В ХХ веке астрономия продолжает изучать небо. Ученых интересуют объекты на окраине Солнечной системы, в том числе опасные кометы, а также экзопланеты, черные дыры, темная материя, Большой взрыв и развитие Вселенной.
James Webb Space Telescope. Источник: NASA GSFC
Все ли астрономия знает о небе?
Астрономия — это наука, возникшая тысячи лет назад. Веками ученые накапливали знания. На большинство вопросов, которые обычно задают люди относительно того, что происходит на небе, ответы были получены еще десятилетия или столетия назад.
Но это не значит, что астрономам нечего исследовать. Строительство огромных телескопов, таких как VLT, применение массивов антенн наподобие MeerKAT и запуск в космос суперсложных инструментов James Webb Space Telescope и Gaia — все это делается для того, чтобы ученые имели возможность разгадывать новые загадки Вселенной
Объекты в окрестностях Солнечной системы
Наша собственная Солнечная система сегодня неплохо исследована. Мы можем с уверенностью сказать, что в пределах орбиты Нептуна все объекты радиусом более 50 км нам известны. А вот дальше, за восьмой планетой, начинается немало загадок.
До сих пор окончательно неизвестно, действительно ли последней планетой является Нептун. Шансы, что за его орбитой мы найдем большое небесное тело, невелики, но энтузиасты продолжают поиски. И даже если еще одного газового гиганта там не окажется, то количество ледяных карликов, подобных Плутону и ждущих своего открытия, измеряется десятками.
Что уж говорить о меньших телах. Ежегодно из окрестностей Солнечной системы к нашей звезде подлетает не менее десятка комет. И теоретически любая из них может столкнуться с нашей планетой. Что касается астероидов размером в десятки метров, то их даже вблизи Земли насчитываются сотни. Отслеживание этих опасных объектов является настолько важной задачей, что NASA отдельно под нее создает новые телескопы.
Экзопланеты и поиск жизни
Ищут каменистые тела и за пределами Солнечной системы. Последние два больших космических телескопа JWST и TESS являются в первую очередь «ловцами экзопланет». Сейчас количество открытых миров у других звезд достигло 10 тысяч. Это уже та отметка, когда от собственно открытий можно переходить к созданию и проверке теорий о возникновении и эволюции этих тел, их климате и спутниках.
Экзопланеты — одна из важнейших тем современной астрономии. Источник: www.aa.com.tr
Особенно ученых интересуют экзопланеты, похожие на Землю. Уже обнаружено немалое количество тел, похожих на наш мир по размеру или получающих от своей звезды такое же количество тепла. Теперь дело за тем, чтобы узнать их химический состав, климатические условия и, возможно, найти биомаркеры. Так называют вещества, наличие которых свидетельствует о существовании жизни земного типа.
Эволюция звезд, как ее видит астрономия
Звезды на небе живут своей жизнью. Они рождаются, эволюционируют, меняя размер и светимость, и умирают, превращаясь в белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры. В целом этот процесс уже неплохо изучен, однако многие подробности еще не удавалось наблюдать. В частности, ученых интересует образование планетных систем из газово-пылевых дисков. Первые изображения этого процесса были получены только в прошлом десятилетии.
Эволюция двойных систем все активнее привлекает внимание астрономов
Также очень разнообразной оказалась эволюция двойных систем. Сейчас значительная часть исследований посвящена интересным случаям, когда одно из светил уже превратилось в белый карлик, нейтронную звезду или черную дыру, а второе продолжает сбрасывать на нее вещество. Иногда такие системы вспыхивают как новые, часто излучая рентгеновские и гамма-лучи.
Картографирование Вселенной
Кроме вопроса «как», ученые до сих пор ищут ответ на вопрос «где». За последние десять лет количество каталогизированных звезд увеличилось с 2 млн до нескольких миллиардов. Существенно больше мы теперь знаем и других галактическиз объектов — таких, как пульсары и туманности. Произошло это благодаря телескопу Gaia Европейского космического агентства, работающему в точке Лагранжа L₂ системы Солнце-Земля.
Астрометрический телескоп Gaia. Источник: NASA
С 2013 года, когда его отправили в космос, он позволил ученым определить положение в пространстве, скорость движения и спектры более чем миллиарда звезд. Однако в нашей Галактике их насчитывается свыше 400 млрд. Поэтому сейчас мы знаем о доле процента от их общего количества. А о существовании остальных только догадываемся.
Астрономия изучает черные дыры
Самые загадочные объекты Вселенной — черные дыры — долго оставались чисто теоретическими. Однако за последние 30 лет ученым таки удалось их отыскать. Сначала они, наблюдая за движением звезд, узнали, что одна из них расположена прямо в центре Млечного Пути. Потом, благодаря Телескопу горизонта событий, в 2019 году удалось увидеть одну из самых больших черных дыр, находящуюся в центре удаленной галактики M87. И вот, наконец, в 2022-м наша собственная сверхмассивная черная дыра тоже была «сфотографирована».
Изображение черной дыры в центре нашей Галактики. Источник: www.eso.org
Сейчас ученых больше всего интересует вопрос, как черные дыры звездной массы, возникающие в результате взрывов сверхновых, превращаются в монстров, обнаруженных в центрах галактик. На этом пути ученым необходимо отыскать объекты промежуточной массы, которые пока никто не наблюдал.
Темная материя
Большую часть существующей материи мы не видим. И речь совсем не о газово-пылевых туманностях, которые скрываются от света звезд. Ученые, изучающие эволюцию нашей Вселенной, уверены, что она невозможна без наличия темной материи, которая ни с чем не реагирует и проявляет себя почти исключительно благодаря гравитационному взаимодействию.
Темная материя окружает каждую галактику. Источник: www.livescience.com
Значительное количество темной материи, как считается, сосредоточено вокруг каждой галактики и влияет на ее развитие. Сейчас астрономы придумывают разные хитрые способы, чтобы как-то картографировать или хотя бы обнаружить эти темные облака. Ведь до сих пор прямых доказательств существования этой невидимой составляющей нашего мира получить не удавалось.
Большой взрыв и эволюция Вселенной
Наконец, за пределами Млечного Пути, астрономы продолжают изучать процессы возникновения и эволюции нашей Вселенной в целом. Считается, что возникла она 13,7 млрд лет назад в результате Большого взрыва. Но свидетельством этого является только реликтовое излучение в радиодиапазоне, исследование которого остается одной из важнейших задач радиоастрономии.
Одни из первых галактик. Источник: www.physics.uu.se
Когда-то давно изучение движения небесных тел положило начало пониманию того, что мир не заканчивается горизонтом. Люди начали задавать вопросы о том, как он устроен. Астрономия и сейчас продолжает находить на них ответы. И конца этому процессу, который называется «наука», не будет видно еще очень долго.
Источник: universemagazine.com
