излучения в различных диапазонах длин волн. Происхождение галактик и причины, по которым разные галактики имеют те или иные формы, размеры и другие физические свойства - одна из самых трудных проблем современной астрономии и космологии.

Переходя к еще более грандиозным масштабам, мы вступаем в область, о которой пока мало известно. Проблемой строения и развития Вселенной в целом занимается космология . Для нее особо важное значение имеют новейшие достижения радиоастрономии. Обнаружены источники радиоволн и света громадной мощности - квазары. В их спектрах линии сильно смещены к красному концу спектра. Это значит, что они очень далеки от нас - свет идет от них миллиарды лет. Наблюдая квазары, астрономы имеют возможность изучать Вселенную (метагалактику) на ранних стадиях ее развития. Откуда берется чудовищная энергия, излучаемая квазарами - одна из самых волнующих загадок науки. Другое важное открытие - обнаружение "фона" радиочастотного излучения, пронизывающего равномерно по всем направлениям космическое пространство. Это реликтовое радиоизлучение - остаток древнейших эпох, позволяющий судить о состоянии Вселенной многие миллиарды лет назад.

Для современного этапа развития наук о космосе характерно колоссальное нарастание потока поступающей информации. Если раньше астрономические приборы воспринимали только видимый свет, то теперь данные о космосе получают из анализа всего электромагнитного спектра. Значит, информацию о физических процессах в межзвездной среде дает изучение первичных космических лучей. Удалось обнаружить всепроникающие частицы нейтрино, приходящие от Солнца. В перспективе возможно обнаружение и изучение нейтрино из глубин космоса. Расширение каналов поступления информации связано как с выходом средств наблюдения в космос (внеатмосферная и баллонная астрономия, непосредственные исследования Луны и планет приборами, доставленными на их поверхность), так и с усовершенствованием наземной аппаратуры.

Важность выноса в космос исследовательской аппаратуры объясняется тем, что природа поместила нас на дно воздушного океана, чем сузила возможности изучения космоса, но в то же время защитила от многих видов космического излучения. Атмосфера пропускает электромагнитное излучение к поверхности Земли лишь в двух узких интервалах частот, или, как говорят, "окнах": одно - в области видимого света, другое - в радиодиапазоне. Только с помощью приборов, вынесенных за пределы атмосферы, удалось зарегистрировать рентгеновское и гамма-излучение, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, идущие из космоса. То же относится и к первичным космическим лучам.

Для повышения эффективности наземных наблюдений особое значение имеет применение мощных радиотелескопов , позволивших получить такие важные результаты, как открытие квазаров и пульсаров. Однако и в классической оптической области (в области длин волн видимого света) мощность и чувствительность приборов непрерывно возрастают не только за счет увеличения диаметра главного зеркала телескопов, но и благодаря введению принципиально новых методов регистрации и усиления света, таких, например, как электронно-оптические преобразователи, матричные приемники.

Космос прекрасен, но, вообще, весьма странный. Планеты вращаются вокруг звезд, которые умирают и снова гаснут, а все в галактике вращается вокруг сверхмассивной черной дыры, медленно засасывающей все, что подойдет слишком близко. Но иногда космос подбрасывает настолько странные вещи, что вы скрутите свой разум в крендель, пытаясь понять это.

Столпы Творения

Как однажды написал Дуглас Адамс, «космос большой. На самом деле большой. Вы даже представить не можете, насколько умопомрачительно он большой». Мы все знаем, что единицей измерения, которой измеряют расстояния в космосе, является световой год, но мало кто задумывается о том, что это означает. Световой год - это настолько большое расстояние, что свет - нечто, что движется быстрее всего во Вселенной - проходит это расстояние только за год.

Это означает, что когда мы смотрим на объекты в космосе, которые действительно далеки, вроде Столпов Творения (образования в туманности Орла), мы смотрим назад во времени. Как так получается? Свет из туманности Орла достигает Земли за 7000 лет и мы видим ее такой, какой она была 7000 лет назад, поскольку то, что мы видим - это отраженный свет.

Последствия этого заглядывания в прошлое весьма странные. К примеру, астрономы считают, что Столпы Творения были уничтожены сверхновой около 6000 лет назад. То есть этих Столпов уже просто не существует. Но мы их видим.

Туманность Красный Квадрат

Объекты в космосе по большей части весьма округлые. Планеты, звезды, галактики и форма орбит - все напоминает круг. Но туманность Красный Квадрат, облако газа интересной формы, хм, квадратная. Разумеется, астрономы весьма и весьма удивились, поскольку объекты в космосе не должны быть квадратными.

На самом деле, это не совсем квадрат. Если вы внимательно посмотрите на изображение, вы заметите, что в поперечнике форма образована двумя конусами в точке соприкосновения. Но опять же, в ночном небе не так много конусов. Туманность в форме песочных часов светится весьма ярко, поскольку в самом ее центре находится яркая звезда - там, где соприкасаются конусы. Вполне возможно, что эта звезда взорвалась и стала сверхновой, в результате чего кольца у основания конусов стали светиться интенсивнее.

