Данни от Вояджър 1 показват, че космическия апарат се е натъкнал на регион от космоса, където честотата на заредени частици от извън Слънчевата ни система доста се е повишила.  Учените наблюдавайки това бързо повишение, се доближават до неизбежното заключение, че първият междузвезден пратеник на човечеството вече е на ръба на Слънчевата система.

„По законите на физиката някой ден Вояджър, ще стане първия обект направен от хора, който ще влезе в междузвездното пространство, но все още не знаем кога ще дойде този някой ден.“ – казва Ед Стоун, учен от проекта Вояджър от Калифорнийския Технологичен Институт в Пасадина – „Последните данни сочат, че вече очевидно сме в нов регион, където нещата се променят по-бързо.  Много е вълнуващо. Доближаваме границите на Слънчевата система.“

Данните пътуват  16 часа и 38 минути преминавайки 17.8 милиарда километра от Вояджър  до антените на НАСА на Земята, носейки броя на заредените частици измерени от двата високо енергийни телескопа на борда на 34 годишния апарат. Тези енергийно заредени частици са били отделени когато звезди от нашия „звезден кварта“ са се превърнали в супернови.

Вояджър 1 на НАСА е навлязъл в пространство между нашата Слънчева система и открития космос. Данни събрани от апарата през последната година разкриват  този нов регион като нещо подобно на космическо чистилище. В него вятърът от заредени частици идващи от Слънцето е спокоен, магнитното поле на Слънчевата система е сгъстено (натрупано), както и изглежда че високо-енергийни частици изтичат от Слънчевата система в открития космос.

„Вояджър”  ни казва, че се гледа към застоен регион в най-външния слой на балона около Слънчевата система” – казва Ед Стоун, учен от Проекта Вояджър към Калифорнийския Технологичен институт в Пасадина (Ed Stone, California Institute of Technology in Pasadena) – „Няма да е дълго преди да разберем какво наистина е междузвездното пространство.”

Въпреки че „Вояджър” е на 18 млрд. километра от Слънцето, той все още не е извън Слънчевата система. По последни данни, посоката на линиите на магнитното поле не се е променила, което ще рече, че апарата е все още в хелиосферата, балона от заредени частици с които слънцето се заобикаля. Данните не показват точно кога Вояджър ще напусне Слънчевата система, но се мисли, че това ще се случи в периода между няколко месеца до няколко години.

Панта реи – всичко тече. Но не ни ли учи опитът, че въпреки твърдението на древния философ на небето нищо не се променя? За огромни интервали от време – хиляди и хиляди години – звездите не само че не се променят, но и не изменят положенията си една спрямо друга по небесния свод. Та нали още в древността са ги нарекли “ неподвижни“ за разлика от „блуждаещите звезди – планетите, които непрекъснато изменят своите места, сякаш „бродят“ между звездите.

