R136a1 - наймасивніша, з відомих на сьогоднішній день, зірка у Всесвіті. Автори та права: Joannie Dennis/flickr, CC BY-SA.

Дивлячись на нічне небо розумієш, що ти лише піщинка у безкрайньому просторі космосу.

Але, багато хто з нас може також запитати себе: який об'єкт, з відомих на сьогоднішній день, є найпотужнішим у Всесвіті?

У певному сенсі відповідь це питання залежить від цього, що ми розуміємо під словом “об'єкт”. Астрономи спостерігають структури, такі як Велика стіна Геркулес-Північна Корона – колосальна нитка газу, пилу та темної матерії, що містить мільярди галактик. Її протяжність становить близько 10 мільярдів світлових років, таким чином ця структура може мати ім'я найбільшого об'єкта. Але не все так просто. Класифікація цього скупчення як унікального об'єкта проблематична через те, що важко точно визначити, де вона починається і де закінчується.

Насправді у фізиці та астрофізиці "об'єкт" має чітке визначення, сказав Скотт Чепмен (Scott Chapman), астрофізик з Університету Делхаузі в Галіфаксі:

“Це щось пов'язане разом власними гравітаційними силами, наприклад, планета, зірка або зірки, що обертаються навколо загального центру мас.

Використовуючи це визначення стає, трохи легше зрозуміти, що є найпотужнішим об'єктом у Всесвіті. До того ж це визначення може бути застосоване до різних об'єктів залежно від шкали, що розглядається.

Фото північного полюса Юпітера, отримане апаратом Піонер 11 1974 року. Автори та права: NASA Ames.

Для нашого відносно крихітного вигляду планета Земля, з її 6 септільйонами кілограмів, здається величезною. Але це навіть не найбільша планета у Сонячній системі. Газові гіганти: Нептун, Уран, Сатурн і Юпітер значно більші. Маса Юпітера, наприклад, становить 1,9 октильйону кілограм. Дослідники виявили тисячі планет, що обертаються навколо інших зірок, у тому числі багато таких на тлі яких наші газові гіганти виглядають невеликими. Виявлена ​​в 2016 році, HR2562 b - найпотужніша екзопланета, приблизно в 30 разів масивніше, ніж Юпітер. При такому розмірі астрономи не впевнені, чи вважати її планетою чи зарахувати до класу карликових зірок.

При цьому зірки можуть зрости до великих розмірів. Наймасивнішою, відомою зіркою є R136a1, її маса від 265 і 315 разів більша за масу нашого Сонця (2 нонільйони кілограм). Розташована на відстані 130 000 світлових років від Великої Магелланова Хмари – нашої супутникової галактики, ця зірка настільки яскрава, що світло, яке вона випромінює, фактично розриває її. Згідно з дослідженням 2010 року електромагнітне випромінювання, що виходить від зірки настільки потужне, що може забирати матеріал з її поверхні, змушуючи зірку втрачати близько 16 земних мас щороку. Астрономи точно не знають, як могла сформуватися така зірка, і як довго вона існуватиме.

Величезні зірки, розташовані в зіркових яслах RMC 136a, що знаходяться в туманності Тарантула, в одній з наших сусідніх галактик – Великій Магеллановій хмарі, за 165 000 світлових років від нас. Автори та права: ESO / VLT.

Наступними масивними об'єктами є галактики. Діаметр нашої власної галактики Чумацький Шлях становить близько 100 000 світлових років, вона містить приблизно 200 мільярдів зірок, загальною вагою близько 1,7 трлн сонячних мас. Однак Чумацький Шлях не може конкурувати з центральною галактикою кластера Фенікс, розташованої в 2,2 мільйонах світлових років, що містить близько 3 трильйонів зірок. У центрі цієї галактики знаходиться надмасивна чорна діра - найбільша з будь-коли виявлених - з приблизною масою 20 мільярдів Сонців. Сам кластер Фенікс є величезним скупченням, що складається приблизно з 1000 галактик із загальною масою близько 2 квадрильйонів Сонців.

Але навіть цей кластер не може конкурувати з тим, що, ймовірно, є найпотужнішим об'єктом з будь-коли виявлених: галактичний протокластер, відомий як SPT2349.