Столкновения галактик

В космосе все постоянно движется - по орбите, вокруг своей оси или просто мчится через пространство. По этой причине - и благодаря невероятной силе притяжения - галактики сталкиваются постоянно. Возможно, вас это не удивит - достаточно посмотреть на Луну и понять, что космос любит удерживать мелкие вещи возле крупных. Когда две галактики, содержащие миллиарды звезд, сталкиваются, наступает локальная катастрофа, да?

На самом деле, в столкновениях галактик вероятность того, что две звезды столкнутся, практически равна нулю. Дело в том, что помимо того, что космос сам по себе велик (и галактики тоже), он также сам по себе довольно пустой. Поэтому его и называют «космическим пространством». Хотя наши галактики и смотрятся твердыми на расстоянии, не забывайте, что ближайшая к нам звезда находится на расстоянии 4,2 световых лет от нас. Это очень далеко.

Проблема горизонта

Космос - сплошная загадка, куда ни глянь. Например, если мы посмотрим в точку на востоке нашего неба и измерим радиационный фон, а затем проделаем то же самое в точке на западе, которая будет отделена от первой 28 миллиардами световых лет, мы увидим, что фоновое излучение в обеих точках одинаковой температуры.

Это кажется невозможным, потому что ничто не может двигаться быстрее света, и даже свету понадобилось бы слишком много времени, чтобы пролететь от одной точки к другой. Как мог микроволновой фон стабилизироваться почти однородно по всей вселенной?

Это может объяснить теория инфляции, которая предполагает, что вселенная растянулась на большие расстояния сразу после Большого Взрыва. Согласно этой теории, не Вселенная образовалась путем растягивания своих краев, а само пространство-время растянулось, как жвачка, в доли секунды. В это бесконечное короткое время в этом космосе нанометр покрывал несколько световых лет. Это не противоречит закону о том, что ничто не может двигаться быстрее скорости света, потому что ничто и не двигалось. Оно просто расширялось.

Представьте себе первоначальную вселенную как один пиксель в программе для редактирования изображений. Теперь масштабируйте изображение с коэффициентом в 10 миллиардов. Поскольку вся точка состоит из того же материала, ее свойства - и температура в том числе - однородны.

Как черная дыра вас убьет

Черные дыры настолько массивны, что материал начинает вести себя странно в непосредственной близости к ним. Можно представить, что быть втянутым в черную дыру - значит провести остаток вечности (или истратить оставшийся воздух), безнадежно крича в туннеле пустоты. Но не переживайте, чудовищная гравитация лишит вас этой безнадежности.

Сила гравитации тем сильнее, чем ближе вы к ее источнику, а когда источник представляет собой такое мощное тело, величины могут серьезно меняться даже на коротких дистанциях - скажем, высота человека. Если вы упадете в черную дыру ногами вперед, сила гравитации, воздействующая на ваши ноги, будет настолько сильной, что вы увидите, как ваше тело вытягивается в спагетти из линий атомов, которые затягиваются в самый центр дыры. Мало ли, вдруг эта информация будет для вас полезной, когда вы захотите нырнуть в чрево черной дыры.

Клетки мозга и Вселенная

Недавно физики создали имитацию начала вселенной, которая началась с Большого Взрыва и последовательности событий, которые привели к тому, что мы видим сегодня. Ярко-желтый кластер плотно упакованных галактик в центре и «сеть» менее плотных галактик, звезд, темной материи и прочего-прочего.

В то же время студент из Университета Брандиса исследовал взаимосвязь нейронов в мозге, разглядывая тонкие пластинки мозга мыши под микроскопом. Изображение, которое он получил, содержит желтые нейроны, связанные красной «сетью» соединений. Ничего не напоминает?

Два изображения, хотя и сильно отличаются своими масштабами (нанометры и световые года), поразительно похожи. Что это, обычный случай фрактальной рекурсии в природе, или вселенная действительно представляет собой клетку мозга внутри другой огромной вселенной?

Недостающие барионы

Согласно теории Большого Взрыва, количество материи во вселенной в конечном итоге создаст достаточное гравитационное притяжение, чтобы замедлить расширение вселенной до полной остановки. Однако барионная материя (то, что мы видим - звезды, планеты, галактики и туманности) составляет лишь от 1 до 10 процентов от всей материи, которая должна быть. Теоретики сбалансировали уравнение гипотетической темной материей (которую мы не можем наблюдать), чтобы спасти ситуацию.

