Учебно-методические материалы «Необычные звезды»

«НЕОБЫЧНЫЕ ЗВЁЗДЫ» Вырожденный газ. Белые карлики. Нейтронные звёзды. Пульсары Чёрные дыры. Гравитационный радиус. Горизонт событий. Сверхмассивные чёрные дыры Переменные звёзды Новые и сверхновые Борцова Е.В.

Проблемно-поисковые вопросы Атом, как известно, представляет собой ядро, состоящее из протонов и нейтронов, вокруг которого вращаются электроны. Как правило, размеры атомов не превышают тысячной доли микрона. Но существуют и сверхгигантские атомы, диаметром около 10 километров! Первый из них был открыт в 1967 году, а сейчас известно более тысячи, причем у всех из них гораздо больше нейтронов, чем протонов. Именно поэтому их назвали... Как? Автор вопроса: Дмитрий Рутштейн https://db.chgk.info/question/haif2l03.8/19

Нейтронные звёзды Остаток сверхновой — нейтронная звезда — фактически является огромным атомным ядром, состоящим на 90% из нейтронов и на 10% — из протонов, окруженным атмосферой из электронов, что по определению превращает её в атом

Проблемно-поисковые вопросы На стальной пластинке, имеющейся на отправленном в космос "Пионере-10", показано расположение Солнца относительно нескольких ИХ Автор вопроса: Евгений Поникаров https://db.chgk.info/quest ion/russv07.2/4

Пульсары (с указанием расстояния до них) Теоретически это может помочь отыскать Солнце во Вселенной Пятнадцать расходящихся из единой точки линий позволяет вычислить звезду, от которой прилетел аппарат. Рядом с четырнадцатью линиями нанесен двоичный код, который указывает период пульсаров, находящихся в окрестностях Солнечной системы. Поскольку со временем период пульсаров увеличивается по известному закону, можно вычислить время запуска аппарата

Проблемно-поисковые вопросы Первооткрывательницей пульсаров стала аспирантка Джоселин Белл. Подчёркивая допущенную в отношении неё несправедливость, некоторые авторы вставляют в одно слово дефис и удваивают последнюю букву. Напишите то, что у них получается Автор вопроса: Юрий Выменец https://db.chgk.info/question/azov16.3/8

No-Bell или No-Bell prize (вместо Nobel prize ) Нобелевскую премию за открытие пульсаров получила не Джоселин Белл, а её научный руководитель. Некоторые авторы с негодованием называют премию 1974 года «No-Bell prize» Возможные темы для мини- сообщений: правила получения премии; рассказ о премиях за астрономические открытия; история получения нобелевских премий советскими учёными (физика)

Рассажи о Джосселин (8 баллов) Темы для мини- сообщений: 1. Правила получения премии 1974 года «No-Bell prize»; 2. Рассказ о премиях за астрономические открытия; 3. История получения нобелевских премий советскими учёными (физика)

Статья в сети (5 баллов) Прочитайте статью «Расположение Земли на «Космической карте» Вояджера может быть неправильным» по ссылке: https://thealphacentauri.net/voyager-is-wrong/, сделайте краткий письменный пересказ и объясните, почему расположение Земли на космической карте, отправленной на миссиях «Пионер – 10,11» и «Вояджер – 1,2» может быть неверным?

Послания в будущее (12 баллов) Создать по данной теме инфографику/плакат, изучив содержание видеоролика научного популяризатора Майкла Стивенса, а также ресурсы в описании к видео, включая список ресурсов к оригиналу видео Vsauce: Послания в будущее (перевод): https://www.youtube.com/watch?v=zFr14SA8 1zY Messages For The Future [Vsauce] (оригинал): https://www.youtube.com/watch?v=GDrBIKO R01c

Проблемно-поисковые вопросы Открытую в 2005 году в созвездии Лебедя экзопланету HD 188753 Ab астрономы прозвали Татуином. Планета вращается вокруг своего солнца, а рядом с ней по соседним орбитам движутся еще две звезды. Чего на реальном Татуине втрое больше, чем на "киношном"? Автор вопроса: Леонид Климович (Гомель) https://db.chgk.info/question/ukrbr08.2/97 кино