"Ми виграли джекпот, виявивши цю структуру", - сказав Чепмен, керівник команди, яка виявила нового рекордсмена. "Понад 14 дуже потужних окремих галактик, що знаходяться в просторі не набагато більшому, ніж займає наш Чумацький Шлях".

Ілюстрація художника, що показує 14 галактик, які перебувають у процесі злиття і зрештою сформують ядро ​​масивного скупчення галактик. Автори та права: NRAO / AUI / NSF; S. Dagnello.

Цей кластер почав формуватися, коли Всесвіту було менше півтора мільярда років. Окремі галактики в цьому скупченні зрештою об'єднаються в одну гігантську галактику, найпотужнішу у Всесвіті. І це лише верхівка айсберга, сказав Чепмен. Подальші спостереження показали, що загальна структура містить близько 50 супутникових галактик, які будуть у майбутньому поглинені центральної галактикою. Маса попереднього рекордсмена, відомого як El Gordo Cluster, становить 3 квадрилліони Сонця, проте SPT2349, ймовірно, переважує його, принаймні, у чотири-п'ять разів.

Те, що такий величезний об'єкт міг утворитися, коли Всесвіту було лише 1,4 мільярда років, сильно здивувало астрономів, оскільки комп'ютерні моделі припускали, що для формування таких великих об'єктів має знадобитися набагато більше часу.

Враховуючи, що люди досліджували лише невелику частину неба, ймовірно, ще масивніші об'єкти можуть ховатися далеко у Всесвіті.

У астрономів існує поняття "найбільшого об'єкта у Всесвіті". Цей статус періодично надається то одному, то іншому об'єкту, але сама їх наявність є сенсацією. Про які ж "гіганти" йдеться і де вони розташовуються? І який із них справді "най-най"? Ось результати деяких останніх астрономічних відкриттів.

Вчені з'ясували вік Всесвіту

Супервійд

Ця найбільша холодна пляма у Всесвіті знаходиться у південній частині сузір'я Ерідан. Протяжність плями становить 1,8 мільярда світлових років. Хоча "void" означає англійською "порожнеча", ця назва для даної галузі космосу не зовсім справедлива. Просто тут розташовано приблизно на 30 відсотків менше галактичних скупчень, ніж у навколишньому просторі.

Холодні плями заповнені космічним реліктовим мікрохвильовим випромінюванням. Але поки що вченим не зовсім ясно, як вони виникають. Одна з версій свідчить, що це сліди темних дірок паралельних всесвітів. Але інша гіпотеза стверджує, що це результат проходження протонів через войди: проходячи через порожній простір, частки втрачають свою енергію… Щоправда, не виключено, що між холодними плямами та війдами взагалі немає жодного зв'язку.

Суперблоб

У 2006 році титул найбільшого об'єкта у Всесвіті був присуджений космічному "міхурові" (блобу) протяжністю 200 мільйонів світлових років, що є гігантським скупченням газу, пилу і галактик. Цікаво, що галактики в цьому скупченні, що нагадує формою медузу, розташовуються між собою вчетверо щільніше, ніж зазвичай у Всесвіті.

Скупчення галактик та газових куль усередині гігантського міхура називають бульбашками Лиман-Альфа. На думку вчених, вони сформувалися приблизно за 2 мільярди років після Великого вибуху.

Що ж до самого суперблоба, то він, ймовірно, утворився, коли масивні зірки, що існували ще на зорі космосу, перетворилися на наднові, вивільнивши при цьому величезний обсяг газу.

Можливо, суперблоб — один із найдавніших космічних об'єктів. У ньому накопичується так багато газу, що з часом з нього утворюватимуться все нові і нові галактики.

Велика стіна CfA2

Вона була відкрита американським астрофізиком Маргарет Джоан Геллер та Джоном Пітером Хучрою у процесі вивчення ефекту червоного зміщення для Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики. Довжина CfA2 становить 500 мільйонів світлових років, а ширина – 16 мільйонів світлових років. Назва "Велика Стіна" дано цьому космічному регіону, оскільки формою він нагадує Велику Китайську стіну.

