Истинные размеры космоса или сколько галактик во вселенной

Звездная эволюция

Основываясь на массе звезды, можно определить весь ее эволюционный путь, так как он проходит по определенным шаблонным этапам. Есть звезды промежуточной массы (как Солнце) в 1.5-8 раз больше солнечной массы, более 8, а также до половины солнечной массы. Интересно, что чем больше масса звезды, тем короче ее жизненный срок. Если она достигает меньше десятой части солнечной, то такие объекты попадают в категорию коричневых карликов (не могут зажечь ядерный синтез).


Объект с промежуточной массой начинает существование с облака, размером в 100000 световых лет. Для сворачивания в протозвезду температура должна быть 3725°C. С момента начала водородного слияния может образоваться Т Тельца – переменная с колебаниями в яркости. Последующий процесс разрушения займет 10 миллионов лет. Дальше ее расширение уравновесится сжатием силы тяжести, и она предстанет в виде звезды главной последовательности, получающей энергию от водородного синтеза в ядре. Нижний рисунок демонстрирует все этапы и трансформации в процессе эволюции звезд.

Этапы эволюции звезды

Когда весь водород переплавится в гелий, гравитация сокрушит материю в ядро, из-за чего запустится стремительный процесс нагрева. Внешние слои расширяются и охлаждаются, а звезда становится красным гигантом. Далее начинает сплавляться гелий. Когда и он иссякает, ядро сокращается и становится горячее, расширяя оболочку. При максимальной температуре внешние слои сдуваются, оставляя белый карлик (углерод и кислород), температура которого достигает 100000 °C. Топлива больше нет, поэтому происходит постепенно охлаждение. Через миллиарды лет они завершают жизнь в виде черных карликов.

Процессы формирования и смерти у звезды с высокой массой происходят невероятно быстро. Нужно всего 10000-100000 лет, чтобы она перешла от протозвезды. В период главной последовательности это горячие и голубые объекты (от 1000 до миллиона раз ярче Солнца и в 10 раз шире). Далее мы видим красного сверхгиганта, начинающего сплавлять углерод в более тяжелые элементы (10000 лет). В итоге формируется железное ядро с шириною в 6000 км, чье ядерное излучение больше не может противостоять силе притяжения.

Когда масса звезды приближается к отметке в 1.4 солнечных, электронное давление больше не может удерживать ядро от крушения. Из-за этого формируется сверхновая. При разрушении температура поднимается до 10 миллиардов °C, разбивая железо на нейтроны и нейтрино.  Всего за секунду ядро сжимается до ширины в 10 км, а затем взрывается в сверхновой типа II.

Туманность Эскимоса — один из последних этапов эволюции небольшой звезды

Если оставшееся ядро достигало меньше 3-х солнечных масс, то превращается в нейтронную звезду (практически из одних нейтронов). Если она вращается и излучает радиоимпульсы, то это пульсар. Если ядро больше 3-х солнечных масс, то ничто не удержит ее от разрушения и трансформации в черную дыру.

Звезда с малой массой тратит топливные запасы так медленно, то станет звездой главной последовательности только через 100 миллиардов – 1 триллион лет. Но возраст Вселенной достигает 13.7 миллиардов лет, а значит такие звезды еще не умирали. Ученые выяснили, что этим красным карликам не суждено слиться ни с чем, кроме водорода, а значит, они никогда не перерастут в красных гигантов. В итоге, их судьба – охлаждение и трансформация в черные карлики.

Термоядерные реакции и компактные объекты

Вот список самых крупных претендентов

WOH G64 (1,504 — 1,730 солнечных радиусов) — Красная гипергигантская звезда в Большом Магеллановом Облаке в созвездии Золотая Рыба (в небе южного полушария), расположенная на расстоянии около 170 000 световых лет от Земли. Яркость этой звезды со временем меняется, отчасти из-за облака пыли в форме тора, которое затемняет ее свет. Тор, вероятно, был образован звездой во время смерти. WOH G64 когда-то была более чем в 25 раз больше массы Солнца, но она начала терять массу, когда она приближалась к взрыву как сверхновая. Астрономы подсчитали, что она потеряла достаточно компонентов, чтобы составить от трех до девяти солнечных систем.

Мю Цефея (около 1650 солнечных радиусов) — красный супергигант в созвездии Цефей, находящийся в 9000 световых годах от Земли. Обладая более чем в 38 000 раз большей светимостью, чем Солнце, он также является одной из самых ярких звезд Млечного Пути.

