Cum știm ce este format din stele (8 poze)

În fiecare zi, miliarde de ani, soarele se ridică deasupra orizontului Pământului. Este departe de noi 150 de milioane de kilometri, dar strălucește atât de puternic pe cer, este imposibil de a urmări fără riscul de deteriorare a ochiului. Pe suprafața soarelui temperatura atinge 5500 grade - suficient ca orice sonda este consumată, cu mult înainte de încărcarea la suprafață. Pe scurt, soarele este prea fierbinte să-l țină în pumn. Dar acest lucru nu înseamnă că nu poate fi studiată. În galaxia noastră, mai mult de 100 de miliarde de stele, pe care noi, de asemenea, nu se poate vizita. În același timp, suntem capabili să caute și să găsească modalități de a le studia.

De fapt, există câteva modalități de inteligent, care ne-au permis să înceapă să dezlege misterele stelelor împrăștiate pe cerul nopții, ca și în cazul în care acestea nu sunt departe de noi. Cum este posibil acest lucru?

Să începem chiar lumina. Poate că nu ne putem uita în siguranță la soare, dar instrumentele științifice - complet. După cum știți, lumina „alb“ este compus din toate culorile curcubeului, și putem vedea aceste culori - de la roșu închis la violet - în cazul în care „divizat“ prismă de lumină.

In 1802 omul de stiinta englez Uilyam Hayd Wollaston a făcut-o cu lumina soarelui și a dezvăluit ceva neașteptat: liniile întunecate din spectrul. Câțiva ani mai târziu, un optician german Joseph von Fraunhofer a construit un spectrometru special instrument pentru o mai bună divizare a luminii. Și a văzut mai multe dintre aceste linii întunecate curioase.

Curând, oamenii de stiinta a dat seama că linia întunecată a apărut, în cazul în care culorile au dispărut din spectrul. Au dispărut, din moment ce elementele în și în jurul soarelui absorbi aceste anumite lungimi de undă ale luminii. linii întunecate, frunzele au indicat prezența unor anumite elemente, hidrogen, sodiu și calciu.

Aceasta este o descoperire extrem de inteligent, frumos și simplu ne spun instantaneu despre elementele cheie ale noastre cea mai apropiată stea. Dar, spune Philippe Podsyadlovsky, un fizician de la Universitatea din Oxford, această abordare are limitele sale. „El poate spune doar despre compoziția suprafeței, dar nu spune nimic despre compozitia Soarelui la centru“, spune el.

înțelegerea noastră de ieșire masivă de energie solară a început să cristalizeze în secolul al 20-lea, atunci când a presupus că în cazul în care atomii de hidrogen pot fi condensate, ele vor crea un element complet nou - heliu - și eliberarea de energie în acest proces. A devenit evident că soarele este bogat în hidrogen și heliu, și își datorează puterea sa de la o primă ultima. Cu toate acestea, această idee a fost încă să fie confirmată.

„În anii 1930, oamenii au realizat ca soarele, probabil, alimentează energia de fuziune de hidrogen, dar atâta timp cât rămâne pur și simplu o teorie“, explică Podsyadlovsky.

Și apoi studiul Soarelui a fost cu adevărat ciudat. Pentru a înțelege mai bine steaua care da viata planetei noastre, a trebuit să se ascundă. A trebuit să aranjeze experimentele noastre sub munți. Deci, a fost proiectat de japonezi Super-Kamiokande detector (Super K), printre altele, care dă la suprafață rezultate excelente.

La 1000 de metri sub suprafața este o cameră murdară ciudată. Este extrem de lac de apă curată și 13.000 de obiecte sferice acoperă pereții, podeaua și tavanul sub apă. Și acest lucru nu este o setare fantastic: asa a constituit Super K, care ne ajută să înțelegem cum funcționează Soarele.

Odată ce detectorul este atât de profund, evident, nu a fost construit pentru a detecta lumina. In schimb, se asteapta particule speciale care se nasc în centrul stelei noastre și trec prin materie, ca avionul zboara prin aer.