Каждая теория, которая пытается объяснить странное отсутствие барионов, остается ни с чем. Самая распространенная теория гласит, что пропавшая материя состоит из межгалактической среды (дисперсный газ и атомы, плавающие в пустотах между галактиками), но даже с учетом этого у нас остается масса пропавших барионов. Пока у нас нет ни малейшего представления о том, где находится большая часть материи, которая должна быть на самом деле.

Холодные звезды

В том, что звезды горячие, никто не сомневается. Это так же логично, как и то, что снег белый, а дважды два - четыре. При посещении звезды мы бы больше переживали о том, как не сгореть, а не о том, как бы не замерзнуть - в большинстве случаев. Коричневые карлики - это звезды, которые весьма холодны по стандартам звезд. Не так давно астрономы обнаружили тип звезд под названием Y-карлики, которые представляют собой самый холодный подвид звезд в семействе коричневых карликов. Y-карлики холоднее, чем человеческое тело. При температуре в 27 градусов по Цельсию, можно спокойно пощупать такого коричневого карлика, прикоснуться к нему, если только его невероятная гравитация не превратит вас в кашу.

Эти звезды чертовски трудно обнаружить, поскольку они не выделяют практически никакого видимого света, поэтому искать их можно только в инфракрасном спектре. Ходят даже слухи, что коричневые и Y-карлики - это и есть та самая «темная материя», которая исчезла из нашей Вселенной.

Проблема солнечной короны

Чем дальше объект от источника тепла, тем он холоднее. Вот почему странно то, что температура поверхности Солнца составляет около 2760 градусов по Цельсию, а его корона (что-то типа его атмосферы) в 200 раз жарче.

Даже если могут быть какие-нибудь процессы, которые объясняют разницу температур, ни один из них не может объяснить настолько большую разницу. Ученые полагают, что это как-то связано с небольшими вкраплениями магнитного поля, которые появляются, исчезают и передвигаются по поверхности Солнца. Поскольку магнитные линии не могут пересекаться друг с другом, вкрапления перестраиваются каждый раз, когда подходят слишком близко, и этот процесс нагревает корону.

Хотя это объяснение может показаться аккуратным, оно далеко не изящно. Эксперты не могут сойтись во мнении о том, как долго живут эти вкрапления, не говоря уж о процессах, посредством которых они могли бы нагревать корону. Даже если ответ на вопрос кроется в этом, никто не знает, что заставляет эти случайные вкрапления магнетизма вообще появляться.

Черная дыра Эридана

Hubble Deep Space Field - это снимок, полученный телескопом Хаббла, на котором запечатлены тысячи удаленных галактик. Однако, когда мы смотрим в «пустой» космос в области созвездия Эридан, мы ничего не видим. Вообще. Просто черную пустоту, растянувшуюся на миллиарды световых лет. Почти любые «пустоты» в ночном небе возвращают снимки галактик, хоть и размытых, но существующих. У нас есть несколько методов, которые помогают определить то, что может быть темной материей, но и они оставляют нас с пустыми руками, когда мы смотрим в пустоту Эридана.

Одна спорная теория говорит о том, что пустота содержит сверхмассивную черную дыру, вокруг которой вращаются все ближайшие галактические скопления, и это высокоскоростное вращение совмещается с «иллюзией» расширяющейся вселенной. Другая теория говорит о том, что вся материя когда-нибудь склеится вместе, образовав галактические скопления, а между скоплениями со временем образуются дрейфующие пустоты.

Но это не объясняет вторую пустоту, обнаруженную астрономами в южном ночном небе, которая на этот раз примерно 3,5 миллиарда световых лет в ширину. Она настолько широка, что ее с трудом может объяснить даже теория Большого Взрыва, поскольку Вселенная не существовала настолько долго, чтобы такая огромная пустота успела сформироваться путем обычного галактического дрейфа. Может, когда-нибудь все эти загадки мироздания станут просто семечками в стакане, но не сегодня и не завтра.

Оставить свой комментарий

Если баян, не взыщите - незнамши

Дальний космос. Альфа Пегаса, звезда Маркаб, Ноябрь, 2012 г.

Большая звездная ассоциация NGC 206

Она расположилась в пылевых рукавах соседней спиральной галактики Андромеды (M31), удаленной от нас на 2,3 млн. световых лет. Яркие голубые звезды свидетельствуют о ее молодости (они заметны около центра). Возраст самых молодых массивных звезд меньше 10 млн. лет. Размер NGC 206 – около 4 тысяч световых лет, она намного больше скоплений молодых звезд в диске нашего Млечного Пути, известных как рассеянные или галактические скопления. Примерно такой размер имеют гигантские звездные ясли NGC 604 в близкой спиральной галактике M33 и туманность Тарантул в Большом Магеллановом Облаке:

Большая звездная ассоциация NGC 206

Туманность Ирис

Туманность Ирис похожа на фантастически красивый космический цветок. Она расположена на расстоянии примерно 1400 световых лет от Земли, а диаметр этого цветка - 6 световых лет! Туманность была открыта в 1794 году Уильямом Гершелем. Ее относят к так называемым эмиссионным (или отражающим) туманностям, которые отражают свет расположенной рядом звезды, а не светятся самостоятельно. Ирис освещается звездой в 10 солнечных масс (HD200775). Интересно, что обычно эти туманности светятся синеватым свечением, Ирис же в некоторых областях отсвечивает красным, напоминая красивый цветок. По предположениям исследователей, такие необычные спектральные свойства отраженного излучения могут объясняться наличием здесь скоплений неизвестного вида углеводородов:

Туманность «Ирис». 2012 г.

