Самые горячие звезды Вселенной
Самая горячая звезда во Вселенной — NGC 2240?
Считается, что самые горячие звезды находятся в центре планетарных туманностей.
Одна из таких туманностей — это NGC 2240. Туманность является остатком сверхновой звезды и удалена от Земли примерно на 4000 световых лет. В центре туманности расположен белый карлик, являющийся, как предполагали, самой горячей из известных звёзд. Температура поверхности карлика доходит до 220 000 — 250 000 градусов по Кельвину.
В оптическом диапазоне центральная звезда практически не видна, так как при максимальной температуре почти вся энергия излучения карлика уходит в ультрафиолетовый диапазон. Хаотическая структура NGC 2240 говорит о том, что процесс сброса оболочки сверхновой был поэтапным, и во время каждой новой вспышки звезда выбрасывала своё вещество в разных направлениях.
NGC 2240 в DSO Browser
Самая горячая звезда во Вселенной — SMC3?
Самой горячей звездой в нашей Галактике Млечный Путь, считается белый карлик в центре биполярной планетарной туманности — NGC 6302 Жук (или Бабочка).
Её температура свыше 200 000 градусов по Кельвину. Звезда ярко светится в ультрафиолетовом диапазоне, но скрыта в плотном облаке пыли. На фотографии, полученной телескопом «Хаббл», виден тор пыли, окружающий центральную звезду (в верхнем левом углу изображения). NGC 6302 находится на расстоянии около 4000 световых лет от Земли в созвездии Скорпион.
Источник
WR102: самая горячая звезда в видимой Вселенной
В тысячах световых лет от нашей планеты огненным фениксом сияет во мраке космоса самая горячая звезда во Вселенной. Сравнение с фениксом тут не случайно: WR102 полыхает с такой силой, что только чудом сохраняет форму и не распадается в невероятной вспышке энергии.
И температурой уникальные свойства звезды не ограничиваются. WR102 в отличие от других звезд обладает колоссальным запасом кислорода. Ученые знают всего четыре подобных случая во всем Млечном Пути и еще пять в других галактиках.
Солнце находится от нас в 149 миллионах километров, но его свет виден по всей нашей системе. Ученые считают, что WR102 обладает 282 000 светимостей Солнца — попробуйте представить, как далеко видна эта странная звезда.
При этом температура WR102 составляет колоссальные 209726,85 градусов Цельсия. Фактически, звезда находится на пути к сверхновой и по рассчетам ученых коллапсирует примерно через 1500 лет.
Подробнее о самой горячей звезде Вселенной:
Если расчеты физиков верны, то вспышка превратившейся во сверхновую WR102 будет невероятно яркой. А при коллапсе звезда такой мощности может повлиять и на всю ближайшую планетную систему.
Источник
Самая высокая температура во Вселенной. Спектральные классы звезд
Вещество нашей Вселенной структурно организовано и образует большое многообразие феноменов различного масштаба с весьма сильно разнящимися физическими свойствами. Одно из важнейших таких свойств – температура. Зная этот показатель и используя теоретические модели, можно судить о многих характеристиках того или иного тела – о его состоянии, строении, возрасте.
Разброс значений температуры у различных наблюдаемых компонентов Вселенной весьма велик. Так, самая низкая величина ее в природе зафиксирована для туманности Бумеранг и составляет всего 1 K. А каковы самые высокие температуры во Вселенной, известные на сегодняшний день, и о каких особенностях различных объектов свидетельствуют? Для начала посмотрим, как же ученые определяют температуру удаленных космических тел.
Спектры и температура
Всю информацию о далеких звездах, туманностях, галактиках ученые получают, исследуя их излучение. По тому, на какой частотный диапазон спектра приходится максимум излучения, определяется температура как показатель средней кинетической энергии, которой обладают частицы тела, – ведь частота излучения связана прямой зависимостью с энергией. Так что самая высокая температура во Вселенной должна отражать, соответственно, и наибольшую энергию.
Чем более высокими частотами характеризуется максимум интенсивности излучения, тем горячее исследуемое тело. Однако полный спектр излучения распределен по очень широкому диапазону, и по особенностям видимой его области («цвету») можно делать определенные общие выводы о температуре, например, звезды. Окончательная же оценка производится на основе изучения всего спектра с учетом полос эмиссии и поглощения.
Спектральные классы звезд
На основе спектральных особенностей, включая цвет, была разработана так называемая Гарвардская классификация звезд. Она включает семь основных классов, обозначаемых буквами O, B, A, F, G, K, M и несколько дополнительных. Гарвардская классификация отражает поверхностную температуру звезд. Солнце, фотосфера которого разогрета до 5780 K, относится к классу желтых звезд G2. Наиболее горячи голубые звезды класса O, самые холодные – красные – принадлежат классу M.
Гарвардскую классификацию дополняет Йеркская, или классификация Моргана-Кинана-Келлман (МКК – по фамилиям разработчиков), подразделяющая звезды на восемь классов светимости от 0 до VII, тесно связанных с массой светила – от гипергигантов до белых карликов. Наше Солнце – карлик класса V.
