Содержание

Старая Земля: почему важно открытие планеты у одной из древнейших звезд в Галактике

Большая международная группа астрономов опубликовала в журнале Astronomical Journal статью об удивительном открытии. У звезды TOI-561, которая намного старше Солнца, обнаружена планетная система. И в ней есть планета TOI-561 b, довольно похожая на Землю по размеру и массе. Сама планета находится слишком близко к своему светилу, чтобы быть обитаемой. Но своим существованием она доказывает, что подобные Земле миры начали возникать во Вселенной задолго до рождения Солнца.

Компоненты чуда

Большой взрыв произошел примерно 13,8 млрд лет назад. Вскоре после этого образовались первые атомные ядра. Почти все они приходились на простейшие химические элементы — водород и гелий. В ничтожных количествах образовались также литий, бериллий и бор. И это все. Новорожденная Вселенная не знала более сложных атомов. Почти всем элементам таблицы Менделеева только предстояло появиться на свет. И в этой примитивной водородно-гелиевой Вселенной не могло быть ничего похожего на жизнь.

Но через сотни миллионов лет после Большого взрыва космическая тьма озарилась светом первых звезд. Источник энергии звезд — это термоядерные реакции, в которых водород превращается в гелий, а гелий – в более тяжелые элементы. Термоядерные топки заполнили все ячейки таблицы Менделеева от лития до железа. А при взрывах сверхновых, столкновениях нейтронных звезд и в некоторых других процессах рождались и еще более сложные ядра.

Реклама на Forbes

Открытие новых миров, комнатная сверхпроводимость и атака на вирус: чем удивила нас наука в 2020 году

Так возникли все химические элементы, существующие ныне в природе. Сложилась «большая биохимическая шестерка», основа биологических молекул: водород, углерод, азот, кислород, фосфор и сера. Сформировалась и «большая геохимическая шестерка», составляющая 98% массы Земли: кислород, кремний, алюминий, магний, кальций и железо.

Мы — термоядерный пепел, состоящий из атомов отгоревших звезд. Мы живем, потому что они умерли, и продолжаем их в себе.

Продукция высокого передела

Вселенная не сразу стала готова к нашему появлению. Звезды рождались и умирали, рассеивая в пространстве свою былую плоть, обогащенную тяжелыми ядрами. Из этого вещества рождались новые светила, продолжавшие ту же работу.

Этот круговорот материи существует и поныне, но не везде совершается с одинаковой скоростью. Массивные звезды сгорают быстро, а легкие — медленно. Самые массивные светила не могут просуществовать и миллиарда лет. Солнце же светит около пяти миллиардов лет и собирается светить еще столько же. А самые маленькие звезды, однажды образовавшись, могут прожить десятки миллиардов лет.

Астрономам известны звезды, родившиеся куда раньше Солнца. Однако они гораздо беднее «биологическими» и «геологическими» химическими элементами, чем наше светило. Ведь материал, из которого они образовались, не так много раз успел побывать в составе других звезд, то есть подвергся меньшей переработке.

Объекты в космосе ближе, чем они кажутся: как Земля оказалась на 2000 световых лет ближе к черной дыре

Между тем звезда и ее планеты формируются практически одновременно и из одного и того же вещества. Хватило ли при рождении самых древних систем Галактики подходящего материала, чтобы сформировать планеты, по химическому составу близкие к Земле, а значит, потенциально пригодные для жизни? Еще недавно у астрономов не было в этом уверенности.

Почти такая же планета

Новое открытие дало ответ на это вопрос. Благодаря орбитальной обсерватории TESS ученые обнаружили три планеты у звезды TOI-561, находящейся в 280 световых годах от Солнца. Ее возраст составляет 10 ± 3 млрд лет, это одно из самых древних светил, сохранившихся в Галактике до наших дней. Верхняя граница этого диапазона почти смыкается с возрастом Вселенной (13,8 млрд лет).

Новые планеты получили обозначения TOI-561 b, TOI-561 c и TOI-561 d. Особенно интересен объект TOI-561 b, ведь он очень близок к Земле по размеру: радиус планеты составляет 1,45 ± 0,11 земного (остальные миры в два-три раза больше Земли).

Астрономы измерили весь звездный свет во Вселенной

Используя наземный телескоп Обсерватории Кека на Гавайях, ученые подтвердили существование планет TOI-561 b и TOI-561 c (по поводу третьего тела пока остаются вопросы), а заодно измерили их массу. Оказалось, что масса TOI-561 b составляет 3,2 ± 0,8 земной. С учетом ее размера получается средняя плотность близкая к земной. То есть перед нами, несомненно, скалистая планета, по химическому составу напоминающая Землю, а не газовая или ледяная. Правда, по сравнению с Землей в ней несколько меньше железа и других столь же тяжелых элементов, но этого и следовало ожидать от столь древнего небесного тела.

«TOI-561 b — одна из древнейших обнаруженных скалистых планет, — говорит соавтор статьи астроном Лорен Вайс из Гавайского университета. — Ее существование демонстрирует, что твердые планеты формируются во Вселенной почти с момента ее возникновения 14 миллиардов лет назад».

Эволюция может не торопиться

Планета TOI-561 b непригодна для жизни. Она находится так близко к своему солнцу, что делает полный оборот вокруг него менее чем за 11 часов. Из-за столь тесного соседства поверхность этого мира должна быть раскалена более чем до 2000 °C.

Но само его существование доказывает, что 7–13 млрд лет назад, задолго до рождения Солнца и Земли, в Галактике уже возникали планеты, похожие на нашу. Находясь на более удачном расстоянии от светила, такое тело может стать обитаемым. Не исключено, что подобные миры есть даже в самой системе TOI-561, просто они еще не открыты.

Реклама на Forbes

История времени: суперкомпьютер вычислил начало Вселенной

Некоторые эксперты считают, что планетные системы настолько древних звезд — даже более  подходящее место для развитой жизни и цивилизации, чем Солнечная система. Они рассуждают так. Земле 4,5 млрд лет, и древнейшие следы жизни ненамного младше. Но лишь около 800 млн лет назад в атмосфере накопилось достаточно кислорода для появления животных крупнее, чем микроорганизмы. То есть эволюции потребовалось примерно 80% текущего возраста планеты, чтобы на сцену вышли хотя бы примитивные червеобразные существа, судя по всему, не оставившие потомков. А на то, чтобы создать позвоночных и тем более млекопитающих, понадобилось еще больше времени.

Возможно, рассуждают сторонники этой идеи, на более древних планетах эволюция имела больше времени. Это значит, что у нее было больше шансов произвести сложную и мыслящую жизнь.

Впрочем, это пока лишь смелая гипотеза. Мы еще очень многого не знаем  о закономерностях возникновения живого. Но каждое новое исследование добавляет к этому пазлу свой небольшой фрагмент. Узнав, что планеты земного типа уже существовали задолго до возникновения Солнца, мы сделали еще один шаг к ответу на вопрос, одиноки ли мы во Вселенной.

Мнение автора может не совпадать с точкой зрения редакции

Реклама на Forbes

Жители Земли стали свидетелями редкого солнечного затмения

10 фото

В окрестностях двойной звезды в галактике Водоворот обнаружили планету размером с Нептун — Наука

ТАСС, 25 октября.

Ученые выяснили, что в окрестностях рентгеновской двойной звезды в спиральной галактике Водоворот может находиться планета размером с Нептун. Описание исследования опубликовал научный журнал Nature.

«Мы знаем, что в Млечном Пути скрывается огромное множество планет и что условия для их формирования должны существовать и в других галактиках. При этом поиски миров за пределами нашей Галактики были ограничены тем, что далекие галактики занимают на ночном небе очень небольшую площадь. Мы открыли следы существования первой полноценной внегалактической планеты», – пишут исследователи.

За последние 15 лет астрономы обнаружили рядом со звездами, которые расположены на относительно небольшом расстоянии от Земли в пределах Млечного Пути, более четырех тысяч экзопланет. Подавляющее большинство этих объектов ученые засекли по колебаниям в яркости светила. Они возникают в результате того, что планеты периодически оказываются между наблюдателями на Земле и звездой, вокруг которой вращаются.

Планеты на относительно небольшом расстоянии от Солнечной системы с помощью подобного подхода можно искать довольно быстро. Но для объектов вне пределов Млечного Пути или просто на большой дистанции от Земли применять его невозможно.