Туманность Медуза

Скрученные змеевидные волокна светящегося газа оправдывают популярное название этой туманности – Медуза, известной также как Эйбелл 21. Это старая планетарная туманность, расположенная в 1,5 тысяч световых лет от нас в созвездии Близнецов. Подобно мифической тезке, туманность связана с эффектными превращениями. Как известно, стадия планетарной туманности - конечная стадия эволюции маломассивных звезд типа Солнца. Ультрафиолетовое излучение сбросившей внешние слои горячей звезды заставляет светиться туманность.

Туманность Медуза

Звезды и пыль в Южной Короне

За пылевыми облаками Южной Короны, в центре можно увидеть несколько красивых туманностей голубого цвета. Облака пыли находятся на расстоянии около 500 световых лет от Земли. Великолепное шаровое звездное скопление NGC 6723 в правом верхнем углу, кажется, тоже входит в эту группу, но на самом деле, оно - в 30 000 световых лет от Земли:

«Южная корона»

Маленький спутник Сатурна Мефона

На этом спутнике, диаметром в три километра, не обнаружено кратеров. Считается, что причиной образования его ровной поверхности и яйцеобразной формы может быть способность его поверхности сдвигаться:

"Гладкая" Мефона

Туманность «Улитка»

«Улитка», одна из ярчайших из ближних к нам планетарных туманностей. Наглядное пособие будущей драмы Солнечной системы, «Улитка» образовалась в результате эволюции звезды солнечного типа. Находящийся в ее центре белый карлик, испускающий высокоэнергичное излучение и заставляет ее светиться. Этот карлик и есть остаток звезды, похожей на Солнце: когда ее водородное топливо закончилось, она начала перерабатывать гелий. В итоге запасы гелия также закончились, звезда сбросила внешние газовые оболочки, обратила остальную массу внутрь себя (гравитационный коллапс) и образовала раскаленное плотное ядро, называемое белым карликом. Ео размеры соизмеримы с размером Земли, а масса близка к массе звезды, из которой он образовался. Чайная ложка вещества белого карлика на Земле весила бы как несколько тонн. Туманность «Улитка» находится от нас на расстоянии 700 световых лет:

Туманность «Улитка».

Туманность PK 164 +31

Эта планетарная туманность - остаток атмосферы солнцеподобной звезды, сброшенной в момент, когда звезда исчерпала запас ядерного топлива в своих недрах. Возле центра туманности видно то, что осталось от звезды - горячий голубоватый белый карлик. Конкретно у этой планетарной туманности можно наблюдать несколько замысловатых оболочек, вероятно, сброшенных в различное время перед кончиной звезды. Их структура ещё до конца не изучена. Туманность PK 164 +31, находится примерно в 1 600 световых лет от нас в направлении созвездия Рыси:

Расширяющийся пузырь светящегося газа на этом фото - планетарная туманность PK 164 +31.1, также известная как Джонс-Эмберсон-1

В сердце Ориона

В самом сердце туманности Ориона, возраст которой около 3 млн. лет, видны четыре горячих массивных звезды, известных как Трапеция Ориона. Предполагается, что внутри туманности Ориона есть черная дыра. Расстояние до туманности составляет около 1 500 световых лет, поэтому если эта черная дыра существует, она является ближайшей к Земле из известных черных дыр:

«В сердце Ориона»

Остаток сверхновой

Этот красивый хитросплетенный узор - остатки сверхновой Симеиз 147, сформировавшийся от взрыва ядра звезды. Его возраст составляет 40 000 лет.
Блеск сверхновых увеличивается на десятки звездных величин в течение нескольких суток. В максимуме блеска сверхновая сравнима по яркости со всей галактикой:

Последствия взрыва сверхновой звезды

Галактика NGC 660

Галактика удалена от нас более чем на 20 млн. световых лет, находится в созвездии Рыб, а ее необычный вид свидетельствует о том,что это галактика с полярным кольцом. В галактиках, принадлежащих к этому редкому типу, значительная часть звезд, газа и пыли обращается вокруг ядра в кольцах, почти перпендикулярных плоскости галактического диска. Такая странная форма могла возникнуть в результате случайного захвата вещества другой галактики дисковой галактикой, после чего захваченное вещество растягивается во вращающееся кольцо:

Галактика NGC 660 на фотографии, смонтированной из изображений, полученных телескопом Джемини-север на Мауна Кеа с широкополосными и узкополосными фильтрами.

