Когда вы смотрите на ночное небо, как вы себя чувствуете? Иногда, если ясная ночь без облаков и вы далеко от городских огней, вы можете поднять голову и полюбоваться прекрасным видом бесчисленных звезд. Хотя мы знаем, что они массивные, клубящиеся облака чрезвычайно горячей пыли и газа, они все выглядят довольно мирно отсюда на Земле.
Что, если за миллионы световых лет все не так хорошо и не успокаивает? Хотя это трудно себе представить, возможно, что некоторые из этих звезд уже находятся на пути (или уже испытали из-за того, как движется свет) космического столкновения.
Хотя звезды выглядят неподвижно с нашей точки зрения на Земле, на самом деле они очень быстро движутся в космосе, и без чего-либо, что могло бы их увести, всегда есть шанс, что они могут столкнуться с другим массивным телом. Как будто Вселенная - это гигантский бильярдный стол без каких-либо железнодорожных подушек. Космическое столкновение - это то, на что это похоже - одно тело, будь то звезда, астероид или комета, врезается в другое тело. Результатами часто являются впечатляющие проявления энергии и вещества, хотя они сильно отличаются от чего-то вроде взрыва, вызванного атомной бомбой.
Что происходит, когда звезды - или даже галактики, в этом отношении - сталкиваются? Являются ли космические столкновения редким и опасным явлением или они происходят довольно часто? Может ли Земля или Солнечная система пострадать от космического столкновения, будь то астероид или массивная супергалактика? Чтобы узнать о том, что происходит, когда звезды становятся слишком близко для комфорта.
Благодаря фотографиям с космических телескопов и компьютерному моделированию астрономы могут искать и наблюдать существование как галактических, так и звездных столкновений. Ученые изначально полагали, что такие типы космических столкновений, также известные как слияния, встречаются довольно редко, но исследования в начале 21-го века показали, что они довольно распространены. Когда эксперты поняли больше о начале Вселенной и теории Большого взрыва, они поняли, что галактические столкновения были еще более частыми на ранних стадиях времени. Поскольку вселенная была намного меньше, галактики были сближены, и, вылетая из источника Большого взрыва, они могли столкнуться с другими во время их путешествия по космосу. Даже наша собственная галактика, Млечный Путь, несет с собой обломки от ранних столкновений с другими массивными телами, и астрономы ожидают, что галактика Андромеда, наш ближайший большой сосед, поглотит нас когда-нибудь в далеком будущем.
Столкновение в космосе может звучать как идеальный материал для дорогого голливудского летнего блокбастера, но на самом деле его просмотр будет гораздо менее захватывающим, чем вы думаете. Несмотря на то, что галактики и звезды движутся навстречу друг другу со скоростью сотен миль в час, их слияние может занять миллионы лет. Вместо того, чтобы взрываться, как массивные бомбы, космические столкновения действуют как гладкие неопределенные газовые шарики. Как только два звездных тела встречаются, массивная гравитация каждого из них искажает форму другого, обычно приводя к форме капли. Например, 24 апреля 2008 года космический телескоп Хаббл снял изображения Arp 148, после столкновения двух галактик. В то время как одна галактика приобрела типичную форму кольца, соседняя галактика была вытянута как хвост.
Один общий тип столкновения - между двумя нейтронными звездами. Нейтронные звезды на самом деле являются трупами старых звезд - когда звезда достигает конца своей жизни, она взрывается, и масса, эквивалентная количеству, найденному на нашем Солнце, конденсируется в область размером с город. Когда два создаются в непосредственной близости, они образуют так называемую бинарную пару и вращаются вокруг друг друга, в конечном итоге сливаясь через сотни миллионов лет. Объединенные массы мертвых звезд настолько тяжелы, что событие создает в космосе черную дыру, и доли секунды, яркие, ярче миллиарда солнц, испускают огромные магнитные поля. Гравитационные волны от пары нейтронных звёзд могут сместить океаны примерно в 10 раз по диаметру атомного ядра - казалось бы, небольшое количество, но довольно большое, если мы говорим обо всей воде в океане. Хотя на пути столкновения существует только шесть известных пар нейтронных звезд, ученые считают, что в космосе их гораздо больше, и что слияния такого типа могут происходить так же часто, как один или два раза в год.
А как насчет космических столкновений в гораздо меньшем масштабе, например, между астероидом и Землей? Читать о воздействии астероидов и возможности выживания.
Мы видели это бесчисленное количество раз в фильмах: астероид, несущийся сквозь пространство, угрожает жизни на Земле, и герои фильма вынуждены придумать способ остановить свой путь и спасти человечество.
Но что, если герои не справятся с этим, и астероид врезается в Землю? Смогут ли живые организмы пережить удар, или ущерб вызовет массовое вымирание?
К счастью для всего, что связано с обычными биологическими процессами, шансы на выживание немного выше, чем вы думаете. Многие эксперты считают, что динозавры были уничтожены смертельным ударом астероидов несколько миллионов лет назад, но многие виды пережили катастрофу, и мы, из всех животных, в конечном итоге добрались до вершины пищевой цепи.