Розанна ди Стефано из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (США) и ее коллеги решили эту проблему. В ходе нового исследования они наблюдали не за обычными светилами, а за так называемыми двойными рентгеновскими звездами. Как правило, эти объекты представляют собой пару из нейтронной звезды и обычной звезды, материя которой постоянно перетекает на поверхность ее соседа. В результате возникают мощнейшие вспышки в рентгеновском диапазоне, хорошо заметные даже при наблюдениях за далекими галактиками.

В прошлом эти звезды не привлекали внимания планетологов. Однако ди Стефано и ее коллеги заметили, что яркость рентгеновского излучения этих двойных звезд периодически падала почти до нуля, если вокруг них вращается планета. Как объясняют ученые, это связано с тем, что нейтронные звезды относительно невелики, из-за чего даже небольшие планеты будут полностью закрывать их от взора наблюдателей на Земле.

Астрономы попытались найти подобные периодические падения в яркости хорошо изученных двойных рентгеновских звезд за пределами Млечного Пути. Для этого они проанализировали снимки рентгеновского орбитального телескопа Chandra, которые были сделаны во время наблюдений за тремя близлежащими галактиками – Водоворот, Вертушка и Сомбреро.

Эти наблюдения указали, что резкие периодические колебания в силе свечения были характерны для J132943+471134 – одной из самых ярких двойных звезд, расположенных внутри галактики Водоворот. Она находится в созвездии Гончих Псов на расстоянии в 31 млн световых лет от Земли.

Астрономы детально изучили колебания яркости этого объекта и пришли к выводу, что они не могли быть вызваны внутренними процессами в недрах нейтронной звезды, или же белыми или коричневыми карликами или другими объектами звездного происхождения. Расчеты ученых показывают, что рентгеновское излучение звезды периодически загораживает от нас планета размером с Нептун, удаленная от нейтронной звезды в несколько десятков раз дальше, чем Земля от Солнца.

Более точные свойства этой планеты ученые пока не определили, поскольку наблюдения за галактикой Водоворот длились относительно недолго. Однако сам факт ее открытия указывает на возможность обнаружения и изучения планет за пределами Млечного Пути. Как надеются ди Стефано и ее коллеги, их открытие проложит дорогу для запуска масштабных проектов по поискам подобных внегалактических миров уже в ближайшее время.

Открыта первая планета в другой галактике

Астрономы обнаружили за пределами Млечного Пути нечто весьма похожее на экзопланету. Если это открытие подтвердится, это будет первая известная планета другой галактики.

Подробности изложены в препринте научной статьи, опубликованном на сайте arXiv.org.

Долгожданное открытие?

Человечеству известно около четырёх тысяч экзопланет. Однако все они находятся в Млечном Пути. Более того, почти все они расположены в пределах тысячи световых лет от Солнца, то есть в ближайших по галактическим меркам его окрестностях. Это и понятно: чувствительности современных телескопов просто не хватает, чтобы обнаруживать более отдалённые миры, которые сами по себе не излучают никакого света.

Правда, изредка поступают сообщения об открытии планет за пределами Млечного Пути. Но все такие результаты небесспорны. До сих пор свидетельства о существовании внегалактических экзопланет были настолько косвенными, что учёные даже не могли сказать, вокруг каких именно звёзд обращаются эти небесные тела.

Возможно, теперь астрономы впервые обнаружили внегалактический мир достаточно надёжным способом. Подход, который они применили, очень похож на метод транзитов, подаривший человечеству более 70% известных экзопланет.

Напомним, в чём заключается эта методика. Когда планета проходит между своим солнцем и наблюдателем (это прохождение и называется транзитом), она затмевает собой часть света звезды. Наблюдаемая яркость светила немного снижается. На кривой, показывающей зависимость яркости звезды от времени (кривой блеска), образуется впадина характерной формы. Такие провалы повторяются с каждым оборотом экзопланеты вокруг светила. Они и сигнализируют о существовании далёкого мира.

В данном случае учёные тоже обнаружили транзит на кривой блеска. Только речь идёт не о видимом свете и не об обычной звезде. Характерный провал обнаружился в рентгеновском излучении небесного тела, которое может быть нейтронной звездой или же чёрной дырой.

Падение рентгеновской светимости M51-ULS-1, зафиксированное 20 сентября 2012 года. По вертикальной оси отложена рентгеновская светимость в относительных единицах. Перевод Вести.Ru.

Затмевая миллион солнц

Объект M51-ULS-1 – это очень мощный источник рентгеновских лучей. В одном только рентгеновском диапазоне он излучает в миллион раз больше энергии, чем Солнце на всех длинах волн вместе взятых. Благодаря своей яркости это небесное тело хорошо заметно в земные рентгеновские телескопы, несмотря на то, что находится оно в галактике M51 в 23 миллионах световых лет от Земли. К слову, М51 также известна как Водоворот из-за красивой спиральной формы.

Астрономы считают, что M51-ULS-1 – это нейтронная звезда или же чёрная дыра звёздной массы, вокруг которой обращается обычная звезда. Мощная гравитация патрона буквально вырывает из этого светила потоки газа. Вещество падает на M51-ULS-1 и при этом сильно раскаляется, благодаря чему ярко сияет в рентгеновских лучах.

Обрабатывая данные с рентгеновского телескопа Chandra, учёные наткнулись на нечто странное. 20 сентября 2012 года светимость M51-ULS-1 вдруг начала падать. Она снизилась практически до нуля, а затем вновь восстановилась. Всё явление продолжалось около трёх часов. Как отмечают авторы исследования, этот провал на графике имел симметричную форму, характерную для транзитов.

Слева: изображение галактики М51 в рентгеновских лучах. Справа: изображение в видимом свете области, отмеченной слева белым прямоугольником. Положение объекта M51-ULS-1 отмечено малиновым кругом.

Что это было?

Но рентгеновские источники вообще не так уж стабильны, у них бывают и вспышки, и временные падения яркости. Может быть, перед нами просто очередное проявление такого непостоянства?

Вряд ли, отвечают исследователи. Когда источник снижает светимость сам по себе, это прежде всего отражается на рентгеновских фотонах с высокой энергией, и с заметной задержкой – на более низкоэнергетических квантах. А восстановление прежней яркости происходит в обратном порядке. Однако в данном случае поток фотонов всех энергий менялся синхронно. Очень похоже, что источник излучения временно заслонило какое-то тело.

Если так, то что это был за объект? Специалисты рассчитали, что такой эффект могло бы дать небесное тело размером чуть меньше Сатурна, обращающееся вокруг M51-ULS-1 на расстоянии миллиарда километров (для сравнения: от Земли до Солнца 150 миллионов километров).

Объект таких размеров может быть либо планетой, либо белым карликом. При этом второй вариант весьма маловероятен по нескольким причинам. Во-первых, система M51-ULS-1 слишком молода, чтобы в неё входили белые карлики. Во-вторых, по расчётам авторов, такой объект вызывал бы не уменьшение яркости из-за транзита, а наоборот, её увеличение из-за гравитационного линзирования.

Подводя итоги, учёные делают следующий вывод. Обнаруженное падение рентгеновской светимости M51-ULS-1 – скорее всего, транзит. А тело, вызвавшее этот транзит – скорее всего, планета. И если так, то это первый внегалактический мир, в существовании которого мы можем быть более или менее уверены.

Перспективы

Отметим, что транзит должен повторяться с каждым оборотом экзопланеты. Напрашивается решение: установить постоянное наблюдение за M51-ULS-1 и выяснить, случаются ли регулярные падения светимости. Увы, для этого пришлось бы запастись терпением. По расчётам авторов, период обращения планеты вокруг M51-ULS-1 должен измеряться десятками лет.

Зато у астрономов есть шанс обнаружить множество других транзитов у рентгеновских источников как в Млечном Пути, так и за его пределами. Ведь специалисты раньше просто не искали настолько непродолжительные вариации яркости. А значит, ревизия наблюдательных архивов может принести ещё множество открытий.

К слову, ранее Вести. Ru рассказывали о планетах нейтронных звёзд нашей галактики. Писали мы и об экзопланете, находящейся невероятно далеко от Солнечной системы.

Положение Земли во Вселенной. 6 класс

ТЕМА: Положение Земли во Вселенной.

Цели урока:

Уч-ки должны знать: Строение Солн. сист, место планеты З. в Солн. системе, а солн. системы в Галактике.

Уч-ки должны уметь: находить на ночном небосклоне планеты Солнечной системы.

Оборудование: глобус, физическая карта полушарий, контурные карты.

