Продолжительность, с
Таблица
Длина, м
Таблица
Скорость, м/с
Таблица
Ускорение, м/с2
Таблица
Масса, кг
Таблица
Энергия, ДЖ
Таблица
Температура (°С)
Таблица
Вселенная
Расширение Вселенной началось с сингулярного состояния (когда любые две точки в наблюдаемой ныне Вселенной были сколь угодно близки друг к другу, а плотность вещества бесконечна) так называемым Большим взрывом.
Астрономические постоянные и единицы
Система постоянных IERS 1992[1]
Таблица
Плотность космических объектов
Таблица
Галактики
Галактики — это гигантские (до сотни млрд звезд) звездные системы. К ним относится, в частности, наша Галактика — Млечный Путь. Ближайшие к нам галактики — Магеллановы Облака (на расстоянии 52 килопарсека) и Туманность Андромеды (на расстоянии 670 килопарсек). Галактики подразделяются на эллиптические, спиральные и неправильные.
Классификация галактик по типам и светимости
Таблица
Скопления и сверхскопления галактик. Местная группа. Галактика Млечный путь
Галактика Млечный Путь входит в семью соседних галактик, известных как Местная группа, и образует вместе с ними скопление галактик. Наша Галактика является одной из самых крупных в Местной группе. Галактика Андромеды, входящая в Местную группу, является самым удаленным объектом, видимым невооруженным глазом. 25 галактик Местной группы разбросаны на протяжении 3 миллионов световых лет. Скопление галактик удерживается вместе силами гравитации. Более крупными скоплениями галактик являются Скопление Девы (несколько тысяч объектов) и Скопление в созвездии Волосы Вероники (около 1000 ярких эллиптических галактик и несколько тысяч более мелких объектов). Наша Галактика с соседями по Местной группе медленно движется в направлении к Скоплению Девы.
Скопления галактик, в свою очередь, группируются в семьи. Местное скопление скоплений, известное как Местное сверхскопление, — это образование, в которое входит и Местная группа и Скопление Девы. Центр масс расположен в Скоплении Девы. Другое сверхскопление находится в созвездии Геркулеса. До него 700 миллионов световых лет. Сверхскопления отделены друг от друга гигантскими пустыми пространствами и образуют во Вселенной губчатую структуру.
Характеристика галактик, входящих в Местную группу
Галактика Млечный Путь
Млечный Путь — это наша Галактика, состоящая из 100 миллиардов звезд. В нашей Галактике есть 4 спиральных рукава, звезды, газ и пыль. В пределах 1000 световых лет от центра Галактики звезды расположены очень плотно. В самом центре Галактики находится загадочный источник колоссальной энергии. Возможно, в центре Галактики находится черная дыра. Галактика вращается. Внутренние ее части вращаются быстрее, чем внешние. Диск Галактики окружен облаком-гало — из невидимого вещества.
9/10 Галактики Млечный Путь невидимы. Наши соседние две галактики — Большое и Малое Магеллановы Облака — притягиваются невидимым гало и поглощаются Галактикой Млечный Путь.
Характеристика галактики Млечный Путь
* Более далекие звезды плоской составляющей имеют более длительные периоды обращения; находящиеся ближе к центру звезды — меньшие периоды. Центральная часть Галактики вращается подобно твердому телу.
Подсистемы Галактики
ζ — среднее значение удаления объектов подсистемы от галактической плоскости, кпс; Т — возраст входящих в подсистему звезд, лет; М — масса подсистемы (в % от общей массы Галактики); N — предполагаемое общее число объектов.
Ядро Галактики — форма эллиптическая, размеры 4,8 × 3,1 кпс; число звезд ≥3·E107.
Центральное ядро Галактики — форма эллиптическая, размеры ~ 15 × 30 пс; число звезд ~ 3·E106.
Ядрышко Галактики — диаметр ~ 1 пс; в центре его компактный объект (черная дыра массой 108—09 масс Солнца).
Звездные скопления (сравнительно тесные группы звезд):
рассеянные — диаметр от 1,5 до 15 пс; возраст от нескольких миллионов до нескольких миллиардов лет; число звезд от нескольких десятков до нескольких тысяч; принадлежат к подсистеме галактической плоскости;
шаровые — диаметр от 15 до 200 пс; возраст 8—10 млрд лет; число звезд 105—107; принадлежат к промежуточной и крайней сферическим подсистемам.
Общее число звезд в Галактике 1,2-1011.
