Astronomo Vladimir Surdin: 6 miracoli spaziali che stupiscono l'immaginazione
Miscellanea / / April 12, 2023
La nascita e la morte delle stelle, la ricerca di galassie lontane utilizzando la materia oscura, le emissioni di energia solare e altro ancora.
Miliardi di particelle di neutrino ci attraversano ogni secondo, gli astronomi posizionano i loro sensori in profondità sottoterra o sott'acqua, e il buco nero più vicino è letteralmente accanto, al centro del nostro Galassie. L'astronomo Vladimir Surdin ha parlato di questi e altri fatti interessanti e Lifehacker ha fatto un riassunto della conferenza.
Vladimir Surdin
Candidato di scienze fisiche e matematiche, professore associato della Facoltà di fisica dell'Università statale di Mosca, astronomo e divulgatore della scienza.
1. La nascita di una stella
Lo spazio non è mai vuoto. E se abbiamo un buon telescopio, vedremo sicuramente la materia che riempie questo spazio nel campo ottico o radio. Ad esempio, stelle lontane o nubi di gas.
Ma a volte capita che una parte dello spazio chiuda un punto oscuro, come se ci fosse un vuoto lì, che non può essere. E ci siamo resi conto che si tratta di nubi di gas freddo, all'interno delle quali una nuova stella è pronta a nascere.
All'inizio non si fa vedere. Ma quando arriva il momento di nascere, la stella rilascia un flusso di gas caldo, che sembra un sottile raggio o flusso sullo sfondo di una nuvola scura.
E a volte - annuncia la sua nascita con un potente saluto. Al posto del punto oscuro appare un'enorme nuvola di gas caldo: la stella sembra liberare lo spazio intorno a sé in cui vivrà.
Questo flusso caldo, che viene emesso da una stella ancora giovane, indica che è stato emesso il primo grido. Si è annunciata. E poi la star spinge il suo "ospedale di maternità" e si dimostra in piena forza.
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Questo processo sembra spettacolare se visto da lontano. Ma se accanto a noi nasce una stella circa 10-15 volte più pesante del Sole, la nostra sistema solare cesserà di esistere. Pertanto, lascia che tali miracoli avvengano lontano.
2. L'emergere di un nuovo pianeta
In precedenza, gli astronomi si limitavano a fantasticare su come potesse essere il processo di nascita planetaria. Ma i moderni telescopi che combinano ottica e antenne radio ci hanno aiutato a catturare anche questo fenomeno. I dispositivi più potenti di questo tipo si trovano in Cile: è lì che oggi gli astronomi stanno facendo molte scoperte.
I pianeti possono nascere attorno a una stella che non si è ancora formata fino alla fine. Gli scienziati hanno registrato come si forma una nuvola di gas attorno ad esso. Si appiattisce e diventa come un'enorme frittella con una stella al centro.
Quindi su questo pancake compaiono orbite oscure. I pianeti futuri raccolgono materia da loro, si formano e danno vita a satelliti, che iniziano immediatamente a ruotare attorno a loro. Bene, nuovi oggetti continuano ad apparire nella nube di gas.
3. Processi in atto sul Sole
Dalla Terra, il Sole sembra una pallina da ping-pong liscia. Ma se lo guardi da orbite, vedremo un oggetto molto interessante e talvolta pericoloso.
Il fatto è che un decimiliardesimo della radiazione solare colpisce la Terra. Questo è sufficiente per tutte le esigenze del nostro pianeta. Ma se una stella espelle un "pezzo" della sua materia nella nostra direzione, possono verificarsi gravi incidenti.
Nell'era dell'elettronica moderna, non era ancora così. Tuttavia, un'esplosione simile si è verificata nel XIX secolo. Quindi tutto è stato organizzato in modo abbastanza primitivo: i segnali sono stati trasmessi tramite fili utilizzando il codice Morse. E quando il Sole ha lanciato un forte flusso di gas verso la Terra, il telegrafo è andato fuori servizio.