Ход урока

I. Орг.момент. Сегодня на уроке мы с вами совершим путешествие в Космос, увидим нашу Землю!

II. Изучение нового материала

У: Земля — часть Вселенной. Вселенная — это весь существующий мир. Во Вселенной расположены огромные скопления звезд — галактики, газовые и пылевые туманности, межзвездное вещество.

Галактика, к которой принадлежит Земля, называется Млечный Путь. Вместе с Солнцем наша планета вращается вокруг центра Галактики со скоростью 240 км/с и совершает полный оборот вокруг него за 200 млн. лет. Место Земли во Вселенной схематично можно изобразить так:

земля — солнечная система — галактика (Млечный путь) — группа галактик – вселенная

У: Галактики очень удалены друг от друга. Невооруженным глазом с Земли видно только три галактики.

Земля со всем, что на ней находится, — лишь маленькая часть Вселенной и нашей Галактики. Она возникла, живет и развивается по сложным космическим законам.

Врунгель: Центром Солнечной системы является Солнце. Солнце — одна из миллиардов звезд Вселенной, представляет из себя раскаленный шар. Солнце состоит в основном из газов — водорода и гелия, причем последний как раз и образуется из водорода при термоядерной реакции с огромным выделением энергии. Эта энергия рассеивается в космическое пространство, попадая и на нашу планету.
Солнце по размеру в 109 раз больше Земли, а масса его превосходит массу нашей планеты в 333 тысячи раз.

У: Вокруг Солнца вращаются 8 небесных тел (это планеты-по греч. «блуждающая»): Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. (Учебник стр.13,рис 10). Было 9 (Плутон считается карликом, а их очень много). Путь вращения планет вокруг Солнца наз-ся орбита (след, путь).

Планеты, в отличие от Солнца являются относительно холодными телами. Меркурий, Венера, Земля, Марс имеют четкую твердую поверхность. Их относят к планетам земной группы. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун имеют газо-жидкую структуру у поверхности, а внутри, вероятно, содержат твердое ядро. Эти планеты называют планеты-гиганты. (по размерам они превосходят планеты земной группы). Самая крупная планета в Солнечной системе — Юпитер, он в 13 раз по диаметру и в 318 раз по массе больше Земли.

Вращение З. и др.планет по замкнутому кругу зависит от силы притяжения солнца. (веревка с камнем)

У: Вокруг каждой из планет Солнечной системы, кроме Меркурия и Венеры, обращаются спутники. (Таблица). В таблице 1 приведены основные сведения о планетах Солнечной системы.

Кроме больших планет в Солнечной системе множество малых планет – астероидов (звезде подобный). Самый крупный астероид — Церера — был открыт в 1801 году и имеет диаметр чуть более 1000 км, остальные астероиды значительно меньше. Существует теория, что пояс астероидов — осколки еще одной планеты Солнечной системы.

«Основные сведения о планетах Солнечной системы»

Название планет ; Период обращения год; Число спутников

Меркурий ; 0,24; Нет

Венера ; 0,61; Нет

Земля ; 1,00; 1(Луна)

Марс ; 1,88; 2(Деймос,Фобос)

Юпитер ; 11,86; 16

Сатурн ; 29,46; 17

Уран ; 84,02; 16

Нептун ; 164,78; 8

Ученик: В Солнечной системе существуют кометы (волосатая звезда). От других тел Солнечной системы кометы резко отличаются не только своим видом, но и формой орбит, большими размерами. Ядро кометы состоит из камней и замерзшего льда. Кометы движутся по очень вытянутым орбитам, подходя то близко к Солнцу, то, удаляясь от него на значительные расстояния (даже за орбиту Плутона). Вид комет меняется по мере приближения к Солнцу. Вдали от него комета видна как слабое туманное пятнышко, которое перемещается на фоне звездного неба. При приближении к Солнцу лед тает и образуется газопылевое облако (голова), а затем и хвост кометы, который почти всегда направлен от Солнца. Некоторые кометы движутся по незамкнутым орбитам (параболам и гиперболам), покидают Солнечную систему, уходя к другим звездам. Ядра комет по размерам близки небольшим астероидам.

У: Наконец, в Солнечной системе присутствуют метеоры (парящий в воздухе, падающая звезда) и мелкие камни – метеориты (несгорающие тела) и космическая пыль.

Ученик: Вокруг Солнца обращаются 8 больших планет, в том числе наша Земля. Солнце, планеты со своими спутниками и другие космические тела (астероиды, кометы, метеоритные частицы) образуют Солнечную систему.

Земля — третья по удаленности от Солнца планета. Спутник Луна. В ясные ночи она сияет на небе отраженным от Солнца светом. Между Землей и Луной, как и между всеми космическими телами, существует притяжение. Благодаря притяжению мы можем наблюдать, например, приливы и отливы в океанах и морях.

У: Земля находится от Солнца на расст. 150 млн. км. Лишь на Земле сущ-ет жизнь. Земля обращается по орбите вокруг Солнца со скоростью около 30 км/с. Среднее расстояние от З. до Луны около 384 тыс. км.

Радиус земного шара составляет около 6371 км. Площадь поверхности Земли 510 млн. км2.

Ученик: 1.планета Земля возникла из вращающегося газопылевого облака за счет притяжения частиц друг к другу. Как предполагают ученые, это произошло 4,6 млрд. лет назад. При разогреве земных недр наиболее тяжелые элементы опускались к центру, а наиболее легкие поднимались к поверхности, где расплавленное вещество застывало. Так сформировалась твердая оболочка Земли — литосфера.

2.Самые легкие газообразные соединения, выделившиеся из земных недр, образовали атмосферу — газовую оболочку Земли.

3.В охладившемся газовом слое стал собираться водяной пар. Водяной пар тоже газ, при охлаждении он превращается в воду. Дожди обрушились на Землю и заполнили все впадины. Одновременно из внутренних слоев планеты вода под давлением поступала на поверхность. Так возникла гидросфера.

4.Через некоторое время в Оксане появились первые микроорганизмы. На Земле зародилась жизнь и стала формироваться биосфера. Постепенно живые организмы изменили облик планеты. Сначала они заполнили Оксан, а затем освоили сушу. К коричнево-голубому цвету Земли добавился ярко-зеленый. Растения, заселившие воду и сушу, постепенно насытили кислородом атмосферу Земли. Человек разумный появился на Земле совсем недавно — всего около 40 тыс. лет назад.

История Земли — это история взаимодействия ее сфер. Земные оболочки изменяются под воздействием друг друга. А в последнее время на эти процессы стала заметно влиять деятельность человека.

III. Закрепление

1. Что такое Вселенная? Галактика?

2. В какой галактике находится планета Земля? Какую форму имеет наша Галактика?

3. Вопросы самостоятельно

У: Ребята, мы с вами сегодня узнали много нового, и я думаю, что мы с вами будем приглашать на наши уроки многомудрого капитана. Так, на следующем уроке нам понадобится его опыт, ведь кто еще сможет нам помочь в освоении космического пространства.

IV. Домашнее задание: §3 карточки — планеты

Наше место во Вселенной: kiri2ll — LiveJournal

Вы никогда не пробовали указывать в письмах свой вселенский адрес?  Его формат примерно мог  бы соответствовать следующему шаблону – дом/улица/город/страна/планета Земля/рукав Ориона/галактика Млечный путь/местная группа галактик/сверхскопление Девы/Вселенная.

Вообще, галактики в нашей Вселенной распространены отнюдь не равномерно – они образуют огромные скопления  (кластеры) которые в свою очередь являются частью еще более гигантских суперкластеров, объединяющих в себе уже сотни тысяч галактик. Внешне эти суперкластеры напоминают какие-то исполинские сети, нити которых образованы скоплениями галактик. Как и другие галактики во Вселенной, наш Млечный путь тоже должен являться частью одной из таких мегаструктур.


