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
Если Вселенная расширяется, почему Земля не удаляется от Солнца?
Мне довольно часто задают подобные вопросы. Давайте сперва спросим себя, что значит, что вселенная расширяется? Если все очень сильно упростить, то можно сказать, что во Вселенной все «разлетается в разные стороны». Это не вполне так, но для простоты объяснения давайте отталкиваться от такой формулировки.
Когда вселенная была молода её скорость расширения была гораздо больше — все разлеталось в разные стороны гораздо быстрее. Почему произошло замедление расширения? Из-за гравитации.
В некоторых случаях объекты были достаточно близко друг к другу, чтобы их взаимное гравитационное притяжение было достаточно для того, чтобы они перестали разлетаться друг от друга. Вместо этого они стали гравитационно связанными . В других случаях сил гравитации оказалось недостаточно, чтобы остановить «разлёт» объектов и поэтому они продолжают удаляться друг от друга по сей день.
Все из чего состоите вы, я, планета Земля, вся солнечная система, вся наша галактика Млечный путь и даже вся местная группа галактик состоит из вещества, «разлёт» которого в разные стороны был очень давно остановлен гравитацией. Вообще не только гравитация удерживает материю вместе. Есть и другие силы действующие на микроскопическом уровне, например электромагнетизм, но в основном
Удалённые галактики действительно «улетают» от нашей, равно как и мы от них. Однако внутри нашей группы галактик «разлёт» прекратился — все объекты в ней стали гравитационно связанными друг с другом. Также существует множество иных групп галактик подобных Местной группе, где галактики являются гравитационно связанными и не удаляются друг от друга, хотя удаляются от например от нашей галактики.
Таким образом мы не удаляемся от Солнца потому, что наша планета является гравитационно связанной с Солнцем. Гравитация удерживает нашу планету на месте.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник
«Хаббл» показал галактику, удаленную на 20 млрд. световых лет от Земли
Удачное стечение обстоятельств и астрономам удалось второй раз в истории наблюдать «Крест Эйнштейна» — явление, которое было предсказано Общей теорией относительности, являющееся следствием отклонения света от удаленного источника под действием гравитационного поля, созданного массивным объектом на переднем плане.
После изучения полученных данных, ученые заключили, что линзированная галактика была удалена примерно на 20 млрд. световых лет от Земли. Она по сей день является активной и продолжает формировать молодые звезды.
Гравитационное линзирование, пожалуй, одно из самых удивительных предсказаний, исходящих из Общей теории относительности Эйнштейна. Именно он предсказал эффект отклонения луча света в космическом пространстве под воздействием плотной материи.
В зависимости от степени линзирования, увеличенное изображение дальнего объекта выравнивается либо в форме креста («Крест Эйнштейна»), либо вытягивается в дугу («Кольцо Эйнштейна»). Зафиксировать гравитационную линцу очень сложно, так как для идентификации эффекта требуется не только удачное стечение обстоятельств, но и снимки достаточно высокого разрешения.
«Недостаточно просто зафиксировать четыре источника света, которые сформируют воображаемый крест вокруг галактики, выступающей в роли линзы. О гравитационном линзировании можно говорить только в том случае, если все четыре точки будут относиться к одному источнику, а для проверки этой информации нужны детальные спектроскопические наблюдения», — сказали авторы исследования.
Поэтому, зафиксировав четыре точки, формирующие крест, астрономы обратились сразу к нескольким телескопам, чтобы определить количество источников. Потребовалось более месяца пристальных наблюдений для доказательства того, что речь идет о редком гравитационном линзировании.
Источник
Эти невероятные расстояния: подборка самых далёких объектов во Вселенной!