Примененные совместно, в качестве осей, по которым отложены значения цвет – температура и абсолютная величина – светимость (свидетельствующая о массе), они дали возможность построить график, широко известный как диаграмма Герцшпрунга-Рассела, на котором отражены главные характеристики звезд в их взаимосвязи.
Самые горячие звезды
Из диаграммы явствует, что наиболее горячими являются голубые гиганты, сверхгиганты и гипергиганты. Это чрезвычайно массивные, яркие и короткоживущие звезды. Термоядерные реакции в их недрах протекают очень интенсивно, порождая чудовищную светимость и высочайшие температуры. Такие звезды относятся к классам B и O либо к особому классу W (отличается широкими эмиссионными линиями в спектре).
Например, Эта Большой Медведицы (находится на «конце ручки» ковша) при массе, в 6 раз превышающей солнечную, светит в 700 раз мощнее и имеет поверхностную температуру около 22 000 K. У Дзеты Ориона – звезды Альнитак, – которая массивнее Солнца в 28 раз, внешние слои нагреты до 33 500 K. А температура гипергиганта с наивысшей известной массой и светимостью (как минимум в 8,7 миллионов раз мощнее нашего Солнца) – R136a1 в Большом Магеллановом облаке – оценена в 53 000 K.
Однако фотосферы звезд, как бы сильно разогреты они ни были, не дадут нам представления о самой высокой температуре во Вселенной. В поисках более жарких областей нужно заглянуть в недра звезд.
Термоядерные топки космоса
В ядрах массивных звезд, стиснутых колоссальным давлением, развиваются действительно высокие температуры, достаточные для нуклеосинтеза элементов вплоть до железа и никеля. Так, расчеты для голубых гигантов, сверхгигантов и очень редких гипергигантов дают для этого параметра к концу жизни звезды порядок величины 10 9 K – миллиард градусов.
Строение и эволюция подобных объектов пока еще недостаточно хорошо изучены, соответственно и модели их еще далеко не полны. Ясно, однако, что очень горячими ядрами должны обладать все звезды больших масс, к каким бы спектральным классам они ни принадлежали, – например, красные сверхгиганты. Несмотря на несомненные различия в процессах, протекающих в недрах звезд, ключевым параметром, определяющим температуру ядра, является масса.
Звездные остатки
От массы в общем случае зависит и судьба звезды – то, как она окончит свой жизненный путь. Маломассивные звезды типа Солнца, исчерпав запас водорода, теряют внешние слои, после чего от светила остается вырожденное ядро, в котором уже не может идти термоядерный синтез, – белый карлик. Наружный тонкий слой молодого белого карлика обычно имеет температуру до 200 000 K, а глубже располагается изотермическое ядро, нагретое до десятков миллионов градусов. Дальнейшая эволюция карлика заключается к его постепенному остыванию.
Гигантские звезды ждет иная судьба – взрыв сверхновой, сопровождающийся повышением температуры уже до значений порядка 10 11 K. В ходе взрыва становится возможен нуклеосинтез тяжелых элементов. Одним из результатов подобного феномена является нейтронная звезда – очень компактный, сверхплотный, со сложной структурой остаток погибшей звезды. При рождении он столь же горяч – до сотен миллиардов градусов, однако стремительно остывает за счет интенсивного излучения нейтрино. Но, как мы увидим далее, даже новорожденная нейтронная звезда – не то место, где температура – самая высокая во Вселенной.
Далекие экзотические объекты
Существует класс космических объектов, достаточно удаленных (а значит, и древних), характеризующихся совершенно экстремальными температурами. Это квазары. По современным воззрениям, квазар представляет собой сверхмассивную черную дыру, обладающую мощным аккреционным диском, образуемым падающим на нее по спирали веществом – газом или, точнее, плазмой. Собственно, это активное галактическое ядро в стадии формирования.
Скорость движения плазмы в диске настолько велика, что вследствие трения она разогревается до сверхвысоких температур. Магнитные поля собирают излучение и часть вещества диска в два полярных пучка – джета, выбрасываемых квазаром в пространство. Это чрезвычайно высокоэнергетический процесс. Светимость квазара в среднем на шесть порядков выше светимости самой мощной звезды R136a1.
Теоретические модели допускают для квазаров эффективную температуру (то есть присущую абсолютно черному телу, излучающему с той же яркостью) не более 500 миллиардов градусов (5×10 11 K). Однако недавние исследования ближайшего квазара 3C 273 привели к неожиданному результату: от 2×10 13 до 4×10 13 K – десятки триллионов кельвинов. Такая величина сравнима с температурами, достигающимися в явлениях с наивысшим известным энерговыделением – в гамма-всплесках. На сегодняшний день это самая высокая температура во Вселенной, которая была когда-либо зарегистрирована.