V354 Цефея (1520 солнечных радиусов) — красный гипергигант в созвездии Цефей. V354 Цефея — это звезда с нерегулярным изменением, что означает, что она пульсирует по неустойчивому графику.

RW Цефея (1535 солнечных радиусов) — оранжевый гипергигант в созвездии Цефей; также переменная звезда.

Вэстерланд 1-26 виден в инфракрасном спектре.Изображение предоставлено 2MASS / UMass / IPAC-Caltech / NASA / NSF.

Вэстерланд 1-26 (от 1530 до 2500 солнечных радиусов). Это довольно большой интервал оценки; если верхняя оценка верна, она превзойдет даже UY Щита, и ее фотосфера достигнет орбиты Сатурна. Вэстерланд 1-26 выделяется тем, что ее температура меняется со временем, но не его яркость.

KY Лебедя (от 1420 до 2850 солнечных радиусов) — красный сверхгигант в созвездии Лебедя. Верхняя оценка рассматривается со скептицизмом как вероятная ошибка наблюдений, а нижняя соответствует другим звездам из того же обзора и нашему пониманию эволюции звезд.

VY Большого Пса (от 1300 до 1540 солнечных радиусов) — красная гипергигантная звезда, которая ранее была оценена в 1800 — 2200 солнечных радиусов, но этот размер вышел за пределы теории эволюции звезд и был обновлен.


Бетельгейзе (от 950 до 1200 солнечных радиусов) — красный супергигант в созвездии Орион. Бетельгейзе — одна из самых известных звезд в своем роде, поскольку это девятая по счету самая яркая звезда на небе, которую легко можно увидеть невооруженным глазом в ясную ночь с октября на март. Это самая близкая звезда в этом списке, и, как ожидается, в любой момент времени она может стать сверхновой.

Обратите внимание, что звезды, будучи шарами супергорячей плазмы, не следуют линейному соотношению веса и габаритов, как можно было бы ожидать, скажем, в пушечном ядре, где больший снаряд, очевидно, тяжелее. UY Щита, несмотря на то, что он одна из или самая большая звезда, которую мы знаем, не самая массивная (тяжелая)

Этот титул принадлежит R136a1, звезда Вольфа — Райе в туманности Тарантула, находящейся на расстоянии примерно 163 000 световых лет. Она имеет самую высокую массу и яркость среди всех известных звезд, а также является одной из самых горячих — около 53 000 К.

Космос не черный

Хотя все мы видим черное ночное небо, а голубой цвет днем – это из-за атмосферы нашей планеты. Казалось бы, все просто: космос черный, потому что там темно. Но как же звезды? Ведь на самом деле их так много, что космос должен быть пронизан их светом.

С Земли мы не видим звезд повсюду, потому что свет многих из них просто не может до нас добраться. Кроме того, наша Солнечная система находится в относительно тихом, довольно скучном и темном месте галактики. И звезды здесь разбросаны очень далеко друг от друга. Ближайшая к нашей планете – Проксима Центавра находится аж в 4,22 световых года от Земли. Это в 270 тысяч раз дальше Солнца.

На самом деле если рассмотреть космос во всем диапазоне электромагнитных излучений, то он ярко излучает в основном радиоволны от разных астрономических объектов. Если бы наши глаза могли их видеть, то мы жили бы в значительно более яркой Вселенной. Но сейчас нам кажется, что мы обитаем в полной темноте.

Солнце составляет 99,86 процента всей массы Солнечной системы

UY Щита — Самая большая звезда во Вселенной

Если брать сегодняшние показатели, то перед нами появляется два кандидата на лидерство. Вверху перечня находится красный сверхгигант UY Щита (в 9500 световых лет в созвездии Щит). Средний радиус достигает 1708 солнечных (2.4 миллиарда км).

Но есть погрешность в ± 192 солнечных радиусов, поэтому она может увеличиться до 1900 или же уменьшиться до 1516. Если верно второе значение, то смещается на одну линию с V354 Цефея и VX Стрельца. Ее конкурент – красный сверхгигант NML Лебедя, отдаленный от нас на 5300 световых лет.

Сравнение размеров UY Щита и нашего Солнца

Вычислить точные показатели размеров звезд сложно из-за пылевой дымки. Поэтому размер может быть 1642-2775 солнечных радиусов. Так что она способна взять приз за первенство по величине или же стать на второе место, уступив UY Щита.

