Самые дальние космические объекты, наблюдаемые без телескопа
Посмотрев на ночное небо нетрудно понять, почему древние греки считали, что все звезды на ночном небе зафиксированы на небесной сфере. И вращаются вокруг Земли. Наблюдателю, находящемуся на Земле кажется, что все звезды находятся на строго фиксированных расстояниях друг от друга не небосводе. И при этом никогда не изменяют свое положение относительно друг друга.
Сегодня мы знаем, что Земля — это не центр космоса. Это всего лишь крошечный мир в огромной расширяющейся Вселенной…
Интересно, а какие космические объекты можно увидеть без помощи специальных инструментов? И на каком расстоянии они находятся от Земли?
Самая удаленная звезда, видимая невооруженным глазом
При современных условиях наблюдения за небом самая отдаленная звезда, которую можно увидеть без каких-либо больших трудностей, — это Денеб. Она находится в созвездии Лебедя. Расстояние до нее около 1550 световых лет. Это по одной методике. По другой — 3000 световых лет. Но, несмотря на трудности с точным определением расстояния до этой звезды, это все равно однозначно самая удаленная звезда, которую мы можем видеть. Денеб также входит в двадцатку самых ярких видимых звезд.
Считается, что в условиях идеального темного неба человеческий глаз может видеть объекты, имеющие значение звездной величины до +6. (Чем меньше это число, тем ярче объект. Солнце имеет звездную величину -26, полная Луна -12, Денеб — + 1,25 ). На вершине этой границы есть несколько звезд, которые, по разным оценкам, находятся дальше, чем Денеб. Например, μ Cephei, обнаруженная Гершелем, имеет звездную величину +4. И, по разным оценкам, находится на расстоянии 4300-9300 световых лет от нас. Но эту звезду, в отличие от Денеба, трудно разглядеть без телескопа даже в идеальных условиях.
Некоторые астрономы утверждают, что еще дальше, чем μ Cephei, находится переменная звезда V762 Cas. Ее можно увидеть в созвездии Кассиопеи. Она имеет величину 5,8, что в теории позволяет разглядеть ее без помощи специальных приборов. Но опять же только при идеальных условиях наблюдения. Считается, что расстояние до этой звезды составляет 16 000 световых лет. Однако расчеты носят весьма приблизительный характер. И основаны на устаревших данных. В каталоге Hipparcos 2007 говорится, что годовой параллакс этой звезды составляет 1,18 миллисекунды (с неопределенностью 0,45 миллисекунды). Это эквивалентно расстоянию 2760 световых лет (но из-за большой неопределенности оно может составлять от 2000 до 4465 световых лет). Миссия ESA Gaea, вероятно, в конечном итоге даст точное значение расстояния до V762 Cas.
Самый далекий космический объект, видимый невооруженным глазом
Галактики — это огромные города, полные звезд. И самая отдаленная из них, но все еще видимая невооруженным глазом, наблюдается здесь, в северном полушарии. Это галактика Андромеды. Она является самой большой галактикой в нашей локальной группе галактик, в которую входит Млечный путь и более 30 галактик поменьше. Галактика Андромеды находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас. И имеет звездную величину +3,4. Поэтому ее вполне можно увидеть без оптического устройства, если над Вашей головой чистое ночное небо. Эта галактика не видна во всем Южном полушарии. Но зато здесь Вы можете увидеть Магеллановы Облака. Эти галактики — спутники нашего Млечного Пути. Большое Магелланово Облако имеет около 160 000 световых лет в поперечнике. А его звездная величина +0,9. Поэтому его легко можно разглядеть даже в небе с небольшим световым загрязнением.
Самая дальняя сверхновая
Когда большая звезда умирает, это событие может привести к взрыву сверхновой. Самая яркая и самая отдаленная сверхновая, когда-либо наблюдавшаяся с Земли без телескопа, — это сверхновая Кеплера. Этот взрыв был обнаружен Иоганном Кеплером в 1604 году. И первоначально ученый решил, что в созвездии Змееносца родилась новая звезда. Этот объект имел звездную величину -2,5. И был ярче, чем планеты. Но в течение нескольких недель заметно потускнел. Считается, что этот взрыв произошел на расстоянии около 20 000 световых лет от Земли в нашей галактике — Млечный Путь.
