האסטרונום ולדימיר סורדין: 6 ניסי חלל שמדהים את הדמיון
Miscellanea / / April 12, 2023
לידתם ומותם של כוכבים, החיפוש אחר גלקסיות רחוקות באמצעות חומר אפל, פליטת אנרגיית שמש ועוד.
מיליארדי חלקיקי ניטרינו עפים דרכנו בכל שנייה, אסטרונומים מציבים את החיישנים שלהם עמוק מתחת לאדמה או מתחת למים, והחור השחור הקרוב ביותר נמצא ממש ליד - במרכז שלנו גלקסיות. האסטרונום ולדימיר סורדין דיבר על עובדות מעניינות אלו ואחרות, ו-Lifehacker ערך סיכום של ההרצאה.
ולדימיר סורדין
מועמד למדעי הפיזיקה והמתמטיקה, פרופסור חבר בפקולטה לפיזיקה של אוניברסיטת מוסקבה, אסטרונום ופופולרי מדע.
1. הולדת כוכב
החלל אף פעם לא ריק. ואם יש לנו טלסקופ טוב, בהחלט נראה את העניין שממלא את החלל הזה בתחום האופטי או הרדיו. לדוגמה, כוכבים רחוקים או ענני גז.
אבל לפעמים קורה שחלק מהחלל סוגר כתם חשוך - כאילו יש שם חלל, שלא יכול להיות. והבנו שמדובר בענני גז קרים שבתוכם כוכב חדש מוכן להיוולד.
בהתחלה היא לא מראה את עצמה. אבל כשמגיע הזמן להיוולד, הכוכב משחרר זרם של גז חם, שנראה כמו קרן דקה או זרם על רקע ענן כהה.
ולפעמים - מודיע על הולדתו בהצדעה עוצמתית. במקום הכתם האפל מופיע ענן עצום של גז חם - נראה שהכוכב מפנה את החלל סביבו בו יחיה.
הנחל החם הזה, שנזרק החוצה על ידי כוכב צעיר עדיין, מעיד על כך שהצעקה הראשונה נשמעה. היא הודיעה על עצמה. ואז הכוכב דוחף את "בית היולדות" שלו ומפגין את עצמו במלוא העוצמה.
ולדימיר סורדין
תהליך זה נראה מרהיב במבט מרחוק. אבל אם לידנו נולד כוכב כבד פי 10-15 מהשמש, שלנו מערכת השמש יפסיק להתקיים. לכן, תן לניסים כאלה לקרות רחוק.
2. הופעתו של כוכב לכת חדש
בעבר, אסטרונומים רק פנטזו כיצד עשוי להיראות תהליך הלידה הפלנטרית. אבל טלסקופים מודרניים המשלבים אופטיקה ואנטנות רדיו עזרו לנו ללכוד גם את התופעה הזו. המכשירים החזקים ביותר מסוג זה נמצאים בצ'ילה - שם מגלים היום אסטרונומים תגליות רבות.
כוכבי לכת יכולים להיוולד סביב כוכב שעדיין לא נוצר עד הסוף. מדענים תיעדו כיצד נוצר סביבו ענן גז. הוא משתטח והופך כמו לביבה ענקית עם כוכב במרכז.
ואז מופיעים שבילים-מסלולים אפלים על הפנקייק הזה. כוכבי לכת עתידיים אוספים מהם חומר, יוצרים את עצמם ומולידים לוויינים, שמתחילים מיד להסתובב סביבם. ובכן, עצמים חדשים ממשיכים להופיע בענן הגז.
3. תהליכים המתרחשים על השמש
מכדור הארץ, השמש נראית כמו כדור פינג פונג חלק. אבל אם אתה מסתכל על זה מ מסלולים, נראה חפץ מאוד מעניין ולפעמים מסוכן.
העובדה היא שעשרה מיליארדית מקרינת השמש פוגעת בכדור הארץ. זה מספיק לכל הצרכים של הפלנטה שלנו. אבל אם כוכב מוציא "חתיכה" מהחומר שלו לכיווננו, עלולות להתרחש תאונות חמורות.
בעידן האלקטרוניקה המודרנית, זה עדיין לא היה המקרה. עם זאת, התפרצות דומה התרחשה במאה ה-19. ואז הכל היה מסודר באופן פרימיטיבי למדי: אותות שודרו על חוטים באמצעות קוד מורס. וכשהשמש זרקה זרם חזק של גז לעבר כדור הארץ, הטלגרף יצא מכלל תקינות.
הטכנולוגיה של היום הרבה יותר פגיעה מתקשורת קווית.
אם השמש "מתעטש" שוב... קרא ספרים. קנה ספרי נייר: הם ישרדו, אבל האינטרנט לא.