Tu treci prin mii de miliarde de particule în fiecare secundă. În cazul în care nu au existat detectoare speciale, nu ne-ar fi știut despre ea. Dar Super-K poate captura aproximativ 40 de particule pe zi, prin detectarea luminii speciale, care se naște atunci când aceste particule - neutrini - interactioneaza cu piscina cu apă curată.

A creat lumina incredibil de slab, dar generează un fel de halo în jurul neutrini, iar acest halo poate captura detectoare de lumină fenomenala sensibile sunt disponibile din abundență pe pereți.

Tipuri speciale de neutrini, care sunt definite prin această metodă, sunt dovezi directe că fuziunea are loc în sinteza soare de hidrogen în heliu. Nu există nici o altă explicație pentru formarea de neutrini.

„Poti prinde doar o mică fracțiune de neutrini, dar apoi calcula cât de multe neutrinii nu trebuie să se bazeze pe date reale“, spune Podsyadlovsky.

Ceea ce este și mai surprinzător: neutrinii sunt produse în timpul reacțiilor de fuziune din centrul soarelui, și în termen de opt minute de la murături lor detector Super K. Studierea neutrinii ne permite să observăm ce se întâmplă adânc în interiorul soarelui este aproape în timp real.

Dacă acest lucru nu este suficient, putem descrie chiar și soarele cu această metodă. Este posibil să se creeze imagini ale interiorului Soarelui exclusiv din măsurătorile efectuate în subteran, în cazul în care nu se poate pătrunde lumina soarelui.

Acesta este angajat în Marie-Louise Aliotta, un fizician nuclear de la Universitatea din Edinburgh.

Ceea ce este deosebit de dificil în reacțiile de fuziune, explică Aliotta, este „face“ doi atomi de acord cu fuziunea. Probabilitatea de acest lucru, în ciuda miilor de miliarde de atomi care zboară peste tot, este neglijabilă.

Dar Sun are două avantaje care inclina favoarea în sinteza. Este masiv, astfel încât un număr mare de atomi, și este, de asemenea, o gravitate puternică, care comprimă hidrogenul din plasma: hidrogen gazos este sub o astfel de presiune puternică încât electronii separați de protoni din nucleu. În acest mediu, reacția de sinteză are loc cu plăcere.

„În steaua de tip Sun probabilitatea că, în timpul unei reacții nucleare este eliberată o cantitate considerabilă de energie, este destul de mare, pur și simplu pentru că există o mulțime de protoni - explică Aliotta. - În laborator, avem un astfel de număr mare de protoni, deci este mult mai dificil de a studia aceste procese ".

Cu toate acestea, Aliotta capabil să experimenteze cu sinteza in locuri ca laborator astrofizică nuclear subteran (LUNA) în Italia. Acest lucru permite Aliotte si colegii ei pentru a afla mai multe despre modul în care sinteza - produsele care sunt produse în același timp particulele interacționează.

devine cu ușurință impresia că soarele este un element constant, care va străluci cu un nivel de constanță de invidiat vreodată. Dar acest lucru nu este cazul. De fapt, există cicluri de stele și speranței de viață, care depinde de mărimea lor și proporțiile exacte ale elementelor din ele și pot fi foarte diferite.

În ultimii ani, am fost capabili de a afla mai multe despre cum să se schimbe Soare, studiind unele dintre caracteristicile sale. Stains, de exemplu, este porțiunile temporale întunecate care apar pe suprafața Soarelui din când în când. Sondele au avut posibilitatea de a examina exact cât de mult radiații, inclusiv lumina vizibilă radiată de soare timp de câțiva ani.

In 1980, oamenii de știință care lucrează la misiunea Misiunii Solar maximă, a dat seama că producția de energie a Soarelui timp de 10 ani scade și apoi crește din nou. Dar ceea ce ia surprins, astfel încât este numărul de activitate sunspot corespund acestui: mai mult au fost, mai multă energie este eliberată în soare. Deoarece petele mai întunecate și mai rece decât restul suprafeței solare, a fost o surpriză.

„Totul a fost, dimpotrivă, - spune Simon Foster, de la Imperial College din Londra. - A fost foarte ciudat că trăsăturile mai întunecate și reci, soarele este fierbinte ".

