Ведь то, что тяжело проверить на практике, стало возможным испытать на звездах. Но космос столь бескрайный, что в нем находится немало необычного, что заставляет перепроверять расчеты и строить новые гипотезы. О десяти самых любопытных и странных объектах в космосе мы и расскажем ниже.

Есть тонкая грань, которая отделяет планету от астероида. Недавно Плутон перешел из разряда первых во вторые. А в феврале 2013 года обсерватория Кеплера в 210 световых годах от нас нашла звездную систему с тремя планетами. Одна из них оказалась самой маленькой из найденных когда-либо. Сам телескоп Кеплера работает из космоса, что позволило ему сделать немало открытий. Дело в том, что наземным приборам все же мешает атмосфера. Помимо множества других планет телескоп обнаружил и Кеплер 37-b. Эта маленькая планета меньше даже Меркурия, а ее диаметр всего на 200 километров больше Луны. Возможно, скоро ее статус также оспорят, уж больно близка та пресловутая грань. Интересен и способ обнаружения кандидатов в экзопланеты, используемый астрономами. Они наблюдают за звездой и ожидают, когда ее свет слегка померкнет. Это говорит о том, что между нею и нами прошло некое тело, то есть та самая планета. Вполне логично, что при таком подходе куда легче находить большие планеты, чем маленькие. Большинство известных экзопланет своими размерами намного превышали нашу Землю. Обычно они сопоставимы были с Юпитером. Эффект затенения, который дал Кеплер 37-b было крайне трудно обнаружить, что и сделало это открытие таким важным и впечатляющим.

Если смотреть на нашу Галактику, Млечный Путь, в плоском изображении, как ее обычно и показывают, то она покажется огромной. Но при взгляде сбоку этот объект оказывается тонким и клочковатым. Увидеть Млечный Путь с этой стороны не удавалось, пока ученые не научились взглянуть на галактику иначе с помощью гамма-излучения и рентгеновских лучей. Оказалось, что из диска нашей галактики перпендикулярно буквально выпирают Пузыри Ферми. Длина этого космического образования около 50 тысяч световых лет или же половина всего диаметра Млечного Пути. Откуда появились Пузыри Ферми, даже НАСА пока не может дать ответ. Вполне вероятно, что это может быть остаточным излучением от сверхмассивных черных дыр в самом центре галактики. Ведь большие объемы энергии предполагают выделение гамма излучения.

Четыре миллиарда лет назад Солнечная система была совсем другой, нежели сейчас. Это было опасное место, в котором только-только начинали формироваться планеты. Космическое пространство было заполнено множеством камней и кусков льда, что привело к многочисленным столкновениям. Одно из них по мнению большинства ученых и привело к появлению Луны. Находившаяся в зачаточном состоянии Земля столкнулась с объектом Тейя, своим размером схожим с Марсом. Эти два космических тела сошлись под острым углом. Осколки того удара на орбите Земли соединились в наш нынешний спутник. А ведь если бы столкновение было бы более прямым, и удар пришелся ближе к экватору или полюсам, то результаты могли стать куда более плачевными для формирующейся планеты - она бы полностью разрушилась.

Этот космический объект невероятно огромен. Он кажется гигантским даже по сравнению с известными нам большими объектами, тем же Солнцем, к примеру. Великая стена Слоуна - одно из самых крупных образований во Вселенной. По сути это скопление галактик, растянувшееся на 1,4 миллиарда световых лет. Стена представляет собой сотни миллионов отдельных галактик, которые в общей ее структуры соединяются в кластеры. Такие скопления стали возможными благодаря зонам различных плотностей, которые появились в результате Большого Взрыва, а теперь заметны благодаря микроволновому фоновому излучению. Правда, некоторые ученые считают, что Великую стену Слоуна нельзя считать единой структурой из-за того, что в ней не все галактики связаны между собой силой гравитации.

Самая маленькая чёрная дыра.

Самым страшным объектом в космосе является черная дыра. В компьютерных играх их даже прозвали «последним боссом» Вселенной. Черная дыра - это мощный объект, который поглощает даже движущийся со скоростью в 300 тысяч километров в секунду свет. Ученые нашли немало таких страшных объектов, масса некоторых в миллиарды раз была больше массы Солнца. Но совсем недавно была найдена крошечная черная дыра, самая маленькая. Предыдущий рекордсмен все же был тяжелее нашей звезды в 14 раз. По нашим меркам дыра эта была все еще большой. Новый же рекордсмен получил имя IGR и он всего втрое тяжелее Солнца. Эта масса минимальна для того, чтобы дыра поймала звезду после ее смерти. Если бы такой объект был бы еще меньше, то он бы постепенно разбух, а потом стал терять свои внешние слои и материи.

Объемы галактик обычно поражают. Это огромное число звезд, которые живут благодаря ядерным процессам и гравитации. Галактики настолько светлые и большие, что некоторые можно увидеть даже невооруженным взглядом, невзирая на расстояние. Но преклонение перед размерами мешает пониманию, что галактики могут быть совсем иными. Примером такого рода может являться Segue2. В этой галактике находится всего около тысячи звезд. Это крайне мало, с учетом сотен миллиардов светил в нашем Млечном Пути. Общая энергия всей галактики превышает энергию Солнца всего в 900 раз. А ведь наше светило по космическим масштабам ничем не выделяется. Новые возможности телескопов помогут науке найти и других крох, наподобие Segue2. Это очень полезно, ведь их появление было научно предсказано, вот только увидеть их воочию долго не удавалось.

Самый крупный ударный кратер.

С момента начала изучения Марса ученым не давала покой одна деталь - уж больно сильно отличались два полушария планеты. По последним данным такая диспропорция оказалась результатом столкновения-катастрофы, которая и изменила навсегда облик планеты. В северном полушарии был найден Кратер Бореалиса, который стал самым большим из найденных в данный момент на Солнечной системе. Благодаря этому месту стало известно, что у Марса было весьма бурное прошлое. А раскинулся кратер на значительную часть планеты, занимая минимум 40 процентов и площадь диаметром в 8500 километров. И второй по величине известный кратер тоже был найден на Марсе, вот только его размеры уже вчетверо меньше, чем у рекордсмена. Чтобы на планете образовался такой кратер, столкновение должно было случиться с чем-то из-за пределов нашей системы. Считается, что повстречавшийся Марсу объект был даже больше, чем Плутон.