Несколько лет назад самой крупной считался сверхгигант VY Большого Пса, удаленный на 5000 световых лет. Так думали из-за профессора Роберты Хамфри, которая предположила, что звезда может превосходить Солнце в 1540 раз, при массе в 1420 солнечных.

Итак, это все, что можно сказать о крупнейших звездах. Но Млечный Путь способен скрывать еще более масштабные объекты в пыли и газе. Но даже если мы их не видим, то всегда есть вариант спрогнозировать размер и массу. В этом поможет Роберта Хамфри.

Сопоставление размеров Солнца и бывшего лидера VY Большого Пса.

Она объяснила, что наиболее крупные звезды – самые холодные. Эта Киля – ярчайшая звезда с нагревом в 25000К, но достигает в размерах лишь 250 солнечных радиусов. А вот VY Большого Пса – 3500К.

Если брать температуру в 3000 К, то этот сверхгигант обошел бы Солнце по размерам в 26600 раз. Это меньше NLM Лебедя, но выше UY Щита. Получается, что так мы определяем верхнюю звездную границу (конечно, все это только теория).

Теперь вы знаете, какая звезда самая большая во Вселенной. С каждым годом телескопы становятся мощнее и нам открываются новые виды, поэтому не исключено, что вскоре мы найдем еще более масштабные объекты. Не забудьте насладиться видео, демонстрирующее сравнение известных планет.

Какая форма у Вселенной?


Каким будет конец всего?

Возраст Вселенной

Сколько звезд во Вселенной?

Почему космос черный?

Вся информация о Вселенной

Самая тяжелая звезда

Первое место на пьедестале самых массивных звезд Вселенной занимает R136a1, расположенная в туманности Тарантул. Эта область плазмы находится в галактике Большое Магелланово Облако, удаленной от Млечного пути на 163 тысячи световых лет.

R136a1

R136a1 была открыта британский астрономом Полом Кроутером и его исследовательской группой в 2010 году. При изучении скопления RMC 136a они обнаружили объект невероятно больших размеров. Светило оказалось наиболее крупным в данном формировании, да и во всей наблюдаемой Вселенной.

Характеристики звездного исполина

R136a1 является голубым гипергигантом. Это редкий разряд звезд, обладающих самыми большими размерами, массой и яркостью, но имеющих короткий срок жизни.

Масса звездного великана превышает солнечную в 315 раз. Это одна из загадок для ученых, т.к. ранее считалось, что ни одно светило не может иметь массу больше 150 масс Солнца. Но это правило действует для первичных небесных светил, образованных из гелиево-водородных облаков. R136a1, скорее всего, сформировалась путем слияния нескольких больших объектов.

Радиус этой звезды равен 36 солнечным, а по яркости она превосходит Солнце почти в 9 млн. раз. Из-за своих размеров гипергигант выбрасывает очень мощные потоки ионов, схожих с солнечным ветром. Это делает невозможным существование жизни на телах вблизи нее.

Продолжительность жизни R136a1, как и других светил с массой  от 150 солнечных, довольна коротка. После истощений запаса водорода в ядре эти космические объекты взрываются, образуя гиперновые. Мощность такого взрыва превышает мощность сверхновой более чем в 10 раз. При этом образуются огромные всплески гамма-излучения. Считается, что именно взрыв одной из таких гиперновых вблизи Солнечной системы обусловил вымирание жизни на Земле около 450 млн. лет назад. «Смерть» самой тяжелой звезды по Вселенной, по расчетам астрономов, не принесет какого-либо вреда нашей планете.

Самые знаменитые звезды

Как бы не были огромны гиганты среди звезд, оценить их размеры и излучающийся свет невозможно с планеты Земля невооруженным глазом. А вот те космические объекты, которые человек может увидеть без бинокля на ночном небосводе, получили большую известность. Однако, чаще речь идет не об отдельных светилах, а о созвездиях.

Созвездие Большого Пса

В светящемся скоплении наиболее известен Сириус. Эта звезда одна из самых приближенных к Солнечной системе, поэтому ее трудно не заметить, находясь в любой точке планеты. Сириус представляет собой 2 компоненты – А и В. Первый компонент превышает Солнце в 2 раза. Звезду можно разглядеть на небосклоне даже днем.

Интересно!

В древности люди описывали Сириус с красноватым свечением. Сейчас же невооруженным взглядом видно голубоватый ореол. Объяснить это явление до сих пор не удалось.