По-продължителни и внимателни наблюдения убеждават обаче, че представата за звездния свят като съвкупност от застинали в своята неподвижност и неизменност слънца е погрешна, Всички звезди от Млечния път – нашето Слънце не прави изключение – се движат една спрямо друга с огромни скорости, измерващи се с десетки километри за секунда. Вероятно веднага ще попитате: ако звездите се движат наистина така шеметно, като всяка година изминават милиарди километри, защо това движение остава незабелязано? Защо смятаме звездното небе за синоним на величав покой?
Не е трудно да се досетим, че причината е в огромните разстояния до звездите. Скоростта, която е главозамайваща за близък наблюдател, става незабележимо преместване, ако наблюдаваме звездите от голямо разстояние. Дори относително близките до нас звезди, които изминават също милиарди километри за една година, за това време описват дъга, едва забележима и за най-точните астрономически инструменти. Дори за столетия невъоръженото око не може да забележи това преместване. Така че „неподвижните“ звезди заслужено са получили прозвището си.
Вероятно ще попитате: А как стоят нещата с измененията на физичните характеристики на звездите – блясъка, спектъра, температурата… Възможно ли е техните изменения да се забележат, та дори и след стотици години? Наистина астрофизиката, която изучава физичните характеристики на звездите, е само на 150 години! Но през този кратък интервал тя успява да намери отговор, отнасящ се за неизмеримо по-дълго време: — Да – казва тя, – действително има примери за преки наблюдения на изменения у звездите, но те обикновено не засягат осезателно техния дълъг жизнен път. Наблюдават се само внезапни изменения – едни звезди изхвърлят само част от масата си в междузвездното пространство, други рязко променят блясъка си, а в редки случаи някоя звезда се взривява като свръхнова. Но свойствата на огромната част от звездите остават неизменни и за най-внимателните наблюдатели.
Не са нужни усилия, за да се докаже несъмнено бавният ход на еволюцията и на най-близката до нас звезда – Слънцето. Дори малки изменения в някои от характеристиките му са достатъчни, за да се изложи на опасност съществуването на човечеството на планетата, а ето, че хората живеят на Земята стотици хиляди и милиони години. А през това време енергията, която Слънцето излъчва в пространството за секунда, не се изменя чувствително. Ако не беше така, измененията в излъчването на Слънцето щяха да оставят на Земята „белези“, които геолозите отдавна да са „разшифровали“.
Казаното дотук дава представа за мащабите от време, с които се сблъскваме, когато изучаваме измененията, еволюцията на Слънцето и другите звезди. По-нататък ще видим, че звезди с маси, значително по-големи от масата на Слънцето, изменят характеристиките си сравнително бързо, но и тогава става въпрос за интервали, надвишаващи милиони години.
Ако е така, възможно ли е изобщо да говорим за изменчивост на звездите, за тяхната еволюция? Изглежда, да изучаваме живота на звездите, е безнадеждна работа!
За да разберем звездната еволюция, на помощ ни идва фактът, че наблюдаваме едновременно много звезди. Естествено е да се запитаме дали те всички са на една възраст. Едновременно ли са се зародили и едновременно ли ще загинат?
„ Ако си зададем тези въпроси за дърветата в една гора, лесно ще се убедим, че се срещат както много млади, така и стари, могъщи дървета, а има и твърде стари, дори такива, които загиват. И до този извод стигаме не като сме наблюдавали как от младата фиданка израства дърво, което с годините извисява снага и накрая загива. Достатъчно е да съпоставим дори само височините на стволовете на много отделни дървета в гората, за да добием представа за тяхната възраст.
В подобно положение са астрономите. Само в нашата Галактика – Млечният път – има много десетки милиарди звезди. Разбира се, не всички се виждат – повечето са твърде далеч и достатъчно слаби. А от тези, които се виждат, малка част са изучени сравнително добре. Сравняването на някои техни характеристики показва, като височината на дърветата, че не са на една и съща възраст. Между тях има „много стари“ – на 8 – 10 млрд, години, на „средна възраст“ от около 5—6 млрд. години като нашето Слънце и накрая „млади звезди“, живели едва милиони години.
За да се опитаме да разберем как учените са научили всичко това, е нужно да разгледаме основните белези, по които ще определяме възрастта на звездите, и да ги съпоставим по такъв начин, че да разберем къде, кога и как те се зараждат, как преминава жизненият им път и как протичат последните години от живота им.
Огромната част от достъпните за наблюдение звезди се намират в звездния остров, наричан Млечен път или нашата Галактика. Това е система, съдържаща около 150 млрд. звезди. Разбира се, все още нито един земен жител не е имал възможност да погледне Галактиката “ отвън“, но независимо от това астрономите могат да предложат нейния портрет в „профил“ и „анфас“ От този портрет се вижда, че огромната част от звездите е съсредоточена в силно сплеснат диск с централно сгъстяване – ядро. По-малко звезди запълват огромната сфера около ядрото. Диаметърът на диска на Галактиката е около 100 000 ly(светлинната година lye разстоянието, което светлината изминава за една година). Дебелината му пък е само 1000 ly, т.е. той е силно сплеснат.
Много от звездите в Галактиката се наблюдават като двойни, тройни,… кратни – образуват система с два, три или повече „жители.“ Удържат се недалеч една от друга от взаимното притегляне и се движат около общ център на масите.

Учените вярват, че малки частици космически прах могат да бъдат разглеждани като дневници на през пътешествията им през ранната слънчева система.
Малки зрънца космически прах предоставят възможност на учените да погледнат към ранното детство на първичната Слънчевата система, преди Земята да бъде родена.

Частиците, наречени калций-алуминиеви или КА, са открити в метеорити. Учените вярват, че тези 4,57 милиарда-годишни частици са регистрирали своя маршрут и са си водили „дневник на пътуването”.

Откритието насочва вниманието на учените върху процесите, които са създали протопланетарния диск от материя около ранното Слънце.

Учените изследвали парченце с големината на грахово зърно, взето от метеорита Алиенде – най-големият въглероден хондрит, попаднал на Земята. Предполага се, че метеоритът е бил с размерите на автомобил, раздробил се на стотици парчета, когато е попаднал в атмосферата през 1969 г., в Чихуахуа, Мексико.

След кръстосано секциониране, изследователите са установили различни слоеве минерали, образували се по ръба на ядрото, като слоевете на лука. Учените използвали йонен спектрометър на масата (NanoSIMS), за да изследват изотопи на  кислород от слоевете от вътрешността на парченцето с резолюция от само два микрона.