Ближайший перигелий в Солнечной системе.

Меркурий, безусловно, самый крупный из ближайших к Солнцу объектов. Но есть и куда меньшие астероиды, которые вращаются ближе к нашей звезде. Перигелием называется ближайшая к ней точка орбиты. В невероятной близости к Солнцу летает астероид 2000 BD19, его орбита наименьшая. Перигелий этого объекта составляет 0,092 астрономической единицы. Она примерно равна расстоянию между нашей планетой и Солнцем. Можно не сомневаться, что на астероиде HD19 очень жарко - температура там такая, что цинк и другие металлы просто расплавились бы. И изучение такого объекта очень важно для науки. Ведь так можно понять, как разные факторы могут изменить орбитальную ориентацию тела в космосе. Одним из таких факторов является известная всем общая теория относительности, созданная Альбертом Эйнштейном. Именно поэтому внимательное изучение околоземного объекта поможет человечеству понять, насколько же эта важная теория имеет практическое применение .

Самый старый квазар.

Некоторые черные дыры имеют внушительную массу, что и логично с учетом поглощения ими всего, что только попадается по пути. Когда астрономы открыли объект ULAS J1120+0641, то они крайне удивились. Масса этого квазара в два миллиарда раз больше, чем у Солнца. Но внушает интерес даже не объемы этой черной дыры, выпускающей в космос энергию, а ее возраст. ULAS - самый старый квазар за всю историю наблюдения за космосом. Он появился уже через 800 миллионов лет после Большого Взрыва. И это внушает уважение, ведь такой возраст предполагает путешествие света от этого объекта до нас в 12,9 миллиардов лет. Ученые теряются в догадках, за счет чего же могла разрастись так черная дыра, ведь в то время поглощать было еще нечего.

Как только зимние тучи рассеялись, и наступила весна, космический аппарат Кассини смог на северном полюсе Титана отлично сфотографировать озера. Только вот вода в таких неземных условиях существовать не может, а вот для выхода на поверхность спутника жидкого метана и этана температура подходит, как нельзя кстати. Космический аппарат находился на орбите Титана еще с 2004 года. Но это первый раз, когда тучи над полюсом рассеялись настолько, чтобы его можно было хорошо увидеть и сфотографировать. Оказалось, что основные озера обладают шириной в сотни километров. Самое же крупное, Море Кракена своей площадью равно Каспийскому морю и Верхним озером вместе взятым. Для Земли существование жидкой среды стало основой для появления жизни на планете. А вот моря углеводородных соединений - другое дело. Вещества в таких жидкостях не могут растворяться так же хорошо, как и в воде.

Несмотря на своё явное отношение к космической отрасли знаний, космический объект - термин, чаще встречающийся в юридической документации, нежели в литературе по астрономии и истории космонавтики.

Определение

В широком смысле космическими объектами называют все тела, которые можно встретить в космосе. Это и так называемые астрономические объекты, то есть космические тела, образовавшиеся в космических условиях естественным путём. К ним можно отнести всевозможные планеты, естественные спутники, кометы, звёзды, астероиды и так далее.

Существуют также искусственные космические объекты. Их-то обычно и подразумевают под этим названием, употребляя его в узком смысле слова. Какой космический объект может быть назван таковым в данном случае? К таким объектам принято относить продукты человеческой деятельности, запущенные в космос. Космический объект - это также нечто искусственно созданное, что может быть потенциально запущено в космос либо служит средством обеспечения космических полётов, оставаясь при этом на Земле.

Примерами таких объектов могут быть космические корабли, космодромы, орбитальные станции и так далее.

Космический объект в юридической литературе

В международной правовой системе нет чёткого определения этого термина.

Российское законодательство на космическую тему

Согласно существующим законам, объекты России, находящиеся в космосе, должны быть непременно зарегистрированы, и на них должна быть нанесена маркировка.

РФ сохраняет право на свои объекты во время их полёта в космос, а также до и после него.

Если объект создаётся совместно с другой страной, то вопрос о собственности на него решается на основе международного права.

Космическая инфраструктура

Объекты, эксплуатация которых связана с освоением космического пространства, образуют космическую инфраструктуру.

Космическая инфраструктура Российского государства состоит из космодромов, техники, необходимой для запуска космических кораблей, измерительной техники и техники связи, баз, с которых осуществляется управление космическими экспедициями, специальных мест, предусмотренных для осуществления посадок космонавтов и космических кораблей, учебных центров для подготовки космонавтов. Большинство объектов космической инфраструктуры, находящихся на территории России, являются государственной собственностью и находятся в ведении тех или иных государственных структур. Согласно существующему законодательству, такие объекты могут быть переданы в аренду другим организациям. Посадка объектов, входящих в космическую инфраструктуру России, должна производиться в специально отведённых для этих целей местах. В экстренных случаях, когда объект совершает посадку вне отведённого для этих целей места, ответственные лица обязаны сообщить об этом властям той местности, где посадка произошла.

Космические суда и объекты подобного рода в случае их приземления за пределами страны, отправившей их в космическое пространство, при обнаружении подлежат обязательному возвращению собственнику. Все расходы на поиск, транспортировку и прочие действия с объектом или его составляющими возлагаются на государство-собственника.

Юридический статус космонавтов

Ещё одним важным термином, встречающимся в международном законодательстве и в законодательстве отдельных стран, является космонавт.

Космонавт - подданный государства, осуществляющего запуск космического объекта, производящий определённые действия, способствующие успешной эксплуатации этого объекта во время космической экспедиции.

Некоторые положения международных соглашений

При экстренной посадке космического средства в результате аварии или другой непредвиденной ситуации страна, где произошла эта посадка, обязана сообщить о происшествии собственникам космического объекта и руководству Организации объединённых наций. Также на это государство возлагается ответственность по проведению мероприятий, обеспечивающих поиск космонавтов.