Но конечно не все так просто. У суперкластеров нет какой-то четкой границы, из-за чего определить их истинные размеры достаточно сложно. Но возможно, что благодаря усилиям группы астрономов, статья о которых была опубликована в сегодняшнем выпуске журнала Nature, наш вселенский адрес можно будет уточнить, добавив в него еще одну позицию.Вселенная расширяется, что проявляется в т.н. красном смещении. Однако гравитация находящихся рядом друг с другом галактик оказывается влияние на их скорости, и направление движения. Используя радиотелескопы, исследователи измерили местоположение и скорость восьми тысяч галактик. Благодаря этому, им удалось составить карту “космических потоков” – своеобрахных путей “миграции” галактик. Как оказалось, Млечный путь является частью огромного суперкластера, протяженностью 520 миллионов световых лет, в которую входит свыше ста тысяч галактик. Новооткрытую структуру назвали Ланиакея —  в переводе с гавайского — Необъятные небеса.Цвета на карте обозначают распределение галактик. Красный соответствует участкам с наибольшей плотностью галактик, синий – относительно пустынным областям. Разумеется, нельзя забывать что наблюдаемые нами галактики составляют лишь малый процент от массы вселенной в то время как ее основная часть приходится на темную материю, которую мы можем обнаружить лишь по косвенным признакам.

Синяя точка – это находящееся на задворка Ланиакеи местное скопление галактик, где находится наш Млечный путь.

Белые линии показывают потоки, вдоль которых галактики Ланиакеи  двигаются  по направлению к Великому аттрактору – гравитационной аномалии, находящийся от нас на расстоянии 250 миллионов световых лет.  К сожалению, мы не можем наблюдать Великий аттрактор напрямую, так как он находится в “зоне избегания”, закрытой от наблюдений плоскостью Млечного пути с большим количеством пыли. Но мы можем измерить эффект, который он оказывает на движение галактик. По всей видимости, Аттрактор представляет собой своеобразное ядро Ланиакеи, к которому образующие ее галактики стремятся, словно вода, текущая вниз по нисходящему пути в долину.

Оранжевая линия показывает границу Ланиакеи. Ее можно условно сравнить  с водоразделом – за ее пределами, космические потоки меняют свое направление и устремляются  к центру соседних суперкластеров Волос Вероники, Персеи-Рыбы и Шепли.

В завершение могу лишь еще сказать, что наша Вселенная поистине огромна и полна чудес, о большинство из которых мы даже и не подозреваем.   Интересно, сколько существует еще более масштабных вселенских структур, составной частью которых является Ланиакея?

Планета Земля . Большая история [С чего все начиналось и что будет дальше]

Наша Солнечная система находится в галактике, которую мы называем Млечный Путь, на космической окраине одного из ее спиральных рукавов – Рукава Ориона. Млечный Путь относится к группе с неромантичным названием Местная группа галактик, где их около пятидесяти. Местная группа находится во внешней области Скопления Девы, в котором галактик около тысячи. Оно входит в Местное сверхскопление, где сотни таких групп. Чтобы пересечь Местное сверхскопление, нужно двигаться со скоростью света в течение 100 млн лет. В 2014 году выяснилось, что оно – часть гигантской космической империи, в которой, вероятно, 100 000 галактик и которую, двигаясь со скоростью света, можно было бы пересечь за 400 млн лет. Эта империя называется сверхскоплением Ланиакея (в переводе с гавайского – «необъятные небеса»). В настоящее время это самая крупная известная нам структурированная единица во Вселенной. Предполагается, что Ланиакея строится вокруг каркаса из темного вещества, гравитационное притяжение которого удерживает все эти галактики вместе, пока Вселенная расширяется.

Теперь вернемся на окраину Ланиакеи, в нашу Местную группу галактик, в Рукав Ориона, где мы найдем Солнце и планету Земля. После того как в результате аккреции образовалась эта планета, наш скульптор с бензопилой в качестве последнего штриха придал ей особую внутреннюю структуру. Геологи называют этот процесс дифференциацией.

Молодая Земля нагревалась и плавилась. Нагрев вызывали резкие столкновения в ходе аккреции, радиоактивные элементы (которые образовались при взрыве сверхновой, как и б?льшая часть материала для Солнечной системы), а также давление, растущее по мере того, как планета увеличивалась в размере. Наконец молодая Земля стала такой горячей, что в основном растопилась в вязкое месиво, а после сжижения отдельные слои планеты распределились по плотности, и она обрела свою нынешнюю структуру.

Более тяжелые элементы, в первую очередь железо, никель и немного кремния, провалились через горячую жижу в середину и образовали металлическое ядро Земли. При вращении планеты оно создало магнитное поле, которое защитило ее поверхность от повреждений со стороны заряженных частиц солнечного ветра. Более легкие горные породы, например базальты, скопились выше ядра и образовали второй слой – зону полурасплавленных пород, перемешанных с газом и водой, глубиной 3000 километров, которая называется мантией. Отсюда берется лава, извергаемая вулканами. Самые легкие горные породы, в основном граниты, всплыли на поверхность, остыли и затвердели, образовав третий слой – тонкую, как яичная скорлупа, оболочку, которая называется корой и сегодня покрыта океанами и материками. Толщина коры под океанами в некоторых местах составляет всего пять километров, но под континентами она достигает 50 километров. Кора особенно интересна с химической точки зрения. Здесь можно найти твердые вещества, жидкости и газы, она неоднократно нагревалась и остывала под действием вулканов, падающих астероидов, жгучего молодого Солнца и наконец сконденсировавшихся первых земных океанов. В коре и мантии благодаря теплу и круговороту элементов образовалось около 250 новых минералов[42]. Пузыри газов, в том числе углекислого газа и водяного пара, выходили из мантии через вулканы и трещины на поверхности и образовали четвертый слой – первую атмосферу Земли. Кора и атмосфера также обогащались газами, водой, сложными молекулами и другими материалами, которые приносили с собой астероиды и кометы.

Горячее расплавленное ядро сохраняло молодую Землю в движении, потому что энергия из центра пробивалась через толщу планеты, подогревая и смешивая ее верхние слои, в результате чего возникали циркулирующие потоки мягких горных пород в мантии и образовалась усеянная вулканами поверхность. Жар ядра продолжает управлять изменениями в верхних слоях планеты. Сегодня можно проследить за движениями на ее поверхности с помощью систем GPS, и мы знаем, что плиты коры движутся примерно с той же скоростью, с которой у вас растут ногти. Самые быстрые перемещаются примерно на 25 сантиметров в год.

Геологи делят историю Земли на части. Самая продолжительная из них – эон. Первый эон называется гадей («подобный аду»). Он длился с образования Земли и до начала архейского эона (около 4 млрд лет назад). Заглянув на планету во времена гадея, вы увидели бы массу строительного хлама, оставшегося от аккреции. Трещины и разрывы на поверхности Луны и других планет показывают, что от 4 до 3,8 млрд лет назад на внутреннюю Солнечную систему обрушился дождь астероидов и других блуждающих объектов. Его называют «поздней тяжелой бомбардировкой», которую, вероятно, вызвало смещение орбит Юпитера и Сатурна, в результате чего объекты россыпью разлетелись по молодой Солнечной системе. Сейчас большинство астероидов обитает между Юпитером и Марсом – возможно, это обломки кирпичей и балок, из которых разрушительная гравитационная сила Юпитера так и не дала образоваться планете. Сегодня нам известно около 300 000 астероидов. Большинство из них маленькие, но этих блуждающих объектов достаточно много, чтобы бомбардировать внутренние планеты[43].

Видео дня: захватывающее сравнение размеров звезд и планет во Вселенной

Все познается в сравнении. Возможно, именно этим афоризмом руководствовался пользователь YouTube под ником morn1415, когда семь лет назад создал весьма оригинальный видеоролик, обеспечивающий наглядное представление о том, как соотносятся размеры самых известных небесных тел. Сейчас у этого видеоролика, собравшего множество восторженных отзывов, порядка 14 млн просмотров. В данном случае мы говорим об оригинальном видео, множество скачанных и повторно загруженных другими пользователями версий в расчет не берем. На всякий случай приведем его ниже (вдруг кто не видел, но хочет посмотреть). Предметом конкретно этой заметки является продолжение оригинальной версии «Star Size Comparison HD», столь запрашиваемое многими пользователи YouTube.

Оно называется просто Star Size Comparison 2 и выполнено в том же духе, что и оригинал, но куда масштабнее. Отправной точкой сравнения выступает все та же Луна, по левую сторону которой расположены меньшие по размерам Плутон и Церера, ближайшая к Солнцу и наименьшая среди известных карликовых планет Солнечной системы. Затем уже по накатанной схеме в порядке возрастания диаметра идут другие небесные тела. Замыкает этот парад звезда (супергигант) UY Scuti. Это одна из самых больших и самых ярких известных человечеству звезд. По оценкам ученых, радиус UY Scuti равен 1708 радиусам Солнца, диаметр – 2,4 миллиарда км.

