Хотя человечество, конечно же, достигло впечатляющих высот, мы всё ещё остаёмся мальками по сравнению с масштабами Вселенной. Космические объекты могут с лёгкостью обойти «самые-пресамые вещи» в любой категории.
10. Самая мощная линза
Общая теория относительности Эйнштейна скрывает за собой несколько утверждений. Среди этих скрытых выводов присутствует тот факт, что свет не всегда идёт по прямой линии. Само пространство, в котором распространяется свет, выгибается вокруг любого объекта, обладающего массой. Чем массивнее объект, тем сильнее искривляется пространство. Это значит, что когда свет проходит мимо, например звезды, он изогнётся в сторону звезды и изменит направление. Результатом является эффект известный как кольца Эйнштейна. Если космическое тело излучает свет во все стороны, находясь позади массивного объекта, весь свет изогнётся в сторону массивного объекта и для наблюдателя по другую сторону тела сформируется иллюзия кольца.
Самая крупная космическая линза за историю наблюдения обладает запоминающимся названием MACS J0717.5+3745. Это самое крупное скопление галактик, описывающееся как «космический смертельный бой», расположенный в 5,4 миллиарда световых лет от Земли. Этот эффект линзы полезен в изучении объектов Вселенной, обладающих массой, но не излучающей энергию. Нам просто надо найти эффект линзы в тех областях, где не существует обычной материи, которая бы объяснила появление эффекта. Учёные смогли применить кольца Эйнштейна в J0717.5+3745 для того, чтобы определить скопления тёмной материи, и создали изображение, где лишняя масса обозначается дополнительным цветом.
9. Самая мощная вспышка рентгеновского излучения
Самая мощная вспышка рентгеновского излучения была замечена телескопом НАСА Swift в июне 2010 года. Вспышка, произошедшая в пяти миллиардах световых лет от нас, была достаточно мощной, чтобы спутник получил столько данных, что его программное обеспечение просто отказало. Один из учёных, работавших над проектом, описал произошедшее: «это всё равно, что пытаться при помощи ведра и дождемера измерить мощь цунами».
Вспышка была в 14 раз мощнее самого сильного пост
оянного источника рентгеновского излучения в небе, но этим источником является нейтронная звезда, расположенная в 500 000 ближе к Земле. Причиной мощной вспышки являлось падение звезды в чёрную дыру, хотя учёные не ожидали, что при таком сценарии может возникнуть настолько сильный выброс излучения. Интересно то, что хотя рентгеновское излучение зашкаливало, уровень остальных типов излучения держался в пределах нормы.
8. Самый мощный магнит
Титул самого сильного магнита в космосе принадлежит нейтронной звезде SGR 0418+5729, открытой Европейским Космическим Агентством (European Space Agency) в 2009 году. Учёные применили новый подход к обработке рентгеновского излучения, позволивший им исследовать магнитное поле под поверхностью звезды. Сами ЕКА описали своё открытие «магнитным монстром».
Магнетары достаточно малы - всего по 20 километров в диаметре. По размерам один из них можно было бы даже поместить на Луну. Но лучше бы этого не делать – даже с такого расстояния магнитное поле было бы настолько мощным, что на Земле бы останавливались поезда. К счастью, этот магнетар находится в 6500 световых лет от нас.
7. Мегамазеры
Лазер принес нам за последние несколько десятилетий много пользы, так что не стоит удивляться, что всю отличную репутацию получил именно он. Его двоюродный брат, находящийся чуть дальше по спектру, называется мазером, но, по сути, является почти тем же, за исключением того, что свет заменён микроволнами. Самый мощный лазер, сделанный рукой человека, для сравнения достиг мощности 500 триллионов ватт. Вселенная считает это какой-то тусклой свечой, ведь в космосе существуют мазеры мощностью в ноннилион ватт. В числах, названия которых вы слышали, это миллион триллионов триллионов – мощность в 10 000 раз превышающая возможности нашего Солнца.
