Astronom Vladimir Surdin: 6 Weltraumwunder, die die Fantasie in Erstaunen versetzen
Verschiedenes / / April 12, 2023
Die Geburt und der Tod von Sternen, die Suche nach fernen Galaxien mit dunkler Materie, Emissionen von Sonnenenergie und mehr.
Milliarden von Neutrinoteilchen fliegen jede Sekunde durch uns hindurch, Astronomen platzieren ihre Sensoren tief unter der Erde oder unter Wasser, und das nächste schwarze Loch ist buchstäblich nebenan - im Zentrum unseres Galaxien. Der Astronom Vladimir Surdin sprach über diese und andere interessante Fakten, und Lifehacker fasste den Vortrag zusammen.
Wladimir Surdin
Kandidat der physikalischen und mathematischen Wissenschaften, außerordentlicher Professor der Fakultät für Physik der Staatlichen Universität Moskau, Astronom und Popularisierer der Wissenschaft.
1. Die Geburt eines Stars
Der Raum ist nie leer. Und wenn wir ein gutes Teleskop haben, werden wir die Materie, die diesen Raum ausfüllt, auf jeden Fall im optischen oder Radiobereich sehen. Zum Beispiel entfernte Sterne oder Gaswolken.
Aber manchmal passiert es, dass ein Teil des Weltraums einen dunklen Fleck schließt - als ob dort eine Leere wäre, die es nicht geben kann. Und wir erkannten, dass dies kalte Gaswolken sind, in denen ein neuer Stern bereit ist, geboren zu werden.
Zunächst zeigt sie sich nicht. Aber wenn die Zeit der Geburt kommt, setzt der Stern einen heißen Gasstrom frei, der vor dem Hintergrund einer dunklen Wolke wie ein dünner Strahl oder Strom aussieht.
Und manchmal - kündigt seine Geburt mit einem kraftvollen Gruß an. Anstelle des dunklen Flecks erscheint eine riesige Wolke aus heißem Gas - der Stern scheint den Raum um sich herum zu räumen, in dem er leben wird.
Dieser heiße Strom, der von einem noch jungen Stern ausgestoßen wird, zeigt an, dass der erste Schrei erklang. Sie hat sich angekündigt. Und dann schiebt der Star seine „Entbindungsklinik“ an und demonstriert sich mit voller Wucht.
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Dieser Prozess sieht aus der Ferne spektakulär aus. Aber wenn neben uns ein Stern geboren wird, der etwa 10–15 Mal schwerer als die Sonne ist, wird unser Sonnensystem wird aufhören zu existieren. Lass solche Wunder also weit entfernt geschehen.
2. Die Entstehung eines neuen Planeten
Früher phantasierten Astronomen nur darüber, wie der Prozess der Planetengeburt aussehen könnte. Aber moderne Teleskope, die Optik und Radioantennen kombinieren, haben uns geholfen, auch dieses Phänomen zu erfassen. Die leistungsstärksten Geräte dieser Art stehen in Chile – dort machen Astronomen heute viele Entdeckungen.
Planeten können um einen Stern herum geboren werden, der sich noch nicht vollständig gebildet hat. Wissenschaftler haben aufgezeichnet, wie sich um ihn herum eine Gaswolke bildet. Es flacht ab und wird wie ein riesiger Pfannkuchen mit einem Stern in der Mitte.
Dann erscheinen dunkle Bahnen auf diesem Pfannkuchen. Zukünftige Planeten sammeln Materie von ihnen, formen sich und gebären Satelliten, die sich sofort um sie zu drehen beginnen. Nun, neue Objekte erscheinen weiterhin in der Gaswolke.
3. Prozesse, die auf der Sonne stattfinden
Von der Erde aus sieht die Sonne aus wie ein glatter Tischtennisball. Aber wenn man es aus sieht Umlaufbahnen, werden wir ein sehr interessantes und manchmal gefährliches Objekt sehen.
Tatsache ist, dass ein Zehnmilliardstel der Sonnenstrahlung auf die Erde trifft. Das reicht für alle Bedürfnisse unseres Planeten. Aber wenn ein Stern ein „Stück“ seiner Materie in unsere Richtung schleudert, kann es zu schweren Unfällen kommen.
Im Zeitalter der modernen Elektronik war dies noch nicht der Fall. Ein ähnlicher Ausbruch ereignete sich jedoch im 19. Jahrhundert. Dann war alles ganz primitiv arrangiert: Signale wurden per Morsezeichen über Kabel übertragen. Und als die Sonne einen starken Gasstrom auf die Erde warf, ging der Telegraf außer Betrieb.
Die heutige Technologie ist viel anfälliger als die kabelgebundene Kommunikation.