Отталкиваясь от размеров UY Scuti автор видео дает доступное (как говорится, для домохозяек) объяснение понятиям световой день и световой год, рассказывает несколько общеизвестных научных фактов о Вселенной. Также видео позволяет оценить масштабы галактики Млечный Путь, сравнить ее с ближайшим соседом – Галактикой Андромеды. Напомним, галактика Андромеды и наша Галактика приближаются друг к другу со скоростью 100—140 км/с, расчетное время до столкновения этих двух галактических систем – 3-4 миллиарда лет.

Не забыл автор и про гипотезу Мультивселенной. Согласитесь, лучшей концовки для этого эпического сказания было и не придумать. Отдельно стоит отметить звуковое сопровождение – получилось очень атмосферно. В общем, автору видео респект и уважуха огромное спасибо за проделанную работу.

Источник: YouTube (1 и 2)

Планета Земля факты и информация

Земля, наша родная планета, не похожа ни на один другой мир. Третья планета от Солнца, Земля — единственное место в известной вселенной, где, как подтверждено, есть жизнь.

Имея радиус 3959 миль, Земля является пятой по величине планетой в нашей Солнечной системе, и это единственная известная планета, на поверхности которой есть жидкая вода. Земля также уникальна с точки зрения прозвищ. Каждая вторая планета Солнечной системы была названа в честь греческого или римского божества, но, по крайней мере, в течение тысячи лет некоторые культуры описывали наш мир, используя германское слово «земля», что означает просто «земля».”

Земля — единственная известная планета, на которой существует жизнь. Узнайте о происхождении нашей родной планеты и некоторых ключевых ингредиентах, которые помогают сделать это голубое пятнышко в космосе уникальной глобальной экосистемой.

Наш танец вокруг солнца

Земля совершает оборот вокруг Солнца за 365,25 дня. Поскольку в нашем календарном году всего 365 дней, мы добавляем дополнительный високосный день каждые четыре года, чтобы учесть разницу.

Хотя мы этого не чувствуем, Земля движется по своей орбите со средней скоростью 18.5 миль в секунду. Во время этого круга наша планета находится в среднем на расстоянии 93 миллиона миль от Солнца, расстояние, которое свет проходит около восьми минут. Астрономы определяют это расстояние как одну астрономическую единицу (а.е.), меру, которая служит удобным космическим критерием.

Земля вращается вокруг своей оси каждые 23,9 часа, определяя день и ночь для обитателей поверхности. Эта ось вращения наклонена на 23,4 градуса от плоскости орбиты Земли вокруг Солнца, что дает нам времена года. В том полушарии, которое наклонено ближе к солнцу, наступает лето, а в том полушарии, которое наклонено дальше, наступает зима.Весной и осенью каждое полушарие получает одинаковое количество света. Каждый год в две определенные даты, называемые равноденствиями, оба полушария освещаются одинаково.

Много слоев, много особенностей

Около 4,5 миллиардов лет назад под действием гравитации Земля сформировалась из газообразного пылевого диска, окружавшего наше молодое солнце. Со временем недра Земли, состоящие в основном из силикатных пород и металлов, разделились на четыре слоя.

В сердце планеты находится внутреннее ядро, твердая сфера из железа и никеля, шириной 759 миль и температурой 9800 градусов по Фаренгейту.Внутреннее ядро ​​окружено внешним ядром, полосой железных и никелевых флюидов толщиной 1400 миль. За внешним ядром лежит мантия, слой вязкой расплавленной породы толщиной 1800 миль, на котором покоится самый внешний слой Земли, кора. На суше толщина континентальной коры составляет в среднем 19 миль, но океаническая кора, образующая морское дно, тоньше — около трех миль — и плотнее.

Подобно Венере и Марсу, на Земле есть горы, долины и вулканы. Но в отличие от своих скалистых братьев и сестер, почти 70 процентов поверхности Земли покрыто океанами жидкой воды, которые в среднем составляют 2.5 миль глубиной. Эти водоемы содержат 97 процентов вулканов Земли и срединно-океанский хребет, массивную горную цепь длиной более 40 000 миль.

Земная кора и верхняя мантия разделены на массивные плиты, которые трутся друг о друга в замедленном темпе. Когда эти плиты сталкиваются, разрываются или скользят друг мимо друга, они порождают нашу очень активную геологию. Землетрясения гремят, когда эти плиты зацепляются и скользят друг мимо друга. Многие вулканы образуются, когда кора морского дна врезается в континентальную кору и скользит под ней.Когда плиты континентальной коры сталкиваются, горные хребты, такие как Гималаи, отбрасываются к небу.

Защитные поля и газы

Атмосфера Земли состоит на 78 процентов из азота, на 21 процент из кислорода и на один процент из других газов, таких как двуокись углерода, водяной пар и аргон. Подобно теплице, эта газовая оболочка поглощает и сохраняет тепло. В среднем температура поверхности Земли составляет около 57 градусов по Фаренгейту; без нашей атмосферы было бы ноль градусов. За последние два столетия люди добавили в атмосферу достаточно парниковых газов, чтобы поднять среднюю температуру Земли на 1.8 градусов по Фаренгейту. Это дополнительное тепло во многом изменило погодные условия Земли.

Атмосфера не только питает жизнь на Земле, но и защищает ее: она достаточно плотная, чтобы многие метеориты сгорали перед столкновением от трения, а ее газы, такие как озон, блокируют попадание на поверхность повреждающего ДНК ультрафиолетового излучения. Но несмотря на все то, что делает наша атмосфера, она удивительно разрежена. Девяносто процентов атмосферы Земли находится всего в 10 милях от поверхности планеты.

Силуэт женщины виден на норвежском острове под северным сиянием (Северное сияние).

Фотография Гарсии Жюльена, Getty Images

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Мы также защищены от магнитного поля Земли, создаваемого вращением нашей планеты и ее железо-никелевым ядром. Это каплевидное поле защищает Землю от частиц высокой энергии, запускаемых в нас с Солнца и из других мест космоса. Но из-за структуры поля некоторые частицы направляются к полюсам Земли и сталкиваются с нашей атмосферой, вызывая полярные сияния, естественный фейерверк, известный некоторым как северное сияние.

Космический корабль «Земля»

Земля — это планета, которую лучше всего изучить в деталях, помогая нам увидеть, как ведут себя другие твердые планеты, даже вращающиеся вокруг далеких звезд. В результате ученые все чаще наблюдают за Землей из космоса. Только у НАСА есть десятки миссий, посвященных разгадке тайн нашей планеты.

В то же время телескопы смотрят вовне, чтобы найти другие Земли. Благодаря таким инструментам, как космический телескоп НАСА «Кеплер», астрономы обнаружили более 3800 планет, вращающихся вокруг других звезд, некоторые из которых размером с Землю, а несколько из них вращаются в зонах вокруг своих звезд, температура которых как раз подходит для наблюдения. быть потенциально обитаемым.Другие миссии, такие как Transiting Exoplanet Survey Satellite, готовы найти еще больше.

Происхождение Вселенной, Земли и жизни

 

Важный новый путь исследований открылся с открытием того, что определенные молекулы состоящие из РНК, называемые рибозимами, могут действовать как катализаторы в современных клетках. Это Ранее считалось, что только белки могут служить катализаторы, необходимые для выполнения определенных биохимических функций. Таким образом, в раннем добиотическом мире молекулы РНК могли быть «автокаталитические», то есть они могли хорошо воспроизвести себя до того, как появились белковые катализаторы (называемые ферментами).Лаборатория эксперименты показывают, что репликация автокаталитических молекул РНК претерпевают спонтанные изменения и что варианты молекул РНК с в них преобладает наибольшая автокаталитическая активность. среды. Некоторые ученые склоняются к гипотезе о том, что ранний «мир РНК», и они проверяют модели, которые ведут от РНК к синтез простых молекул ДНК и белков. Эти сборки из молекулы в конечном итоге могли быть упакованы внутри мембран, таким образом составляют «протоклетки» — ранние версии очень простых клеток.

Для тех, кто изучая происхождение жизни, вопрос уже не в том, является ли жизнь могли возникнуть в результате химических процессов с участием небиологических компоненты. Вместо этого возник вопрос, какой из многих путей можно было бы следовать, чтобы произвести первые клетки.