Теней Общеизвестный "ляп" Лукаса с одиночными тенями в мире двух солнц

Взгляд со спутника HD 188753 A b в представлении художника

Проблемно-поисковые вопросы В одном научно-популярном фильме эксперт говорит, что в настоящий момент нельзя сказать, повредил ли уже ОН свое правое плечо или это только должно случиться — в любом случае, нам этого опасаться не стоит. Назовите занятие, в котором ОН был непревзойденным мастером Автор вопроса: Владимир Грамагин, Нью-Йорк https://db.chgk.info/question/beln15.1/3

Охота Речь идет о Бетельгейзе, которая в ближайшее время должна превратиться в сверхновую (а возможно, уже превратилась, и мы об этом узнаем, когда до нас дойдет свет от этого события). Несмотря на то что Бетельгейзе относительно недалеко от Земли, расчёты показывают, что излучение, высвобожденное в процессе взрыва, нам повредить не должно. Бетельгейзе и Беллатрикс образуют плечи созвездия Ориона. Орион был непревзойденным охотником 19 июня 2017 года международной группой астрономов был опубликован первый детальный снимок Бетельгейзе, полученный с помощью телескопа ALMA. Этот снимок примечателен ещё и тем, что является первым самым детальным снимком поверхности звезды, отличной от Солнца

Проблемно-поисковые вопросы Жан-Пьер Люмине в своей книге рассказывает старое персидское предание. Бабочки пытались познать тайну пламени и пришли к выводу, что узнала всё об огне только та, что сгорела. Далее автор проводит аналогию с учеными и "застывшими звёздами". Но отмечает, что некоторое представление о них можно получить из исследований обсерватории Медон. Под каким названием нам более известны "застывшие звёзды"? Авторы: Тимур Кот, Владислав Тайшин, Ханты-Мансийск https://db.chgk.info/question/tyumar09.4/16

Чёрные дыры Полную информацию может получить только космонавт в самой черной дыре. Но он уже не вернётся Источник(и): http://www.astronet.ru/db/msg/1180462/ Теорема (гипотеза) об отсутствии волос утверждает, что пространство- время в окрестностях чёрной дыры полностью определяется всего тремя её параметрами — массой, моментом импульса и электрическим зарядом (которым для астрофизических объектов можно пренебречь). Вся другая информация о материи, которую поглощает черная дыра (так называемые «волосы»), для внешнего наблюдателя теряется. Гипотеза о файерволе: https://naked-science.ru/article/sci/uchenye-schitayut-chto-chernaya-dyra

Проект- исследование (10 баллов) Проект-исследованиЕ: гипотезы о чёрных дырах, аргументы за и против, прямые и косвенные подтверждения/опровержения

Проблемно-поисковые вопросы После артикля "the" система предлагает ЕМУ выбрать "universe", а после "black" — слово "hole". Эльмин Нури с удивлением отмечает, что в мультсериалах "Симпсоны" и "Футурама" ЭТОТ ЧЕЛОВЕК озвучивал себя сам. Назовите ЭТОГО ЧЕЛОВЕКА Авторы: Турал Дадашов, Роман Оркодашвили https://db.chgk.info/question/azland15.4/2

Стивен Хокинг Как известно, из-за своей болезни Стивен Хокинг разговаривает при помощи синтезатора речи, разработанного компанией "Intel"

Проект «Чему я могу научиться у …» (12 баллов)

Проблемно-поисковые вопросы В вступительной главе книги «Краткая история времени от Большого Взрыва до черных дыр» Стивен Хокинг написал: «Мне сказали, что каждая включённая в книгу формула вдвое уменьшит число покупателей. Тогда я решил вообще обходиться без формул. Правда, в конце я все-таки написал одно уравнение…» Какое?