С помощью оптических устройств и телескопов, базирующихся в космосе, таких как орбитальная обсерватория Хаббл, мы можем обнаруживать объекты, которые находятся в глубоком космосе. И они никогда не будут видны невооруженным глазом. В апреле 2013 года широкоугольная камера Хаббла обнаружила одну из самых отдаленных сверхновых звезд, когда-либо зафиксированных. Эта сверхновая родилась на расстоянии 10 миллиардов световых лет от нас.
Видеть дальше
Благодаря телескопу Хаббл мы можем видеть не только далекие сверхновые, но и далекие галактики. В течение последних 10 лет Хаббл частенько заглядывал в космос в районе созвездия Печь в Южном полушарии. Данные, полученные от Хаббла, позволили астрономам обнаружить самый отдаленный из когда-либо наблюдавшихся объект — UDFj-39546284. Это галактика — представитель самого первого поколения подобных объектов в космосе. Расстояние до нее — более 13,2 миллиардов световых лет. В те времена когда свет, достигший наших глаз, покинул эту галактику, Вселенная была очень молода.
В космосе есть много далеких звезд, которых мы никогда не увидим. Потому что Вселенная продолжает расширяться. И все удаленные объекты продолжают улетать от нас со все увеличивающимися скоростями. Но даже среди тех объектов, которые продолжают быть доступными нам для наблюдения, можно сделать еще очень много интересных и важных открытий.
Источник
Как далеко от нас звезды?
Недавно прочитал на одном сайте статью » Измерение расстояний на местности «. Очень интересная и познавательная информация о том, каким образом можно определить расстояние до объекта на местности пользуясь только собственным глазомером. Всего описывается несколько способов определения расстояний на местности, но для нашей темы измерения расстояний до звезд нам важен всего лишь один из выводов, который гласит, что при удалении предмета в N раз дальше, чем он был от нас, он зрительно уменьшается в N раз; и наоборот, во сколько раз приблизим предмет, во столько раз он зрительно увеличится. Т.е. если взять предмет, измерить его физическую длину (пусть это будет палка длиной 1м), измерить расстояние до этого объекта (пусть будет 0,1 м), потом удалить этот объект на расстояние 4 м от того места, где он находился, то зрительно он станет меньше в 4 раза! Все очень просто. Зная эту зависимость, на местности можно довольно точно определять расстояния до объекта, правда, нужно знать его актуальный размер. Но это не проблема, если речь идет об автомобиле или подобном хорошо знакомом предмете.
Теперь мы, зная эту простую обратную зависимость расстояния и величины объекта , попробуем замахнуться на “основы основ” и посчитать примерное расстояние до ближайших звезд.
Скептики сразу скажут, что эти оптические законы могут не работать на космических расстояниях, поэтому сначала начнем с проверки известных фактов: Солнце больше Луны — в 400 раз. Расстояние от Земли до Солнца также хорошо известно — около 150 млн км. Т.к. у нас на небосклоне Солнце и Луна зрительно одинаковы (это прекрасно заметно при полном солнечном или лунном затмении), то получается, что Луна должна быть ближе к нам, чем Солнце в 400 раз. И это также подтверждается! Яндекс нам в помощь: от Земли до Луны 384 467 км! Проверим, работает ли формула зависимости, для этого 150 млн км разделим на 384467 и получим 390 раз! Т.е. получается, что небесная механика абсолютно точно работает и прекрасно соблюдается оптический закон обратной зависимости видимого размера объекта от расстояния.
Теперь нам нужно найти достойный объект для изучения. Конечно, это будет наше Солнце. Во-первых, мы знаем расстояние до Солнца. Во-вторых, как нам говорят ученые, наше Солнце является всего лишь “заурядным” желтым карликом и подобных звезд класса G2 на небосклоне огромное количество — примерно 10% от всех звезд. Источник и Источник .