Не виключено, що довжина CfA2 може бути ще більшою – 750 мільйонів світлових років. Але точні параметри назвати поки не можна, тому що "стіна" частково знаходиться в "зоні уникнення" - вона закрита щільними скупченнями газу та пилу, що сприяє спотворенню оптичних довжин хвиль.

Велика стіна Слоуна

Вона була виявлена ​​в 2003 році в рамках проекту Слоановського цифрового небесного огляду, що передбачає наукове картографування галактик з метою визначення найбільших об'єктів у Всесвіті. Цей об'єкт складається з декількох скупчень, загальна довжина яких становить 1,4 мільярда світлових років.

Хоча, згідно з космологічним принципом, у Всесвіті не можуть існувати об'єкти розміром понад 1,2 мільярди світлових років, наявність Великої стіни Слоуна повністю спростовує цю теорію.

До речі, деякі скупчення, що входять до складу Великої стіни Слоуна, мають дуже цікаві характеристики. Так, одне з них має ядро ​​з галактик, що з боку виглядає як гігантські вусики. Усередині іншого відбувається процес тісної взаємодії та злиття галактик.

Гігантське гамма-кільце

Гігантське галактичне гамма-кільце (Giant GRB Ring) на сьогоднішній день вважається другим найбільшим об'єктом у Всесвіті. Його довжина становить 5 мільярдів світлових років.

Виявлено об'єкт так. Вивчаючи сплески гамма-випромінювання, які у результаті загибелі масивних зірок, астрономи звернули увагу до серію з дев'яти сплесків, джерела яких розташовувалися однаковій відстані від Землі. Вони утворювали на небосхилі кільце, яке у 70 разів перевищувало діаметр повного Місяця.

Було висунуто гіпотезу, що гамма-кольцо може бути проекцією певної сфери, навколо якої все сплески гамма-випромінювання відбувалися у відносно короткий період — близько 250 мільйонів років.

Але що могло створити таку сферу? Одна з теорій свідчить, що галактики групуються навколо областей із великою концентрацією чорної матерії. Але насправді точна причина утворення таких структур так і залишається невідомою.

У перекладі з іспанської Ель Гордо означає "товстун". Саме так астрономи назвали найбільше і гаряче з відомих скупчення галактик нашого Всесвіту. Кластер Ель Гордо розташований на відстані 9,7 млрд. світлових років від Землі. Він складається з двох окремих скупчень меншого розміру, що стикаються зі швидкістю кілька мільйонів кілометрів на годину.

Пульсар J1311-3430 або «Чорна вдова» важить, як два Сонці, але завширшки він не більший за штат Вашингтон. Щодня ця надщільна нейтронна зірка стає більшою, «поїдаючи» сусідню зірку-компаньйонку. За 93 хвилини пульсар робить повний оберт навколо своєї жертви, обрушуючи на неї потоки радіації та забираючи її енергію. У цього процесу один результат: одного разу жертва остаточно зникне.

Рік на астероїді (3753) Круїтні триває приблизно стільки ж, скільки на Землі - 364 дні. Це означає, що це небесне тіло обертається на тій самій відстані від Сонця, як і наша планета. Наш орбітальний двійник було виявлено у 1986 році. Проте загрози зіткнення немає: Круїтні не підійде до Землі ближче, ніж на 12 млн. кілометрів.

Відкинута своєю «батьківською» зіркою, самотня планета CFBDSIR2149 блукає Всесвітом на відстані 100 світлових років від нас. Швидше за все, ця мандрівниця була викинута зі своєї сонячної системи у неспокійні роки її становлення, коли визначалися орбіти інших планет.

Хмара Сміт є гігантським скупченням газоподібного водню, яке в мільйони разів важче Сонця. Його протяжність – 11 тисяч світлових років, а ширина – 2,5 тисячі років. За формою хмара нагадує торпеду, і по суті теж: хмара мчить до нашої галактики і вріжеться в Чумацький шлях приблизно через 27 млн ​​років.

У 300 тисяч світлових років від центру Чумацького шляху знаходиться галактика-супутник, яка практично повністю складається з темної матерії та газу. Свідчення її існування вчені виявили у 2009 році. І лише кілька місяців тому астрономам вдалося знайти в цьому збіговисько темної матерії чотири зірки віком 100 млн років.

