Как знаем, че това, което се състои от звезди (8 снимки)

Всеки ден милиарди години, слънцето грее над хоризонта на Земята. Той се намира на 150 милиона километра от нас, но тя свети толкова ярко в небето, не е възможно да се гледат, без риск от увреждане на очите. На повърхността на Слънцето температурата достига 5500 градуса - достатъчно, че всяка сонда се консумира много преди обвинението на повърхността. С една дума, слънцето е твърде горещо, за да я държи в юмрук. Но това не означава, че не може да се учи. В нашата галактика, на повече от 100 милиарда звезди, които ние също не могат да посетят. В същото време ние сме в състояние да търсят и да намерят начини да ги изучават.

В действителност, има някои умни начини, които ни позволиха да започне да разгадаят тайните на звездите разпръснати в нощното небе, сякаш те не са далеч от нас. Как е възможно това?

Нека започнем от самото светлина. Може би ние не можем спокойно да погледне слънцето, но научните инструменти - напълно. Както знаете, "белите" светлината се състои от всички цветове на дъгата, и ние можем да видим тези цветове - от тъмно червено до лилаво - ако "сплит" светлина призмата.

През 1802 английският учен Уилям Hayd Wollaston го е направил с слънчевата светлина и разкри нещо неочаквано: тъмните линии в спектъра. Няколко години по-късно, германски оптик Йозеф фон Фраунхофер построен специален инструмент спектрометър за по-добро разделяне на светлината. И видя повече от тези любопитни тъмни линии.

Скоро учените осъзнаха, че тъмната линия се появи, където цветовете са изчезнали от спектъра. Те изчезнаха, тъй като елементите в и около слънцето поглъщат тези определени дължини на вълните на светлината. Тъмните линии, листа показва присъствието на някои елементи, водород, натрий и калций.

Това е изключително интелигентна, красива и просто откритие веднага ни разкаже за основните елементи на нашата най-близката звезда. Но, казва Филип Podsyadlovsky, физик в университета в Оксфорд, този подход има своите ограничения. "Той може да каже само за състава на повърхността, но не казва нищо за състава на Слънцето в центъра", казва той.

Нашето разбиране за масовото производство на енергия слънчева започна да кристализира в началото на 20 век, когато се приема, че ако водородните атоми могат да бъдат свързани заедно, те ще се създаде напълно нов елемент - хелий - и освобождаване на енергия в процеса. Това стана ясно, че слънцето е богат на водород и хелий, както и дължи своята мощ на първа последно. Въпреки това, тази идея все още да бъде потвърдено.

"През 1930 г., хората осъзнаха, че слънцето може би се храни водород термоядрената енергия, но толкова дълго, тъй като остава чисто теория", обяснява Podsyadlovsky.

И тогава изучаването на Слънцето е наистина странно. За да се разбере по-добре звездата, която дава живот на нашата планета, ние трябваше да се скрие. Ние трябваше да организираме нашите експерименти под планината. Така че това е била проектирана от японския Super-Kamiokande детектора (Super K), наред с другото, което дава на повърхностни отлични резултати.

На 1000 метра под повърхността е странна мръсна стая. Той е изключително чиста вода и езеро 13000 сферични обекти покриват стените, пода и тавана под вода. И това не е фантастична обстановка: така представлява Super K, която ни помага да разберем как работи Слънцето.

След като детекторът е толкова дълбоко, очевидно, това не е построен, за да открие светлина. Вместо това, той чака специални частици, които са родени в центъра на нашата звезда и преминават през материята, докато самолетът лети във въздуха.

Можете да премине през трилиони частици всяка секунда. Ако не е имало специални детектори, ние никога нямаше да знае за това. Но Super-K може да обхване около 40 частици на ден, чрез откриване на специална светлина, която се ражда, когато тези частици - неутрино - взаимодействат с чиста вода басейн.

Създаден изключително слаба светлина, но генерира някакъв ореол около неутрина и този ореол да хванете феноменално чувствителни светлинни детектори са налични в изобилие по стените.

Специални видове неутрино, които са определени по този метод, са преки доказателства, че сливането настъпва в рамките на слънце синтеза на водород в хелий. Няма друго обяснение за формирането на неутрино.

"Можете да хванете само една малка част от неутрино, но след това се изчисли колко неутрино има там, за да се основават на реални данни", казва Podsyadlovsky.

Какво е още по-изненадващо: най-неутрина се произвеждат по време на реакциите на синтез в центъра на слънцето, а в рамките на осем минути на техните кирки детектор Super К. Проучване неутрино ни позволява да наблюдавате какво се случва дълбоко във вътрешността на Слънцето е почти в реално време.

Ако това не е достатъчно, ние дори може да изобразява слънцето с този метод. Възможно е да се създаде снимки на вътрешността на Слънцето изключително от измервания, извършени в метрото, където не може да проникне на слънчевата светлина.

Тя се занимава с Мария Луиза Aliotta, ядрен физик от университета в Единбург.

Какво е особено трудно в реакции на синтез, Aliotta обяснява, че е "направи" два атома да се съгласи на сливането. Вероятността за това, въпреки милиардите атоми хвърчаха навсякъде, е незначителен.

Но Sun има две предимства, които да наклонят услугата в синтеза. Това е масивна, така че голям брой атоми, и също така е мощен гравитацията, който компресира водород в плазмата: водороден газ е по такъв силен натиск че електроните отделени от протони в ядрото. В тази среда, реакцията на синтез се осъществява с удоволствие.