Нетипичные звёзды (1 балл) Белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры являются… . Начальными стадиями образования звёзд различной массы Конечными стадиями эволюции звёзд различной массы Промежуточными стадиями эволюции массивных звёзд Типичными звёздами главной последовательности Начальными стадиями образования массивных звёзд Конечными стадиями эволюции массивных звёзд Конечные стадии звёзд: https://www.cengage.com/physics/book_content/143905035X_Seeds/active_figures/48/EndOfStars.swf

Поиск белого карлика (2 балла) На данной диаграмме Герцшпрунга-Рассела группа белых карликов расположена... . Ответ объяснить. В верхней правой части В центре В нижней левой части В нижней правой части В верхней левой части

Альфа Киля (3 балла) Определить гравитационный радиус R для звезды Канопус (α Киля), масса которой составляет примерно M=9⋅M⊙. Ответ выразить в км, округлив до целых. Гравитационная постоянная равна G=6,67⋅10−11 Н⋅м2/кг2. Скорость света равна c=3⋅108 м/с. Массу Солнца считать равной M⊙=2⋅1030 кг

Чёрные дыры (2 балла) Выберите все верные утверждения о чёрной дыре. Все чёрные дыры имеют очень большие размеры. Согласно современным расчётам вблизи чёрной дыры объекты растягиваются в направлении движения. В центре нашей Галактики находится чёрная дыра. Термин «чёрная дыра» придумал А. Эйнштейн во время работы над специальной теорией относительности в 1905 году. Чёрную дыру можно обнаружить в пространстве по гравитационному линзированию. Чёрные дыры могут образовываться из планет.

Кто придумал термин, доподлинно неизвестно, но публично его впервые употребил в 1967 году американский физик Джон Уилер. До этого чёрные дыры называли сколлапсировавшими (коллапсарами) или застывшими звёздами «Мы живем на острове, окруженном морем невежества. По мере того, как растет наш остров знаний, растет и берег нашего невежества ». Джон Арчибальд Уилер, Scientific American (1992), Vol. 267 Источник: https://ru.citaty.net/avtory/dzhon-uiler/

Топ-10 вопросов (12 баллов) 10 фактов о черных дырах, которые должен знать каждый: https://hi-news.ru/science/10-faktov-o-chernyx-dyrax-kotorye-dolzhen-znat-kazhdyj.html Академия занимательных наук. Вопросы о чёрных дырах: http://www.radostmoya.ru/project/akademiya_zanimatelnyh_nauk_astronomiya/question/?tag=3666 Тест: https://cadelta.ru/tests/id1156 Подготовить научно- популяризаторскую конференцию по теме «Топ-10 вопросов о чёрных дырах». Выбрать 10-15 самых интересных вопросов; написать сценарий мероприятия, подготовить мультимедийный материал, проанализировать собственную работу (рефлексия – письменно); выпустить продукт конференции – стенд, страница на школьном сайте, видеоролик

Вокруг нейтронной звезды (5 баллов) С какой скоростью должен вращаться искусственный спутник на малой высоте над поверхностью нейтронной звезды, масса которой в 400 тыс. раз больше массы Земли, а радиус в 400 раз меньше радиуса Земли. Ответ выразить в тыс. км/с, округлив до целых. Масса и радиус Земли равны соответственно M⊕=6⋅1024 кг, R⊕=6400 км. Гравитационная постоянная равна G=6,67⋅10−11 Н⋅м2/кг2.

Шкала плотности (2 балла) Распределите космические объекты по возрастанию значения их плотности Солнце Межзвёздная среда Нейтронная звезда Земля Белый карлик Красный гигант

Подмигивающая звезда (2 балла) Двойная система затменно-переменных звёзд состоит из двух звёзд (см. рисунок). Центр масс находится близко к центру звезды меньшего размера (звезда обладает большей массой). Большая по размеру звезда ярче малой. Наблюдатель находится в плоскости орбиты обращения большой звезды

Диаграмма и таблица (2 балла) На рисунке показана кривая блеска некоторой звезды (зависимость видимой звёздной величины от времени изменения блеска). Какой звезде соответствуют параметры диаграммы? Звезда m max m min Период, ч 1 8,15 7,2 7 2 7,2 8,15 7 3 8,15 7,2 14 4 7,2 8,15 14 5 8,15 7,2 28 6 7,2 8,15 28

Двойная звезда (5 баллов) Затменно-двойная переменная звезда состоит из двух одинаковых компонент. На сколько звёздных величин (Δm) меняется её блеск во время затмения? Ответ округлить до сотых

ВЫРОЖДЕННЫЕ ЗВЁЗДЫ. ЧЁРНЫЕ ДЫРЫ

Вырожденной называется звезда, в которой давление вырожденного газа противодействует гравитации. К вырожденным звёздам относятся белые карлики и нейтронные звезды (+пульсары) Сверхновые, гиперновые, белые карлики: https://www.youtube.com/watch?v=GVqnHlvl_jM

