Космические объекты
Многообразие космических тел во Вселенной
Вселенная огромна. Ее размеры не может представить человек. Большую часть вселенной заполняет вакуум, однако в космосе еще присутствуют небесными телами т.е. астрономическими объектами. Хоть многие небесные тела имеет сферическую форму, они очень отличаются друг от друга. Все они имеют разные размеры, разные характеристики и свои особенности.
Звезды
Чаще всего, смотря в небо ночью, мы видим именно их. — это огромные раскаленные газовые шары. Самая ближайшая звезда к нам (не считая Солнце) — Проксима Центавра. Расстояние от нас до нее — 39 900 000 000 000 км. Далековато.
Но что насчет нашего светила?
Солнце
- Солнце находится от Земли примерно на расстоянии 149,6 млн км.
- Оно имеет масу, составляющую 99,86% все массы Солнечной системы.
- Звезда прожила уже половину жизни, ее возраст — 4,57 млрд. лет
- Человечество использует энергию, в 6000 раз меньшую энергии, поступающей от солнце на земную поверхность
Виды звезд
Существует много типов звезд. Все звезды начинают свой путь с газовых облаков, существующих в межзвездном пространстве.
Желтый карлик
Красный гигант
Это огромные звезды, они больше обычных звезд в сотни раз. Самые большие становятся красными супрергигантами. Поверхность звезды расширяется и остывает, из за чего она имеет красный или оранжевый цвет.
Белый карлик
Некоторые красные гиганты под конец своей жизни выделяют часть своей материи в космос и превращаются в белых карликов. Они представляют собой оставшееся от прошлой звезды ядро, плотное и горячее. Определенное время белый карлик светится, а после превращается в черного карлика.
Коричневый карлик
Если протозвезда (звезда-детеныш, еще не зародившаяся звезда) не достигнет критической массы, чтобы превратиться в полноценную звезду, она светится недолгое время (ее маса примерно составляет 0.1 массы Солнца) и превращается в коричневого карлика. Хоть они не излучают ни света, ни тепла их относят к звездам. Они имеют массу, слишком маленькую для звезд, но слишком большую для планет.
Цефеиды
Это звезды с «пульсирующей», непостоянной светимостью. Чаще всего они меняют ее в начале своей жизни и в конце. Изменение светимости может происходит как от изменений внутри звезды, так и от внешних факторов.
Сверхновые
Рождаются из за взрыва огромных звезд. Вспышки сверхновых — большие сгустки энергии, отправляемые изредка сверхновыми.
Черные дыры
Хоть и имеют такое название, представляют собой сферический объект. Образуются при смерти сверхновых или других больших звезд. Когда плотность звезды становится такой большой, что ее гравитация не отпускает свет. Такие объекты и есть черные дыры.
Пульсары
Их рождение тоже связано с смертью Сверхновой, но только в данном случае она взрывается. Образуется очень плотный объект, но недостаточно плотный, чтобы быть черной дырой. Пульсары вращаются очень быстро, испуская гамма-лучи с двух полюсов. Он чем-то напоминает маяк: гамма-лучи то появляются, то пульсар поворачивается другой стороной. Создается такое впечатление, что он мигает.
Нейтронная звезда
Вообще, нейтронная звезда — это пульсар, только более уплотненный. Но иногда их объединяют в один вид. Гравитация сделала нейтронную звезду настолько плотной, что она в основном состоит из нейронов, спресованных настолько, что не составляют обычное вещество в нашем понимании.
Двойные звезды
Они представляют собой две звезды, связанные между собой гравитационно, вращающиеся по замкнутым орбитам вокруг одного центра масс. Примерно половина всех звезд вселенной имеют пару.
Экзопланеты
Это планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы. Чаще всего они похожи на Юпитер или Сатурн, на Землю похожих планет очень мало. У многих планет не так уж и много отличий от других, но у некоторые очень сильно отличаются от своих братьев.
Например, пульсарная планета, расположенная на орбите вокруг пульсара. Или планета-океан, полностью покрытая водой (ну, или почти полностью). Найдено несколько планет-сирот, которые существуют вне какой-либо звездной системы.
Планета TrES-2b отражает менее 1% света, попадаемого на нее. Из-за этого она очень темная.
Планета Метузела имеет возраст, три раза больший возраста Земли. Мертузела сформировалась всего через миллиард лет после большого взрыва. Ранее считалось, что планета не может существовать более 13 миллиардов лет, но Мертузела опровергла это предположение.
