Місяць – кольоровий, а алмази є не лише на Землі. 12 відкриттів, що змінять ваше уявлення про Всесвіт
Людство зробило неймовірний стрибок на шляху до пізнання Всесвіту, зокрема, із часів заснування Королівської обсерваторії в Гринвічі (Британія) майже 350 років тому. Тоді перший королівський астроном Джон Флемстід вручну складав мапу зірок з використанням примітивних телескопів.
Лише за останні 50 років межі можливого постійно розширювалися. Серед сотень досягнень людства зараз – зонди, що досліджують віддалені куточки Сонячної системи; надскладний космічний телескоп ім. Джеймса Вебба на відстані 1,6 млн км від Землі, завдяки якому астрономи мають змогу вивчати об’єкти поза нашою галактикою; будується місячна космічна станція для підготовки місії на Марс.
У книзі "Діаманти всюди" астроном і колишній співробітник Королівської обсерваторії Гринвіча Том Керсс розповів про 101 найвидатніше відкриття в історії астрономії – від приголомшливих чисел і захопливих явищ до дивовижних, але правдивих фактів, пише Royal Museums Greenwich (Королівські музеї Гринвіча).
Далі наведено 12 з-поміж цих відкриттів, які можуть змінити ваше уявлення про Всесвіт.
Ваше волосся може містити космічний пил від комет
Щодня на Землю потрапляє кілька тонн матеріалу з космосу. Подеколи за цим процесом можна спостерігати – коли яскравий метеор може перетворитися на метеорит, фрагмент каміння та металу, який врізається в землю.
Однак більша частина цього космічного матеріалу не має такого вражаючого входу в атмосферу Землі. Він осідає у вигляді космічного пилу, майже невидимого для людського ока.
Щороку на Землю осідає близько 5 200 тонн космічного пилу, тобто 100 тонн на тиждень або 14 тонн на день. Цей пил складається з дрібних частинок каміння та металу, які утворилися внаслідок зіткнень астероїдів і комет або від ударів мікрометеороїдів. Приблизно 80% цього пилу походить від комет родини Юпітера, орбітальний період яких становить менше ніж 20 років.
Ці частинки настільки малі – не більше кількох десятих міліметра, – що їх зазвичай неможливо побачити неозброєним оком. Їх виявляють лише за допомогою спеціалізованих приладів. Кожного разу, коли ви перебуваєте на відкритому повітрі, є ймовірність, що трохи космічного пилу осідає на ваше волосся.
Зірки бувають холодними
Завдяки знанням про Сонце люди зазвичай уявляють зірки як розпечені, вогняні кулі плазми, здатні розплавити будь-який матеріал. Але це твердження стосується не всіх зірок. Насправді у нашій Галактиці існує категорія ультрахолодних зірок.
Коричневі карлики є найхолоднішими серед відомих. Їх класифікують як субзіркові об’єкти і називають "невдалими зірками", оскільки вони надто малі, щоб підтримувати ядерний синтез у своїх ядрах – процес, який забезпечує енергією Сонце. Через це коричневі карлики випромінюють дуже мало світла та тепла, що робить їх важкодоступними для виявлення.
Температура на поверхні коричневих карликів варіюється, але особливо виділяється одна підгрупа – зірки типу Y, які є найхолоднішими. Їхні поверхневі температури зазвичай лише на кілька сотень градусів Цельсія перевищують абсолютний нуль.
У Чумацькому Шляху може існувати до 10 мільярдів планет, схожих на Землю
У 2019 році астрономи об’єднали дані з телескопа Kepler із новими результатами місії Gaia Європейського космічного агентства. Вони дійшли висновку, що в середньому кожна шоста зірка має планету розміром із Землю. Можливо, десятки мільярдів таких світів розкидані по всьому Чумацькому Шляху.
Поки пошук планет, схожих на Землю, триває, уявлення про те, які умови можуть бути придатними для життя, постійно розширюються. Точний аналог Землі може бути необов’язковим для виникнення складних форм життя, а кількість середовищ, здатних підтримувати життя, може бути значно більшою, ніж ми припускаємо.
Кільця Сатурна надзвичайно тонкі
Сатурн, шоста планета від Сонця, відомий вражаючими кільцями, які обрамляють цей газовий гігант. Здалеку вони здаються суцільними, але насправді вони складаються з трильйонів окремих шматочків льоду та невеликої кількості каміння, розмір яких варіюється від крихітних частинок пилу до величезних валунів.