В своей профессиональной деятельности космонавты всех стран должны оказывать посильную помощь друг другу.

Юрисдикция государства, где была осуществлена регистрация космического корабля и космонавтов, остаётся в силе даже при нахождении космического судна с экипажем над территориями других стран.

Космические объекты и отдельные их части, а также всё их оснащение может находиться в долевой собственности нескольких государств, при этом все собственники несут ответственность за космическую деятельность в размере, пропорциональном их доле.

Все государства мира имеют право осуществлять запуск на орбиты своих космических кораблей, занимая при этом любой участок космического пространства. Также любое государство вправе производить посадку своих объектов на поверхность любых небесных тел: планет, спутников и так далее.

Собственники космических кораблей должны своевременно предоставлять информацию о местоположении их космических объектов и о том, в каком состоянии эти объекты находятся в данный момент (законсервированы или в активном состоянии) генеральному секретарю Организации объединённых наций.

Юридическая ответственность за космическую деятельность

Согласно действующим положениям международного права, государство-собственник несёт ответственность за результаты активности своих космических объектов. В случае если собственниками являются негосударственные организации, их деятельность в космосе должна находиться под контролем государства, на территории которого эти организации зарегистрированы.

Любой ущерб, нанесённый в результате эксплуатации космических объектов физическим или юридическим лицам, должен быть возмещён собственником данного объекта. Размер компенсации ущерба определяется в каждом конкретном случае согласно законодательству, действующему по месту регистрации объекта.

Заключение

В данной статье были рассмотрены вопросы о том, что является космическим объектом. Этот термин входит в понятийный аппарат международного законодательства, регламентирующего космическую деятельность жителей Земли в космическом пространстве. Кроме этого термина, было также рассмотрено понятие космической инфраструктуры и объектов, в неё входящих. Эта статья может представлять интерес для людей, увлекающихся вопросами, связанными с освоением космоса в области международного законодательства и права.

Туманность Бумеранг расположена в созвездии Центавра на расстоянии 5000 световых лет от Земли. Температура туманности равна −272 °C, что и делает ее самым холодным известным местом во Вселенной.

Поток газа, идущий от центральной звезды Туманности Бумеранг, движется со скоростью 164 км/с и постоянно расширяется. Из-за такого скоростного расширения в туманности такая низкая температура. Туманность Бумеранг холоднее даже реликтового излучения от Большого Взрыва.

Кит Тейлор и Майк Скаррот назвали объект «Туманность Бумеранг» в 1980 году после наблюдения его с англо-австралийского телескопа в обсерватории Сайдинг-Спринг. Чувствительность прибора позволила зафиксировать лишь небольшую асимметрию в долях туманности, откуда появилось предположение об изогнутой, как у бумеранга, форме.

Туманность Бумеранг была подробно сфотографирована космическим телескопом «Хаббл» в 1998 году, после чего стало понятно, что туманность имеет форму галстука-бабочки, но это название уже было занято.

R136a1 находится на расстоянии 165 000 световых лет от Земли в туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке. Этот голубой гипергигант является самой массивной звездой из всех известных науке. Также звезда является и одной из самых ярких, испуская света до 10 млн раз больше, чем Солнце.

Масса звезды составляет 265 масс Солнца, а масса при образовании - более 320. R136a1 обнаружила команда астрономов из Университета Шеффилда под руководством Пола Кроутера 21 июня 2010 года.

До сих пор остаётся неясным вопрос происхождения подобных сверхмассивных звёзд: образовались ли они с такой массой изначально, либо они образовались из нескольких меньших звёзд.

На изображении слева направо: красный карлик, Солнце, голубой гигант, и R136a1:

Космос прекрасен, но, вообще, весьма странный. Планеты вращаются вокруг звезд, которые умирают и снова гаснут, а все в галактике вращается вокруг сверхмассивной черной дыры, медленно засасывающей все, что подойдет слишком близко. Но иногда космос подбрасывает настолько странные вещи, что вы скрутите свой разум в крендель, пытаясь понять это.

Объекты в космосе по большей части весьма округлые. Планеты, звезды, галактики и форма орбит - все напоминает круг. Но туманность Красный Квадрат, облако газа интересной формы, хм, квадратная. Разумеется, астрономы весьма и весьма удивились, поскольку объекты в космосе не должны быть квадратными.

На самом деле, это не совсем квадрат. Если вы внимательно посмотрите на изображение, вы заметите, что в поперечнике форма образована двумя конусами в точке соприкосновения. Но опять же, в ночном небе не так много конусов. Туманность в форме песочных часов светится весьма ярко, поскольку в самом ее центре находится яркая звезда - там, где соприкасаются конусы. Вполне возможно, что эта звезда взорвалась и стала сверхновой, в результате чего кольца у основания конусов стали светиться интенсивнее.

Столпы Творения

Как однажды написал Дуглас Адамс, «космос большой. На самом деле большой. Вы даже представить не можете, насколько умопомрачительно он большой». Мы все знаем, что единицей измерения, которой измеряют расстояния в космосе, является световой год, но мало кто задумывается о том, что это означает. Световой год - это настолько большое расстояние, что свет - нечто, что движется быстрее всего во Вселенной - проходит это расстояние только за год.

Это означает, что когда мы смотрим на объекты в космосе, которые действительно далеки, вроде Столпов Творения (образования в туманности Орла), мы смотрим назад во времени. Как так получается? Свет из туманности Орла достигает Земли за 7000 лет и мы видим ее такой, какой она была 7000 лет назад, поскольку то, что мы видим - это отраженный свет.

Последствия этого заглядывания в прошлое весьма странные. К примеру, астрономы считают, что Столпы Творения были уничтожены сверхновой около 6000 лет назад. То есть этих Столпов уже просто не существует. Но мы их видим.

Столкновения галактик

В космосе все постоянно движется - по орбите, вокруг своей оси или просто мчится через пространство. По этой причине - и благодаря невероятной силе притяжения - галактики сталкиваются постоянно. Возможно, вас это не удивит - достаточно посмотреть на Луну и понять, что космос любит удерживать мелкие вещи возле крупных. Когда две галактики, содержащие миллиарды звезд, сталкиваются, наступает локальная катастрофа, да?