55 Cancri вдвое превышает Землю, при это полность. состоит из алмазов. Учитывая недавнюю стоимость алмаза, 55 Cancri стоит 26.9$ нониллионов.
Глизе 436 b полностью состоит из раскаленного льда. Сильная гравитация планеты не дает молекулам воды испариться и покинуть поверхность.
CoRoT-7 b — планета, на которой с одной стороны температура превышает 4000 градусов по Фаренгейту, а с другой стороны очень холодно. Из-за необычной атосферы, там идут каменные дожди.
Туманности
Туманности — огромные пылевые и газовык облака. Обычно в них рождаются звезды. Существует несколько типов туманностей.
Эмиссионная туманность
Туманность с необычным свечением. Здесь активно происходит звездообразование.
Отражательная туманность
Она почти полностью состоит из водорода и пыли. Поэтому весь свет, попадающий сюда, отражается и посылается к звездам. Часто эмиссионные туманности смешиваются отражательной туманностью.
Темная туманность
В отличие от отражательной туманности, темная туманность вообще не пропускает свет, так как состоит из пыли и холодного газа. Звезды внутри нее не виды.
Планетарная туманность
Обычно туманности — места рождения звезд. Но планетарную туманность порождают сами звезды при смерти.
Остаток сверхновой звезды
Это туманность появляется при взрыве сверхновой. Обычно, неподалеку от этой туманности находятся остатки звезды-родителя.
Галактики
Космические системы, состоящие из пыли, газа, звезд и звездных систем. В наблюдаемой части вселенной 100 миллиардов галактик. Обычно в центре галактики находится черная дыра.
Виды галактик
Спиральные
Спиральная галактика — галактика с плоским диском, выпуклым центром и спиральными рукавам. Наша галактику (Млечный путь) спиральная. Они имеют такуют форму, благодаря скорости движения — 100 км/c.
Эллиптические
Галактики в форме эллипса, т.е. круглые, но немного вытянутые. Могут быть вытянуты настолько сильно, что напоминают сигарету. Здесь обычно находятся старые звезды.
Неправильные
Галактики, которые нельзя отнести ни к спиральным, ни к эллиптическим. Они имеют необычную, странную форму. Чаще всего из-за контактирования с другими космическими объектами.
Источник
Что это — орбита: движение Земли, Солнца, виды орбит, календарь
Орбита – это путь космического тела в пространстве. Этим понятием можно назвать путь любого объекта, но обычно под ним принято понимать траекторию движения тел, взаимодействующих друг с другом. Примером могут служить орбиты планет, спутников, звезд в системах.
Виды орбит
Орбиты делят на относительные и абсолютные.
Абсолютная орбита – это путь тела в установленной отсчетной системе, которую считают универсальной. Примером такой системы является Вселенная, взятая как единое целое.
Относительная орбита – это траектория тела в системе отсчета, которая движется по искривленной траектории с переменной скоростью. Например, при описании траектории искусственного спутника указывается его движение относительно планеты. В первом приближении – это эллиптическая траектория, в фокусе которой находится Земля, сама плоскость движения относительно звезд считается неподвижной. При таком варианте измерений, очевидно, что траектория движения – это орбита относительного типа, поскольку она определяется по отношению к Голубой планете, которая сама вращается вокруг Солнца. Если же посмотреть на траекторию движения относительно звезд, то наблюдается винтовая траектория – это абсолютная орбита искусственного спутника.
В чем различие
Зная, что такое орбита абсолютная и относительная, возникает вопрос об их различии. Знание этого помогает провести подсчеты траекторий по законам Ньютона. Они применимы только для подсчета абсолютных орбит, но нам привычнее наблюдать относительное движение.
Движение Солнца
Наше Солнце двигается во Вселенной по эклиптике, отражая перемещение Земли вдоль орбиты. При пересечении космической сферы орбитой формируется огромный круг, который называется эклиптикой. Пересечение плоскостей экватора и эклиптики происходит под определенным углом. В тех местах, где это происходит, определяются точки весеннего и осеннего равноденствия. Солнце проходит через эти точки дважды в год: во время перемещения из северного полушария в южное — и в обратном направлении.
Орбита Земли
Орбита нашей планеты представляет собой эллипс, в одном краю которого находится Солнце. Путь до Земли от Солнца на протяжении года изменяется, начиная от 147 млн км до 152 млн км. Орбита длинная, около 930 млн км. Наша планета двигается с запада на восток со скоростью примерно 30 км/с. Все расстояние она преодолевает за 365 дней 6 ч. 9 мин. и 9 с. Это время получило название звездного года.