Блакитний відтінок Мармурової планети HD 189733b асоціюється з океанами. Насправді, це газовий гігант, що обертається на близькій до зірки орбіті. Там ніколи не було води. Температура перевищує 927 градусів за Цельсієм. А «небесну синьову» створює дощ із розплавленого скла.

Коли нашого Всесвіту було всього близько 875 млн років від народження, у космосі сформувалася чорна діра масою 12 млрд Сонців. Для порівняння, чорна діра в центрі Чумацького Шляху (на знімку вгорі) лише в 4 млн разів важча за Сонце. Надмасивна J0100+2802 знаходиться в центрі галактики, розташованої за 12,8 млрд світлових років від нас. Наразі вчені ламають голову над питанням: як їй вдалося досягти таких розмірів за такий короткий проміжок часу?

Зірка R136a1 у 256 разів важча за Сонце і яскравіша за нього у 7,4 млн разів. Вчені вважають, що колоси такого розміру можуть з'явитися в результаті злиття безлічі дрібніших зірок. Тривалість життя вогняної химери — лише кілька мільйонів років, після чого її складові вигоряють.

Туманність Бумеранг, розташована на відстані 5000 світлових років від Землі, - найхолодніше місце у Всесвіті. Температура всередині хмари газу та пилу досягає -272 градусів нижче за нуль. Хмара розширюється зі швидкістю близько 590 тисяч кілометрів на годину. Газ туманності охолоджується за рахунок різкого розширення так само, як і холодоагент у холодильниках.

У нашому рейтингу представлені найбільші, холодні, гарячі, старі, смертоносні, самотні, темні, яскраві — та інші «найнайбільші» об'єкти, які вдалося виявити людині в космосі. До одних буквально рукою подати, інші ж знаходяться на краю відомого нам Всесвіту.

17 грудня 2018

Розмір Всесвіту невідомий. Він тільки розбурхує наші думки. Натомість на нічному небі є достатня кількість об'єктів, які здивують своїм масштабом. Розглянемо їх ближче.

1. Супервійд (розмір – 1,8 млрд. св. років)

За допомогою апаратів WMAP та Планк ми змогли розглянути реліктове випромінювання у найдрібніших деталях. Суть дослідження – зрозуміти стан світу у перші моменти його «прозорості».

Після Великого Вибуху упродовж 380 тис. років. Космос не випромінював світло. Температура та щільність речовини були настільки сильними, що випромінювання не могло крізь них проникнути.

І тільки в момент, коли випромінювання набуло простору для поширення, стало можливим хоч щось «розглянути». Реліктове випромінювання – залишок цієї події. Кожен може його побачити на старому телевізорі на «порожньому» каналі, де йде бриж. Великий відсоток цієї брижі – реліктове тло.

За допомогою вищезгаданих супутників з'явилася можливість побачити ранню картину Всесвіту, зокрема, її температурні коливання. З'ясувалося, що вони незначні та можуть бути віднесені на похибку та випадкові коливання. Незважаючи на це, карта реліктового випромінювання таїть у собі безліч інформації.

З її допомогою астрофізики змогли виявити найхолоднішу ділянку Космосу. Його назвали супервійдом (суперпустотою). На наш погляд, це не зовсім ніщо – тут є чимало об'єктів. Проте, їх кількість на третину менша, ніж у навколишньому просторі.

Причин утворення такої величезної плями поки що немає.

2. Надскупчення Шеплі (8000 галактик)

Сумарна маса цього кластера галактик – понад 10 мільйонів мільярдів мас Сонця. Розташоване – у сузір'ї Центавра.

Довгий час об'єкт перебував поза зоною видимості, оскільки його приховував Чумацький Шлях. За допомогою рентгенівських телескопів вдалося побачити атрактор, який притягує нашу та навколишні галактики.

На початку 20 століття він був виявлений американським астрономом Х. Шеплі, на честь якого отримав назву. Його тяжіння настільки сильне, що вся наша галактика притягується до нього зі швидкістю 2,2 млн км. на годину.