На самом деле, в столкновениях галактик вероятность того, что две звезды столкнутся, практически равна нулю. Дело в том, что помимо того, что космос сам по себе велик (и галактики тоже), он также сам по себе довольно пустой. Поэтому его и называют «космическим пространством». Хотя наши галактики и смотрятся твердыми на расстоянии, не забывайте, что ближайшая к нам звезда находится на расстоянии 4,2 световых лет от нас. Это очень далеко.

Проблема горизонта

Космос - сплошная загадка, куда ни глянь. Например, если мы посмотрим в точку на востоке нашего неба и измерим радиационный фон, а затем проделаем то же самое в точке на западе, которая будет отделена от первой 28 миллиардами световых лет, мы увидим, что фоновое излучение в обеих точках одинаковой температуры.

Это кажется невозможным, потому что ничто не может двигаться быстрее света, и даже свету понадобилось бы слишком много времени, чтобы пролететь от одной точки к другой. Как мог микроволновой фон стабилизироваться почти однородно по всей вселенной?

Это может объяснить теория инфляции, которая предполагает, что вселенная растянулась на большие расстояния сразу после Большого Взрыва. Согласно этой теории, не Вселенная образовалась путем растягивания своих краев, а само пространство-время растянулось, как жвачка, в доли секунды. В это бесконечное короткое время в этом космосе нанометр покрывал несколько световых лет. Это не противоречит закону о том, что ничто не может двигаться быстрее скорости света, потому что ничто и не двигалось. Оно просто расширялось.

Представьте себе первоначальную вселенную как один пиксель в программе для редактирования изображений. Теперь масштабируйте изображение с коэффициентом в 10 миллиардов. Поскольку вся точка состоит из того же материала, ее свойства - и температура в том числе - однородны.

Как черная дыра вас убьет

Черные дыры настолько массивны, что материал начинает вести себя странно в непосредственной близости к ним. Можно представить, что быть втянутым в черную дыру - значит провести остаток вечности (или истратить оставшийся воздух), безнадежно крича в туннеле пустоты. Но не переживайте, чудовищная гравитация лишит вас этой безнадежности.

Сила гравитации тем сильнее, чем ближе вы к ее источнику, а когда источник представляет собой такое мощное тело, величины могут серьезно меняться даже на коротких дистанциях - скажем, высота человека. Если вы упадете в черную дыру ногами вперед, сила гравитации, воздействующая на ваши ноги, будет настолько сильной, что вы увидите, как ваше тело вытягивается в спагетти из линий атомов, которые затягиваются в самый центр дыры. Мало ли, вдруг эта информация будет для вас полезной, когда вы захотите нырнуть в чрево черной дыры.

Клетки мозга и Вселенная

Недавно физики создали имитацию начала вселенной, которая началась с Большого Взрыва и последовательности событий, которые привели к тому, что мы видим сегодня. Ярко-желтый кластер плотно упакованных галактик в центре и «сеть» менее плотных галактик, звезд, темной материи и прочего-прочего.

В то же время студент из Университета Брандиса исследовал взаимосвязь нейронов в мозге, разглядывая тонкие пластинки мозга мыши под микроскопом. Изображение, которое он получил, содержит желтые нейроны, связанные красной «сетью» соединений. Ничего не напоминает?

Два изображения, хотя и сильно отличаются своими масштабами (нанометры и световые года), поразительно похожи. Что это, обычный случай фрактальной рекурсии в природе, или вселенная действительно представляет собой клетку мозга внутри другой огромной вселенной?

Недостающие барионы

Согласно теории Большого Взрыва, количество материи во вселенной в конечном итоге создаст достаточное гравитационное притяжение, чтобы замедлить расширение вселенной до полной остановки. Однако барионная материя (то, что мы видим - звезды, планеты, галактики и туманности) составляет лишь от 1 до 10 процентов от всей материи, которая должна быть. Теоретики сбалансировали уравнение гипотетической темной материей (которую мы не можем наблюдать), чтобы спасти ситуацию.

Каждая теория, которая пытается объяснить странное отсутствие барионов, остается ни с чем. Самая распространенная теория гласит, что пропавшая материя состоит из межгалактической среды (дисперсный газ и атомы, плавающие в пустотах между галактиками), но даже с учетом этого у нас остается масса пропавших барионов. Пока у нас нет ни малейшего представления о том, где находится большая часть материи, которая должна быть на самом деле.

Холодные звезды

В том, что звезды горячие, никто не сомневается. Это так же логично, как и то, что снег белый, а дважды два - четыре. При посещении звезды мы бы больше переживали о том, как не сгореть, а не о том, как бы не замерзнуть - в большинстве случаев. Коричневые карлики - это звезды, которые весьма холодны по стандартам звезд. Не так давно астрономы обнаружили тип звезд под названием Y-карлики, которые представляют собой самый холодный подвид звезд в семействе коричневых карликов. Y-карлики холоднее, чем человеческое тело. При температуре в 27 градусов по Цельсию, можно спокойно пощупать такого коричневого карлика, прикоснуться к нему, если только его невероятная гравитация не превратит вас в кашу.

Эти звезды чертовски трудно обнаружить, поскольку они не выделяют практически никакого видимого света, поэтому искать их можно только в инфракрасном спектре. Ходят даже слухи, что коричневые и Y-карлики - это и есть та самая «темная материя», которая исчезла из нашей Вселенной.

Проблема солнечной короны

Чем дальше объект от источника тепла, тем он холоднее. Вот почему странно то, что температура поверхности Солнца составляет около 2760 градусов по Цельсию, а его корона (что-то типа его атмосферы) в 200 раз жарче.

Даже если могут быть какие-нибудь процессы, которые объясняют разницу температур, ни один из них не может объяснить настолько большую разницу. Ученые полагают, что это как-то связано с небольшими вкраплениями магнитного поля, которые появляются, исчезают и передвигаются по поверхности Солнца. Поскольку магнитные линии не могут пересекаться друг с другом, вкрапления перестраиваются каждый раз, когда подходят слишком близко, и этот процесс нагревает корону.