Еще есть понятие тропического года, которое предполагает временное расстояние между определенными последовательными перемещениями Солнца через точку весеннего равноденствия. Этот временный промежуток равен 365 дням 5 ч. 48 мин. и 46 с.
Календарь
Для отсчета времени люди используют Григорианский календарь, подстроенный под длительность тропического года с небольшим отклонением. Поэтому даже через пятьдесят тысяч лет зима будет приходиться на зимние месяцы, а лето – на летние.
Сейчас земная ось располагается под углом 66.5 градусов к плоскости орбиты. Планета совершает движение на протяжении 365 дней параллельно самой себе в космическом пространстве. Следствием движения Земли вокруг светила является смена времен года и разная длина дня и ночи.
Наклон оси
Из-за наклона земной оси к орбитальной плоскости сохраняется расположение планеты в космическом пространстве. Это же влияет на разные углы падения солнечных лучей на поверхность Земли.
В день летнего солнцестояния ось планеты направлена северной частью к нашему светилу. В день зимнего солнцестояния она направлена к Солнцу южной областью.
Эллиптическая орбита
Учитывая продолжительность дня и ночи, моменты расположения Солнца в разных точках, ученые пришли к выводу, что наша планета движется не по кругу, а по эллиптической орбите. Впервые это описал Кеплер. Он же подсчитал, что Марс и Земля периодически ускоряются и замедляются. В результате проведенных наблюдений, подсчетов, он пришел к выводу, что движение планеты осуществляется не по круговой орбите, а по эллипсу.
Движение тел в космосе
Зная, что это – орбита, а также какой она может быть, ученые смогли описать траектории движения самых разных небесных тел. Кометы, спутники, планеты, звезды – большая часть их имеет вытянутую траекторию движения. К примеру, есть кометы, траектория движения у которых сильно вытянута, но может пересекать орбиту планеты. Если в определенный момент планета и комета будут на одной линии движения, то произойдет столкновение, или же гравитационная сила изменит орбиту кометы, сделав ее «пленницей» своей. По мнению ученых, так появились кольца из комет вокруг некоторых планет, а также спутники.
Орбита Солнца
Движение Солнца во Вселенной происходит по Галактической орбите. По отношению к звездам наше светило летит со скоростью 19 км/с в направлении к созвездию Геркулеса. Считается, что вокруг центра Галактики Солнце совершает полный круг за 230 млн лет. Движение звезды по орбите сложное, на траекторию постоянно воздействуют возмущения со стороны массивных космических тел, других звезд, межзвездный газ.
Источник
Виды галактик во Вселенной
Многие факты, известные сегодня, кажутся такими знакомыми и привычными, что трудно представить, как раньше жили без них. Однако научные правды в большинстве своем появились не на заре человечества. Почти во всем это касается познаний о космическом пространстве. Виды туманностей, галактик, звезд сегодня известны почти каждому. Между тем путь к современному пониманию строения Вселенной был довольно долгим. Люди далековато не сразу осознали, что планета — часть Солнечной системы, а она — Галактики. Виды галактик стали изучаться в астрономии еще позже, когда пришло понимание, что Млечный путь не одинок и им Вселенная не ограничивается. Основоположником систематизации, как и вообщем познания космоса вне «молочной дороги», стал Эдвин Хаббл. Благодаря его исследованиям сегодня мы очень многое знаем о галактиках.
Виды галактик во Вселенной
Хаббл изучал туманности и обосновал, что многие из них являются формированиями, схожими с Млечным путем. На основе собранного материала он описал, какой вид имеет галактика и какие типы подобных космических объектов существуют. Хаббл измерил расстояния до некоторых из них и предложил свою систематизацию. Ей ученые пользуются и сегодня.
Все множество систем во Вселенной он разделил на 3 вида: галактики эллиптические, спиралевидные и неправильные. Каждый тип интенсивно изучается астрологами всего мира.
Кусочек Вселенной, где расположена Земля, Млечный путь, относится к типу «спиралевидные галактики». Виды галактик выделяются на основе различий их форм, влияющих на определенные свойства объектов.
Спиралевидные
Виды галактик распространены по Вселенной не одинаково. По современным данным чаще других встречаются спиралевидные. Кроме Млечного пути к этому типу относится Туманность Андромеды (М31) и галактика в созвездии Треугольника (М33). Подобные объекты имеют легко узнаваемое строение. Если посмотреть со стороны, как смотрится такая галактика, вид сверху будет напоминать расходящиеся по воде концентрические круги. От сферического центрального утолщения, называемого балджем, расходятся спиральные рукава. Число таких ответвлений бывает разным — от 2 до 10. Весь диск со спиральными рукавами находится снутри разреженного облака звезд, которое в астрономии называется «гало». Ядро же галактики представляет собой скопление светил.