ולדימיר סורדין
נס נוסף הוא הדרכים המאפשרות לנו להתבונן לתוך ליבת הכוכב שלנו וללמוד את התהליכים המתרחשים שם. זרימות ניוטרינו עוזרות בזה.
דרך קצה האף, כמו גם דרך כל סנטימטר רבוע בגופנו, 10 מיליארד מהחלקיקים הללו עפים בכל שנייה. אנחנו לא מרגישים את זה, אבל המכשירים מתעדים כאלה זרמים.
באותו אופן, ניטרינו חודרים לכוכב הלכת שלנו. וכדי לחקור את מצב השמש, מדענים משתמשים במעבדות-גלאי ענק תת-קרקעיות ותת-מימיות הלוכדות זרמים של חלקיקים אלה.
מרכזים כאלה קיימים, למשל, ביפן. מדובר בחדרים ענקיים הממוקמים בעומק של כקילומטר וחצי. יש לנו גלאים תת קרקעיים מותקנים בארכיז. חוץ מזה, מדענים להשתמש בטלסקופים ניטרינו תת-מימיים - למשל, בבייקל.
המרכיב העיקרי של מכשירים כאלה הוא photomultiplier. מעניין שהוא לא מכוון למעלה, לכיוון השמש, אלא למטה, לכיוון מרכז כדור הארץ. העובדה היא שהגלאים עובדים מאוחר בלילה, כאשר הכוכב שלנו מאיר את החלק הנגדי של כוכב הלכת - כלומר, הם מסתכלים על השמש דרך גוף כדור הארץ.
הפלנטה שלנו משמשת כמסנן חלקיקים מצוין. נייטרינו נכנסים אליו בחצי הכדור הדרומי, מחוררים אותו כולו, ואז הם נתפסים בתחתית באיקל.
חוקרים אמריקאים התקינו מכשירים דומים בבסיס המדעי שלהם באנטארקטיקה.
אין להם באיקל - יש להם קרח באנטארקטיקה. הם הכניסו לשם את גלאי הניטרינו שלהם ועכשיו הם מביטים דרך הגלובוס אל חצי הכדור הצפוני שלנו. בזמן שאנחנו מסתכלים משלנו לדרום, משלימים זה את זה.
ולדימיר סורדין
כך, אנו מקבלים דיוקן של השמש, העשוי מנקודות שונות, ומגלים אילו תהליכים מתרחשים בתוך גוף התאורה שלנו.
4. מוות של כוכב
כוכבים לא רק נולדים, חיים ופולטים ניטרינו. לפעמים הם מתים.
ראשית, הכוכב היוצא עוטף את עצמו בערפילית פלנטרית. מכשירים חלשים יכולים להבחין בין כדור קטן, והוא יכול להתבלבל עם כוכב לכת קרוב. אבל טלסקופי חלל אפשרו לנו לראות את העצמים האלה בפירוט.
ראינו קונכיות מתרחבות - השכבות העליונות של הכוכב. היא משילה אותם לפני שהיא מפסיקה לזרוח. אבל הדבר המעניין ביותר הוא לא זה. אם כל כוכב הוא כדור, אזי עליו לפלוט חומר שווה בשווה לכל הכיוונים. עם זאת, פגזים מעורפלים יש שונים מאוד טופס.
משקיפים נותנים להם שמות פיוטיים. כך מופיעות ערפיליות ביקום, הנקראות אסקימו, הנמלה, שעון החול, עין החתול, הפרפר ואפילו, משום מה, הביצה הרקובה.
הכוכבים מתים יפה מאוד. זה כנראה המוות היפה ביותר בטבע.
ולדימיר סורדין
תהליכים כאלה מתרחשים עם כוכבים בערך בגודל של השמש שלנו. עם זאת, קרוב יחסית, בקבוצת הכוכבים אוריון, יש Betelgeuse. זהו כוכב אדמדם קטן.
במשך זמן רב, אסטרונומים צופים כיצד הוא עוטף את עצמו בזרמי גז. ככל הנראה, Betelgeuse מסיימת את האבולוציה שלה. אבל, בניגוד למאורות צנועים יותר, הוא לא ייעלם. מדענים מאמינים כי קיומו יסתיים בפיצוץ חזק. אולי זה יקרה בקרוב מאוד.
אסטרופיזיקאים אומרים שהפיצוץ יתרחש ככל הנראה ב-10,000 השנים הבאות. אבל מתי בדיוק, אף אחד לא יודע. אולי גם מחר.