Хотя это объяснение может показаться аккуратным, оно далеко не изящно. Эксперты не могут сойтись во мнении о том, как долго живут эти вкрапления, не говоря уж о процессах, посредством которых они могли бы нагревать корону. Даже если ответ на вопрос кроется в этом, никто не знает, что заставляет эти случайные вкрапления магнетизма вообще появляться.

Черная дыра Эридана

Hubble Deep Space Field - это снимок, полученный телескопом Хаббла, на котором запечатлены тысячи удаленных галактик. Однако, когда мы смотрим в «пустой» космос в области созвездия Эридан, мы ничего не видим. Вообще. Просто черную пустоту, растянувшуюся на миллиарды световых лет. Почти любые «пустоты» в ночном небе возвращают снимки галактик, хоть и размытых, но существующих. У нас есть несколько методов, которые помогают определить то, что может быть темной материей, но и они оставляют нас с пустыми руками, когда мы смотрим в пустоту Эридана.

Одна спорная теория говорит о том, что пустота содержит сверхмассивную черную дыру, вокруг которой вращаются все ближайшие галактические скопления, и это высокоскоростное вращение совмещается с «иллюзией» расширяющейся вселенной. Другая теория говорит о том, что вся материя когда-нибудь склеится вместе, образовав галактические скопления, а между скоплениями со временем образуются дрейфующие пустоты.

Но это не объясняет вторую пустоту, обнаруженную астрономами в южном ночном небе, которая на этот раз примерно 3,5 миллиарда световых лет в ширину. Она настолько широка, что ее с трудом может объяснить даже теория Большого Взрыва, поскольку Вселенная не существовала настолько долго, чтобы такая огромная пустота успела сформироваться путем обычного галактического дрейфа. Может, когда-нибудь все эти загадки мироздания станут просто семечками в стакане, но не сегодня и не завтра.

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный горный университет.
Факультет ИСП.

Виды космических объектов

Контрольная работа по дисциплине

Концепции Современного Естествознания

Студент: Малахов Я.И. Группа: ЦЭМТ-11-1

Преподаватель: Адриановский Б.П.

Екатеринбург – 2011г.

Ведение

Космический объект - небесное тело (астрономический объект) или космический аппарат находящиеся за пределами земной атмосферы в космическом пространстве.

К естественным космическим объектам относятся звёзды, планеты и их естественные спутники, астероиды, кометы и т. п. Искусственные космические объекты - космические аппараты, последние ступени ракет-носителей и их части.

В данной работе мы постараемся рассмотреть все видовое разнообразие астрономических объектов, представленных в нашей Вселенной.

Общая характеристика астрономических объектов.

Небесное тело (или точнее астрономический объект) - это материальный объект, естественным образом сформировавшийся в космическом пространстве. К небесным телам можно отнести кометы, планеты, метеориты, астероиды, звёзды и прочее. Небесные тела изучает астрономия.
Размеры небесных тел разные - от огромных до крошечных. Самыми большими являются, как правило, звёзды, самыми маленькими - метеориты. Небесные тела объединяют в системы в зависимости от того, что эти тела собой представляют.

Звезды

Звезда? - небесное тело, в котором идут, шли или будут идти термоядерные реакции. Но чаще всего звездой называют небесное тело, в котором идут в данный момент термоядерные реакции. Солнце - типичная звезда спектрального класса G. Звёзды представляют собой массивные светящиеся газовые (плазменные) шары. Образуются из газово-пылевой среды (главным образом из водорода и гелия) в результате гравитационного сжатия. Температура вещества в недрах звёзд измеряется миллионами кельвинов, а на их поверхности - тысячами кельвинов. Энергия подавляющего большинства звёзд выделяется в результате термоядерных реакций превращения водорода в гелий, происходящих при высоких температурах во внутренних областях. Звёзды часто называют главными телами Вселенной, поскольку в них заключена основная масса светящегося вещества в природе. Примечательно и то, что звёзды имеют отрицательную теплоёмкость.

Невооружённым взглядом (при хорошей остроте зрения) на небе видно около 6000 звёзд, по 3000 в каждом полушарии. Все видимые с Земли звёзды (включая видимые в самые мощные телескопы) находятся в местной группе галактик.

Виды звезд

Основная (гарвардская) спектральная классификация звёзд

Коричневые карлики

Коричневые карлики это тип звезд, в которых ядерные реакции никогда не могли компенсировать потери энергии на излучение. Долгое время коричневые карлики были гипотетическими объектами. Их существование предсказали в середине XX в., основываясь на представлениях о процессах, происходящих во время формирования звезд. Однако в 2004 году впервые был обнаружен коричневый карлик. На сегодняшний день открыто достаточно много звезд подобного типа. Их спектральный класс М - T. В теории выделяется ещё один класс - обозначаемый Y.

Белые карлики

Вскоре после гелиевой вспышки «загораются» углерод и кислород; каждое из этих событий вызывает сильную перестройку звезды и её быстрое перемещение по диаграмме Герцшпрунга - Рассела. Размер атмосферы звезды увеличивается ещё больше, и она начинает интенсивно терять газ в виде разлетающихся потоков звёздного ветра. Судьба центральной части звезды полностью зависит от её исходной массы: ядро звезды может закончить свою эволюцию как белый карлик (маломассивные звёзды), в случае, если её масса на поздних стадиях эволюции превышает предел Чандрасекара - как нейтронная звезда (пульсар), если же масса превышает предел Оппенгеймера - Волкова - как чёрная дыра. В двух последних случаях завершение эволюции звёзд сопровождается катастрофическими событиями - вспышками сверхновых.
Подавляющее большинство звёзд, и Солнце в том числе, заканчивают эволюцию, сжимаясь до тех пор, пока давление вырожденных электронов не уравновесит гравитацию. В этом состоянии, когда размер звезды уменьшается в сотню раз, а плотность становится в миллион раз выше плотности воды, звезду называют белым карликом. Она лишена источников энергии и, постепенно остывая, становится тёмной и невидимой.