Подтипы
В астрономии для обозначения спиралевидных галактик употребляется буковка S. Их делят на типы зависимо от структурной оформленности рукавов и особенностей общей формы:
галактика Sa: рукава туго закрученные, гладкие и неоформленные, балдж яркий и протяженный;
галактика Sb: рукава мощные, четкие, балдж менее выражен;
галактика Sc: рукава хорошо развиты, представляют собой клочковатую структуру, балдж просматривается плохо.
Кроме того, некоторые спиральные системы обладают центральной практически прямой перемычкой (ее называют «бар»). В обозначение галактики в данном случае добавляется буковка B (Sba либо Sbc).
Формирование
Образование спиралевидных галактик, судя по всему, схоже с появлением волн от удара камня по поверхности воды. К появлению рукавов, по мнению ученых, привел некий толчок. Сами спиральные ответвления представляют собой волны повышенной плотности вещества. Природа толчка может быть различной, один из вариантов — перемещения в центральной массе звезд.
Спиральные ответвления — это молодые звезды и нейтральный газ (основной элемент — водород). Они лежат в плоскости вращения галактики, потому она напоминает сплющенный диск. Образование молодых звезд может быть и в центре таких систем.
Наиблежайшая соседка
Туманность Андромеды — спиралевидная галактика: вид сверху на нее выявляет несколько рукавов, исходящих из общего центра. С Земли невооруженным глазом ее можно увидеть как размытое туманное пятно. По своим размерам соседка нашей галактики несколько превосходит ее: 130 тысяч световых лет в поперечнике.
Туманность Андромеды хотя и самая близкая к Млечному пути галактика, а расстояние до нее огромно. Свету для того, чтобы преодолеть его, требуется два миллиона лет. Этот факт отлично объясняет, почему полеты к соседней галактике пока вероятны только в фантастических книгах и фильмах.
Эллиптические системы
Рассмотрим теперь другие виды галактик. Фото эллиптической системы хорошо показывает ее отличие от спиралевидного собрата. У такой галактики нет рукавов. Она похожа на эллипс. Подобные системы могут быть сжатыми в разной степени, представлять собой нечто вроде линзы либо же шара. В таких галактиках практически не встречается холодный газ. Наиболее впечатляющие представители этого типа заполнены разреженным жарким газом, температура которого добивается миллиона градусов и выше.
Отличительная черта многих эллиптических галактик — красноватый оттенок. Длительное время астрологи полагали это признаком древности таких систем. Считалось, что они в главном состоят из старых звезд. Однако исследования последних десятилетий показали ошибочность этого предположения.
Образование
Длительное время бытовала еще одна догадка, связанная с эллиптическими галактиками. Они считались самыми первыми из появившихся, сформировавшимися скоро после Огромного взрыва. Сегодня эта теория считается устаревшей. Большой вклад в ее опровержение занесли немецкие астрологи Алар и Юрий Тумре, также южноамериканский ученый Франсуа Швайцер. Их исследования и открытия последних лет подтверждают истинность другой догадки, иерархической модели развития. Согласно ей более крупные структуры формировались из довольно небольших, то есть галактики образовались далековато не сразу. Их появлению предшествовало образование звездных скоплений.
Эллиптические системы по современным представлениям сформировались из спиралевидных в результате слияния рукавов. Одно из подтверждений этого — огромное количество «закрученных» галактик, наблюдаемое в удаленных участках космоса. Напротив, в наиболее приближенных областях приметно выше концентрация эллиптических систем, довольно ярких и протяженных.
Символы
Эллиптические галактики в астрономии также получили свои обозначения. Для них употребляют символ «Е» и цифры от 0 до 6, которыми указывается степень уплощения системы. Е0 — это галактики практически правильной шаровой формы, а Е6 — самые плоские.
Бушующие ядра
К эллиптическим галактикам относятся системы NGC 5128 из созвездия Кентавра и М87, расположенное в Деве. Их особенностью является мощное радиоизлучение. Астрологов сначала интересует устройство центральной части таких галактик. Наблюдения российских ученых и исследования телескопа Хаббла показывают довольно высшую активность этой зоны. В 1999 году южноамериканские астрологи получили данные о ядре эллиптической галактике NGC 5128 (созвездие Кентавр). Там в постоянном движении находятся огромные массы жаркого газа, закручивающегося вокруг центра, может быть, черной дыры. Точных данных о природе таких процессов пока нет.