Легко ли вам представить расстояние от своего города до соседнего? Возможно, эта задача не будет выглядеть столь сложной. А теперь попробуйте вообразить расстояние до другого континента – получилось? Несомненно, тот, кто совершал авиаперелёты, тоже справится достаточно легко с этой задачей, но как насчёт того, чтобы представить себе путь до другой планеты? Так, чтобы долететь до Марса, «в дороге» придётся провести примерно 7 месяцев, а если задумать экскурсию на Плутон, то придётся потратить 9 лет своей жизни на это путешествие – и это только в один конец, да и на орбите сего холодного и сумрачного мира Солнечная система не заканчивается. Граница Солнечной системы лежит там, где гравитация нашей звезды сильнее гравитации соседних звезд (сфера Хилла). В случае нашего светила ее радиус — примерно два световых года. Грубо говоря, это 19 триллионов километров. Можете себе теперь вообразить это расстояние? И даже самое удачное творение рук человеческих – американский зонд «Вояджер-1», запущенный в 1977 году и считающийся самым быстрым объектом (его скорость равна примерно 60 000 км/ч), до сих пор не добрался до этого рубежа. Возможно ли нашему разуму вообразить границы нашего родного дома в космосе.
Вселенная огромна, а границы гелиосферы – это всего лишь капля в её безграничном молчании. Чтобы понять, насколько далеко от нас находится тот или иной объект, используют космологическое красное смещение. Замеры проводят способами спектроскопии – это самый на данный момент точный и надёжный метод. Сейчас известно о нескольких галактиках, которые по своему возрасту являются почти ровесницами нашей Вселенной, то есть, им почти 13 миллиардов лет! Они могли родиться в то время, когда после Большого взрыва прошло примерно 440 миллионов лет. В этот момент во Вселенной рождались первые звёзды, а вещество собиралось в отдельные, обособленные друг от друга скопления. Вот некоторые из самых древних и далёких объектов:
Z8 GND 5296
Её нашли астрономы из Техасского университета в 2013 году в созвездии Большой Медведицы. Галактика обладает одним из наибольших зарегистрированных значений красного смещения. По предварительным оценкам, свет от этой галактики достигает Земли приблизительно за 13,1 млрд. лет, но, учитывая тот факт, что Вселенная расширяется, в настоящее время эта галактика должна обитать на расстоянии в 30 млрд световых лет от Земли. Исходя из современных представлений о возрасте Вселенной, излучение из этой галактики, наблюдаемое нами сегодня, было испущено, когда Вселенной было всего около 700 млн лет, то есть, именно в этом новорождённом состоянии мы и наблюдаем её в данный момент. Изучая этот древний объект, учёные сравнивают процессы звёздообразования в ней и в нашем Млечном Пути. Так, в Млечном Пути рождается примерно одна новая звезда в год. В Z8 GND 5296 все идёт намного интенсивнее – 300 новых звёзд в год!
EGS – ZS8-1
Первая вышеупомянутая галактика носила почётный титул самой древнейшей галактики недолго – уже в 2015 году учёным удалось обнаружить ещё более раритетный космический объект – галактику EGS – ZS8-1. Свет от этой галактики до Земли шёл ещё дольше — 13,130 млрд лет. Расположена она в созвездии Волопаса. Излучение, доходящее от неё до Земли, было испущено не позднее чем через 5 % времени существования Вселенной. Впервые замечена в телескоп «Хаббл», подтверждение существования было получено с помощью спектрометра MOSFIRE в обсерватории Кека на Гавайях. С учётом расширения Вселенной, расстояние от Земли до этой галактики 30, 1 миллиард световых лет. Однако она – «малышка» по сравнению с нашим Млечным Путём – её масса составляет всего 15 % от массы нашей галактики. Сформировалась она примерно через 670 миллионов лет после Большого взрыва. Звёзды в ней рождаются примерно в 80 раз быстрее, чем у нас. В те далёкие времена водород во Вселенной только-только начинал ионизировать, а этому процессу способствовали рождающиеся молодые звёзды в подобных галактиках.