Теперь самое важное: получается, что если у нас на небосклоне есть звезды (а они там есть), которые, как утверждают ученые примерно равны размерам нашего Солнца — сейчас отбросим условности, точные параметры нам не так важны, важно то, что звезда по своим размерам примерно такая же как Солнце — т.е. если мы будем знать, во сколько раз Солнце зрительно больше этой звезды, мы сможем посчитать реальное расстояние до этой звезды! Все просто! Полная аналогия с Луной и Солнцем.
Теперь берем звезду, которая имеет (по уверениям ученых) очень близкие параметры к нашему Солнцу: например, 18 Скорпиона ( лат. 18 Scorpii ) — одиночная звезда в созвездии Скорпион , которая находится на расстоянии около 45,7 световых лет от Земли. Объект примечателен тем, что по своим характеристикам он очень похож на Солнце .
Итак, “По спектральному классу звезда относится к категории жёлтых карликов и является «двойником» Солнца : масса — 1,01 массы Солнца, радиус — 1,02 радиуса Солнца, светимость — 1,05 светимости Солнца”.
Поясню, эта звезду 18 Скорпиона можно различить на небосклоне невооруженным взглядом. В любом случае, если ученые смогли описать звезду — видимо по спектру — то и у нас не будет сомнений — эта звезда “двойник” нашего Солнца.
Есть еще много звезд, которые сравнимы по размеру с нашим дневным светилом. Например, Альфа-центавра, Дзета Сетки и т.д. Важно понять главное: на небосклоне есть много видимых звезд, размеры которых по утверждениям астрономов являются близкими к размерам Солнца.
Теперь, собственно, сам мысленный эксперимент:
Мы должны сравнить диск Солнца и диск звезды, которая как мы знаем по размерам является его близким аналогом. Во сколько раз диск Солнца больше звезды, во столько раз звезда дальше, чем солнце (проверено Луной)!
Давайте возьмем день, когда Солнце стоит в зените (это его наше зрительное восприятие) и попытаемся “прикинуть”, во сколько раз солнце будет больше своей «тезки» (которую видно только ночью).
Итак, предположим, что на видимом диске Солнца в зените можно отложить 1000 звездочек (от одного края диска до другого). На самом деле может быть и больше, но предположу, что т.к. Вики утверждает, что абсолютное большинство звезд гораздо меньше Солнца, это значит, что среди ярких ночных светил на ночном небе может быть довольно много “малышей”, а это автоматически уменьшает расстояние до них — например не в 1000 раз, а всего лишь в 100 или еще меньше!
Теперь посчитаем расстояние до звезды. 150 млн* 1000. Получим: 150.000.000.000 км. =150 млрд. км. Теперь давайте посчитаем, сколько потребуется свету, чтобы преодолеть это расстояние. Ведь нам говорят о минимум световых годах. Итак, мы знаем, что скорость света — 300000 км/сек. Значит, мы просто поделим 150.000.000.000 км на 300000 км/сек и получим время в секундах: 500000 сек. Это всего лишь 5.787 обычных дней! Т.е. свет от такой звезды до нас будет идти всего лишь несколько дней.
Теперь давайте посчитаем, сколько придется лететь на ракете при скорости, например в 10 км/сек. Ответ будет 15 млрд секунд. Если перевести в года, то это: 475.64 земных года! Конечно, цифра поражает, но это все равно не световой год! Это световая неделя максимум! Т.е. свет звезд, что мы видим на небе, самый что ни на есть «свежий». Иначе мы бы видели черное пустое небо. Но, если мы его видим все-таки в звездах, значит звезды намного ближе. Если же предположить, что на солнце поместится никак не больше сотни звезд вдоль диаметра, то лететь до ближайшей звезды всего лишь около 50 лет!
Источник
Дальние огни: обнаружены самые далекие звезды Млечного Пути
Точно так же, как каждая планета в Солнечной системе вращается вокруг Солнца, так же каждая звезда в Млечном Пути вращается вокруг большой черной дыры в центре нашей галактики. Но как далеко простирается Млечный Путь? Астрономы подобрались ближе к ответу на этот вопрос с открытием двух удаленных газовых гигантов.