Однією з найбільш вражаючих особливостей кілець Сатурна є їхня тонкість. Незважаючи на те, що вони простягаються майже на 140 000 км від екватора планети, їхня товщина становить лише кілька сотень метрів. Іншими словами, ширина кілець в сотні тисяч разів більша, ніж висота.
Для порівняння: Blu-ray диск має ширину 120 мм і товщину 1,2 мм. Щоб відтворити масштаб кілець Сатурна при такій товщині, Blu-ray диск мав би бути близько 1 км завширшки.
При зіткненні мертвих зірок утворюються дорогоцінні метали, як-от срібло і золото
Коли гігантські зірки вибухають, залишаються надзвичайно щільні об’єкти – нейтронні або "мертві" зірки. Іноді вони зішовхуються одна з одною, внаслідок чого утворюються величезні кількості дорогоцінних металів, як-от срібло, золото, платина і навіть уран.
Ці зіткнення виділяють колосальну кількість енергії – набагато більшу, ніж під час вибуху наднової зірки. У таких умовах атоми стають важчими. Саме так утворюються найважчі природні елементи.
Під час злиття нейтронних зірок можуть з’являтися метали з атомними номерами:
- 47 – срібло
- 78 – платина
- 79 – золото
- 92 – уран
Лише уявіть: ваші ювелірні прикраси колись могли утворитися внаслідок драматичного зіткнення двох зірок у космосі.
У Чумацькому Шляху, ймовірно, більше зірок, ніж людей, які коли-небудь жили
Якщо запитати астронома, скільки зірок у Чумацькому Шляху, відповідь буде варіюватися від "сотень мільярдів" до приблизних значень: "близько 100 мільярдів", "300 мільярді" чи "500 мільярдів".
На жаль, порахувати точну кількість зірок у нашій Галактиці – це не просто справа арифметики. Велика частина Чумацького Шляху прихована від нашого зору, а ті регіони, які можливо спостерігати, настільки обширні та віддалені, що окремі зірки важко розпізнати навіть за допомогою потужних телескопів. Тому визначення кількості зірок досі базується на спостереженнях, припущеннях і обґрунтованих оцінках.
Цікаво, що антропологи з більшою впевненістю оцінюють кількість людей, які коли-небудь жили, – орієнтовно 110 мільярдів. Тож можна з упевненістю сказати, що зірок у Чумацькому Шляху, ймовірно, більше, ніж усіх людей, які коли-небудь народжувалися.
Астероїди можуть мати кільця та супутники
Харікло – це невелике небесне тіло, що обертається навколо Сонця між орбітами Сатурна та Урана. Харікло належить до класу астероїдів, відомих як кентаври, що характеризуються нестабільними орбітами, які перетинають орбіти гігантських планет.
Унікальність Харікло полягає в тому, що цей астероїд діаметром близько 250 км має пару кілець, що робить його найменшим відомим об’єктом у Сонячній системі, що має кільця.
Астероїди також можуть мати власні супутники. Прикладом є Іда та Дактиль – пара космічних тіл, які привернули увагу світу завдяки відкриттю космічного апарата NASA Galileo. Під час прольоту повз астероїд Іда у 1993 році камери Galileo зафіксували Дактиль, набагато менший «супутник», який обертається навколо Іди. Ця пара стала першим доказом того, що астероїди можуть мати власні природні супутники.
Падаючі зірки сяють різними кольорами залежно від складу
Метеори, які ми називаємо "падаючими зірками", з’являються, коли Земля стикається з дрібними частинками льоду та каміння, що дрейфують у космосі навколо Сонця.
Потрапляючи в атмосферу, ці частинки рухаються на величезній швидкості. Повітря попереду не встигає розсіятися, створюється сильний тиск, і це нагріває повітря до дуже високої температури.
Водночас нагріте повітря передає тепло метеороїду, змушуючи його швидко випаровуватися у вигляді яскравого спалаху.
Якщо уважно подивитися на яскравий метеор, можна побачити різні кольори. Деякі метеори, які горять довше (їх називають болідами), можуть навіть змінювати кольори під час польоту.
Ці кольори залежать від того, з яких елементів складається метеор. Наприклад:
- магній світиться блакитно-білим або бірюзовим;
- кальцій дає фіолетовий відтінок;
- натрій випромінює помаранчеве світло;
- залізо світиться жовтувато-білим;
- азот і кисень утворюють характерний червоний колір.
Кожен спалах "падаючої зірки" – це маленький хімічний феєрверк у небі.