Системы неправильной формы
Внешний облик галактики третьего типа не структурирован. Такие системы представляют собой клочковатые объекты хаотичной формы. Неправильные галактики встречаются на просторах космоса реже других, однако их исследование способствует более точному понимаю протекающих во Вселенной процессов. До 50% массы таких систем составляет газ. В астрономии принято обозначать подобные галактики через символ Ir.
Спутники
К галактикам неправильной формы относятся две системы, наиболее близко расположенные к Млечному пути. Это его спутники: Огромное и Малое Магелланово Облако. Они хорошо видны на ночном небе южного полушария. Большая из галактик расположена на расстоянии 200 тысяч световых лет от нас, а меньшую отделяет от Млечного пути — 170 000 св. лет.
Астрологи пристально изучают просторы этих систем. И Магеллановы Облака сполна отплачивают за это: в галактиках-спутниках нередко обнаруживаются очень достойные внимания объекты. Например, 23 февраля 1987 года в Большенном Магеллановом Облаке вспыхнула сверхновая. Особый энтузиазм вызывает и эмиссионная туманность Тарантул.
Она расположена также в Большенном Магеллановом Облаке. Тут ученые обнаружили область постоянного звездообразования. Некоторым светилам, составляющим туманность, всего два миллиона лет. Кроме того, тут же расположена самая впечатляющая из обнаруженных на 2011 год звезд — RMC 136a1. Ее масса составляет 256 солнечных.
Взаимодействие
Основные виды галактик описывают особенности формы и расположения элементов этих космических систем. Однако не менее увлекателен вопрос об их содействии. Не секрет, что все объекты космоса находятся в постоянном движении. Не исключение и галактики. Виды галактик, по крайней мере, некоторые из их представителей могли образоваться в процессе слияния либо столкновения 2-ух систем.
Если вспомнить, что представляют собой такие объекты, становится понятным, насколько масштабные конфигурации происходят во время их взаимодействия. При столкновении высвобождается колоссальное количество энергии. Любопытно, что подобные события даже более возможны на просторах космоса, чем встреча 2-ух звезд.
Однако не всегда «общение» галактик завершается столкновением и взрывом. Небольшая система может пройти сквозь своего крупного собрата, потревожив при этом его структуру. Так образуются формирования, схожие по внешнему облику с вытянутыми коридорами. Они состоят из звезд и газа и часто становятся зонами образования новых светил. Примеры таких систем хорошо известны ученым. Один из них — галактика Колесо телеги в созвездии Скульптор.
В некоторых случаях системы не соударяются, а проходят мимо друг дружку либо лишь слегка соприкасаются. Однако независимо от степени взаимодействия оно приводит к серьезным изменениям структуры обеих галактик.
Будущее
По предположениям ученых не исключено, что через некоторое, достаточно продолжительное, время Млечный путь поглотит наиблежайшего своего спутника, относительно недавно обнаруженную крохотную по космическим меркам систему, расположенную на расстоянии 50 световых лет от нас. Данные исследовательских работ свидетельствуют о впечатляющей продолжительности жизни этого спутника, которая, возможно, завершится в процессе слияния со своим более крупным соседом.
Столкновение — вероятное будущее для Млечного пути и Туманности Андромеды. Сейчас огромного соседа отделяет от нас примерно 2,9 миллиона световых лет. Две галактики приближаются друг к другу со скоростью 300 км/с. Возможное столкновение по расчетам ученых случится через три миллиарда лет. Однако произойдет ли оно либо галактики лишь слегка заденут друг дружку, сегодня точно никто не знает. Для прогнозирования не хватает данных об особенностях движения обоих объектов.
Современная астрономия подробно изучает такие космические структуры, как галактики: виды галактик, особенности взаимодействия, их отличия и сходства, будущее. В этой области еще немало непонятного и требующего дополнительного исследования. Виды строения галактик известны, но нет точного понимания многих деталей, связанных, например, с их образованием. Современные темпы совершенствования познания и техники, однако, позволяют надеяться на значимые прорывы в дальнейшем. В любом случае галактики не перестанут быть центром множества исследовательских работ. И связано это не только с любопытством, присущим всем людям. Данные о космических закономерностях и жизни звездных систем позволяют спрогнозировать будущее нашего кусочка Вселенной, галактики Млечный путь.
Источник