Когда атомы находятся в условиях чрезвычайно высоких температур и давлений, они теряют свои электроны, то есть атомы полностью ионизованы. Давление такого газа определяется давлением электронов

Атомы состоят из протонов и нейтронов в компактном ядре, окруженном электронами. Согласно принципу Паули электроны могут находится в состояниях с определенными энергиями, причем два электрона не могут иметь одинаковую энергию (если только их спины не противоположны)

В плотном газе все нижние уровни энергии оказываются заполненными электронами. Такой газ называется вырожденным. В этом состоянии электроны проявляют вырожденное электронное давление, которое противодействует силам гравитации

В нейтронных звездах гравитационное давление достаточно высоко, чтобы «вдавить» электроны в протоны, и образовать нейтроны. Эти нейтроны затем сжимаются вместе до тех пор, пока гравитационное давление не уравновесится давлением вырожденных нейтронов

Белые карлики — проэволюционировавшие звёзды с массой, не превышающей предел Чандрасекара (максимальная масса, при которой звезда может существовать как белый карлик), лишённые собственных источников термоядерной энергии. По распространённости белые карлики составляют 3-10 % звёздного населения нашей Галактики Сириус А и В

Белые карлики представляют собой компактные звёзды с массами, сравнимыми или большими, чем масса Солнца, но с радиусами в 100 раз меньшими и, соответственно, светимостями в 10 000 раз меньше солнечной. Средняя плотность вещества белых карликов в пределах их фотосфер составляет 105-109 г/см3 Звезда ван Маанена — одиночный белый карлик в созвездии Рыб

Белые карлики начинают свою эволюцию как обнажившиеся вырожденные ядра красных гигантов, сбросивших свою оболочку, то Туманность IC 5148 есть в качестве центральных звёзд молодых планетарных туманностей

Температуры фотосфер ядер молодых планетарных туманностей чрезвычайно высоки — так, например, температура центральной звезды туманности NGC 7293 составляет от 90 000 К до 130 000 K. При таких температурах большая часть спектра приходится на жёсткое ультрафиолетовое и мягкое рентгеновское излучение

Белые карлики лишены собственных термоядерных источников энергии, они излучают за счёт запасов своего тепла, для белых карликов не существует зависимость масса — светимость, но существует зависимость возраст — светимость (зависящая только от температуры, но не от площади излучающей поверхности) Снимок Сириуса в мягком рентгеновском диапазоне. Яркий компонент — белый карлик Сириус В, тусклый — Сириус А

В пределе, после десятков миллиардов лет остывания любой белый карлик должен превратиться в так называемый чёрный карлик (не излучающий видимый свет). Пока таких объектов во Вселенной не наблюдается

По некоторым подсчётам минимум 1015 лет требуется для остывания белого карлика до температуры 5 K. Время, прошедшее со времени образования первых звёзд во Вселенной, составляет около 13,8 миллиардов лет, то есть некоторые белые карлики уже охладились до температур ниже 4000 К, что, наряду с малыми размерами, делает их обнаружение сложной задачей Последняя вспышка перед вечной темнотой (англ. + субт.): https://www.youtube.com/watch?v=qsN1LglrX9s, (русск. ) https://naked- science.ru/article/video/poslednyaya-vspyshka-sveta-pered

При эволюции звёзд различных масс в двойных системах (системы из двух гравитационно связанных звёзд, обращающихся по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс) темпы эволюции компонентов неодинаковы, при этом более массивный компонент может проэволюционировать в белый карлик, в то время как менее массивный к этому времени может оставаться на главной последовательности

Аккреция на белые карлики богатого водородом вещества приводит к его накоплению на поверхности и разогреву до температур реакции синтеза гелия, что, в случае развития тепловой неустойчивости, приводит к взрыву, наблюдаемому как вспышка новой звезды. Достаточно длительная и интенсивная аккреция на массивный белый карлик приводит к термоядерному взрыву, наблюдаемому как вспышка сверхновой типа Ia Переменная звезда Мира (ο Кита) в ультрафиолетовом диапазоне