Созвездие Тельца


Зодиакальное скопление может похвастаться супергигантом – Альдебараном. Еще одна популярная звезда, известная с древности. Ранее ее называли «Око Тельца» и «Воловий Глаз». Стоит отметить, что небесный гигант нередко встречается в художественных фильмах. Знаменита же звезда изумительным оранжевым свечением.

Интересно!

В 1972 году на звезду Альдебаран отправили спутник. Спустя 31 год связь с космическим объектом оборвалась, поэтому сейчас точное нахождение его неизвестно. Ученые предполагают, что он достигнет цели через 2 миллиона лет.

Созвездие Геркулеса

Целая семья, которая включает в себя 19 созвездий. Настоящей жемчужиной Геркулеса считается Большое Шаровое Скопление (М13). Причем наблюдать это явление можно в обычный бинокль.

При небольшом увеличении будет казаться, что это объект с «пушистым, блуждающим» светом. На профессиональных же телескопах можно разделить Шаровое Скопление на отдельные составляющие.

VY Большого пса

Если рассматривать Млечный Путь, то именно эта звезда стала его рекордсменом, с радиусом превышающим размер Солнечного более чем в 1540 раз. Согласно исследованиям астрономов, эта звезда очень неустойчива и есть предположение, что в течение 100000 следующих лет она непременно взорвется, в результате чего может образоваться гамма-всплеск, способный погубить все живое, что находится в пределах 1-2 световых лет. Что касается планеты Земля, то ее может спасти только огромное расстояние  от нашей планеты до VY Большого пса, которое составляет около 4000 световых лет. Поэтому земляне могут быть спокойны.

Сверхскопления

Галактика Сомбреро (M104) в Деве – одна из величайших галактик, расположенных на краю неба, и большинство людей говорят, что она похожа на летающую тарелку. Она состоит из большого вращающегося диска с выпуклой полосой пыли, поглощенной сияющим ореолом газа и звезд. Она находится на расстоянии 43 миллионов световых лет и примерно вдвое меньше Млечного Пути, ее диаметр составляет 49 000 световых лет (фото: НАСА и Команда Наследия Хаббла (AURA / STScI))

Скопление, содержащее 1500 галактик, это одно, но также существуют и гораздо более крупные скопления галактик. Кластер Девы сам по себе является членом так называемого Сверхскопления Девы, который в свою очередь содержит тысячи галактик. В Сверхскоплении Девы находятся наш Млечный Путь, Местная Группа, Скопление Девы и всего около 100 галактических групп и скоплений. Этот удивительно большой каркас простирается на 110 миллионов световых лет и является одним из 10 миллионов сверхскоплений, составляющих весь космос.

Несмотря на огромное количество галактик, существующих в Сверхскоплении Девы, астрономы теперь знают, что большая часть пространства в этом объеме по существу пуста. Диаметры этих огромных пустот варьируются от десятков до сотен миллионов световых лет. Нитчатые цепи галактик обвивают темные пустые пространства. В больших масштабах галактики в скоплениях и сверхскоплениях похожи на мыльные пузыри, и они покрывают поверхности и пустоты, лежащие между ними.

Галактика Водоворот или Мессье 51

Галактика Водоворот в Трости Венатичи – это еще одна галактика около Большой Медведицы, также известна как M51 и она является главной целью телескопа. Галактика Водоворот проходит мимо небольшой NGC 5195, которая вытягивает материал из одного из спиральных рукавов большой галактики. Эта пара находится на расстоянии 23 миллионов световых лет, а диск M51 простирается на 60 000 световых лет. (Фото: Тони Халлас)

К концу 1980-х астрономы определили Великую стену – лист галактик размером 500 миллионов световых лет. Великая стена Слоуна – это совокупность галактик, которая находится на расстоянии около 1,4 миллиарда световых лет. По мере того, как астрономы открывали все больше и больше далеких галактик, они обнаружили, что какая-то большая масса, казалось, тянет за собой локальную вселенную, подтягивая нас в направлении южных созвездий Triangulum Australe и Norma.

Эта аномалия, названная Великим Аттрактором, находящаяся на расстоянии около 200 миллионов световых лет, озадачила астрономов. В конце концов они обнаружили, что еще большая масса в этом направлении тянет нас. Эта гигантская структура, называемая Сверхскоплением Шепли, находится на расстоянии 650 миллионов световых лет и содержит наибольшую концентрацию галактик в нашей локальной части космоса.


С этим читают