Красные гиганты

Красные гиганты и сверхгиганты - это звёзды с довольно низкой эффективной температурой (3000 - 5000 К), однако с огромной светимостью. Типичная абсолютная звёздная величина таких объектов?3m-0m(I и III класс светимости). Для их спектра характерно присутствие молекулярных полос поглощения, а максимум излучения приходится на инфракрасный диапазон.

Переменные звёзды

Переменная звезда - это звезда, за всю историю наблюдения которой хоть один раз менялся блеск. Причин переменности много и связаны они могут быть не только с внутренними процессами: если звезда двойная и луч зрения лежит или находится под небольшим углом к полю зрения, то одна звезда, проходя по диску звезды, будет его затмевать, также блеск может измениться, если свет от звезды пройдет сквозь сильное гравитационное поле. Однако в большинстве случаев переменность связана с нестабильными внутренними процессами. В последней версии общего каталога переменных звезд принято следующее деление:
Эруптивные переменные звёзды - это звёзды, изменяющие свой блеск в силу бурных процессов и вспышек в их хромосферах и коронах. Изменение светимости происходит обычно вследствие изменений в оболочке или потери массы в форме звёздного ветра переменной интенсивности и/или взаимодействия с межзвёздной средой.
Пульсирующие переменные звёзды - это звёзды, показывающие периодические расширения и сжатия своих поверхностных слоёв. Пульсации могут быть радиальными и не радиальными. Радиальные пульсации звезды оставляют её форму сферической, в то время как не радиальные пульсации вызывают отклонение формы звезды от сферической, а соседние зоны звезды могут быть в противоположных фазах.
Вращающиеся переменные звёзды - это звёзды, у которых распределение яркости по поверхности неоднородно и/или они имеют неэлипсоидальную форму, вследствие чего при вращении звёзд наблюдатель фиксирует их переменность. Неоднородность яркости поверхности может быть вызвана наличием пятен или температурных или химических неоднородностей, вызванных магнитными полями, чьи оси не совпадают с осью вращения звезды.
Катаклизмические (взрывные и новоподобные) переменные звёзды . Переменности этих звёзд вызвана взрывами, причиной которых являются взрывные процессы в их поверхностных слоях (новые) или глубоко в их недрах (сверхновые).
Затменно-двойные системы.
Оптические переменные двойные системы с жёстким рентгеновским излучением
Новые типы переменных - типы переменности, открытые в процессе издания каталога и поэтому не попавшие в уже изданные классы.

Новые

Новая звезда - тип катаклизмических переменных. Блеск у них меняется не так резко, как у сверхновых (хотя амплитуда может составлять 9m): за несколько дней до максимума звезда лишь на 2m слабее. Количество таких дней определяет, к какому классу новых относится звезда:
Очень быстрые, если это время (обозначаемое как t2) меньше 10 дней.
Быстрые - 11
Очень медленные: 151
Предельно медленные, находящие вблизи максимума годами.

Существует зависимость максимума блеска новой от t2. Иногда эту зависимость используют для определения расстояния до звезды. Максимум вспышки в разных диапазонах ведет себя по-разному: когда в видимом диапазоне уже наблюдается спад излучения, в ультрафиолете все ещё продолжается рост. Если наблюдается вспышка и в инфракрасном диапазоне, то максимум будет достигнут только после того, как блеск в ультрафиолете пойдет на спад. Таким образом, болометрическая светимость во время вспышки довольно долго остается неизменной.

В нашей Галактике можно выделить две группы новых: новые диска (в среднем они ярче и быстрее), и новые балджа, которые немного медленнее и, соответственно, немного слабее.

Сверхновые

Сверхновые звёзды - звёзды, заканчивающие свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе. Термином «сверхновые» были названы звёзды, которые вспыхивали гораздо (на порядки) сильнее так называемых «новых звёзд». На самом деле, ни те, ни другие физически новыми не являются, всегда вспыхивают уже существующие звёзды. Но в нескольких исторических случаях вспыхивали те звёзды, которые ранее были на небе практически или полностью не видны, что и создавало эффект появления новой звезды. Тип сверхновой определяется по наличию в спектре вспышки линий водорода. Если он есть, значит сверхновая II типа, если нет - то I типа

Гиперновые

Гиперновая - коллапс исключительно тяжёлой звезды после того, как в ней больше не осталось источников для поддержания термоядерных реакций; другими словами, это очень большая сверхновая. С начала 1990-х годов были замечены столь мощные взрывы звёзд, что сила взрыва превышала мощность взрыва обычной сверхновой примерно в 100 раз, а энергия взрыва превышала 1046 джоулей. К тому же многие из этих взрывов сопровождались очень сильными гамма-всплесками. Интенсивное исследование неба нашло несколько аргументов в пользу существования гиперновых, но пока что гиперновые являются гипотетическими объектами. Сегодня термин используется для описания взрывов звёзд с массой от 100 до 150 и более масс Солнца. Гиперновые теоретически могли бы создать серьёзную угрозу Земле вследствие сильной радиоактивной вспышки, но в настоящее время вблизи Земли нет звёзд, которые могли бы представлять такую опасность. По некоторым данным, 440 миллионов лет назад имел место взрыв гиперновой звезды вблизи Земли. Вероятно, короткоживущий изотоп никеля 56Ni попал на Землю в результате этого взрыва.

Нейтронные звёзды

У звёзд более массивных, чем Солнце, давление вырожденных электронов не может сдержать сжатие ядра, и оно продолжается до тех пор, пока большинство частиц не превратится в нейтроны, упакованные так плотно, что размер звезды измеряется километрами, а плотность в 280 трлн. раз превышает плотность воды. Такой объект называют нейтронной звездой; его равновесие поддерживается давлением вырожденного нейтронного вещества.

Составные объекты.