Северное сияние и Белый купол

Северное сияние, звезды и гейзер Белый купол в национальном парке Йеллоустоун. Гейзер активен уже около 100 лет:

Северное сияние, звезды и гейзер Белый купол в национальном парке Йеллоустоун

Планетарная туманность Красный Паук

Наглядный пример того, какую сложную структуру могут порождать газы, выбрасываемые звездой в период ее превращения в белого карлика. Официально обозначаемая NGC 6537, эта планетарная туманность состоит из двух симметричных взаимопроникающих структур и содержит один из самых горячих известных белых карликов, который входит, вероятно, в состав двойной звездной системы. Скорость внутренних ветров, истекающих от звезд в центре системы, согласно проведенным измерениям, превышает 1000 километров в секунду. Эти ветры заставляют туманность расширяться и приводят к столкновениям волн горячего газа и пыли:

Планетарная туманность Красный Паук

Галактики, звезды и пыль

Это настоящий космический пейзаж с привидениями в созвездии Пегаса:

Пейзаж с привидениями в созвездии Пегаса

Далекий-далекий космос

Как выглядели первые галактики во вселенной? Помочь ответить на этот вопрос может опубликованное 25 сентября прошлого года изображение, созданное с помощью телескопа Хаббл. Это самая далекая часть вселенной, когда-либо запечатленная в видимом свете, старейшие галактики, которые мы когда-либо видели на фотографиях:

Скопление галактик

Туманность VdB1 в созвездии Кассиопеи

Именно с этого прекрасного голубого космического облака начинается каталог Ван ден Берга (vdB) звезд, окруженных отражательными туманностями. Межзвездные пылевые облака, отражающие свет близких звезд, обычно выглядят голубыми, потому что рассеяние света пылинками более эффективно на коротких длинах волн, соответствующих голубому цвету. Благодаря тому же типу рассеяния на планете Земля небо днем голубое. Составленный в 1966 году Ван ден Бергом список включает 158 объектов, которые лучше наблюдать из северного полушария. Среди них – яркие звезды скопления Плеяды и другие популярные цели для астрофотографов:

Туманность VdB1 находится на расстоянии около 1600 световых лет от нас, в созвездии Кассиопеи, ее размер менее 5 световых лет

Межзвездные соседи

Альфа Центавра - звездная система в созвездии Центавра, ближайшая к Солнцу. Это наши межзвездные соседи, находящиеся от нас на расстоянии всего 4.3 световых года. Солнце на этом снимке находится в правом верхнем углу. В центре - Альфа Центавра B, внизу слева - Альфа Центавра А; полумесяц на темном круге - так художник представляет себе планету, вращающуюся вокруг Альфа Центавра В:

Возможный вид для наблюдателя в системе Альфы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды. Рисунок художника.

Сливающаяся галактика NGC 2623

Галактика в созвездии Рак, находящаяся на расстоянии 300 млн. световых лет от земли. В октябре 2009 г. было выявлено, что NGC 2623 - две столкнувшиеся галактики с практически слившимися ядрами и с большим количеством протозвезд. «Хвосты» столкнувшихся галактик, длиной более 50 000 световых лет, состоят из пыли, газа и голубых скоплений звезд:

Грандиозное столкновение галактик.

Красивая эмиссионная туманность NGC 6164

Туманность создана редкой горячей и яркой звездой спектрального класса О, которая в 40 раз массивнее Солнца. Звезде, которую можно разглядеть в центре этого космического облака, всего 3-4 млн. лет от роду. А через ещё столько же лет звезда закончит свою жизнь, взорвавшись как сверхновая. Туманность, протяженностью 4 световых года, имеет биполярную симметрию. Это делает её похожей на знакомые нам планетарные туманности, состоящие из газовых оболочек, сброшенных умирающими звёздами:

Туманность NGC 6164 имеет широкое слабо светящееся гало, хорошо видное на глубоких телескопических снимках

Охотничья Луна над Альпами

У полной Луны есть много имен. Во второе полнолуние в конце октября, после осеннего равноденствия, в северном полушарии Луну традиционно называют «Охотничьей Луной»:

«Охотничья луна над Альпами»

Обреченная марсианская луна

Марсианские спутники, Фобос и Деймос, могут быть захваченными астероидами из Главного пояса астероидов, что между Марсом и Юпитером, или из ещё более далёких уголков Солнечной системы. Но орбита Фобоса расположена так близко к Марсу (около 5 800 км в сравнении с 400 000 км от Луны до Земли), что гравитационные приливные силы заставляют спутник падать. Через 100 миллионов лет безжалостные приливные силы разорвут Фобос на куски, и его осколки сформируют вокруг Марса кольцо:

Больший спутник - Фобос выглядит, как покрытый кратерами астероид, на этой фотографии, полученной Марсианским орбитальным разведчиком.