"В звездата тип Sun вероятност, че по време на ядрена реакция значително количество енергия се освобождава, тя е доста висока, просто защото има много протони - Aliotta обяснява. - В лабораторията, ние имаме такъв голям брой протони, така че е много по-трудно да учат тези процеси ".

Въпреки Aliotta в състояние да експериментират с синтеза на места като подземен ядрен астрофизиката лаборатория (LUNA) в Италия. Тази работа позволява Aliotte и нейните колеги, за да научите повече за това как синтезата - кои продукти са произведени в същото време като частиците си взаимодействат.

Лесно получава впечатлението, че слънцето е константна величина, която ще блесне със завидно ниво постоянството всякога. Но това не е така. В действителност, има цикли на звезди и продължителността на живота, който зависи от техния размер и точните пропорции на елементите в тях и може да бъде много по-различно.

През последните години, ние бяхме в състояние да научите повече за това как да се промени на Слънцето, изучаване на някои от характеристиките му. Петна, например, е тъмно времеви участъци, които се появяват на повърхността на Слънцето от време на време. Сонди имаха възможност да разгледат точно колко радиация, включително и видимата светлина, излъчвана от слънцето в продължение на няколко години.

През 1980 г. учени, работещи по мисията на Максимална Мисията на Solar, осъзнали, че произведената енергия от слънцето в продължение на 10 години намалява и след това отново се повишава. Но това, което наистина ги изненада, толкова е броят на слънчевите петна дейност съответства на това: колкото повече има, толкова повече енергия се освобождава под слънцето. Тъй като петната по-тъмен и по-студено, отколкото останалата част от повърхността на Слънцето, това беше изненада.

"Всичко беше точно обратното, - казва Саймън Фостър, от Imperial College London. - Това е много странно, че по-тъмни и страхотните възможности, слънцето е горещо ".

В крайна сметка, учените са открили причината за това. На повърхността на Слънцето има специални светли области - фенерчета - които съвпадат с слънчевите петна, но се различават от тях, така че се вижда и тези, и онези. Именно тези факли освобождават излишната енергия.

Заедно с петната, също така е възможно да се открие слънчеви изригвания - мощна светкавица въпрос вижда с повърхността на Слънцето, след натрупване на магнитна енергия. Тъй като звезди излъчват в електромагнитния спектър, тези огнища могат да бъдат открити рентгенови детектори. Но има и други начини. Например, слушане на радио вълни - други форми на електромагнитно излъчване.

Огромен радиотелескоп Jodrell банка в Англия, първият по рода си, в състояние да открие слънчеви изригвания, заяви Тим О'Брайън от университета в Манчестър работи върху телескопа.

Радиотелескопи много добре отличават интересните моменти от живота на звездите. Когато звездата се държи "нормално", без да показват повишена активност, тя не отделя много радиовълни. Но когато звездите се раждат, когато умрат, има много радиовълни.

"Виждаме активните събития. Вижте експлозии на звезди, шокови вълни, звездни ветрове ", казва О'Брайън.

Радиотелескопи също се използват от учените до Северна Ирландия Джослин Бел да открива пулсари - специален вид неутронни звезди.

Неутронните звезди са родени след гигантски взрив на свръхнова, когато една звезда се свива и става изключително гъста. Пулсарите са примери за такива неутронни звезди, които отделят греди на електромагнитно лъчение с пръта и могат да бъдат открити чрез радио телескопи.

Благодарение на редовните сигналите, излъчвани всеки няколко милисекунди, някои учени в първата се е смятало, че това е форма на комуникация интелигентни видове в цялата вселена.

С откриването на множеството от пулсари, вече е ясно, че редовните импулси, генерирани от въртенето на звездата.

"Това се върти около вертикалната ос, а гредата от диагонала - като че ли спадове на небето, - казва О'Брайън. - Ако тя е по линията на очите, ще видите, редовно флаш като въртенето на гредата. Както фара. "

Някои звезди са обречени да станат пулсари. Но нашето Слънце, няма да страдат от същата съдба: той е твърде малък, за да се взривят в реакция свръхнова в края на живота си. Каква ще бъде съдбата му през милиарди години?

От наблюденията на други звезди в галактиката около нас, ние знаем, че има няколко възможни решения. Но като се има на нашето Слънце маса и я сравнява с подобни звезди, ние решихме, че бъдещето на нашата звезда е съвсем очевидно.

Очакваме, че това постепенно ще се разширява, тъй като те възраст - през следващите 5 милиарда години - да се превърне в червен гигант. Радиацията ще стане по-слаба като консумация на водород гориво. В "слаб" светлина ще бъде по-ниска честота, по-ниска енергия, и Sun, следователно, ще се изчервявам.

След това, след серия от експлозии, всичко, което остава, той ще бъде вътрешната въглероден ядрото на слънцето - диамант с размерите на Земята. Тази "бяло джудже", ще се охлади бавно над един трилион години.

Имаме много не знаем за Слънцето, и редица проекти, предназначени да се даде възможност за по-дълъг период от време загриженост от учени пъзел.

Например, слънчева сонда, която е подходяща за Слънцето по-близо, отколкото всяка друга сонда в историята, за да се опитате да научите повече за това как да се произвежда слънчеви ветрове, и да се разбере защо короната на Слънцето - аурата на плазмата по света - по-горещо от реалното му повърхност.

Но основите са известни. Разделянето светлината на слънцето на спектъра от цветове, заснемане на неутрино в дълбока тъмна подземна лаборатория, ние бяхме в състояние да отговори на много важни въпроси за естеството на нашата слънце. Ние също така знаем много за това, което се състои от звезди като продукция светлина и този процес е произвела широк спектър от елементи, така че е необходимо в света.