Wenn die Sonne mal wieder "niest"... Bücher lesen. Kaufen Sie Papierbücher: Sie werden überleben, aber das Internet nicht.
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Ein weiteres Wunder sind die Wege, die es uns ermöglichen, in den Kern unseres Sterns zu schauen und die dort ablaufenden Prozesse zu studieren. Neutrinoflüsse helfen dabei.
Durch die Nasenspitze sowie durch jeden Quadratzentimeter unseres Körpers fliegen jede Sekunde 10 Milliarden dieser Partikel. Wir spüren es nicht, aber die Geräte zeichnen solche auf Ströme.
Auf die gleiche Weise durchdringen Neutrinos unseren Planeten. Und um den Zustand der Sonne zu untersuchen, verwenden Wissenschaftler riesige unterirdische und Unterwasser-Detektoren – Labors, die Ströme dieser Partikel auffangen.
Solche Zentren gibt es beispielsweise in Japan. Dies sind riesige Räume, die sich in einer Tiefe von etwa anderthalb Kilometern befinden. Wir haben unterirdische Detektoren in Arkhyz installiert. Außerdem, Wissenschaftler Verwenden Sie Unterwasser-Neutrino-Teleskope - zum Beispiel am Baikalsee.
Das Hauptelement solcher Geräte ist ein Photomultiplier. Es ist interessant, dass es nicht nach oben zur Sonne gerichtet ist, sondern nach unten zum Erdmittelpunkt. Tatsache ist, dass die Detektoren spät in der Nacht arbeiten, wenn unser Stern den gegenüberliegenden Teil des Planeten beleuchtet - das heißt, sie blicken durch den Erdkörper auf die Sonne.
Unser Planet dient als hervorragender Partikelfilter. Neutrino dringen in die südliche Hemisphäre ein, durchbohren sie vollständig, und dann werden sie am Grund des Baikalsees gefangen.
Amerikanische Forscher haben ähnliche Geräte an ihrer wissenschaftlichen Basis in der Antarktis installiert.
Sie haben keinen Baikalsee – sie haben Eis in der Antarktis. Sie haben dort ihre Neutrino-Detektoren platziert und blicken jetzt durch den Globus in unsere nördliche Hemisphäre. Während wir von uns selbst nach Süden schauen, ergänzen wir uns gegenseitig.
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So erhalten wir ein Porträt der Sonne, angefertigt aus verschiedenen Punkten, und finden heraus, welche Prozesse im Inneren unseres Leuchtkörpers ablaufen.
4. Tod eines Stars
Sterne werden nicht nur geboren, leben und emittieren Neutrinos. Manchmal sterben sie.
Zuerst hüllt sich der abfliegende Stern in einen planetarischen Nebel. Schwache Geräte können einen kleinen Ball erkennen und ihn mit einem nahegelegenen Planeten verwechseln. Aber Weltraumteleskope haben es uns ermöglicht, diese Objekte im Detail zu sehen.
Wir sahen sich ausdehnende Schalen - die oberen Schichten des Sterns. Sie wirft sie ab, bevor sie aufhört zu leuchten. Aber das Interessanteste ist nicht das. Wenn jeder Stern eine Kugel ist, dann muss er Materie gleichmäßig in alle Richtungen ausstoßen. Allerdings haben neblige Schalen sehr unterschiedlich form.
Beobachter geben ihnen poetische Namen. So erscheinen Nebel im Universum, die als Eskimo, Ameise, Sanduhr, Katzenauge, Schmetterling und aus irgendeinem Grund sogar als faules Ei bezeichnet werden.
Die Sterne sterben sehr schön. Das ist wohl der schönste Tod in der Natur.
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Solche Prozesse finden bei Sternen von der Größe unserer Sonne statt. Relativ nahe, im Sternbild Orion, befindet sich jedoch Beteigeuze. Es ist ein kleiner roter Stern.
Astronomen beobachten seit langem, wie er sich in Gasströme hüllt. Anscheinend beendet Beteigeuze seine Entwicklung. Aber im Gegensatz zu bescheideneren Leuchten wird es nicht verblassen. Wissenschaftler glauben, dass seine Existenz mit einer mächtigen Explosion enden wird. Vielleicht wird dies sehr bald geschehen.
Astrophysiker sagen, dass die Explosion höchstwahrscheinlich in den nächsten 10.000 Jahren stattfinden wird. Aber wann genau, weiß niemand. Vielleicht auch morgen.
Dieses Phänomen wird als „Supernova-Explosion“ bezeichnet. So beenden massereiche Sterne ihr Leben. Solche Effekte hat man am Himmel schon lange nicht mehr beobachtet. Das letzte Mal, dass eine Supernova explodierte, war vor fast 1.000 Jahren, im Jahr 1054. Und es war so stark, dass es ohne Teleskope beobachtet werden konnte. Während dieser ganzen Zeit flog die Sternmaterie auseinander und verbrannte den Weltraum.