Звездные системы

Звёздные системы могут быть одиночными и кратными: двойными, тройными и большей кратности. В случае если в систему входит более десяти звезд, то принято её называть звёздным скоплением. Двойные (кратные) звёзды очень распространены. По некоторым оценкам более 70 % звёзд в галактике кратные. Так среди 32 ближайших к Земле звёзд 12 кратных, из которых 10 двойных, в том числе и самая яркая из визуально наблюдаемых звёзд Сириус. В окрестностях 20 парсек от Солнечной системы из более 3000 звёзд, около половины - двойные звёзды всех типов.

Двойные звёзды

Двойная звезда, или двойная система - две гравитационно-связанные звезды, обращающиеся по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс. C помощью двойных звёзд существует возможность узнать массы звёзд и построить различные зависимости. А не зная зависимости масса - радиус, масса - светимость и масса - спектральный класс, практически ничего невозможно сказать ни о внутреннем строении звёзд, ни об их эволюции.

Но двойные звёзды не изучались бы столь серьёзно, если бы все их значение сводилось к информации о массе. Несмотря на многократные попытки поиска одиночных чёрных дыр, все кандидаты в черные дыры находятся в двойных системах. Звёзды Вольфа - Райе были изучены именно благодаря двойным звёздам.

Тесные двойные звёзды (Тесная Двойная Система - ТДС)

Среди двойных звезд выделяют так называемые тесные двойные системы (ТДС): двойные системы, в которых происходит обмен веществом между звездами. Расстояние между звездами в тесной двойной системе сравнимо с размерами самих звёзд, поэтому в таких системах возникают более сложные эффекты, чем просто притяжение: приливное искажение формы, прогрев излучением более яркого компаньона и другие эффекты.

Звездные скопления

Звёздное скопление - гравитационно связанная группа звёзд, имеющая общее происхождение и движущаяся в гравитационном поле галактики как единое целое. Некоторые звёздные скопления также содержат, кроме звёзд, облака газа и/или пыли.
По своей морфологии звёздные скопления исторически делятся на два типа - шаровые и рассеянные. В июне 2011 года стало известно об открытии нового класса скоплений, который сочетает в себе признаки и шаровых, и рассеянных скоплений.
Группы гравитационно несвязанных звёзд или слабосвязанных молодых звёзд, объединённых общим происхождением, называют звёздными ассоциациями.

Шаровые

Шаровое звёздное скопление - звёздное скопление, отличающееся от рассеянного скопления бо?льшим количеством звёзд, чётко очерченной симметричной формой, близкой к сферической, и с увеличением концентрации звёзд к центру скопления. Пространственные концентрации звёзд в центральных областях шаровых скоплений составляют?103-104 пк?3 (для сравнения - в окрестностях Солнца пространственная концентрация звёзд составляет?0,13 пк?3, то есть в окрестностях Солнца звёздная плотность в 7-70 тысяч раз меньше), количество звёзд?104-106. Диаметры шаровых скоплений составляют 20-60 пк, массы - 104-106 солнечных.

Рассеянные

Рассеянное звёздное скопление - звёздное скопление, в котором, в отличие от шарового, содержится сравнительно немного звёзд, и часто имеющее неправильную форму. В нашей и подобных ей галактиках, рассеянные скопления являются коллективными членами и входят в плоскую подсистему.
Наиболее крупные скопления (как, например, Плеяды) были известны с древнейших времен. Другие были известны как нечеткие туманные пятна и лишь с изобретением телескопа удалось разделить их на составляющие их звёзды.
У молодых рассеянных скоплений, ассоциирующихся со спиральными рукавами галактики, характерный состав. В них редко встречаются красные и жёлтые гиганты и совершенно нет красных и жёлтых сверхгигантов. В то же время белые и голубые гиганты, сами по себе являющиеся редкими видами звёзд, в рассеянных скоплениях встречаются гораздо чаще. Также, в рассеянных скоплениях чаще, чем в других местах Галактики, можно встретить и ещё более редкие звёзды - белые и голубые сверхгиганты, то есть, звёзды чрезвычайно высокой светимости и температуры, излучающие в сотни тысяч и даже миллионы раз больше, чем наше Солнце.

Галактики

Галактика- гигантская гравитационно-связанная система из звёзд и звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, и тёмной материи. Все объекты в составе галактик участвуют в движении относительно общего центра масс.
Галактики - чрезвычайно далёкие объекты, расстояние до ближайших из них принято измерять в мегапарсеках, а до далёких - в единицах красного смещения z. Именно из-за удалённости различить на небе невооружённым глазом можно всего лишь три из них: туманность Андромеды (видна в северном полушарии), Большое и Малое Магеллановы Облака (видны в южном). Разрешить изображение галактик до отдельных звёзд не удавалось вплоть до начала XX века. К началу 1990-х годов насчитывалось не более 30 галактик, в которых удалось увидеть отдельные звёзды, и все они входили в Местную группу. После запуска космического телескопа «Хаббл» и ввода в строй 10-метровых наземных телескопов число галактик, в которых удалось различить отдельные звёзды, резко возросло.
Галактики отличаются большим разнообразием: среди них можно выделить сфероподобные эллиптические галактики, дисковые спиральные галактики, галактики с перемычкой (баром), карликовые, неправильные и т. д. Если же говорить о числовых значениях, то, к примеру, их масса варьируется от 107 до 1012 масс Солнца, для сравнения масса нашей галактики Млечный Путь 3?1012 масс Солнца. Диаметр галактик - от 5 до 50 килопарсек (16-160 тысяч световых лет), для сравнения диаметр нашей галактики Млечный Путь около 100 000 световых лет.

Планеты

Планета - это небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей.
Планеты можно поделить на два основных класса: большие, имеющие невысокую плотность планеты-гиганты, и менее крупные землеподобные планеты, имеющие твёрдую поверхность. Согласно определению Международного астрономического союза, в Солнечной системе 8 планет. В порядке удаления от Солнца - четыре землеподобных: Меркурий, Венера, Земля, Марс, затем четыре планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В Солнечной системе также есть, по крайней мере, 5 карликовых планет: Плутон (до 2006 года считавшийся девятой планетой), Макемаке, Хаумеа, Эрида и Церера. За исключением Меркурия и Венеры, вокруг всех планет обращается хотя бы по одному спутнику.

