L'astronome Vladimir Surdin: 6 miracles spatiaux qui émerveillent l'imagination
Miscellanea / / April 12, 2023
La naissance et la mort des étoiles, la recherche de galaxies lointaines à l'aide de matière noire, les émissions d'énergie solaire et plus encore.
Des milliards de particules de neutrinos nous traversent chaque seconde, les astronomes placent leurs capteurs en profondeur sous terre ou sous l'eau, et le trou noir le plus proche est littéralement à côté - au centre de notre Galaxies. L'astronome Vladimir Surdin a parlé de ces faits et d'autres faits intéressants, et Lifehacker a fait un résumé de la conférence.
Vladimir Surdine
Candidat en sciences physiques et mathématiques, professeur agrégé à la faculté de physique de l'université d'État de Moscou, astronome et vulgarisateur scientifique.
1. La naissance d'une étoile
L'espace n'est jamais vide. Et si nous avons un bon télescope, nous verrons certainement la matière qui remplit cet espace dans le domaine optique ou radio. Par exemple, des étoiles lointaines ou des nuages de gaz.
Mais il arrive parfois qu'une partie de l'espace ferme une tache sombre - comme s'il y avait un vide là-bas, ce qui ne peut pas être le cas. Et on s'est rendu compte qu'il s'agit de nuages de gaz froids, à l'intérieur desquels une nouvelle étoile est prête à naître.
Au début, elle ne se montre pas. Mais au moment de naître, l'étoile libère un flux de gaz chaud, qui ressemble à un mince faisceau ou à un flux sur fond de nuage sombre.
Et parfois - annonce sa naissance avec un salut puissant. À la place de la tache sombre, un énorme nuage de gaz chaud apparaît - l'étoile semble dégager l'espace autour d'elle dans lequel elle vivra.
Ce jet chaud, qui est jeté par une étoile encore jeune, indique que le premier cri a retenti. Elle s'est annoncée. Et puis la star pousse sa "maternité" et se montre en force.
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Ce processus semble spectaculaire vu de loin. Mais si une étoile environ 10 à 15 fois plus lourde que le Soleil naît à côté de nous, notre système solaire cessera d'exister. Par conséquent, laissez de tels miracles se produire au loin.
2. L'émergence d'une nouvelle planète
Auparavant, les astronomes ne faisaient que fantasmer sur ce à quoi pourrait ressembler le processus de naissance planétaire. Mais les télescopes modernes qui combinent optique et antennes radio nous ont également aidés à capturer ce phénomène. Les appareils les plus puissants de ce type se trouvent au Chili - c'est là que les astronomes font aujourd'hui de nombreuses découvertes.
Les planètes peuvent naître autour d'une étoile qui ne s'est pas encore formée jusqu'au bout. Les scientifiques ont enregistré la formation d'un nuage de gaz autour d'elle. Il s'aplatit et devient comme une énorme crêpe avec une étoile au centre.
Puis des chemins-orbites sombres apparaissent sur cette crêpe. Les futures planètes y collectent de la matière, se forment et donnent naissance à des satellites qui se mettent aussitôt à tourner autour d'elles. Eh bien, de nouveaux objets continuent d'apparaître dans le nuage de gaz.
3. Processus se déroulant sur le Soleil
Vu de la Terre, le Soleil ressemble à une balle de ping-pong lisse. Mais si vous le regardez de orbites, nous verrons un objet très intéressant et parfois dangereux.
Le fait est qu'un dix-milliardième du rayonnement solaire frappe la Terre. C'est suffisant pour tous les besoins de notre planète. Mais si une étoile éjecte un « morceau » de sa matière dans notre direction, des accidents graves peuvent survenir.
A l'ère de l'électronique moderne, ce n'était pas encore le cas. Cependant, une explosion similaire s'est produite au 19ème siècle. Ensuite, tout a été arrangé de manière assez primitive: les signaux ont été transmis sur des fils en utilisant le code Morse. Et quand le Soleil a jeté un fort courant de gaz vers la Terre, le télégraphe est tombé en panne.