תופעה זו נקראת "פיצוץ סופרנובה". כך מסיימים כוכבים מסיביים את חייהם. אנשים לא ראו השפעות כאלה בשמים במשך זמן רב. הפעם האחרונה בה התפוצצה סופרנובה הייתה לפני כמעט 1,000 שנים, בשנת 1054. והוא היה כל כך חזק שאפשר היה לצפות בו בלי שום טלסקופים. כל הזמן הזה, חומר הכוכבים התרחק, ושרף חלל.
כאשר Betelgeuse יתפוצץ, אנו נוצף בקרינת כוכבים. מדענים מרגיעים: עבור כדור הארץ זה לא יקרה קטסטרופה האווירה תגן עלינו. אבל הלוויינים במסלול יישרפו, והאסטרונאוטים יצטרכו להתפנות בדחיפות.
אם יתרחש היום פיצוץ, אזי הטכנולוגיה המודרנית תתריע על כך בעוד כ-10 שעות: מ כוכבים, ייצא זרם עוצמתי של ניטרינו, אשר בהחלט יתעד על ידי חיישנים בבייקל וב אנטארקטיקה. יהיה מספיק זמן לאסוף אסטרונאוטים מהמסלול.
ומ-Betelgeuse תהיה ליבה קטנה, שתהפוך לכוכב נויטרונים.
וזה גם נס. איננו יודעים איזה סוג של חומר יש בכוכב נויטרונים. אבל אם תמלאו בו כוס יין חם, הוא ישקול 100 מיליארד טון.
ולדימיר סורדין
5. חפש חורים שחורים
איינשטיין אמר שאי אפשר לראות חור שחור. עצם החלל הזה נראה כמו מקום ריק, כי בגלל כוח המשיכה החזק ביותר הוא סופג הכל ואינו משחרר דבר – אפילו גלי אור נשארים בפנים.
החור השחור הקרוב ביותר נמצא במרכז שלנו גלקסיות. קשה לצפות בו, כי המרכז נסגר מאיתנו במספר עצום של עננים אטומים. אבל מדענים הצליחו לתקן את החור השחור "הביתי" שלנו.
כדי לקבוע היכן נמצא האובייקט הזה, אתה צריך לשים לב אם יש כוכבים בקרבת מקום שמתנהגים בצורה מוזרה. אסטרונומים שמו לב שבגלקסיה שלנו נראה שהם נעים סביב מרכז בלתי נראה. זה אומר שאיזה חפץ ענק לא מאפשר להם לצאת.
מדענים צופים בתנועת כוכבים מאז 1995 וחישבו שבמרכז הסיבוב שלהם נמצא חור שחור מסיבי פי ארבעה מיליון מהשמש שלנו. התגלית הזו הייתה כל כך משכנעת שמחבריה קיבלו את פרס נובל, למרות שאיש לא ראה את החור השחור הזה ולא יכול היה לאשר שהוא יהיה שם.
אבל באביב 2022 ראינו סוף סוף את האובייקט הזה דרך טלסקופ רדיו. זה נראה כמו בייגל או סופגניה: במרכז יש חור - אותו חור שחור, וגז חם עף סביבו. בדיוק כפי שצפוי.
6. קיומו של החומר האפל
לאחרונה, מדענים למדו שהגלקסיה שלנו שקועה בסבך עצום של חומר לא ידוע ותופסת רק 1% מנפחו. מה זה, לא פיזיקאים ולא אסטרונומים יודעים.
מדענים קוראים לחומר הזה חומר אפל, או "חומר אפל". עדיין לא ניתן לראות, למדוד או לחקור אותו. וניתן לזהות אותו רק על ידי כוח המשיכה.
חוקרים הבינו כיצד להשתמש בחומר אפל כדי לראות את אורם של כוכבים מגלקסיות רחוקות מאוד. כל כך רחוק שאסטרונומים לא חשבו שהם אי פעם ייראו.
מסתבר שעצמי חלל מסיביים משנים מעט את כיוון קרני האור בשל שלהם מְשִׁיכָה כך שהם חורגים מקו ישר. ואם האור עובר דרך צבירי גלקסיות מלאים בחומר אפל, דרכו מעוותת מעט. עד כדי כך שניתן לצפות בכוכבים רחוקים דרך טלסקופים מכדור הארץ. ואסטרונומים הצליחו לתקן אותם.
אחד בלתי נראה (חומר אפל, שטבעו עדיין בגדר תעלומה לפיסיקאים) איפשר להסתכל על בלתי נראה אחר (אבל בגלל המרחק הרב). עבור אסטרונומים, זהו חלום שהתגשם.
ולדימיר סורדין
קרא גם🧐
- איך להסתכל על הכוכבים
- 4 גרמי שמיים במערכת השמש המתאימים ביותר לחיים
- מה יקרה לגוף שלך בעצמים שונים במערכת השמש