Уран і Нептун могли помінятися місцями
Уран і Нептун, дві найвіддаленіші планети Сонячної системи, часто називають "крижаними гігантами", оскільки вони складаються переважно з води, аміаку та метанового льоду. Деякі моделі припускають, що на ранніх етапах історії Сонячної системи ці дві планети могли помінятися місцями. Іншими словами, Уран міг бути останньою планетою системи, але з часом Нептун зайняв цю позицію.
Ця ідея базується на вдосконаленій моделі динаміки молодої Сонячної системи, відомій як модель Ніцци, що була розроблена у 2005 році. Згідно з цією моделлю, гігантські планети утворилися ближче до Сонця, але поступово перемістилися на свої нинішні орбіти, коли протопланетний диск почав розсіюватися.
Цікаво, що велика кількість симуляцій у рамках цієї моделі показує, як Уран і Нептун міняються місцями під час свого руху від Сонця. Є припущення, що Уран спочатку був найвіддаленішою планетою.
Ця гіпотеза потенційно може також пояснити одну з головних загадок Урана – дивний нахил осі обертання. Хоча ця ідея ще не доведена, вона пропонує новий погляд на динаміку формування Сонячної системи.
Ви можете побачити, як виглядає наднова майже через тисячу років
У 1054 році китайські астрономи зафіксували появу "гостьової зірки" на небі, яка залишалася видимою протягом кількох тижнів. Майже тисячу років потому у тому самому місці розташована Крабоподібна туманність. Це залишок наднової, який утворився внаслідок катастрофічної загибелі масивної зірки.
Крабоподібна туманність є одним із найвражаючих залишків наднових у нашій Галактиці. Вона розташована на відстані близько 6500 світлових років від Землі.
Спостерігаючи за цією туманністю сьогодні, ми бачимо довготривалі наслідки вибуху, що стався багато століть тому.
Місяць більш кольоровий, ніж здається
Місяць виглядає сірим і однотонним, але насправді його поверхня має ледь помітні відтінки кольорів. Їх можна побачити, якщо обробити фотографії за допомогою спеціальних камер і програмного забезпечення. У таких знімках Місяць постає у яскравих кольорах, які, хоч і підсилені для нашого сприйняття, але є реальними.
Астрономи протягом століть помічали слабкі відтінки кольорів на поверхні Місяця через телескопи. Наприклад:
- Море Спокою – море на видимому боці Місяця розміром близько 880 км – відоме своїм синюватим відтінком;
- Болото Сну, розташоване на північний схід від Моря Спокою, має злегка піщаний колір;
- Плато Аристарх, яке височіє над вулканічними рівнинами Океану Бур (найбільше місячне море), виділяється яскраво-жовтим кольором, який іноді описують як "гірчичний".
Ці кольори мають велике наукове значення, адже вони дають підказки про мінеральний склад місячної поверхні. Вивчаючи їх, вчені можуть дізнатися більше про історію та геологічну структуру природного супутника Землі.
Алмази існують не лише на Землі
Алмаз (природний мінерал, який після всебічної обробки називають діамантом) – один із найтвердіших і найяскравіших матеріалів на Землі, що утворюється глибоко під поверхнею планети шляхом впливу екстремального тиску і високих температур. Однак алмази зустрічаються не лише на нашій планеті – вони можуть існувати по всій Сонячній системі, галактиці і навіть за її межами.
Науковці припускають, що алмази можуть утворюватися в атмосферах Урана та Нептуна. Астрономи виявили, що в їхніх атмосферах присутні вуглеводні, які за відповідних умов перетворюються на будівельні блоки для формування алмазів.
Крім того, астрономи знайшли кілька екзопланет, які, ймовірно, багаті на алмази. Один із найбільш вражаючих прикладів – білий карлик BPM 37093, розташований за 53 світлові роки від Землі. Ця зірка, яка колись була схожою на Сонце, з часом зменшилася і стала насиченою вуглецем і киснем. Її яскравість змінюється пульсуючим ритмом, що дозволило вченим виміряти, наскільки її внутрішня частина кристалізувалася під час охолодження.
Розрахунки показали, що до 90% маси цієї зірки наразі складається з кристалічної структури – твердого ядра, що складається з алмаза, розміром приблизно 2 000 миль (3 200 км).
Зірка під назвою Люсі (на честь пісні The Beatles Lucy in the Sky with Diamonds) цілком може приховувати найцінніший з відомих алмазів, який за розміром можна порівняти з Місяцем і який в 100 000 разів важчий за Землю.