Нейтронная звезда — космическое тело, являющееся одним из возможных результатов эволюции звёзд, состоящее, в основном, из нейтронной сердцевины, покрытой сравнительно тонкой (1 км) корой вещества в виде тяжёлых атомных ядер и электронов. Нейтронные звёзды возникают в результате вспышек сверхновых звёзд Чердак. Что такое нейтронные звезды? https://www.youtube.com/watch?v=rP0eF3i0Ic4

Массы нейтронных звёзд сравнимы с массой Солнца, но радиус нейтронной звезды составляет лишь 10-20 км. Средняя плотность вещества такого объекта в несколько раз превышает плотность атомного ядра (2,8∙1017 кг/м3) Северо-запад Англии Ливерпуль Уоррингтон

Среди нейтронных звёзд с надёжно измеренными массами большинство попадает в интервал от 1,3 до 1,5 масс Солнца, допустимы нейтронные звёзды с массами от 0,1 до 2,16 солнечных масс

Гравитация в нейтронных звёздах уравновешивается давлением вырожденного нейтронного газа. Существуют теоретические предпосылки к тому, что при ещё большем увеличении плотности возможно перерождение нейтронных звёзд в кварковые (гипотетический космический объект, состоящий из так называемой «кварковой материи» — совокупности кварков, антикварков и глюонов) Жизнь после смерти. Нейтронная Звезда: https://www.youtube.com/watch?v=5PsUGhpOLV8

В момент рождения нейтронной звезды (в результате вспышки сверхновой), её температура очень высока — порядка 1011 — 1012 K, но она очень быстро падает за счёт нейтринного охлаждения. Температура поверхности известных нейтронных звёзд, у которых её удалось измерить, составляет порядка 105 — 106 K

Магнитное поле на поверхности нейтронных звёзд достигает значения 108-109 Тл (у Земли около 10-4 Тл), именно процессы в магнитосферах нейтронных звёзд ответственны за радиоизлучение пульсаров. C 1990-х годов некоторые нейтронные звёзды отождествлены как магнетары (магнитары) — звёзды, обладающие магнитными полями порядка 1010 Тл и выше

Взаимодействие нейтронной звезды с окружающим веществом определяют два основных параметра и, как следствие, их наблюдаемые проявления: период (скорость) вращения и величина магнитного поля Эжектор (радиопульсар) «Пропеллер» Аккретор (рентгеновский пульсар) Георотатор

МАГНЕТАР (МАГНИТАР) Обладает исключительно сильным магнитным полем (до 1011 Тл). Теоретически существование магне(и)таров было предсказано в 1992 году, а первое свидетельство их реального существования получено в 1998 году при наблюдении мощной вспышки гамма- и рентгеновского излучения от источника SGR 1900+14 в созвездии Орла. Время жизни магне(и)таров составляет около 1 млн. лет. У магне(и)таров сильнейшее магнитное поле во Вселенной SGR 1900+14 в инфракрасном излучении. Снимок телескопа Спитцер

Пульсар — космический источник радио, оптического, рентгеновского и/или гамма- излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов) Пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звёзды с магнитным полем, которое наклонено к оси вращения, что вызывает модуляцию приходящего на Землю излучения Модель пульсара (с изменяемыми параметрами): http://spiff.rit.edu/classes/phys230/lectures/ns/Neutron_Nav.swf

ПУЛЬСАРЫ В центре Крабовидной туманности находится пульсар «Crab Pulsar» 28—30 км в диаметре, который испускает импульсы излучения от гамма-лучей до радиоволн. В рентгеновском и гамма-диапазоне излучения этот пульсар является сильнейшим постоянным источником подобного излучения в нашей галактике На фото изображение Крабовидной туманности (синий — рентгеновский, красный — оптический диапазон) Пульсар в Крабовидной туманности: http://www.ifa.hawaii.edu/users/lin/ast110- 6/applets/multiwavelength_crab_nebula.swf

PSR B1919+21 — пульсар с периодом 1,33730110168 секунды и временем импульса в 0,04 секунды. Это первый из открытых радиопульсаров (1967). Объект находится в созвездии Лисички «Мы не верили, что мы получили сигналы от других цивилизаций, но, очевидно, идея приходила нам в голову, и у нас не было доказательств того, что это радиоизлучение имело полностью естественное происхождение. Это интересная задача — если кто-то думает что он, возможно, обнаружил жизнь в другом месте Вселенной, как он может заявить об этом ответственно? Кому он должен это сообщить?» 2 Что такое магнетар? https://www.youtube.com/watch?v=7hn8jSGA2s8