Диона

Естественный спутник Сатурна, Диона была открыта Джованни Кассини в 1684 году. Заметно, что на одной половине Дионы больше кратеров, чем на другой. Многие из наиболее кратерированных областей находятся на заднем полушарии спутника, тогда как, согласно расчетам, наибольшей метеоритной бомбардировке должно подвергаться ведущее полушарие. Возможно, когда-то Диона была развернута в результате удара крупного небесного тела:

Диона, естественный спутник Сатурна.

Туманность Голова Ведьмы и звезда Ригель

Эта отражательная туманность весьма своеобразной формы имеет официальное название IC 2118. Она светится, отражая излучение звезды Ригель из созвездия Ориона:

Ригель, туманность Голова Ведьмы, окружающие их пыль и газ удалены от нас примерно на 800 световых лет

Галактика Арп 188 - галактика Головастик

Этот «головастик» находится на расстоянии 420 миллионов световых лет от нас в направлении северного созвездия Дракона. Длина «хвоста» - около 280 тысяч световых лет:

Галактика Арп 188, «Головастик»

Бриллиантовое кольцо

Когда полная фаза солнечного затмения подходила к концу, солнечный свет, появившийся из-за Луны, создал на небе мимолетное сверкающее бриллиантовое кольцо:

«Бриллиантовое кольцо», полное солнечное затмение.

Спиральная галактика с перемычкой в созвездии Печь

Величественная островная галактика размером около 200 000 световых лет. В ядре спиральной галактики NGC 1365 находится сверхмассивная черная дыра. Расположена на расстоянии 60 миллионов световых лет от Земли:

Далекая, далекая галактика.

Туманность Трубка

Это типичный пример так называемых темных туманностей - областей космического пространства, столь плотно заполненной межзвездным газом, что он полностью блокирует поступающий от звезд свет. Удалена от нас примерно на 450 световых лет:

Темная туманность «Трубка»

Звезды на пыльном небе

В правом верхнем углу видна звезда Маркаб (в переводе с арабского «седло» или «повозка»), альфа Пегаса - третья по яркости звезда в этом созвездии. Маркаб уже находится в конце звездной эволюции и скоро войдет в стадию сжигания гелия, поскольку практически весь водород израсходован, и превратится в красный гигант:

Звезда Маркаб

Рассеянное скопление Писмис 24

По рассчетам, масса одной из звезд в рассеянном скоплении Писмис 24 превысила более чем в 200 раз массу Солнца – это наибольшая известная для звезд масса. Однако внимательное изучение изображений, полученных космическим телескопом Хаббл, показало, что исключительно высокая яркость объекта Писмис 24-1 обусловлена тем, что он состоит не из одной, а по крайней мере, из трех звезд:

Звезда Писмис 24-1 - самый яркий объект, находящийся над газовым фронтом

Космос таит в себе множество неизведанных тайн. Взгляды человечества постоянно обращены ко Вселенной. Каждый полученный нами знак из космоса дает ответы и одновременно ставит множество новых вопросов.

Данная статья предназначена для лиц старше 18 лет

А вам уже исполнилось 18?

Какие космические тела невооруженным глазом видно с

Группа космических тел

Как называется ближайшее к

Что такое небесные тела?

Небесные тела — это объекты, наполняющие Вселенную. К космическим объектам относятся: кометы, планеты, метеориты, астероиды, звезды, которые обязательно имеют свои названия.

Предметами изучения астрономии являются космические (астрономические) небесные тела.

Размеры небесных тел, существующих во вселенском пространстве очень разные: от гигантских до микроскопических.

Структура звездной системы рассматривается на примере Солнечной. Около звезды (Солнца) передвигаются планеты. Эти объекты, в свою очередь, имеют природные спутники, пылевые кольца, а между Марсом и Юпитером образовался астероидный пояс.

30 октября 2017 года жители Свердловска будут наблюдать астероид Ирида. По научным расчетам астероид главного астероидного пояса приблизится к Земле на 127 млн километров.

На основании спектрального анализа и общих законов физики установлено, что Солнце состоит из газов. Вид Солнца в телескоп — это гранулы фотосферы, создающие газовое облако. Единственная звезда в системе производит и излучает два вида энергии. По научным расчетам диаметр Солнца в 109 раз больше диаметра Земли.

В начале 10-х годов ХХІ века мир был охвачен очередной истерией конца света. Распространялась информация о том, что «планета дьявол» несет апокалипсис. Магнитные полюса Земли сместятся в результате нахождения Земли между Нибиру и Солнцем.

Сегодня сведения о новой планете уходят на задний план и не подтверждаются наукой. Но, вместе с тем, есть утверждения о том, что Нибиру уже пролетела мимо нас, или через нас, изменив свои первичные физические показатели: сравнительно уменьшив размеры или критично изменив плотность.