Пережить глобальную катастрофу на поверхности Земли - это одно, но есть ли другие варианты борьбы с жизненными формами после разрушительного столкновения? В 2008 году международная группа студентов из Германии, России, Великобритании и США опубликовала исследовательский документ, в котором проверялась исключительная возможность выживания бактерий после удара астероидом. Исследование поставило интересный вопрос о том, могут ли живые организмы быть 1) выведены за пределы атмосферы Земли на каменистых обломках и спущены обратно на Землю или 2) перенесены снова через скальные обломки на другую потенциально гостеприимную планету, такую как Марс.
Студенты признали чрезвычайную трудность того, что известно как литопанспермия или перенос жизни с одной планеты на другую с помощью ударных камней. Любые микроорганизмы, связанные с обломками, должны были не только пережить взрыв, но и выжить в результате выброса в космос, долгого путешествия (где-то между 1 и 20 миллионами лет) от одной планеты к другой, радиации от солнечных лучей и повторный вход в атмосферу новой планеты.
Они также указывают на то, что, несмотря на трудности, 40 марсианских метеоритов, обнаруженных на Земле, позволяют предположить, что путешествие произошло раньше. Студенты решили проверить особенно жесткие, радиационно-стойкие цианобактерии, называемые Chroococcidiopsis, которые обычно обнаруживают в жарких пустынях по всему миру. Используя взрывчатку и пневматические пистолеты высокого давления, чтобы воспроизвести эффект ударного удара, они подвергли устойчивые бактерии, наряду с несколькими другими, сильному давлению. Они пришли к выводу, что выживание возможно, но чем больше взрыв, тем лучше - достаточно большой удар, где-то между 5 и 50 ГПа давления (алмазы образуются при давлении около 10 ГПа), необходимо будет выбросить атмосферу в атмосферу. сделать побег менее вредным для организмов.
Солнечный ветер - это непрерывный поток заряженных субатомных частиц, испускаемых солнцем. Для людей поток является своего рода смешанным благословением. Сигналы GPS, от которых мы теперь зависим, могут быть нарушены солнечным ветром. Но солнечный ветер также является движущим механизмом этих потрясающих северных сияний - и их столь же великолепных южных аналогов.
Земля - не единственное место, которое подвержено влиянию потоковых частиц. Недавно собранные данные указывают на то, что солнечный ветер, возможно, заметно изменил символическое лицо луны. Плюс это помогает сформировать космический пузырь, который охватывает всю нашу планетную окрестность.
Плазменная феерия
Водород и гелий - два основных компонента солнечного ветра. Не случайно, что эти два элемента также составляют около 98 процентов химического состава Солнца. Чрезвычайно высокие температуры, связанные с этой звездой, разрушают большое количество атомов водорода и гелия, а также от других элементов, таких как кислород.
Под воздействием сильной жары электроны начинают отдаляться от атомных ядер, которые они когда-то вращали. Это создает плазму, фазу вещества, которая включает в себя смесь свободных электронов и ядер, которые они оставили позади. Оба несут заряды: перемещающиеся электроны заряжены отрицательно, в то время как у тех заброшенных ядер есть положительные заряды.
Солнечный ветер сделан из плазмы - как и корона. Слабый слой солнечной атмосферы, корона начинается примерно на 1300 миль (2100 километров) над поверхностью Солнца и выступает далеко в космос. Даже по солнечным меркам очень жарко. Температура внутри короны может значительно превышать 2 миллиона градусов по Фаренгейту (1,1 миллиона градусов по Цельсию), делая этот слой в сотни раз горячее, чем фактическая поверхность солнца под ним.
Около 20 миллионов миль (32 миллиона километров) от этой поверхности части короны переходят в солнечный ветер. Здесь солнечное магнитное поле ослабляет сцепление с быстро движущимися субатомными частицами, составляющими корону.
В результате частицы начинают менять свое поведение. Внутри короны электроны и ядра движутся несколько упорядоченно. Но те, кто проходит эту точку перехода, ведут себя более странно после этого, как ливни в зимний шторм. При угасании короны частицы уходят в космос как солнечный ветер.
Начальные точки
Отдельные потоки солнечного ветра движутся с разными скоростями. Медленные пробегают примерно от 186 до 310 миль (от 300 до 500 километров) в секунду. Их более быстрые коллеги опозорили эти цифры, пролетев со скоростью 373–497 миль (600–800 километров) в секунду.
Самые быстрые ветры выходят из корональных отверстий, в короне появляются временные участки холодной плазмы низкой плотности. Они служат отличными выходами для частиц солнечного ветра, потому что через отверстия проходят открытые линии магнитного поля.
В основном, открытые линии - это шоссе, которые выбрасывают заряженные частицы из короны в небеса. (Не путайте их с замкнутыми линиями магнитного поля, петлевыми каналами, по которым плазма вырывается из поверхности Солнца, а затем погружается обратно в него.)
Меньше известно о том, как образуются медленные ветры. Тем не менее, их место происхождения в любой момент времени, по-видимому, зависит от популяции солнечных пятен. Когда этих вещей мало, астрономы наблюдают медленные ветры, выходящие из экваториальной области Солнца, и быстрые, вырывающиеся из полюсов. Но когда пятна становятся более распространенными, два вида солнечного ветра появляются в непосредственной близости друг от друга по всему светящемуся сфероиду.