«Это самые далекие звезды, которые мы когда-либо видели в Млечном Пути», — рассказал Джон Бочански из колледжа Хаверфорд, астроном, обнаруживший эти звезды. Эти же две звезды помогут зондировать неисследованную область космоса и помочь в оценке общей массы нашей галактики, которая плохо известна.
Обе звезды — красные гиганты, стареющие солнца, которые светят так ярко, что их довольно легко обнаружить. Одна звезда находится в 890 000 световых лет от Земли, в созвездии Рыб — в 33 раза дальше от центра Млечного Пути, чем мы. Единственный член Млечного Пути, который находится на сопоставимом расстоянии, — это небольшая галактика по имени Лео I, орбита которой проходит на расстоянии 850 000 световых лет от центра. Если бы звезда в созвездии Рыб двигалась по круговому пути так же быстро, как мы, ей бы понадобилось около 8 миллиардов лет, чтобы завершить одну орбиту вокруг галактики. Это больше, чем половина возраста Вселенной.
Другая новообретенная звезда находится в 780 000 световых лет от Земли в созвездии Близнецов и более чем в миллионе световых лет от другой звезды. Для сравнения, предыдущий рекорд звезда-одиночка поставила только в полумиллионе световых лет от Земли, если говорить о расстоянии.
Астроном Розмари Вайс из Университета Джон Хопкинса, которая не принимала участие в открытии, похвалила работу:
«Они доказали, что в глубинке есть звезды. И это завораживает. Проект только начался, поэтому, скорее всего, будет гораздо больше звезд. И это будет очень важно для целого ряда научных тем».
Чтобы искать удаленных резидентов Млечного Пути, команда Бочански начала с почти семи миллионов звезд, используя данные инфракрасного спектра для выбора тех, чьи цвета совпадают со спектральным типом M, которым обозначают холодные и красные звезды. Применяя другие критерии, астрономы сузили список до 404 звезд типа M. В прошлом ноябре Бочански получил спектры нескольких из них. Большинство оказались просто красными карликами — тусклыми слабыми солнцами рядом с галактическим диском — но пять оказались M-гигантами. Два из них были настолько тусклыми, что сразу стало понятно, что они крайне далеки от Земли. Об этом открытии 20 июля сообщил Astrophysical Journal Letters.
Однако открытие поднимает вопрос: «Что, во имя всех святых, гигант типа M делает там?», спрашивает Джон Норрис из Австралийского национального университета, независимый от исследования астроном. К концу своей жизни звезда типа этой расширяется и остывает; наше солнце станет желтым гигантом со спектром типа G, а потом оранжевым гигантом типа K, и только потом — холодным красным гигантом типа M. Но звезды в гало Млечного Пути — древнее население галактического диска — отличаются от Солнца, поскольку в них больше тяжелых элементов. Когда такие звезды становятся гигантами, они не остывают дальше типа K. Два гиганта типа M ненормально богаты металлами для нашего гало, будто миллионеры, живущие на бедной окраине города.
Возможно, они пришли из другой галактики. И действительно, примерно два десятка галактик вращаются самостоятельно. Два самых ярких спутника Млечного Пути — Большое и Малое магеллановы облака — содержат множество звезд, которые изобилуют тяжелыми элементами, и свободно добираются до красного типа M. В противовес, большинство других спутников настолько ничтожны, что им не хватает энергии для производства обилия тяжелых элементов, поэтому M-гигантов у них мало. По этой причине Бочански предположил, что два удаленных гиганта типа M могли взять свое начало из статистически крупной спутниковой галактики. Но такая галактика должна сильно светиться и быть заметной. Возможно, она распалась. Возможно, самые далекие M-гиганты являются самыми яркими звездами в галактиках, настолько рассредоточенных, что мы пока не знаем об их существовании.
В любом случае лишние звезды на таких гигантских расстояниях помогут вычислить массу Млечного Пути, поскольку чем более массивна галактика, тем быстрее звезды кружатся вокруг нее, и тем лучше для измерения общей массы подходят самые дальние звезды. Таким образом, даже при том, что новые звезды могут быть и не родными для Млечного Пути, они могут показать ее вес лучше, чем все многочисленные звезды нашей галактики, освещающие ее блестящий диск.
Источник