Звезды
Звезды — светящиеся газовые (плазменные) шары, подобные Солнцу. В них заключена большая часть вещества видимой Вселенной. Они образуются из газово-пылевой среды в результате гравитационной конденсации. Термоядерные реакции синтеза элементов, проходящие при высоких плотностях и температурах (-10—12 млн К) в недрах звезды, являются основным источником энергии большинства звезд. Граница между массами звезд и планет равна 0,02 массы Солнца, т. е. ниже этой границы термоядерной реакции не происходит. В зависимости от массы звезды в конце эволюции звезда становится белым карликом, нейтронной звездой либо черной дырой. Светимость звезды зависит от ее массы и выражается с помощью видимых звездных величин ш. Разница между блеском двух небесных тел в звездных величинах вычисляется по формуле Погсона: m1 — m2 = -2,5 log (Е1 /Е2), где: m1, m2 — звездные величины, Е1, Е2 — светимости.
Классы светимости звезд
Рис. 1. Звездное небо Северного полушария
ЛЕБЕДЬ — созвездие
Арктур — звезда
Рис. 2. Звездное небо Южного полушария
ГОЛУБЬ — созвездие
Канопус — звезда
Самые яркие звезды неба
Таблица
Жизненный цикл звезд
Обычная звезда выделяет энергию за счет превращения водорода в гелий в ядерной печи, находящейся в ее сердцевине. После того как звезда израсходует водород в центре, он начинает перегорать в оболочке звезды, которая увеличивается в размере, разбухает. Размер звезды возрастает, температура ее падает. Этот процесс порождает красных гигантов и сверхгигантов. Продолжительность жизни каждой звезды определяется ее массой. Массивные звезды заканчивают свой жизненный цикл взрывом. Звезды, подобные Солнцу, сжимаются, превращаясь в плотные белые карлики. В процессе превращения из красного гиганта в белого карлика звезда может сбросить свои наружные слои, как легкую газовую оболочку, обнажив ядро.
Звездные скопления
Почти все звезды рождаются группами и существуют в звездных скоплениях. Есть два типа звездных скоплений: открытые и шаровые.
Самым известным открытым звездным скоплением является Плеяды в созвездии Тельца. Число звезд в нем от 300 до 500, и находятся они в пространстве с поперечником в 30 световых лет. Возраст открытых скоплений не превышает 50 млн лет. Скопления непрочны. Их может разорвать тяготение другого более крупного объекта. Пока обнаружено 1200 открытых звездных скоплений.
В противоположность открытым, шаровые скопления представляют собой сферы, плотно заполненные звездами. В пространстве с поперечником от 20 до 400 световых лет находится от сотен тысяч до миллионов звезд. В центре скопления звезды притягиваются, образуя двойные звезды. Вокруг нашей Галактики обнаружено 200 шаровых звездных скоплений. Возраст этих скоплений от 10 до 15 млрд лет.
Двойные звезды
Примерно половина всех звезд нашей Галактики принадлежит к двойным системам, в которых звезды вращаются по эллиптическим орбитам вокруг центра гравитации этих звезд. Если звезды тесно расположены, то они растягиваются и обмениваются звездным материалом.
Вспышки новых
Одним из результатов переноса массы в двойных звездах является образование звездной пары — белого и красного карликов. Красный карлик разогревается под действием излучения от белого карлика, материя с него стекает на белый карлик, который не может больше принимать вещество и взрывается. Это явление и наблюдается в виде вспышек новых.
Нейтронные звезды и сверхновые
Если масса сжимающейся звезды превосходит массу Солнца более чем в 1,4 раза, то такая звезда, достигнув стадии белого карлика, продолжает сжиматься так, что электроны атомов вдавливаются внутрь атомных ядер, и протоны превращаются в нейтроны. Диаметр нейтронной звезды не более 15 км, а кубический сантиметр ее вещества весит около миллиарда тонн. Звезда совершает несколько оборотов в секунду и обладает гигантским магнитным полем. В том случае, когда масса нейтронной звезды достигает рубежа 1,4 массы Солнца, происходит гигантский ядерный взрыв, называемый вспышкой сверхновой.
Пульсары
В мощном магнитном поле нейтронной звезды движущиеся по спирали электроны генерируют радиоволны, которые излучаются узким пучком.
Звезда вращается, и радиолуч периодически пересекает линию нашего наблюдения. Период самых медленных пульсаров около 4 секунд.
Рентгеновские двойные звезды
В Галактике найдено около 100 мощных источников рентгеновского излучения. По мнению астрономов, причиной может служить материя, падающая на поверхность нейтронной звезды с более массивного напарника в двойной звезде.
Черные дыры
Масса нейтронной звезды не может превышать трехкратной массы Солнца. При сжатии более массивной звезды может образоваться черная дыра, поле тяготения в которой настолько сильно, что не выпускает из себя даже свет. Предполагается, что вещество в черной дыре коллапсирует, т. е. сжимается в бесконечно малую точку.
25 ближайших звезд
mV — визуальная звездная величина; r — расстояние до звезды, пк; L — светимость (мощность излучения) звезды, выражена в единицах светимости Солнца (3,86–1026 Вт).
Размеры некоторых наиболее ярких близких звезд
Таблица