Состав планетных систем

Экзоплане?та или внесолнечная планета - планета, обращающаяся вокруг звезды за пределами Солнечной системы. Планеты чрезвычайно малы и тусклы по сравнению со звёздами, а сами звёзды находятся далеко от Солнца (ближайшая - на расстоянии 4,22 световых года). Поэтому долгое время задача обнаружения планет возле других звёзд была неразрешимой, первые экзопланеты были обнаружены в конце 1980-х годов. Сейчас такие планеты стали открывать благодаря усовершенствованным научным методам, зачастую на пределе их возможностей.

К концу декабря 2011 года подтверждено существование 716 экзопланет в 584 планетных системах, из которых в 86 более чем одна планета. Следует отметить, что количество надёжных кандидатов в экзопланеты значительно больше. Так по проекту «Кеплер» открыто ещё более 1200 экзопланет с надёжностью около 99 %, однако для получения статуса подтверждённых требуется повторная регистрация таких планет с помощью наземных телескопов.

Объекты планетарной массы

Объект планетарной массы, ОПМ или Планемо - это небесное тело, чья масса позволяет ему попадать в диапазон определения планеты, то есть его масса больше, чем у малых тел, но недостаточна для начала термоядерной реакции по образу и подобию коричневого карлика или звезды. По определению все планеты - объекты планетарной массы, но цель этого термина в том, чтобы описать небесные тела, не соответствующие тому, что типично ожидается от планеты. Например, планеты в «свободном плавании», не обращающиеся вокруг звезд, которые могут быть «планетами-сиротами», покинувшими свою систему, или объекты, появившиеся в ходе коллапса газового облака - вместо типичной для большинства планет аккреции из протопланетного диска (их обычно называют субкоричневыми карликами).

Планета-сирота

Некоторые компьютерные модели формирования звёзд и планетарных систем предполагают, что определённые «объекты планетарной массы» могут покинуть свою систему и уйти в межзвёздное пространство. Некоторые учёные утверждали, что такие объекты уже нашли свободно блуждающими в космосе и их следует классифицировать как планеты, хотя другие предположили, что они могут быть и мало-массивными звёздами.

Планеты-спутники и планеты поясов

Некоторые крупные спутники сходны по размерам с планетой Меркурий или даже превосходят её. Например, Галилеевы спутники и Титан. Алан Стёрн утверждает, что местоположение не должно иметь для планеты значения, и только геофизические признаки должны быть приняты во внимание при присуждении объекту статуса планеты. Он предлагает термин планета-спутник для объекта размером с планету, обращающегося вокруг другой планеты. Аналогично объекты размером с планету в Поясе астероидов или Поясе Койпера также могут считаться планетами согласно Стёрну.

Кометы

Коме?та - небольшое небесное тело, имеющее туманный вид, обращающееся вокруг Солнца обычно по вытянутым орбитам. При приближении к Солнцу комета образует кому и иногда хвост из газа и пыли.

Предположительно, долгопериодические кометы залетают к нам из Облака Оорта, в котором находится огромное количество кометных ядер. Тела, находящиеся на окраинах Солнечной системы, как правило, состоят из летучих веществ (водяных, метановых и других льдов), испаряющихся при подлёте к Солнцу.

На данный момент обнаружено более 400 короткопериодических комет. Из них около 200 наблюдалось в более чем одном прохождении перигелия. Многие из них входят в так называемые семейства. Например, большинство самых короткопериодических комет (их полный оборот вокруг Солнца длится 3-10 лет) образуют семейство Юпитера. Немного малочисленнее семейства Сатурна, Урана и Нептуна (к последнему, в частности, относится знаменитая комета Галлея).

Кометы, прибывающие из глубины космоса, выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост, иногда достигающий в длину нескольких миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц и льда, окутанное туманной оболочкой, которая называется комой. Ядро диаметром в несколько километров может иметь вокруг себя кому в 80 тыс. км в поперечнике. Потоки солнечных лучей выбивают частицы газа из комы и отбрасывают их назад, вытягивая в длинный дымчатый хвост, который движется за ней в пространстве.

Яркость комет очень сильно зависит от их расстояния до Солнца. Из всех комет только очень малая часть приближается к Солнцу и Земле настолько, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом. Самые заметные из них иногда называют «большими (великими) кометами».

Астероиды

Астероид - относительно небольшое небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды значительно уступают по массе и размерам планетам, имеют неправильную форму, и не имеют атмосферы, хотя при этом и у них могут быть спутники.

Классификация астероидов

Общая классификация астероидов основана на характеристиках их орбит и описании видимого спектра солнечного света, отражаемого их поверхностью.

Группы орбит и семейства

Астероиды объединяют в группы и семейства на основе характеристик их орбит. Обычно группа получает название по имени первого астероида, который был обнаружен на данной орбите. Группы - относительно свободные образования, тогда как семейства - более плотные, образованные в прошлом при разрушении крупных астероидов от столкновений с другими объектами.

Спектральные классы

В 1975 Кларк Р. Чапмен (Clark R. Chapman), Дэвид Моррисон (David Morrison) и Бен Целлнер (Ben Zellner) разработали систему классификации астероидов, опирающуюся на показатели цветности, альбедо и характеристики спектра отражённого солнечного света. Изначально эта классификация определяла только три типа астероидов:
Класс С - углеродные, 75 % известных астероидов.
Класс S - силикатные, 17 % известных астероидов.
Класс M - металлические, большинство остальных.

Этот список был позже расширен и число типов продолжает расти по мере того, как детально изучается все больше астероидов:
Класс A- это сравнительно редкий класс астероидов во внутренней части пояса астероидов (с 2005 года астероидов этого типа было обнаружено всего 17).
Класс B- это сравнительно редкий класс астероидов, входящие в группу углеродных астероидов. Среди астероидной популяции объекты класса B преобладают главным образом во внешней части главного пояса астероидов, кроме того преобладают астероиды наклонением орбиты, в частности семейство Паллады, которое включает в себя второй по величине астероид Паллада. В них содержится исходный строительный материал, из которого формировалась наша солнечная система.
и т.д.................