A2744-YD4
А этот старожил обитает в созвездии Скульптора (Южное полушарие). Эта галактика по истине уникальна. Её наблюдение стало возможным только благодаря эффекту гравитационного линзирования: она находится за гигантским скоплением галактик Abell 2744, которое увеличило изображение более отдалённой галактики A2744-YD4 в 1,8 раза.
Обнаружить её удалось лишь с помощью комплекса радиотелескопов ALMA в 2017 году. Красное смещение составляет 8,38, то есть с Земли мы наблюдаем эту галактику в момент, когда возраст Вселенной составлял всего 600 миллионов лет.
Источник
Самые отдаленные астрономические объекты
Современные исследовательские аппараты позволяют видеть максимально отдаленные объекты в Космосе. Чуть ли не с самого рождения Вселенной стали появляться отдельные галактики, свет от которых научились вылавливать.
Они на сегодняшний день так далеко, что мы никогда не сможем их достичь. Их текущее положение может составлять 20-40 млрд. св. лет, а скорость убегания превышает скорость света.
1. GN-z11 (отдаленность – 13,39 млрд. св. лет)
При помощи телескопа «Хаббл» удалось заснять скопление тысяч галактик в северном полушарии небосвода. Среди них особый интерес заняла GN-z11, которая появилась всего через 400 млн. лет после Большого Взрыва. Она сверкает яркими голубыми звездами, которые мы, с учетом красного смещения в 11,09, видим оранжевыми.
2. MACS1149-JD1 (расстояние – 13,26 млрд. св. лет)
Хаббл и ALMA (субмиллиметровый конгломерат радиотелескопов) позволили заснять небольшой участок Космоса, в котором обнаружена одна из древнейших протогалактик. При красном смещении в 9,11, она видна как размытое пятно. Естественно, в сегодняшнее время она выглядит иначе. Но как конкретно – неизвестно, потому что давно вышла из зоны наблюдения.
3. EGSY8p7 (дистанция – 13,23 млрд. св. лет)
Совместные усилия Спитцера и Хаббла позволили обнаружить еще одну далекую звездную колыбель. В 2015 году, когда ее обнаружили, она считалась самой отдаленной.
4. A2744 YD4 (отдаленность – 13,2 млрд. св. лет)
Молодая галактика, обнаруженная в 2015 году Хабблом. Так как она расположена за массивным кластером Abell 2744, метод линзирования и анализ частиц водорода, идущих к нам от этого направления, сумели ее засвидетельствовать.
5. GRB 090423 (расстояние — 13,18 млрд. св. лет)
На красном смещении в 8,2 смогли уловить мощный гамма-всплеск. Это кратковременное усиление излучения, которое по силе сопоставимо с целой галактикой. Считается, причина такого колоссального явления – образование черной дыры большой массы.
Излучения наблюдались в рентгеновском, оптическом, инфракрасном и радиоволновом диапазонах.
6. EGS-zs8-1 (отдаленность – 13,13 млрд. св. лет)
В созвездии Волопаса расположен еще один старожил Вселенной. Это молодая галактика, в которой можно предположить повышенную стадию звездообразования. Это логично, так как в начале существования нашего мира образовывались огромные звезды. Они жили не долго (некоторые — 1 млн. лет), и оставляли после себя материал для светил второго поколения, с более высоким процентом тяжелых элементов.
7. ULAS J1342+0928 (удаленность – 13,1 млрд. св. лет)
Перед нами сразу два рекорда: самый отдаленный квазар, а, следовательно, самая старая супермассивная черная дыра.
Предварительная оценка массы объекта говорит о значении в 800 млн. масс Солнца.
Чтобы обнаружить настолько древний объект потребовалась коалиция из трех телескопов (Джемини, Магеллана и LBT).
Видно, что мы все ближе подбираемся к окраинам границ наблюдения. Эти исследования позволят понять формирование галактик и звезд в ранней Вселенной.
Источник