Жарче всех
Следует иметь в виду, что квазар 3С 273 мы видим таким, каким он был около 2,5 миллиарда лет назад. Так что, учитывая, что, чем дальше мы заглядываем в космос, тем более отдаленные эпохи прошлого наблюдаем, в поисках самого горячего объекта мы вправе окинуть взглядом Вселенную не только в пространстве, но и во времени.
Если вернуться к самому моменту ее рождения — приблизительно 13,77 миллиарда лет назад, наблюдать который невозможно, — мы обнаружим совершенно экзотическую Вселенную, при описании которой космология подходит к пределу своих теоретических возможностей, связанному с границами применимости современных физических теорий.
Описание Вселенной становится возможным, начиная с возраста, соответствующего планковскому времени 10 -43 секунд. Самый горячий объект в эту эпоху – сама наша Вселенная, с планковской температурой 1,4×10 32 K. И это, согласно современной модели ее рождения и эволюции, максимальная температура во Вселенной из всех когда-либо достигавшихся и возможных.
Источник
5 самых горячих мест во Вселенной
1. Большой взрыв
Побить это рекорд вряд ли удастся; в момент рождения наша Вселенная имела температуру около 10 32 К, и под словом «момент» мы здесь подразумеваем не секунду, а планковскую единицу времени, равную 5 10 -44 секунды. В это буквально неизмеримо короткое время Вселенная была так горяча, что мы понятия не имеем, по каким законам она существовала; на таких энергиях не существуют даже фундаментальные частицы.
2. БАК
Второе место в списке самых горячих мест (или моментов времени, в данном случае разницы нет) после Большого Взрыва занимает наша голубая планета. В 2012 году на Большом Адронном коллайдере физики столкнули разогнанные до 99% скорости света тяжелые ионы и на краткое мгновение получили температуру в 5,5 триллионов Кельвин (5*10 12 ) (или градусов Цельсия — на таких масштабах это одно и то же).
3. Нейтронные звезды
10 11 К — такова температура внутри новорожденой нейтронной звезды. Вещество при такой температуре совсем не похоже на привычные нам формы. Недра нейтронных звезд состоят из бурлящего «супа» электронов, нейтронов и других элементов. Всего за несколько минут звезда остывает до 10 9 К, а за первые сто лет существования — еще на порядок.
4. Ядерный взрыв
Температура внутри огненного шара ядерного взрыва составляет около 20 000 К. Это больше, чем температура на поверхности большинства звезд главной последовательности.
5. Самые горячие звезды (кроме нейтронных)
Температура поверхности Солнца — около шести тысяч градусов, но это не предел для звезд; самая горячая из известных на сегодняшний день звезд, WR 102 в созвездии Стрельца, раскалена до 210 000 К — это в десять раз горячее атомного взрыва. Таких горячих звезд сравнительно немного (в Млечном Пути их нашли около сотни, еще столько же в других галактиках), они в 10-15 раз массивнее Солнца и намного ярче него.
Источник
Самые горячие звезды
С Земли каждая звездочка на ночном небе кажется голубоватой, но на самом деле мы можем наблюдать и оранжевого карлика, и красного сверхгиганта. Все дело в видимом спектре, который воспринимает человеческий глаз. А почему звезды имеют разные цвета и на что это влияет? Давайте разбираться.
Оранжевые звезды
Такой тип относится к звездам, которые находятся на стадии основной последовательности, это одни из самых стабильных и долгоживущих звезд. Однако их масса не особо велика, а в основном эти звезды являются карликами. Например наше Солнце относят к желтовато-оранжевым карликам. Звезде уже 4,5 миллиарда лет, и ученые дают ей минимум еще столько же. Однако потом она начнет менять свой цвет.
Красные звезды
В основном это гиганты и сверхгиганты. Встречаются и карлики, но практически всегда они являются компаньонами более массивных и горячих звезд. Красные гиганты и сверхгиганты намного больше и жарче оранжевых звезд. Через 4,5 миллиарда лет наше Солнце тоже встанет на путь красной звезды. Наше светило начнет увеличиваться и разогреваться, сменит окрас на красный, и наконец сбросит мантию. К тому моменту Солнце испепелит большинство планет, в том числе и Землю. Но есть звезды еще горячее.
Голубые звезды
Это самый интересный и очень распространенный тип. В основном голубые звезды — это сверхгиганты, но при этом обладающие массой всего нескольких Солнц. Связанны их цвет и масса с очень малой металличностью в составе, что позволяет сжигать очень много водорода и быть самыми горячими звездами. Когда водород заканчивается они за какие-то несколько миллинов лет сжигают весь гелий, меняют окрас на красный и взрываются как сверхновые. Например знаменитая Бетельгейзе ранее была голубым сверхгигантом, но сейчас это красный сверхгигант, готовый взорваться в любой момент. Она озарит наше ночное небо примерно на год после своей смерти, возможно даже будет ярче полной луны.
К голубым сверхгигантом относятся многие знаменитые звезды — Ригель, Денеб и многие другие. По жару они превосходят все звезды, которые находятся на основной последовательности.
Источник