Тъй като относителното изобилие на кислородни изотопи променя протопланетарния диск, научният екип определил точното време, когато се е формирал минералът. Учените са открили вероятно проби от кондензиран молекулен газ в твърдо състояние в среда, богата на кислород-16, каквато е била и тази около Слънцето. По-късно бедната на кислород околна среда, загубила кислород-16, вероятно – изхвърлен от равнината на Слънчевата система, преди да попадне в астероидния пояс, формиращ планетата.
Звездният прах предоставя първото доказателство за прехвърляне на елементи от вътрешната страна към външната страна на слънчевата система.

Екипът бил изненадан да установи, че в крайна сметка се е върнал обратно към вътрешната част на Слънчевата система. Но резултатите съответстват с някои теории за ранната протопланетарна мъглявина – Моделът на Шу и Теорията за т. нар. X-вятър (или Хикс вятър/Хикс-модел).

Според тези теории, магнитните полета на Слънцето разпръснали газ и космически прах в протопланетарния диск и изхвърлили зрънцата звезден прах. Веднъж изхвърлени, зрънцата паднали като дъжд във външната страна на слънчевата система и в крайна сметка се включили в състава на астероиди и планети.

Според научния екип, изследването е отнело десетилетия на космохимиците и на астрофизиците.

По материали от: http://www.abc.net.au

Списанията New scientist и Icarus съобщаваt, че на Венера е установено наличие на озонов слой. Откритието е направено чрез спектрален анализ на данни от космическия апарат Venus Express. Количеството се пресмята на около 1% от земния озон, но все пак озонът е на Венера.

След извършено компютърно моделиране се смята, че озонът се образува чрез разграждане на молекули на въглерода под въздействието на слънчеви лъчи, образуване на кислородни молекули, образуващи на студената нощна страна на Венера молекулярни двойки, т.е. кислород (О2) и тройки, т.е. озон (О3).

Въз основа на това Франк Монмесен от центъра LATMOS във Франция смята, че основните реакции, които се случват в горните слоеве на земната атмосфера, са възможни и на Венера.

На земята обаче, освен въглеродният разпад под действието на слънчевата светлина, има и друг източник на образуване на озона – кислородните атоми от растенията и процесът на фотосинтеза, чрез който още преди около 2.5 милиарда години са се образували кислородните молекули.

Някои учени смятат, че щом атмосферата съдържа въглероден двуокис, молекулярен кислород и озон, е възможно възникването на живот на съответната планета, но всъщност количествата на Венера, както и на Марс, са твърде малки. На Венера има около 1% от земния озон, а на Марс – около 0.3%. За да има възможност за живот, озонът трябва да е около поне 1/5 от земния.

Най-студената звезда е кафяво джудже. Астрономи откриха двойка студени кафяви джуджета.

Кафявите джуджета не са точно звезди: те нямат достатъчно маса, за гравитацията, необходима за да се предизвикат ядрени реакции, които създават звездния  блясък. Новооткритото кафяво джудже, идентифицирано като CFBDSIR 1458 10 В, е най-слабият член на бинарна система кафяви джуджета.

CFBDSIR 1458 10 е името на двоичната система. Двата компонента са известни като CFBDSIR 1458 10 А и 10 В. Двойката кафяви джуджета са открити и детайлно изследвани от астрономите с помощта на телескопа Кек II в Хавай, телескопа Канада-Франция-Хавай и Very Large Telescope (VLT) в Чили.

Температурата на повърхността на едното от тях е едва 100 градуса по Целзий, т.е. кафявото джудже е горещо колкото вряла вода. Двойката кафяви джуджета е на разстояние 75 светлинни години от Земята.

Регистрираната досега повърхностна температура на кафявите джуджета е ниска – под 2750 градуса по Целзий, при около 5500 градуса по Целзий на повърхността на Слънцето. Масата на кафявите джуджета не е достатъчна, за да сложи началото на ядрена реакция.

При температура от 100 градуса по Целзий се доближаваме до условията на гигантските екзопланети, според Филип Делорм от Института по планетология и астрофизика в Гренобъл, Франция, Лоик Албер от университета в Монреал, Канада и Майкъл Лю от Хавайския университет.

Възможно е да има вода в течно състояние или замръзнала вода в атмосферата на това кафяво джудже, уверяват астрономите. Според тях, въпросните кафяви джуджета са на границата, която разделя най-малките звезди от горещите газови гиганти.

Изследваните досега екзопланети са горещи, като температурата в атмосферата им варира между 1000 и 2000 градуса по Целзий, докато газовите гиганти в Слънчевата система са студени – средната температура в облаците в атмосферата им е минус 120 градуса по Целзий.