În cele din urmă, oamenii de știință au descoperit cauza acestei. Pe suprafața Soarelui există zone luminoase speciale - lanterne - care coincid cu pete solare, dar diferă de la ei, astfel încât vizibile și cei și cele. Este aceste torțe elibereze excesul de energie.

Împreună cu bloturile, este de asemenea posibil de a detecta exploziile solare - indiferent de bliț puternic cu suprafața Soarelui vede după acumularea de energie magnetică. Deoarece stele emit radiații pe întreg spectrul electromagnetic, aceste focare pot fi detectate detectoare de raze X. Dar există și alte modalități. De exemplu, pentru a asculta undele radio - alte forme de radiații electromagnetice.

radio telescop imens Jodrell Bank din Anglia, primul de acest fel, capabil de a detecta exploziile solare, a declarat Tim O'Brien de la Universitatea din Manchester, care lucrează pe telescop.

radiotelescoape foarte bine distinge interesante momente ale vieții stelelor. Atunci când se comportă steaua „normal“, fără a prezenta activitate excesivă, nu emit o mulțime de unde radio. Dar când se nasc stelele, atunci când mor, există o mulțime de unde radio.

„Vedem evenimentele activi. A se vedea explozii de stele, unde de șoc, vânturi stelare „, spune O'Brien.

telescoape radio sunt, de asemenea, folosite de oamenii de știință în Irlanda de Nord Jocelyn Bell Burnell pentru a detecta pulsarii - un tip special de stele neutronice.

stele neutronice se nasc în urma exploziei unei supernove gigant, atunci când o stea se prăbușește și devine incredibil de dens. Pulsarii sunt exemple de astfel de stele neutronice care emit fascicule de radiații electromagnetice cu polul și pot fi detectate de telescoape radio.

Datorită semnalelor periodice emise la fiecare câteva milisecunde, unii oameni de știință de la prima sa crezut că este o formă de comunicare specii inteligente pe întreg univers.

Odată cu deschiderea multitudinii de pulsarilor, este clar acum că impulsuri regulate generate de rotația stelei.

„Acesta se învârte în jurul unei axe verticale, iar grinda din diagonală - ca și în cazul în care măturat cerul, - spune O'Brien. - Dacă este pe linia de vedere, veți vedea un flash regulate ca rotirea fasciculului. Ca far. "

Unele stele sunt sortite să devină pulsari. Dar Soarele nostru nu va avea aceeași soartă: este prea mic pentru a exploda într-o reacție supernova la sfârșitul vieții sale. Care va fi soarta lui prin miliarde de ani?

Din observațiile altor stele din galaxie în jurul nostru, știm că există o serie de soluții posibile. Dar, având în vedere noastre Sun în masă și comparând-o cu stele similare, am decis că viitorul steaua noastră este destul de evident.

Preconizăm că se va extinde treptat, pe măsură ce îmbătrânesc - în următorii 5 miliarde de ani - pentru a deveni un gigant roșu. Radiația va deveni mai slab ca un consum de combustibil de hidrogen. Într-o lumină „slab“ va fi o frecvență mai redusă de energie mai mic, și Sun, prin urmare, va fard de obraz.

Apoi, după o serie de explozii, tot ce rămâne, va fi miezul de carbon interior al soarelui - un diamant de mărimea Pământului. Acest „pitic alb“ se va răci lent peste un trilion de ani.

Avem multe nu știm despre Soare, și o serie de proiecte menite să permită o preocupare mult timp de oameni de știință de puzzle.

De exemplu, Solar Probe Plus, care se va apropia mai aproape de Soare decât oricare altă sondă din istorie pentru a încerca să afle mai multe despre cum să producă vânturile solare, și pentru a înțelege de ce solară corona - aura de plasmă din întreaga lume - mai fierbinte decât suprafața sa reală.

Dar elementele de bază sunt cunoscute. Divizarea lumina soarelui pe spectrul de culori, capturarea neutrini adânc subteran de laborator inchis, am fost capabili să răspundă la multe întrebări importante cu privire la natura soarelui nostru. De asemenea, știm foarte multe despre ce este format din stele ca lumina produse, iar acest proces a produs o gamă largă de elemente, atât de necesară în lume.