Сможем ли мы когда-нибудь определить путь химической эволюции, приведший к возникновению жизнь на Земле? Ученые планируют эксперименты и размышляют о том, как ранняя Земля могла быть гостеприимным местом для разделение молекул на единицы, которые могли быть первыми живыми системы.Недавнее предположение включает в себя возможность того, что первый живые клетки могли возникнуть на Марсе, засеяв Землю через многочисленные метеориты, которые, как известно, путешествуют с Марса на нашу планету.

Конечно, даже если живая клетка должна была быть получена в лаборатории, это не доказывало бы, что Природа пошла по тому же пути миллиарды лет назад. Но это задача науки — дать правдоподобные естественные объяснения явления. Изучение происхождения жизни является очень активным исследованием области, в которой достигнут важный прогресс, хотя консенсус среди ученых заключается в том, что ни одна из нынешних гипотез до сих пор не было подтверждено.История науки показывает, что, казалось бы, неразрешимая проблемы, подобные этой, могут стать поддающимися решению позже, как результат достижений в теории, приборостроении или открытия новых факты.

Креационистские взгляды на происхождение Вселенной, Земли и Жизнь

Многие религиозные люди, включая многих ученых, считают, что Бог создал вселенную и различные процессы, движущие физическую и биологическую эволюцию, и что эти процессы затем привели к созданию галактик, нашей солнечной систему и жизнь на Земле.Это убеждение, которое иногда называют «теистическая эволюция» не противоречит научной объяснения эволюции. Действительно, он отражает замечательное и вдохновляющий характер физической вселенной, открытый космологией, палеонтология, молекулярная биология и многие другие научные дисциплины.

Сторонники «креационная наука» придерживается различных точек зрения. Некоторые утверждают, что Земля и Вселенная относительно молода, возможно, всего от 6000 до 10 000 лет. лет. Эти люди часто считают, что настоящее физическое форму Земли можно объяснить «катастрофизмом», в том числе всемирным потоп, и что все живые существа (включая людей) были созданы чудесным образом, по сути, в тех формах, в которых мы их сейчас находим.

Другие сторонники наука о сотворении готова признать, что Земля, планеты и звезды могли существовать миллионы лет. Но они утверждают, что различные виды организмов, и особенно человек, могли появиться только о со сверхъестественным вмешательством, потому что они показывают «разумные дизайн.»

В этом буклете оба эти виды «Молодой Земли» и «Старой Земли» называются «креационизм» или «особое творение».

Нет действительных научные данные или расчеты, подтверждающие веру в то, что Земля был создан всего несколько тысяч лет назад.В этом документе обобщены огромное количество свидетельств великого возраста Вселенной, наше галактика, Солнечная система и Земля из астрономии, астрофизики, ядерная физика, геология, геохимия и геофизика. Независимый научные методы последовательно определяют возраст Земли и Солнца. системе около 5 миллиардов лет, и возраст нашей галактики и Вселенной в два-три раза больше. Эти выводы делают происхождение Вселенной в целом понятно, придают согласованность многим различных отраслей науки и формируют основные выводы замечательный свод знаний о происхождении и поведении Физический мир.

И нет никакого доказательство того, что вся геологическая летопись с ее упорядоченной последовательностью ископаемых, является продуктом одного всемирного потопа, который произошел несколько тысяч лет назад, длилась немногим дольше года и охватывала самые высокие горы на глубину до нескольких метров. Напротив, приливно-отливные и наземные отложения демонстрируют, что в незарегистрированное время в прошлом вся планета была под водой. Более того, всеобщее наводнение достаточной величины для образования осадочных пород видимые сегодня, которые вместе имеют многокилометровую толщину, потребовали бы объем воды намного больше, чем когда-либо существовало на Земле и в по крайней мере, с момента образования первой известной твердой коры около 4 млрд. много лет назад.Вера в то, что отложения Земли с их окаменелостями были отложенных в упорядоченной последовательности в течение года, бросает вызов всем геологическим наблюдения и физические принципы, касающиеся скоростей седиментации и возможное количество взвешенных твердых частиц.

У геологов есть построили подробную историю отложения наносов, которая связывает отдельных тел горных пород в земной коре до конкретных средах и процессах. Если бы геологи-нефтяники могли найти больше нефти и газ, интерпретируя записи осадочных пород как имеющие возникшие в результате одного потопа, они, безусловно, поддержали бы идею такой флуд, а их нет.Вместо этого эти практики соглашаются с академическими геологами о природе условий осадконакопления и геологическое время. Геологи-нефтяники были пионерами в распознавание ископаемых месторождений, которые формировались в течение миллионов лет в таких средах, как извилистые реки, дельты, песчаный барьер пляжи и коралловые рифы.

Пример нефтяная геология демонстрирует одну из самых сильных сторон науки. Используя знания о мире природы, чтобы предсказать последствия наши действия, наука дает возможность решать проблемы и создавать возможности с помощью техники.Детальные знания, необходимые для поддерживать нашу цивилизацию можно было только с помощью научных изучение.

Аргументы креационисты не руководствуются доказательствами, которые можно наблюдать в Натуральный мир. Специальное творение или сверхъестественное вмешательство не подлежат значимым проверкам, требующим прогнозирования правдоподобных результаты, а затем проверка этих результатов путем наблюдения и эксперименты. Действительно, заявления об «особом творении» переворачивают научный процесс.Объяснение рассматривается как неизменное, и доказательства ищутся только для того, чтобы поддержать конкретный вывод каким бы то ни было значит можно.

 

3.1 Происхождение Земли и Солнечной системы – Введение в океанографию

  • Тепло возникло в результате распада радиоактивных элементов внутри Земли, в частности распада 235U, 238U, 40K и 232Th, которые в основном присутствуют в мантии. Общее количество тепла, производимого таким образом, со временем уменьшалось (поскольку эти изотопы истощались) и сейчас составляет примерно 25% от того, что было при формировании Земли.Это означает, что внутри Земли постепенно становится холоднее.
  • Тепло исходило от тепловой энергии, уже содержащейся в объектах, которые срослись, чтобы сформировать Землю.
  • Тепло исходило от столкновений. Когда объекты сталкиваются с Землей, часть энергии их движения уходит на деформацию Земли, а часть преобразуется в тепло. (Самое ужасное столкновение, которое пережила Земля, было с планетой Тейя, которая была размером примерно с Марс. Вскоре после образования Земли Тейя столкнулась с Землей.Когда Тейя врезалась в Землю, металлическое ядро ​​Тейи слилось с ядром Земли, а обломки внешних силикатных слоев были выброшены в космос, образовав кольцо из щебня вокруг Земли. Материал внутри кольца объединился в новое тело на орбите вокруг Земли, дав нам нашу Луну. Примечательно, что обломки могли слиться за 10 лет или меньше! Этот сценарий образования Луны называется гипотезой гигантского удара . )
  • По мере того, как Земля становилась больше, ее гравитационная сила становилась сильнее.Это увеличило способность Земли притягивать к себе объекты, но также вызвало сжатие материала, из которого состоит Земля, подобно тому, как Земля сжимает себя гигантскими гравитационными объятиями. Сжатие вызывает нагревание материалов.

Нагрев имел очень важное значение для структуры Земли. По мере роста Земля собирала смесь зерен силикатных минералов, а также железа и никеля. Эти материалы были разбросаны по всей Земле. Ситуация изменилась, когда Земля начала нагреваться: стало так жарко, что расплавились и силикатные минералы, и металлы.Расплав металла был намного плотнее, чем расплав силикатного минерала, поэтому расплав металла опустился к центру Земли, став ее ядром, а расплав силиката поднялся вверх, превратившись в земную кору и мантию. Другими словами, Земля разделила себя. Разделение силикатных минералов и металлов на каменистый внешний слой и металлическое ядро ​​соответственно называется дифференциацией . С тех пор гравитация притянула Землю к почти сферической форме с радиусом 6371 км и окружностью около 40 000 км.Однако это не идеальная сфера, поскольку вращение Земли вызывает экваториальную выпуклость, так что окружность Земли на 21 км (0,3%) шире на экваторе, чем от полюса к полюсу. Таким образом, технически это «сплюснутый сфероид».

Если бы мы провели инвентаризацию элементов, из которых состоит Земля, то обнаружили бы, что 95 % массы Земли составляют всего четыре элемента: кислород, магний, кремний и железо. Большая часть оставшихся 5% приходится на алюминий, кальций, никель, водород и серу.Мы знаем, что в результате Большого взрыва образовались водород, гелий и литий, но откуда взялись остальные элементы? Ответ заключается в том, что другие элементы были созданы звездами. Тепло и давление внутри звезд заставляют более мелкие атомы сталкиваться друг с другом и сливаться в новые, более крупные атомы. Например, когда атомы водорода сталкиваются и сливаются, образуется гелий. Большое количество энергии высвобождается, когда некоторые атомы сливаются, и именно эта энергия заставляет звезды сиять.