La tecnologia odierna è molto più vulnerabile delle comunicazioni cablate.
Se il Sole "starnutisce" di nuovo... Leggi libri. Acquista libri di carta: sopravviveranno, ma Internet no.
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Un altro miracolo sono i modi che ci permettono di guardare nel nucleo della nostra stella e studiare i processi in atto lì. I flussi di neutrini aiutano in questo.
Attraverso la punta del naso, così come attraverso ogni centimetro quadrato del nostro corpo, volano ogni secondo 10 miliardi di queste particelle. Non lo sentiamo, ma i dispositivi lo registrano flussi.
Allo stesso modo, i neutrini permeano il nostro pianeta. E per studiare lo stato del Sole, gli scienziati usano giganteschi rivelatori-laboratori sotterranei e sottomarini che catturano flussi di queste particelle.
Tali centri esistono, ad esempio, in Giappone. Si tratta di enormi stanze situate a una profondità di circa un chilometro e mezzo. Abbiamo rilevatori sotterranei installati ad Arkhyz. Oltretutto, scienziati usa telescopi per neutrini sottomarini, ad esempio a Baikal.
L'elemento principale di tali dispositivi è un fotomoltiplicatore. È interessante che non sia diretto verso l'alto, verso il Sole, ma verso il basso, verso il centro della Terra. Il fatto è che i rivelatori funzionano a tarda notte, quando la nostra stella illumina la parte opposta del pianeta, cioè guardano il Sole attraverso il corpo della Terra.
Il nostro pianeta funge da eccellente filtro antiparticolato. neutrino entra nell'emisfero australe, perforalo interamente e poi vengono catturati sul fondo del Baikal.
I ricercatori americani hanno installato dispositivi simili nella loro base scientifica in Antartide.
Non hanno Baikal: hanno il ghiaccio in Antartide. Hanno messo lì i loro rivelatori di neutrini e ora guardano attraverso il globo nel nostro emisfero settentrionale. Mentre guardiamo dal nostro al Sud, completandoci a vicenda.
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Così, otteniamo un ritratto del Sole, realizzato da punti diversi, e scopriamo quali processi stanno avvenendo all'interno del nostro luminare.
4. morte di una stella
Le stelle non solo nascono, vivono ed emettono neutrini. A volte muoiono.
Innanzitutto, la stella in partenza si avvolge in una nebulosa planetaria. I dispositivi deboli possono distinguere una pallina e possono essere confusi con un pianeta vicino. Ma i telescopi spaziali ci hanno permesso di vedere questi oggetti in dettaglio.
Abbiamo visto gusci in espansione: gli strati superiori della stella. Li perde prima di smettere di brillare. Ma la cosa più interessante non è quella. Se ogni stella è una palla, allora deve espellere la materia equamente in tutte le direzioni. Tuttavia, i gusci nebbiosi sono molto diversi modulo.
Gli osservatori danno loro nomi poetici. È così che appaiono le nebulose nell'Universo, che sono chiamate l'Eskimo, la Formica, la Clessidra, l'Occhio di Gatto, la Farfalla e persino, per qualche motivo, l'Uovo Marcio.
Le stelle muoiono magnificamente. Questa è probabilmente la morte più bella in natura.
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Tali processi si verificano con stelle delle dimensioni del nostro Sole. Tuttavia, relativamente vicino, nella costellazione di Orione, c'è Betelgeuse. È una piccola stella rossastra.
Per molto tempo gli astronomi hanno osservato come si avvolge in flussi di gas. A quanto pare, Betelgeuse sta terminando la sua evoluzione. Ma, a differenza dei luminari più modesti, non svanirà. Gli scienziati ritengono che la sua esistenza finirà con una potente esplosione. Forse questo accadrà molto presto.
Gli astrofisici affermano che l'esplosione avverrà molto probabilmente nei prossimi 10.000 anni. Ma esattamente quando, nessuno lo sa. Forse anche domani.