Wenn Beteigeuze explodiert, werden wir mit stellarer Strahlung überflutet. Wissenschaftler beruhigen: Für die Erde wird es nicht Katastrophe Die Atmosphäre wird uns beschützen. Aber die Satelliten im Orbit werden ausbrennen und die Astronauten müssen dringend evakuiert werden.
Wenn heute eine Explosion auftritt, warnt die moderne Technologie in etwa 10 Stunden davor: ab Sterne, wird ein starker Strom von Neutrinos losgehen, der definitiv von Sensoren am Baikal und im Inneren aufgezeichnet werden wird Antarktis. Es wird genügend Zeit bleiben, um Astronauten aus dem Orbit abzuholen.
Und von Beteigeuze wird es einen kleinen Kern geben, der sich in einen Neutronenstern verwandeln wird.
Und auch das ist ein Wunder. Wir wissen nicht, was für eine Substanz sich in einem Neutronenstern befindet. Aber wenn man damit ein Glas Glühwein füllt, wiegt es 100 Milliarden Tonnen.
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5. Suche nach schwarzen Löchern
Einstein sagte, dass man ein schwarzes Loch nicht sehen kann. Dieses Weltraumobjekt sieht aus wie ein leerer Ort, denn aufgrund der stärksten Schwerkraft nimmt es alles auf und gibt nichts ab – selbst Lichtwellen bleiben im Inneren.
Das nächste Schwarze Loch befindet sich genau im Zentrum unserer Galaxien. Es ist schwierig, es zu beobachten, weil das Zentrum von einer großen Anzahl undurchsichtiger Wolken vor uns verschlossen ist. Aber Wissenschaftler haben es geschafft, unser Schwarzes Loch "zu Hause" zu reparieren.
Um festzustellen, wo sich dieses Objekt befindet, müssen Sie darauf achten, ob sich in der Nähe Sterne befinden, die sich seltsam verhalten. Astronomen haben festgestellt, dass sie sich in unserer Galaxie scheinbar um ein unsichtbares Zentrum bewegen. Dies bedeutet, dass ein riesiges Objekt ihnen nicht erlaubt, zu gehen.
Seit 1995 beobachten Wissenschaftler die Bewegung von Sternen und haben berechnet, dass sich im Zentrum ihrer Rotation ein Schwarzes Loch befindet, das vier Millionen Mal so massereich ist wie unsere Sonne. Diese Entdeckung war so überzeugend, dass ihre Autoren den Nobelpreis erhielten, obwohl niemand dieses schwarze Loch gesehen hatte und nicht bestätigen konnte, dass es dort sein würde.
Aber im Frühjahr 2022 haben wir dieses Objekt endlich durch ein Radioteleskop gesehen. Es sieht aus wie ein Bagel oder Donut: In der Mitte befindet sich ein Loch - dasselbe schwarze Loch, und heißes Gas fliegt darum herum. Genau wie vorhergesagt.
6. Die Existenz von dunkler Materie
Kürzlich haben Wissenschaftler herausgefunden, dass unsere Galaxie in ein riesiges Gewirr unbekannter Materie eingetaucht ist und nur 1% ihres Volumens einnimmt. Was es ist, wissen weder Physiker noch Astronomen.
Wissenschaftler nennen diese Substanz dunkle Materie oder "dunkle Materie". Es kann noch nicht gesehen, gemessen oder erforscht werden. Und es kann nur durch die Anziehungskraft erkannt werden.
Forscher haben herausgefunden, wie man Dunkle Materie nutzen kann, um das Licht von Sternen aus sehr weit entfernten Galaxien zu sehen. So weit entfernt, dass Astronomen nie gedacht hätten, dass sie jemals gesehen werden würden.
Es stellt sich heraus, dass massive Weltraumobjekte die Richtung der Lichtstrahlen aufgrund ihrer leicht ändern Attraktion sodass sie von einer geraden Linie abweichen. Und wenn das Licht durch mit dunkler Materie gefüllte Galaxienhaufen geht, wird sein Weg leicht verzerrt. So sehr, dass ferne Sterne durch Teleskope von der Erde aus beobachtet werden können. Und Astronomen konnten sie reparieren.
Ein Unsichtbares (dunkle Materie, deren Natur den Physikern immer noch ein Rätsel ist) ermöglichte den Blick auf ein anderes Unsichtbares (allerdings wegen der großen Entfernung). Für Astronomen ist dies ein wahr gewordener Traum.
Wladimir Surdin
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