Мазер появляется благодаря квазарам, являющихся большими дисками материи, сталкивающихся с массивными центральными чёрными дырами далёких галактик. Как ни странно, источником самых мощных мазеров является вода. Молекулы воды в квазаре сталкиваются друг с другом, излучая микроволны и заставляя соседей делать то же самое. Эта цепная реакция усиливает сигнал, помогая ему достичь состояния мазера, который мы можем увидеть. Мазер квазара MG J0414+0534 был зарегистрирован в 2008 году и послужил доказательством существования воды в 11,1 миллиарда световых лет от нас.
6. Самые старые объекты за всю историю наблюдения
Возраст Вселенной составляет 6 000 лет, плюс-минус 13,7 миллиарда лет. Самым старым объектом, чей возраст мы можем оценить напрямую, является HE 1523-0901 – звезда в нашей галактике. Измерение возраста звезды производится при помощи радиоизотопного анализа, примерно тем же образом, который применяется для измерения возраст человеческих артефактов. Только элементы с долгим периодом полураспада, например уран или торий, могут существовать на протяжении такого долгого отрезка времени. В ходе исследования, проведённого Европейской южной обсерваторией, было применено шесть методов оценки возраста звезды, подтвердивших, что звезде 13,2 миллиардов лет.
Существуют и другие объекты, чей возраст мы не можем измерить точно, а только предположить. Некоторые из них по предположениям являются ещё более старыми. HD 140283, известная также под неофициальным названием «Звезда Мафусаила» (Methuselah star), является звездой, которая давно озадачивает учёных. Изначальная оценка её возраста показала, что звезда является старее самой Вселенной. Более точные измерения, которые позволил произвести телескоп Хаббл, снизили число с 16 миллиардов лет до примерно 14,5 миллиардов – возраст который примерно совпадает с возрастом Вселенной.
5. Самые быстровращающиеся предметы
Учёные недавно создали самый быстровращающийся объект, вращающийся со скоростью 600 миллионов оборотов в секунду. Это впечатляет, но ширина объекта составляла всего 4 миллионных метра, так что его поверхность двигалась со скоростью 7500 метров в секунду. На первый взгляд это быстро (не на первый взгляд тоже), но это ничто по сравнению с тем, что готов показать нам космос.
VFTS 102 является самой быстровращающейся звездой среди открытых человеком, и её поверхность движется со скоростью в 440 000 метров в секунду. Она расположена в 160 000 световых лет от нас в туманности с прикольным названием «Тарантул», в одной из соседних нам галактик. Астрономы считают, что у звезды была частью двойной звезды, но её «напарница» превратилась в сверхновую, придав выжившей VFTS 102 сильный вращательный момент.
4. Галактики-рекордсмены
Если вы не почерпнули ваши знания о физике из фильмов с участием Уилла Смита, вы знаете, что все галактики достаточно большие. Наш Млечный Путь, например, в ширину составляет 100 000 световых лет. В IC 1101, самую большую обнаруженную галактику, можно было бы вместить 50 Млечных Путей. Впервые её заметил Уильям Гершель (William Herschel) в 1790 году, и на данный момент мы знаем, что она расположена в миллиарде световых лет от нас. Это огромное расстояние, но и в подмётки не годится рекордсмену по самому большому расстоянию от нас.
Самой далёкой обнаруженной галактикой является z8_GND_5296, расположенная в 30 миллиардах световых лет от Земли. Галактика образовалась спустя 700 миллионов лет после образования самой Вселенной (фактически, галактику, которую мы видим на данный момент это её далёкое прошлое). Эта галактика также примечательна высоким уровнем образования в ней звёзд, который в 100 раз больше показателя Млечного Пути. Следующее поколение космических телескопов позволит нам заглянуть ещё дальше в прошлое – и взглянуть на одни из самых первых звёзд, сформировавшихся во Вселенной.
3. Самая холодная звезда
Существует множество слов, которыми можно описать звезду – горячая, большая, яркая, очень горячая, очень большая и так далее. И всё же звёзды не всегда соответствуют нашим ожиданиям. Самый холодный класс звезды, коричневые карлики, на самом деле достаточно холодны. WISE 1828+2650 – коричневый карлик в созвездии Лира, температура поверхности которого составляет 25 градусов Цельсия, что на 10 градусов ниже чем у человека с гипотермией. Зачастую её называют «неудавшаяся звезда» - ей не хватило массы для «зажигания», когда она сформировалась.