Какие космические тела образуют Солнечную систему?

Солнечная система — это Солнце и 8 планет с их спутниками, межпланетная среда, а также астероиды, или карликовые планеты, объединенные в два пояса —ближний или главный и дальний или пояс Койпера. Самая крупная планета Койпера—Плутон. Такой подход дает конкретный ответ на вопрос: сколько больших планет в Солнечной системе?

Список известных больших планет системы разделяется на две группы — земную и юпитерианскую.

Все земные планеты имеют схожее строение и химический состав ядра, мантии и коры. Что дает возможность изучить процесс атмосферного образования на планетах внутренней группы.

Падение космических тел подвластно законами физики

Скорость движения Земли—30 км/с. Передвижение Земли вместе с Солнцем относительно центра галактики может стать причиной глобальной катастрофы. Траектории планет иногда пересекаются с линиями движения других космических тел, что является угрозой падения этих объектов на нашу планету. Последствия столкновений или падений на Землю могут быть очень тяжелыми. Паражающими факторами в следствие падения крупных метеоритов, как и столкновений с астероидом или кометой, будут взрывы с генерированием колоссальной энергии, и сильнейшие землетрясения.

Профилактика таких космических катастроф возможна при условии объединения усилий всего мирового сообщества.

Разрабатывая системы защиты и противостояния необходимо учитывать то, что правила поведения при космических атаках должны предусматривать возможность проявления неизвестных человечеству свойств.

Что является космическим телом? Какими характеристиками оно должно обладать?

Земля рассматривается как космическое тело, способное отражать свет.

Все видимые тела Солнечной системы отражают свет звезд. Какие объекты относятся к космическим телам? В космосе, кроме хорошо заметных больших объектов, очень много маленьких и даже крохотных. Список очень маленьких космических объектов начинается с космической пыли (100 мкм), которая является результатом выбросов газов после взрывов в атмосферах планет.

Астрономические объекты бывают разных размеров, форм и расположения относительно Солнца. Некоторые из них объединяют в отдельные группы, чтобы их легче было классифицировать.

Какие бывают космические тела в нашей галактике?

Наша Вселенная наполнена разнообразными космическими объектами. Все галактики представляют собой пустоту, наполненную разными формами астрономических тел. Из школьного курса астрономии мы знаем о звездах, планетах и спутниках. Но видов межпланетарных наполнителей много: туманности, звездные скопления и галактики, почти не изученные квазары, пульсары, черные дыры.

Большие астрономически — это звезды — горячие светоизлучающие объекты. В свою очередь они разделяются на большие и малые. В зависимости от спектра они бывают коричневыми и белыми карликами, переменными звездами и красными гигантами.

Все небесные тела можно разделить на два типа: дающие энергию (звезды), и не дающие (космическая пыль, метеориты, кометы, планеты).

Каждое небесное тело имеет свои характеристики.

Классификация космических тел нашей системы по составу:

• силикатные;
• ледяные;
• комбинированные.

Искусственные космические объекты это космические объекты: пилотируемые корабли, обитаемые орбитальные станции, обитаемые станции на небесных телах.

На Меркурии Солнце движется в обратную сторону. В атмосфере Венеры, по полученным сведениям, предполагают найти земные бактерии. Земля движется вокруг Солнца со скоростью 108 000 км в час. У Марса два спутника. Юпитер имеет 60 спутников и пять колец. Сатурн сжимается на полюсах из-за быстрого вращения. Уран и Венера движутся вокруг Солнца в обратном направлении. На Нептуне есть такое явление как .

Звезда — это раскаленное газообразное космическое тело, в котором происходят термоядерные реакции.

Холодные звезды—это коричневые карлики, не имеющие достаточно энергии. Завершает список астрономических открытий холодная звезда из созвездия Волопаса CFBDSIR 1458 10ab.

Белые карлики — это космические тела с остывшей поверхностью, внутрикоторых уже не происходит термоядерный процесс, при этом они состоят из вещества высокой плотности.

Горячие звезды — это небесные светила, излучающие голубой свет.

Температура главной звезды туманности «Жук» —200 000 градусов.

След на небе, который светится, могут оставлять кометы, небольшие бесформенные космические образования оставшиеся от метеоритов, болиды, различные остатки искусственных спутников, которые входят в твердые слои атмосферы.

Астероиды иногда классифицируют как маленькие планеты. В действительности они похожи на звезды малой яркости из-за активного отражения света. Самым большим астероидом во вселенной считается Церцера из созвездия Пса.

Какие космические тела невооруженным глазом видно с Земли?

Звезды— это космические тела, которые излучают в пространство тепло и свет.

Почему в ночном небе видны планеты, которые не излучают свет? Все звезды светятся за счет выделения энергии при ядерных реакциях. Полученная энергия используется для сдерживания гравитационных сил и для световых излучений.