La technologie d'aujourd'hui est beaucoup plus vulnérable que les communications filaires.
Si le Soleil "éternue" à nouveau... Lisez des livres. Achetez des livres papier: ils survivront, mais pas Internet.
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Un autre miracle réside dans les moyens qui nous permettent d'examiner le cœur de notre étoile et d'étudier les processus qui s'y déroulent. Les flux de neutrinos y contribuent.
Par le bout du nez, ainsi que par chaque centimètre carré de notre corps, 10 milliards de ces particules volent chaque seconde. On ne le sent pas, mais les appareils enregistrent de tels ruisseaux.
De la même manière, les neutrinos imprègnent notre planète. Et pour étudier l'état du Soleil, les scientifiques utilisent des laboratoires-détecteurs géants souterrains et sous-marins qui captent les flux de ces particules.
De tels centres existent, par exemple, au Japon. Ce sont d'immenses salles situées à une profondeur d'environ un kilomètre et demi. Nous avons des détecteurs souterrains installés à Arkhyz. Outre, scientifiques utiliser des télescopes à neutrinos sous-marins - par exemple, au Baïkal.
L'élément principal de tels dispositifs est un photomultiplicateur. Il est intéressant qu'il ne soit pas dirigé vers le haut, vers le Soleil, mais vers le bas, vers le centre de la Terre. Le fait est que les détecteurs fonctionnent tard dans la nuit, lorsque notre étoile illumine la partie opposée de la planète - c'est-à-dire qu'ils regardent le Soleil à travers le corps de la Terre.
Notre planète sert d'excellent filtre à particules. Neutrino entrez-y dans l'hémisphère sud, percez-le entièrement, puis ils sont pris au fond du Baïkal.
Des chercheurs américains ont installé des dispositifs similaires sur leur base scientifique en Antarctique.
Ils n'ont pas de Baïkal - ils ont de la glace en Antarctique. Ils y ont mis leurs détecteurs de neutrinos et maintenant ils regardent à travers le globe dans notre hémisphère Nord. Tandis que nous regardons du nôtre vers le Sud, en complément les uns des autres.
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Ainsi, nous obtenons un portrait du Soleil, réalisé à partir de différents points, et découvrons quels processus se déroulent à l'intérieur de notre luminaire.
4. mort d'une étoile
Les étoiles ne sont pas seulement nées, vivent et émettent des neutrinos. Parfois, ils meurent.
Premièrement, l'étoile qui part s'enveloppe d'une nébuleuse planétaire. Les appareils faibles peuvent distinguer une petite boule et la confondre avec une planète voisine. Mais les télescopes spatiaux nous ont permis de voir ces objets en détail.
Nous avons vu des coquilles en expansion - les couches supérieures de l'étoile. Elle les perd avant de cesser de briller. Mais le plus intéressant n'est pas cela. Si chaque étoile est une boule, alors elle doit éjecter de la matière de manière égale dans toutes les directions. Cependant, les coquillages brumeux ont des propriétés très différentes former.
Les observateurs leur donnent des noms poétiques. C'est ainsi que les nébuleuses apparaissent dans l'Univers, qui s'appellent l'Esquimau, la Fourmi, le Sablier, l'Œil de Chat, le Papillon et même, pour une raison quelconque, l'Œuf Pourri.
Les étoiles meurent très bien. C'est probablement la plus belle mort de la nature.
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De tels processus se produisent avec des étoiles de la taille de notre Soleil. Cependant, relativement proche, dans la constellation d'Orion, il y a Bételgeuse. C'est une petite étoile rougeâtre.
Depuis longtemps, les astronomes observent comment elle s'enveloppe de courants de gaz. Apparemment, Bételgeuse termine son évolution. Mais, contrairement aux luminaires plus modestes, il ne s'effacera pas. Les scientifiques pensent que son existence se terminera par une puissante explosion. Cela arrivera peut-être très bientôt.
Les astrophysiciens disent que l'explosion se produira très probablement dans les 10 000 prochaines années. Mais quand exactement, personne ne le sait. Peut-être demain aussi.