ЧТО, ЕСЛИ? 3 Что произойдёт с человеком в чёрной дыре: https://www.youtube.com/watch?v=tvMBH39EMaE

Чёрная дыра —область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий, а её размер — гравитационным радиусом

Гравитационным радиусом (или радиусом Шварцшильда) называют критический радиус, до которого должна сжаться звезда, чтобы превратиться в чёрную дыру. Гравитационный радиус пропорционален массе тела M ( M⊙ — масса Солнца) Гравитационный радиус обычных астрофизических объектов ничтожно мал по сравнению с их действительным размером: так, для Земли R ≈ 0,887 см, для Солнца R ≈ 2,95 км Black Hole Size Comparison 2018 (5:20): https://www.youtube.com/watch?v=FBchtofZJSM Black Hole Size Comparison 2018 (2:07): https://www.youtube.com/watch?v=mFb23_07ocg

Средняя плотность чёрной дыры равна отношению массы к объёму, заключённого под горизонтом событий. Средняя плотность падает с ростом массы чёрной дыры. Так, если чёрная дыра с массой порядка солнечной обладает плотностью, превышающей ядерную плотность, то сверхмассивная чёрная дыра с массой в 109 солнечных масс обладает средней плотностью порядка 20 кг/м³, что существенно меньше плотности воды. Таким образом, чёрную дыру можно получить не только сжатием имеющегося объёма вещества, но и экстенсивным путём — накоплением огромного количества материала

Находясь под горизонтом событий, любое тело будет двигаться только внутри чёрной дыры и не сможет вернуться обратно во внешнее пространство. Даже свет, распространяющийся от наблюдателя наружу, никогда не сможет выйти за пределы горизонта Горизонт событий — воображаемая граница в пространстве-времени, из которой не могут вырваться объекты даже со скоростью света

Предмет, попавший внутрь горизонта событий, в конце концов, вероятно, попадает в сингулярность (точка в пространстве и времени, сквозь которую нельзя провести геодезическую линию), а перед этим разрывается вследствие большого перепада силы притяжения чёрной дыры (приливных сил) Д. Побединский. Что внутри чёрной дыры? https://www.youtube.com/watch?v=Uy0QeRqVKOI

Вдали от чёрной дыры частицы могут двигаться в любом направлении. Они ограничены только скоростью света Ближе к чёрной дыре пространство-время начинает деформироваться. В некоторых системах координат путей, идущих к чёрной дыре, больше, чем путей, идущих от чёрной дыры Внутри горизонта событий все пути ведут частицы в центр чёрной дыры. Не существует способа для частиц выйти из чёрной дыры

ОБРАЗОВАНИЕ ЧЁРНОЙ ДЫРЫ Гравитационный коллапс (катастрофическое сжатие) достаточно массивной звезды на конечном этапе её эволюции Коллапс центральной части галактики или протогалактического газа. Современные представления помещают огромную ( >1000∙M⊙) чёрную дыру в центр многих, если не всех, спиральных и эллиптических галактик. Например, в центре нашей Галактики находится чёрная дыра Стрелец A* массой 4,31∙106 ∙ M⊙ Формирование чёрных дыр в момент сразу после Большого Взрыва в результате флуктуаций (любых случайных отклонений величины от среднего значения) гравитационного поля и/или материи. Такие чёрные дыры называются первичными Возникновение чёрных дыр в ядерных реакциях высоких энергий — квантовые чёрные дыры Как сделать чёрную дыру? https://www.youtube.com/watch?v=Cl5Xj5aBerk

Гравитационные волны Столкновение чёрных дыр между собой и с другими массивными объектами, а также столкновение нейтронных звёзд, вызывающее образование чёрной дыры, приводит к мощнейшему гравитационному излучению, которое можно обнаружить при помощи гравитационных телескопов. 11 февраля 2016 года сотрудники LIGO объявили об обнаружении гравитационных волн, возникших при слиянии двух чёрных дыр массами около 30 солнечных масс на расстоянии около 1,3 млрд.св.лет от Земли Космос Просто. Слияние чёрных дыр: https://www.youtube.com/watch?v=AGfqZiD9X4A Новое открытие LIGO: слияние нейтронных звёзд: https://www.youtube.com/watch?v=HrQxhoKB_ag