Для образования таких тяжелых элементов, как железо и никель, нужны более крупные звезды.Наше Солнце — средняя звезда; после того, как он израсходует свое водородное топливо для производства гелия, а затем часть этого гелия будет синтезирована для получения небольших количеств бериллия, углерода, азота, кислорода и фтора, он будет в конце своей жизни. Он перестанет производить атомы, будет остывать и раздуваться, пока его середина не достигнет орбиты Марса. Напротив, большие звезды заканчивают свою жизнь впечатляющим образом, взрываясь как сверхновые и выбрасывая в космос новообразованные атомы, в том числе элементы тяжелее железа.Потребовалось много поколений звезд, создавших более тяжелые элементы и выбрасывающих их в космос, прежде чем более тяжелые элементы стали достаточно распространены, чтобы образовать планеты, подобные Земле.


* «Физическая геология» Стивена Эрла, используется по международной лицензии CC-BY 4. 0. Загрузите эту книгу бесплатно по адресу http://open.bccampus.ca

.

Рождение планеты Земля – Spitz Creative Media

Описание

Рассказывает Ричард Дормер.

Рождение планеты Земля рассказывает запутанную историю о происхождении нашей планеты.

Теперь ученые считают, что наша галактика заполнена солнечными системами, включая до миллиарда планет размером примерно с нашу. В фильме используются передовые визуализации кинематографического качества, основанные на данных, чтобы исследовать некоторые из величайших вопросов современной науки: как Земля стала живой планетой после бурного рождения нашей Солнечной системы? Что его история говорит нам о наших шансах найти другие миры, действительно похожие на Землю?

Произведено Spitz Creative Media, Лабораторией расширенной визуализации NCSA, Thomas Lucas Productions, Inc., совместно с Музеем науки Теллуса. Этот проект стал возможным благодаря поддержке Содружества Пенсильвании и Управления кинематографии Большой Филадельфии; частично финансируется Национальным научным фондом.

Награды

· Приз зрительских симпатий, Минский международный полнокупольный фестиваль, Минский планетарий, Минск, Беларусь 2021

· Официальный отбор, Калужский полнокупольный фестиваль, Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, Калуга, Россия 2021

· Официальный отбор, 5-й полнокупольный кинофестиваль в Корее, Национальный научный музей Квачхон, Южная Корея, 2020

· Официальный отбор, Фестиваль Dome Under, Мельбурн, Австралия, 2020

· Лучшая научная визуализация и демонстрация анализа данных для Фотосинтеза в хроматофоре , Отрывок из «Рождения планеты Земля» , в IEEE Supercomputing в Денвере, Колорадо, 2019

· Электронный театр, официальный отбор: Фотосинтез в хроматофоре, отрывок из «Рождения планеты Земля» , SIGGRAPH Asia, Брисбен, Австралия, 2019 г.

· Фестиваль компьютерной анимации, официальный отбор: Формирование Луны, отрывок из «Рождения планеты Земля», SIGGRAPH Asia, Брисбен, Австралия, 2019 г.

· Приз за лучший саундтрек, Фестиваль иммерсивного кино, Эшпинью, Португалия, 2019 

· Почетное упоминание, «За ценность работы в целом… которая включает в себя подробные научные визуализации, связанные с огромной художественной красотой», Фестиваль иммерсивного кино, Эспиньо, Португалия, 2019 г.

· Лучший образовательный купольный фильм, Кинофестиваль DTLA, Лос-Анджелес, Калифорния, 2019

· Официальный отбор, Фестиваль иммерсивного кино, Эшпинью, Португалия, 2019

· Официальный отбор, кинофестиваль Astra, Румыния, 2019

· Режиссерская премия, Фестиваль Fulldome Брно 2019

· Электронный театр, Официальный отбор: Фотосинтез в хроматофоре, Отрывок из «Рождения планеты Земля», SIGGRAPH 2019

· Лучшие астрономические визуализации, Полнокупольный фестиваль «Отражения Вселенной», Ярославль 2019

· Официальный отбор, кинофестиваль в Мейконе, 2019 г.

 

Официальные анонсы шоу

Шпиц Пресс-релиз

Пресс-релиз NCSA

Узнайте об этом по телефону

ФДДБ. орг

Лаборатория расширенной визуализации NCSA

Рождение планеты Земля : Премьера

Рождение планеты Земля : очерк

 

В нашей Галактике есть еще только одна планета, которая может быть похожа на Землю, говорят ученые

Художественное изображение потенциально обитаемой планеты Кеплер 422-b (слева) в сравнении с … [+] Землей (справа).

Ph03nix1986 / Wikimedia Commons

Это ты и я, Кеплер-442b.

Что нужно для того, чтобы на инопланетной экзопланете появилась жизнь, какой мы ее знаем? Много, как оказалось.

Несмотря на прошлогоднюю статью, в которой утверждалось, что в нашей галактике может быть 300 миллионов планет, которые «потенциально пригодны для жизни», новое исследование, опубликованное в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества , опровергает это мнение.

Предполагая, что земные условия на потенциально обитаемых планетах могут быть гораздо реже, чем считалось ранее, этот новый анализ известных экзопланет фокусируется на фотосинтезе.

На данный момент астрономы обнаружили 4422 экзопланеты, но лишь немногие из них считаются потенциально обитаемыми.

Фотосинтез — это то, как растения используют солнечный свет, воду и углекислый газ для создания кислорода и энергии.

БОЛЬШЕ ОТ FORBES29 Разумные инопланетные цивилизации, возможно, уже заметили нас, говорят ученые Джейми Картер

Учитывая, что фотосинтез сыграл решающую роль в создании сложных биосфер типа Земли, потенциально обитаемая экзопланета означает, что на ней должна развиться атмосфера на основе кислорода.

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), который должен быть запущен в конце этого года, сможет изучать атмосферы экзопланет, когда они проходят мимо своих звезд. Свет, проходящий через их атмосферу, покажет, какие газы они содержат.

Однако для фотосинтеза требуется жидкая вода. Только экзопланеты с подходящей температурой — не слишком горячей и не слишком холодной — могут разместить на своей поверхности такое существо.

Итак, сколько скалистых экзопланет размером с Землю находится в так называемой «Зоне Златовласки»?

Не так много, предполагает это исследование.

На самом деле, даже среди нескольких известных каменистых и потенциально пригодных для жизни экзопланет ни одна из них не имеет теоретических условий для поддержания земной биосферы, питаемой фотосинтезом.

Это не все плохие новости.

Исследование, в котором изучалось количество радиации (солнечного света), которую каждая многообещающая экзопланета получает от своей звезды, выявило одну планету, которая близка к тому, чтобы получать достаточно солнечного света для поддержания большой биосферы, которую может обнаружить JWST — Kepler-442b.

Визуализация пригодной для жизни инопланетной экзопланеты, похожей на Землю

гетти

Что мы знаем о Kepler-442b

Каменистая планета Kepler-442b, масса которой в два раза превышает массу Земли, вращается вокруг умеренно горячего оранжевого карлика на расстоянии около 1120 световых лет в созвездии Лиры.

О его существовании было объявлено в 2015 году после того, как он был обнаружен космическим телескопом Кеплер, проходящим транзитом через свою родительскую звезду. Телескоп перестал работать в 2018 году. 

Эта экзопланета, также называемая KOI-4742.01, находится примерно на половине расстояния от своей звезды, чем Земля от Солнца. Чтобы совершить оборот вокруг звезды Кеплер-442, требуется 112 дней.

Однако это «суперземля», которая, несмотря на название, не совсем похожа на Землю.

В исследовании делается вывод, что звезды с температурой, близкой к половине температуры нашего Солнца, не могут поддерживать земные биосферы, потому что они не обеспечивают достаточного количества энергии в правильном диапазоне длин волн.

Это не означает, что фотосинтез был бы невозможен, но на планете не было бы достаточно растений, чтобы поддерживать земную биосферу.