Автор: Неделин Бояджиев
По материали от:
www.sciencedaily.com

Според международен екип от астрономи два обекта с размери на кафяви джуджета обикалящи около гигантска стара звезда показват как планетите могат да се появят около звездите по-бързо и ефикасно, отколкото някой е мислел, че е възможно.
„Открихме два обекта с размери на кафяви джуджета около обикновена звезда – нещо, което е много рядко срещано” казва Алекс Уолчан, професор по астрономия и астрофизика в Щатския университет на Пенсилвания и научен ръководител на проекта.

Звездата BD 20 2457 е оранжев гигант (К2) – стара звезда близо до края на живота си. За първи път астрономите виждат двойка кафяви джуджета около гигантска звезда от К-тип и това им дава уникална възможност да видят как те биват създавани. Изследователи от Центъра по астрономия Торун в Полша и Центъра за екзопланети и обитаеми светове към Щатския университет на Пенсилвания описват своите открития в новия брой на Astrophysical Journal.

Кафявите джуджета са тъмни, трудни за забелязване обекти, които стоят на разделителната линия между планети и звезди. Масата им е твърде голяма за да бъдат планети, но недостатъчна за протичане на ядрените реакции в звездите. Тези братовчеди на звездите представляват „липсващото звено” между звезди и планети, но се знае малко за това как те се появяват.

„Ако намерим едно кафяво джудже ние не сме сигурни от къде се е появило то” обяснява Уолчан. „Може да бъде или от процес на образуване на планета или да е директен продукт на формирането на звезда”.

Да се видят две от тях около звездата им означава, че те първоначално трябва да се оформили от огромното количество суров материал, който е обкръжавал звездата, когато тя е била млада. Астрономите наричат този  плътен пръстен от газ и прах с размерите на слънчева система „протопланетарен диск”.

„Ако случаят е такъв” продължава той „ и ако тогава съберем минималните маси на тези два обекта, ние знаем, че дискът трябва да е бил изключително масивен.”
За да открият тази бледа двойка астрономите са използвали спектрографа с висока разделителна способност на телескопа Хоби-Ебърли в западен Тексас за да разделят светлината на BD 20 2457. Тази техника е подобна на начина, по който призма разделя светлината на спектър от цветове. Астрономите са търсели  изместване в определени спектрални линии, тъй като джуджетата при движението си около звездата я карат да се мести напред-назад поради техните гравитационни влияния.
Когато гравитацията на кафявите джудета кара BD 20 2457 леко да се премести в посока на Земята, дължината на вълните намалява и спектралните линии стават леко по-сини. При отдалечаване от Земята – дължините на вълните се увеличава и те стават леко по-червени. По нищо друго освен по скоростта и степента на преместване на спектралните линии или големината и формата на орбитите астрономите не могат да определят масата на обектите.

Учените считат, че масата на тези два обекта е най-малко съответно 21 пъти и 13 пъти масата на Юпитер. Следователно те изглежда надвишават минималната маса на кафяво джудже – 13 пъти масата на Юпитер. Те са отдалечени от звездата си на около 1.5 и 2 пъти разстоянието между Земята и Слънцето и една година там продължава съответно 380 на единия и 622 дни на другия.

Това, което е още по-необичайно е времето необходимо за направата на тези кафяви джуджета.

Преди няколко милиона години, BD 20 2457 е била в главната последователност – етапът на развитие на звездите, в който звездата излъчва светлина след изгаряне на водород, така както го прави сега нашето Слънце. С изключение на това, че тази звезда с маса 3 пъти масата на Слънцето е била много по-гореща и по-ярка.
„Интензивното излъчване на тази звезда би нагряло и изпарило всичко, което се е формирало около нея” казва Уолчан „Фактът, че тези джуджета още са там означава, че те е трябвало да натрупат много материя изключително бързо и да бъдат напълно оформени по времето, когато звездата се „е включила”.

На звезда като BD 20 2457 и отнема около 10 милиона години да се оформи и да влезе в главната последователност.  Като груба оценка – за да продължават движението си около звездата по същия начин джуджетата  трябва всяка година да прибавят към масата си маса като тази на Луната.

„Изводът от това е, че определена комбинация от физически механизми може да бъде отговорна за създаването на кафявите джуджета” казва Уолчан. „Вместо да растат чрез постоянно, стабилно натрупване на вещество, е възможно собствената гравитация на джуджетата да им помогне да натрупат маса и да ускорят образуването си.”

Уолчан е работил заедно с Анджей Т. Ниджиелски, Гжегож Новак и Моника Адамов. Финансирането на проекта е осигурено от НАСА и Полското министерство на науката и висшето образование.

По материали от Щатския университет на Пенсилвания.
Превел: Тихомир Георгиев
От ScienceDaily
Източник: nauka.bg