Разросшиеся очень большие чёрные дыры, по современным представлениям, образуют ядра большинства галактик. В их число входит и массивная чёрная дыра в ядре нашей галактики — Стрелец A*, являющаяся ближайшей к Солнцу сверхмассивной чёрной дырой 5 Черная дыра в центре галактики: https://www.youtube.com/watch?v=IGIIz724Z28

ОБНАРУЖЕНИЕ ЧЁРНЫХ ДЫР Влияние на орбиты близких к невидимой чёрной дыре видимых звёзд Что обнаружили учёные в центре нашей галактики? https://www.youtube.com/watch?v=nESm1DsbL5M 6

ОБНАРУЖЕНИЕ ЧЁРНЫХ ДЫР Падение межзвездной пыли, газа, вещества ближайших звезд с образованием так называемого аккреционного диска (частицы вещества при этом испытывают ускорение и начинают излучать в рентгеновском диапазоне) Аккреция вещества голубого сверхгиганта HDE 226868 на чёрную дыру Лебедь X-1 (в представлении художника)

ОБНАРУЖЕНИЕ ЧЁРНЫХ ДЫР Гравитационное линзирование чёрной дырой, которая искажает изображение галактики, перед которой она проходит Модель чёрной дыры (гравитационное линзирование): https://spacegid.com/media/black_hole/index.html

растяжения объектов по вертикали и горизонтали, вызванного большой приливной силой в очень сильном неоднородном гравитационном поле. В предельных случаях, когда объекты находятся возле чёрных дыр, деформация при подобном растяжении настолько сильна, что объект не может сохранить свою структуру Спагеттификация — астрофизический термин для обозначения сильного Vsauce: путешествие внутрь черной дыры: https://www.youtube.com/watch?v=_gGjy67y7HY

ИЗЛУЧЕНИЕ ХОКИНГА — гипотетический процесс испускания разнообразных элементарных частиц, преимущественно фотонов, чёрной дырой. Температуры известных астрономам чёрных дыр слишком малы, чтобы излучение Хокинга от них можно было бы зафиксировать — массы дыр слишком велики. Поэтому до сих пор эффект не подтверждён наблюдениями Можно ли уничтожить чёрную дыру: https://www.youtube.com/watch?v=TQMd3_HbOGA

ИЗЛУЧЕНИЕ ХОКИНГА Согласно ОТО, при образовании Вселенной могли бы рождаться из которых должны были бы заканчивать испарение в наше время. Так как интенсивность испарения растёт с уменьшением размера чёрной дыры, то последние стадии должны быть по сути взрывом чёрной дыры. Пока таких взрывов Стивен Хокинг, 1942-2018 зарегистрировано не было

ПЕРВАЯ ФОТОГРАФИЯ ЧЁРНОЙ ДЫРЫ Сверхмассивная чёрная дыра находится в галактике М87 В 53,5 млн. световых лет от Земли, массой около 6,5 млрд. M⊙ 8 Что видно на первом фото чёрной дыры? https://www.youtube.com/watch?v=7OkXIOscj38

Черная дыра, изображение которой удалось получить впервые в истории, получила гавайское имя Powehi, что значит можно перевести как «украшенное бездонное темное творение»: частичка «Po» подразумевает глубокий темный источник бесконечного творения, а «wehi» — нечто, что удостоено украшений Event Horizon Telescope (EHT)

В центре галактики Млечный Путь располагается сверхмассивная чёрная дыра (Стрелец A*) массой около 4,3 миллиона M⊙

ПЕРЕМЕННЫЕ ЗВЁЗДЫ

Среди звёзд, которые видны на небе рядом, различают оптические двойные и физические двойные звёзды Две звезды хотя и видны вблизи, но находятся в пространстве далеко друг от друга и не связаны гравитацией Звёзды образуют единую систему и обращаются вокруг общего центра масс под действием взаимного тяготения Физически двойная система Мицар и Алькор