Такие тусклые звёзды нельзя найти в видимом излучении. Часть WISE названия звезды происходит от Wide-Field Infrared Survey Explorer (Широкоугольный инфракрасный обзорный исследователь). НАСА использует WISE для обнаружения коричневых карликов и исследовании момента их образования, который можно заметить только в инфракрасном излучении. С момента запуска WISE в декабре 2009 года аппарат обнаружил более 100 коричневых карликов.
2. Самый быстрый метеорит
Если вы случайно были в Калифорнии 22 апреля 2012 года, вы могли наблюдать падение удивительного метеорита, закончившего своё путешествие в районе бывшей лесопилки Саттера (Sutter’s Mill). Увидеть падение метеорита это всегда прикольно, но огненный шар, пролетевший над хребтом Сьерра-Невада в тот день, был особенным – это самый быстрый метеорит за всю историю. Он двигался на скорости 103 тысячи километров в час, превышающей в два раза скорость самой быстрой нашей ракеты.
Учёные собрали информацию из нескольких источников, включая метеорологический радиолокатор, видео и фотографии на которых запечатлен метеорит. Это позволило им произвести триангуляцию его траектории и узнать не только его скорость, но и его отправную точку. Они даже смогли высчитать его орбиту. До того, как он врезался в Землю, метеорит долетел до Юпитера. Газовая планета, скорее всего, «выстрелила» им в нас.
Метеорит был интересен и по другим причинам. Он состоял из каменноугольного хондрита - достаточно редкого вещества. Метеориты с хондритовой структурой называют «капсулами времени», так как они почти не изменялись с момента своего образования в ранней солнечной системе, 4,5 миллиарда лет назад. Учёные обычно могут следить за объектами в небе без того, чтобы знать, из чего они сделаны, или изучать метеорит в лаборатории, не зная, откуда он прилетел. Геолог из австралийского университета Кёртина (Curtin University) утверждает, что такая полная информация «очень помогает в изучении метеорита».
1. Самые быстрые орбиты
Системы двойных звёзд – когда две звезды вращаются вокруг общего центра масс – довольно распространены. У некоторых из них даже есть планеты, а также существует система, в которой шесть звёзд двигаются по общей орбите. Однако некоторые из них двигаются очень и очень быстро.
Самое быстрое движение двух обычных звёзд друг вокруг друга наблюдается в системе под названием HM Cancri. Эти два белых карлика – мёртвые остатки звёзд, похожих на наше Солнце – находятся на расстоянии в три Земли друг от друга. Они двигаются в пространстве со скоростью в 1,8 миллиона километров в час, брызгая друг на друга горячей материей и высвобождая большое количество энергии. На прохождение всей орбиты им требуется всего шесть минут.
Были обнаружены и более необычные парочки, двигающиеся ещё быстрее. Учёные обнаружили чёрную дыру под названием MAXI J1659-152, которая формирует парную систему с красным карликом, размеров всего в 20% Солнца. Чёрная дыра двигается по орбите сравнительно медленно, всего лишь 150 000 километров в час. Его напарник, однако, летает на скорости 2 миллиона километров в час. Красный карлик расположен дальше от общего центра гравитации (в противном случае они бы уже столкнулись), но постоянно теряет свою материю и со временем полностью исчезнет.
Текущий рекорд скорости движения среди двойных звёзд принадлежит умирающей звезде, вращающейся вместе с суперплотной нейтронной звездой. Нейтронная звезда, конечно же, медленнее, но обладает фантастическим названием «пульсар - чёрная вдова» (менее интересное название звучит как PSR J1311-3430). Её скорость в 13 тысяч километров в час достаточно низка – Земля двигается вокруг Солнца в восемь раз быстрее. Напарник пульсара, однако, движется за двоих, разогнавшись до 2,8 миллионов километров в час.
Название «чёрная вдова» было дано пульсару из-за поведения самок чёрной вдовы, которые сжирают самца после спаривания. Пульсар выпускает в умирающую звезду столько излучения, что буквально испаряет её. Со временем, нейтронная звезда полностью уничтожит свою напарницу. Так что, хотя система двойных звёзд из HM Cancri занимает всего третью строчку по скорости своего движения, мы вынуждены признать, что отношения у них самые «здоровые».