Questo fenomeno è chiamato "esplosione di supernova". È così che le stelle massicce finiscono la loro vita. Le persone non osservano tali effetti nel cielo da molto tempo. L'ultima volta che una supernova è esplosa è stato quasi 1000 anni fa, nel 1054. Ed era così forte che poteva essere osservato senza telescopi. Per tutto questo tempo, la materia stellare stava volando via, bruciando lo spazio.
Quando Betelgeuse esploderà, saremo inondati di radiazioni stellari. Gli scienziati rassicurano: per la Terra non lo farà catastrofe L'atmosfera ci proteggerà. Ma i satelliti in orbita si esauriranno e gli astronauti dovranno essere urgentemente evacuati.
Se oggi si verifica un'esplosione, la tecnologia moderna ne avviserà tra circa 10 ore: da stelle, si spegnerà un potente flusso di neutrini, che sarà sicuramente registrato dai sensori su Baikal e dentro Antartide. Ci sarà abbastanza tempo per prelevare gli astronauti dall'orbita.
E da Betelgeuse ci sarà un piccolo nucleo, che si trasformerà in una stella di neutroni.
E anche questo è un miracolo. Non sappiamo che tipo di sostanza si trovi in una stella di neutroni. Ma se ci riempi un bicchiere di vin brulè, peserà 100 miliardi di tonnellate.
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5. Cerca i buchi neri
Einstein ha detto che non puoi vedere un buco nero. Questo oggetto spaziale sembra un luogo vuoto, perché a causa della gravità più forte assorbe tutto e non rilascia nulla - anche le onde luminose rimangono all'interno.
Il buco nero più vicino è proprio al centro del nostro galassie. È difficile osservarlo, perché il centro è chiuso da noi da un numero enorme di nuvole opache. Ma gli scienziati sono riusciti a riparare il nostro buco nero "domestico".
Per determinare dove si trova questo oggetto, devi prestare attenzione alla presenza di stelle nelle vicinanze che si comportano in modo strano. Gli astronomi hanno notato che nella nostra Galassia sembrano muoversi attorno a un centro invisibile. Ciò significa che un oggetto enorme non consente loro di andarsene.
Gli scienziati osservano il movimento delle stelle dal 1995 e hanno calcolato che al centro della loro rotazione c'è un buco nero quattro milioni di volte più massiccio del nostro Sole. Questa scoperta è stata così convincente che i suoi autori hanno ricevuto il premio Nobel, anche se nessuno aveva visto questo buco nero e non poteva confermare che sarebbe stato lì.
Ma nella primavera del 2022 abbiamo finalmente visto questo oggetto attraverso un radiotelescopio. Sembra un bagel o una ciambella: al centro c'è un buco, lo stesso buco nero, e intorno ad esso vola del gas caldo. Esattamente come previsto.
6. L'esistenza della materia oscura
Di recente, gli scienziati hanno appreso che la nostra Galassia è immersa in un enorme groviglio di materia sconosciuta e occupa solo l'1% del suo volume. Di cosa si tratta, né i fisici né gli astronomi lo sanno.
Gli scienziati chiamano questa sostanza materia oscura, o "materia oscura". Non può ancora essere visto, misurato o esplorato. E può essere rilevato solo dalla forza di attrazione.
I ricercatori hanno capito come utilizzare la materia oscura per vedere la luce delle stelle da galassie molto distanti. Così lontano che gli astronomi non avrebbero mai pensato che sarebbero mai stati visti.
Si scopre che enormi oggetti spaziali cambiano leggermente la direzione dei raggi di luce a causa della loro attrazione in modo che deviano da una linea retta. E se la luce passa attraverso ammassi di galassie piene di materia oscura, il suo percorso è leggermente distorto. Tanto che le stelle lontane possono essere osservate attraverso i telescopi dalla Terra. E gli astronomi sono stati in grado di risolverli.
Un invisibile (materia oscura, la cui natura è ancora un mistero per i fisici) ha permesso di guardare un altro invisibile (ma a causa della grande distanza). Per gli astronomi, questo è un sogno che si avvera.
Vladimir Surdin
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