В настоящее время известно уже более 100 тыс. этих объектов. Массы звёзд заключены в пределах от 0,03 до 60 масс Солнца (большинство – от 0,3 до 3 масс Солнца). Очень большие массы встречаются крайне редко. Звёзд малых масс очень много, но из-за низкой светимости наблюдается лишь их ничтожная часть — те, что находятся рядом с Солнцем Оптически двойная система Поллукс и Кастор

Когда число звёзд в системе, связанной взаимным тяготением, оказывается более двух, то их называют кратными. В настоящее время считается, что большинство звёзд (более 70 %) образуют кратные системы 100.000 звёзд (Кастор, Полярная, Алголь): http://stars.chromeexperiments.com/

Если двойная звезда заметна при непосредственных наблюдениях в телескоп, то это визуально-двойная звезда Если же об этом можно судить только по спектру излучения звезды, то это спектрально-двойная звезда

Редким примером двойной звезды, оба компонента которой различимы даже невооружённым глазом, являются Мицар и Алькор в созвездии Большой Медведицы. Среди ярчайших звёзд также были обнаружены двойные: Сириус, Капелла, Кастор и др.

Более того, оказалось, что во многих случаях каждая из звёзд такой пары сама состоит из нескольких звёзд. Так, Мицар и Капелла имеют в своём составе четыре компонента, а α Центавра является тройной звездой, одна из которых расположена ближе всего к нам и получила название Проксима (с греческого «ближайшая»)

У спектрально-двойных звёзд наблюдается смещение (или раздвоение) линий в спектре, которое происходит вследствие эффекта Доплера А В 9 Эффект Доплера (ЗВУК!): https://www.youtube.com/watch?v=SDFlzUjboyc

Согласно этому эффекту, при увеличении расстояния между звездой и наблюдателем длина волны принимаемого излучения увеличивается, поэтому спектральные линии смещаются к красному концу спектра. При уменьшении расстояния длина волны уменьшается, а линии смещаются к фиолетовому концу спектра Красное смещение: http://www.astro.umd.edu/~hamilton/teaching/dcrASTR100/astr100/class07/Star_Motion_Doppler_Effect.swf

Спектр двойной звезды: http://www.kcvs.ca/site/projects/astronomy_files/2linespectrobinary.swf

Для наблюдателя, который находится в плоскости орбиты спектрально-двойной звезды, её компоненты будут поочерёдно загораживать, «затмевать» друг друга. Такие звёзды называются затменно-двойными

Такие звезды часто называют алголями — по названию наиболее известной звезды этого типа β Персея. В течение 2 суток 11 часов яркость звезды остаётся постоянной, но затем за 5 часов она ослабевает от 2,3 до 3,5 звёздной величины, а за следующие 5 часов её прежняя яркость восстанавливается Симулятор затменно-переменных звёзд: https://astro.unl.edu/classaction/animations/binaryvariablestars/eclipsingbinarysim.html

В настоящее время известны десятки тысяч затменно-двойных звёзд. Их изучение позволяет определить не только характеристики орбиты, но также получить некоторые сведения о самих звёздах. Продолжительность затмения даёт возможность судить о размерах звезды Построение кривой блеска для двойной звезды: https://astro.unl.edu/classaction/animations/binaryvariablestars/lightcurve.html

Рекордсменом является ε Возничего, в системе которой при периоде 27 лет затмение продолжается 2 года Система ε Возничего в представлении художника: яркая звезда спектрального класса F и затмевающая звезда спектрального класса B, окружённая пылевым диском

Реконструированные изображения, показывающие прогрессирование затмения ε Возничего в 2009-2010 гг., полученное с помощью интерферометра Центра высокого углового разрешения с Мичиганским инфракрасным комбинированным пучком. Наблюдения показывают, что F-звезда представляет собой почти равномерно освещенную окружность, которую закрывает тень диска вокруг второй звезды-В (почти 50% затенено)

Когда во время затмения свет одной звезды проходит через атмосферу другой, можно детально исследовать строение и состав этой атмосферы. Форма кривой блеска некоторых звёзд свидетельствует о том, что их форма существенно отличается от сферической

Близкое расположение компонентов приводит к тому, что газы из атмосферы одной звезды перетек