БОЛЬШЕ ОТ FORBESВ фотографиях: «Суперклубничная луна» сверкает, когда первая, самая большая и яркая полная луна висит низко Автор Джейми Картер

Концепт этого художника получен 30 октября 2018 г. благодаря любезному предоставлению NASA/Ames/JPL-Caltech/T. Пайл показывает … [+] Kepler-186f, первая планета размером с Землю в обитаемой зоне.- После девяти лет сбора данных в глубоком космосе, указывающих на то, что наше небо заполнено миллиардами скрытых планет, у космического телескопа НАСА «Кеплер» закончилось топливо, необходимое для дальнейших научных операций. 30 октября 2018 года НАСА приняло решение вывести космический корабль на его текущую безопасную орбиту подальше от Земли. Кеплер оставил в наследство более 2600 открытий планет за пределами нашей Солнечной системы, многие из которых могут быть многообещающими местами для жизни. (Фото NASA/JPL-Caltech/T. Pyle/NASA/Ames/JPL-Caltech/AFP) (Фото должно быть написано НАСА/JPL-CALTECH/T.PYLE/AFP через Getty Images)

AFP через Getty Images

Это удар по поиску жизни в галактике, поскольку 70% звезд Млечного Пути являются тусклыми красными карликами (также называемыми М-карликами), ни один из которых, как предполагает это исследование, не дает своим планетам достаточно солнечного света для значительного фотосинтеза. происходить.

Еще хуже то, что звезды, которые горячее и ярче нашего Солнца, теоретически могут способствовать большему фотосинтезу, но эти звезды не существуют достаточно долго для развития сложной жизни, говорится в исследовании.

«Поскольку красные карлики являются наиболее распространенным типом звезд в нашей галактике, этот результат указывает на то, что земные условия на других планетах могут быть гораздо менее распространены, чем мы могли бы надеяться», — сказал ведущий автор профессор Джованни Ковоне из Университета Галактики. Неаполь. «Это исследование накладывает сильные ограничения на пространство параметров для сложной жизни, поэтому, к сожалению, кажется, что «золотое пятно» для размещения богатой земной биосферы не так уж велико».

Чистого неба и широких глаз.

Есть ли океаны на других планетах?

Европа может иметь подземные жидкие воды. Ученые предполагают, что скрытый океан Европы соленый, подвержен приливам и вызывает движение ее ледяной поверхности, что приводит к большим хорошо видимым трещинам. Хотя Европа находится за пределами обитаемой зоны Солнечной системы, на ней могут быть ингредиенты, необходимые для поддержания жизни — вода, энергия и органические соединения. (Изображение предоставлено: NASA/JPL/Ted Stryk).

Свидетельства указывают на наличие океанов на других планетах и ​​спутниках, даже в пределах нашей Солнечной системы.Но Земля — единственная известная планета (или луна), на поверхности которой есть постоянные, стабильные массы жидкой воды. В нашей Солнечной системе Земля вращается вокруг Солнца в области, называемой обитаемой зоной. Температура в этой зоне, а также достаточное атмосферное давление позволяют воде оставаться жидкой в ​​течение длительных периодов времени.

Ученые считают, что несколько спутников в нашей Солнечной системе имеют значительные подземные залежи жидкой воды. Спутник Сатурна Энцелад и спутник Юпитера Европа — два примера.У обоих есть соленые жидкие океаны, покрытые толстыми слоями льда на поверхности. Ученые наблюдали водяные шлейфы, извергающиеся с Энцелада, и полагают, что подобные шлейфы можно найти и на Европе. Существование этих гейзеров также говорит ученым о том, что у этих лун есть источник энергии, возможно, за счет сил гравитации или излучения — энергии, которая удерживает океаны в жидком состоянии подо льдом и даже может поддерживать жизнь.

За пределами нашей Солнечной системы ученые обнаружили тысячи экзопланет — планет, вращающихся вокруг других звезд, — в том числе некоторые из них находятся в обитаемой зоне.Используя математические модели, исследователи подсчитали, что более четверти известных экзопланет могут иметь жидкую воду, хотя у большинства из них есть подземные океаны, такие как на Европе и Энцеладе.

Поиск жидкой воды имеет решающее значение для поиска жизни за пределами Земли. В то время как ученые изначально сосредоточили свои усилия на поиске планет с жидкой водой на поверхности, это мышление меняется. Здесь, на Земле, у нас есть примеры жизни, процветающей в самых экстремальных условиях, таких как сложные экосистемы вокруг гидротермальных источников на морском дне. Ученые пересматривают вопрос о том, может ли жизнь существовать под ледяной поверхностью, даже в нашей Солнечной системе на таких спутниках, как Европа и Энцелад.

Астрономы нашли ближайшую к Земле черную дыру, скрывающуюся у всех на виду | Наука

Считается, что галактика Млечный Путь содержит сотни миллионов черных дыр. Но лишь несколько десятков проявили себя — через рентгеновское свечение окружающих их горячих газов. Астрономы обнаружили «темную» черную дыру всего в 1000 световых лет от Земли — по галактическим меркам совсем недалеко.Это самая близкая к нашей планете черная дыра из когда-либо найденных в звездной системе, видимой невооруженным глазом. «У них есть хорошие доказательства», — говорит Тодд Томпсон, астроном из Университета штата Огайо, Колумбус. «Я им верю».

Невидимая природа большинства черных дыр разочаровывает астрономов, которые могут узнать об этой последней стадии звездной эволюции только из нескольких десятков обнаруженных нагревающих «аккреционный диск» — вихревого газа, который они поглощают. Однако недавно астрономы нашли несколько «голых» неаккрецирующих кандидатов, используя технику, заимствованную из поисков экзопланет.Охотники за экзопланетами ищут периодические сдвиги частоты света от звезд по мере его движения к Земле и от нее. Это может быть вызвано силой гравитации невидимого спутника, находящегося на орбите. Небольшой рывок указывает на легкую планету; больший буксир может быть признаком черной дыры.

Томас Ривиниус, астроном из Европейской южной обсерватории (ESO), и его коллеги изучали таким образом необычную звездную систему HR 6819 с помощью 2,2-метрового телескопа в Чили, управляемого ESO и Обществом Макса Планка.Они думали, что это двойная система, но в периодическом смещении света одной из звезд было дополнительное колебание, которое указывало на то, что что-то еще заявляет о своем присутствии. Оказалось, что это тройная система с одной звездой на быстрой 40-дневной орбите с невидимым компаньоном и другой звездой на более далекой, медленно движущейся траектории, пишут сегодня в Astronomy & Astrophysics . Масса невидимого компаньона была достаточно велика — в четыре раза больше массы Солнца, — что, если бы это была звезда, «мы бы ее увидели», — говорит Ривиниус.

Чтобы убедиться, что спутником является черная дыра, исследователи внимательно изучат систему. Команда подала заявку на использование оптического интерферометра ESO, устройства, которое объединяет свет отдельных телескопов для достижения разрешения гораздо большего. «Мы не увидим черную дыру, — говорит Ривиниус, — но они должны увидеть, как одна из звезд «обращается вокруг чего-то другого, чего там нет».

Команде посчастливилось наткнуться на такую ​​систему, говорит астроном Бенджамин Гизерс из Геттингенского университета.«Вы должны наблюдать много звезд, чтобы найти одну». Он и его коллеги исследовали 25 шаровых скоплений, скоплений звезд вокруг Млечного Пути, каждое из которых содержит сотни тысяч звезд. В 2017 году они обнаружили одного кандидата в черные дыры, примерно в 4,5 раза превышающего массу Солнца, притягивающего свою звезду-компаньона.

В 2019 году Томпсону и его коллегам также повезло: они проанализировали данные, полученные из Sloan Digital Sky Survey, и использовали All-Sky Automated Survey для сверхновых, чтобы сократить цифры.«Мы искали звезду, которая делает что-то, чего ей делать не следует, — говорит он. Наконец, они нашли быстро вращающуюся гигантскую звезду под названием 2MASS J05215658+4359220, которая, судя по ее колебаниям, указывала на компаньона черной дыры массой около 3,5 солнечных. Изучение таких систем, как эта и HR 6819, поможет астрономам «понять, как работают двойные системы и как образуются черные дыры», — говорит Томпсон. Новая находка «очень близкая и яркая», говорит он. «Это будет хорошо изучено».

Он добавляет предостережение, потому что некоторые кандидаты в черные дыры не выдержали более тщательного изучения.«Я не думаю, что что-то железное. Вы должны быть скептичны». Но тот факт, что неаккрецирующие черные дыры начинают проявляться в двойных и тройных системах, говорит о том, что там должно быть гораздо больше изолированных черных дыр, некоторые даже ближе, чем HR 6819.