Но почему холодные космические объекты тоже издают свечение? Планеты, кометы, астероиды не излучают, а отражают звездный свет.

Группа космических тел

Космос наполнен телами разных размеров и форм. Эти объекты по-разному движутся относительно Солнца и других объектов. Для удобства существует определенная классификация. Примеры групп: «Кентавры» — находятся между поясом Койпера и Юпитером, «Вулканоиды» —предположительно между Солнцем и Меркурием, 8 планет системы также разделены на две: внутреннюю (земную) группу и внешнюю (юпитерианскую) группу.

Как называется ближайшее к земле космическое тело?

Как называется обращающееся вокруг планеты небесное тело? Вокруг Земли, согласно силам гравитации, двигается естественный спутник Луна. Некоторые планеты нашей системы также имеют спутники: Марс — 2, Юпитер — 60, Нептун — 14, Уран — 27, Сатурн — 62.

Все объекты, подчиненные Солнечной гравитации— часть огромной и такой непостижимой Солнечной системы.

Доклад на тему «Космос» кратко расскажет Вам много полезной информации и Вселенной и о том, как происходило ее освоение. Также сообщение о космосе поможет подготовиться к занятию астрономии.

Сообщение о космосе

Что такое космос?

С греческого языка понятие «космос» обозначает устройство, порядок, стройность. Еще в Древней Греции философы рассматривали Вселенную как гармоничную упорядоченную систему, которой сопоставлялись хаос и беспорядок.

Под космосом подразумевается нечто единое, которое подчиняется общим законам и находится за пределами атмосферы Земли. Человек более-менее тщательно исследовал околоземное пространство космоса: здесь побывали ракеты и даже пролегли трассы искусственных спутников планеты. С момента полетов космических кораблей на борту с экипажами и свободный выход космонавтов в космическое пространство расширили область исследования Вселенной.

Вселенная сегодня

Современные астрономы полагают, что материя и пространство возникли в ходе мощного взрыва чего-то плотного и горячего. Взрыв произошел 10-20 млрд. лет тому назад. С тех пор Вселенная непрерывно охлаждается и расширяется. В первые секунды после большого взрыва электроны и кварки превратились в молекулы и атомы, появился кислород.

Поскольку процессы расширения Вселенной продолжаются, то ученые рассматривают разнообразные сценарии ее развития в будущем. Так, первый сценарий гласит, что она может сжиматься в точку. Это неустойчивое состояние приведет к необратимому процессу – Вселенная пропадет необратимо и за одно мгновение. Если она будет дальше расширяться, то температуры будут уравновешиваться и во всех точках пространства станут одинаковыми. Звезды будут удаляться друг от друга, остынут и перестанут излучать свет. Черные дыры станут «испаряться» и исчезнут. Также есть еще один сценарий — сила взаимного притяжения остановит процесс расширения и галактики начнут друг на друга падать.

Сколько звезд и планет в космосе?

Масштабы Вселенной просто огромны. Поэтому и число планет, звезд в ней также велико. С момента большого взрыва количество «населения космоса» постоянно растет. Астрономы насчитали много галактик, каждая из которых содержит больше 100 миллиардов звезд. В 1996 году было известно 50 миллиардов галактик. Сегодня их число достигло 125 миллиардов. А вот звезд в них 12500000000000000000000. Это невероятное число. Но, конечно, данная цифра не окончательна, подсчитать точное количество звезд невозможно. Зато можно определить самую яркую звезду – Сириус, которая светит интенсивнее Солнца.

Как правило, вокруг звезд движутся группы планет, которые образуются со звездой – солнечные системы. Самая известная нам — Солнечная система Земли. В ее центре находится Солнце, звезда вокруг которой вращаются 9 планет, больше 63 спутников, 4 системы колец, метеороиды, астероиды, кометы. Между ними в пространстве движутся протоны и электроны – частицы солнечного ветра.

Солнце излучает свет, который отбивают планеты вокруг него. Их расположение от главной звезды следующее: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Каждая из них уникальная и особенная.

Освоение космоса – кто был первым?

Путь в космос был открыт в период «Холодной войны» между США и СССР. Первая страна, открывшая путь в космос – СССР. Она впервые запустила искусственный спутник «Спутник 1» в 1957 году на орбиту Земли. В ответ США также запустили искусственный спутник «Эксплорер 1» 1 февраля 1958 года.

Спутники отправлялись в научных целях: для вычисления плотности верхних слоев атмосферы и поиска радиационных поясов Земли. В процессе гонки две супердержавы не остановились на достигнутом. СССР в 1961 году отправил человека в космос, а до этого там побывали животные. Сегодня США имеют наибольший успех в сфере освоения космоса.

Надеемся, что доклад о космосе помог Вам подготовиться к занятию. Доклад про космос, Вы можете дополнить через форму комментариев ниже.