Ce phénomène s'appelle une "explosion de supernova". C'est ainsi que les étoiles massives finissent leur vie. Les gens n'ont pas observé de tels effets dans le ciel depuis longtemps. La dernière fois qu'une supernova a explosé, c'était il y a près de 1000 ans, en 1054. Et il était si fort qu'il pouvait être observé sans aucun télescope. Pendant tout ce temps, la matière stellaire volait en éclats, brûlant l'espace.
Lorsque Bételgeuse explosera, nous serons inondés de rayonnement stellaire. Les scientifiques rassurent: pour la Terre ce ne sera pas catastrophe L'atmosphère nous protégera. Mais les satellites en orbite vont s'éteindre et les astronautes devront être évacués d'urgence.
Si une explosion se produit aujourd'hui, la technologie moderne en avertira dans environ 10 heures: de étoiles, un puissant flux de neutrinos se déclenchera, qui sera certainement enregistré par des capteurs sur le Baïkal et dans Antarctique. Il y aura suffisamment de temps pour récupérer les astronautes en orbite.
Et de Bételgeuse, il y aura un petit noyau, qui se transformera en une étoile à neutrons.
Et c'est aussi un miracle. Nous ne savons pas quel type de substance se trouve dans une étoile à neutrons. Mais si vous en remplissez un verre de vin chaud, il pèsera 100 milliards de tonnes.
Vladimir Surdine
5. Recherche de trous noirs
Einstein a dit qu'on ne peut pas voir un trou noir. Cet objet spatial ressemble à un endroit vide, car en raison de la gravité la plus forte, il absorbe tout et ne libère rien - même les ondes lumineuses restent à l'intérieur.
Le trou noir le plus proche est au centre même de notre galaxies. Il est difficile de l'observer, car le centre nous est fermé par un grand nombre de nuages opaques. Mais les scientifiques ont réussi à réparer notre trou noir "maison".
Pour déterminer où se trouve cet objet, vous devez faire attention s'il y a des étoiles à proximité qui se comportent étrangement. Les astronomes ont remarqué que dans notre Galaxie, ils semblent se déplacer autour d'un centre invisible. Cela signifie qu'un objet énorme ne leur permet pas de partir.
Les scientifiques observent le mouvement des étoiles depuis 1995 et ont calculé qu'au centre de leur rotation se trouve un trou noir quatre millions de fois plus massif que notre Soleil. Cette découverte était si convaincante que ses auteurs ont reçu le prix Nobel, bien que personne n'ait vu ce trou noir et n'ait pu confirmer qu'il serait bien là.
Mais au printemps 2022, nous avons finalement vu cet objet à travers un radiotélescope. Cela ressemble à un bagel ou à un beignet: au centre, il y a un trou - le même trou noir, et du gaz chaud vole autour de lui. Exactement comme prévu.
6. L'existence de la matière noire
Récemment, les scientifiques ont appris que notre Galaxie est immergée dans un immense enchevêtrement de matière inconnue et n'occupe que 1% de son volume. Ce que c'est, ni les physiciens ni les astronomes ne le savent.
Les scientifiques appellent cette substance matière noire, ou « matière noire ». Il ne peut pas encore être vu, mesuré ou exploré. Et il ne peut être détecté que par la force d'attraction.
Des chercheurs ont découvert comment utiliser la matière noire pour voir la lumière des étoiles de galaxies très lointaines. Si loin que les astronomes n'auraient jamais pensé qu'ils seraient jamais vus.
Il s'avère que les objets spatiaux massifs modifient légèrement la direction des rayons lumineux en raison de leur attraction de sorte qu'ils s'écartent d'une ligne droite. Et si la lumière traverse des amas de galaxies remplis de matière noire, sa trajectoire est légèrement déformée. À tel point que des étoiles lointaines peuvent être observées à travers des télescopes depuis la Terre. Et les astronomes ont pu les réparer.
Un invisible (matière noire, dont la nature est encore un mystère pour les physiciens) permettait de regarder un autre invisible (mais à cause de la grande distance). Pour les astronomes, c'est un rêve devenu réalité.
Vladimir Surdine
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