3. Ланіакея (розмір – 520 млн. св. років)

Давно визначено, що об'єкти в космосі не стоять дома: одні один від одного розбігаються, інші ж, навпаки, зближуються. Незважаючи на великі швидкості цих процесів, ми цього практично не відчуваємо візуально, тому що космічні відстані ще більші.

Весь процес триватиме кілька мільярдів років.

4. Гамма-кільце (довжина – 5 млрд. св. років)

Промені від даного гамма-джерела поширюються на 5 млрд. св. років. За допомогою приладів було зафіксовано 9 послідовних гамма-сплесків колосальної сили на невеликій ділянці піднебіння. Якби ми могли бачити цей процес неозброєним оком, то змогли б розглянути на небі червоне кільце розміром більше за Місяць.

Причина такого формування поки що не зрозуміла. Існує припущення, що група галактик могла його породити. Квазари в цих структурах з невеликим інтервалом викидали величезні струмені гамма-променів, які й вдалося відобразити.

5. Велика стіна в Геркулесі та Північній Короні (розмір – 10 млрд. св. років)

Якщо досліджувати простір у сузір'ях Північної Корони та Геркулеса, виявиться підвищена кількість гамма-випромінювань.

Так як ці події часто відбуваються в цій локації, мабуть, є якийсь великий об'єкт, який пов'язаний з ними. За підрахунками його розмір може становити до 10 мільярдів світлових років. Це має бути скупчення галактик та темної речовини колосального масштабу.

Як з'ясувалося, розмір об'єкта охоплює не тільки ці два сузір'я. Але коли назва закріпилася (завдяки підлітку, який написав про об'єкт у Вікіпедії), його залишили.

Як бачимо, Космос сповнений досить дивних формувань. Деякі з них ставлять під сумнів усталені гіпотези утворення Всесвіту. З іншого боку, це дозволяє шукати відповіді на нові питання у сучасній науці.

Думаю, всі знають, що зірки не падають - це лише метеори згоряють при вході в атмосферу. Але чого багато хто не знає, так це того, що реально падаючі зірки теж існують, і називаються вони рухомими. Це великі кулі розпеченого газу, що мчать через простір на швидкості мільйони кілометрів на годину.

Коли бінарну систему зірок поглинає надмасивна чорна дірка в центрі галактики, один із двох партнерів проковтується, а другий відкидається з високою швидкістю. Уявіть собі, як величезна куля газу, що вчетверо перевищує розмірами наше Сонце, мчить з величезною швидкістю!

Пекельна планета

Gliese 581 - просто «пекельне пекло». Серйозно. Планета всім своїм єством прагне вас вбити. Але незважаючи на це, вчені встановили, що це пекло може бути найімовірнішим кандидатом для майбутньої колонізації. Планета звертається навколо червоного карлика, набагато меншого нашого Сонця, світність якого становить лише 1,3% від нашого світила. Планета знаходиться набагато ближче до своєї зірки, ніж ми – до своєї. Через це вона перебуває у стані заблокованого припливу: одна сторона планети завжди звернена до зірки, а інша дивиться у космос. Як наш Місяць.

Приливне блокування призвело до цікавих особливостей. Якщо ви вийдете на стороні планети, зверненої до Сонця, ви, напевно, розтаєте, як сніговик. З іншого боку планети ви, однозначно, миттєво замерзнете. Однак у «зоні сутінків» між двома крайнощами теоретично можна жити.

У життя на Gliese 581, якщо така є, свої труднощі. Планета звертається навколо червоного карлика, що означає наявність червоного неба над планетою завдяки нижнім частотам видимого спектру. Суще пекло. Фотосинтезуючим елементам доведеться звикати до постійного бомбардування інфрачервоного випромінювання, яке забарвить їх у глибокий чорний колір. Ніякий салат не виглядатиме апетитно на такій планеті.

Система Кастора

Якщо одного або навіть двох сонців вам мало, подивіться на систему Кастора. Будучи однією з двох яскравих точок сузір'я Близнюків у нашому нічному небі, ця система все ж таки яскравіша за свого напарника. Справа в тому, що система Кастора – це не одна, не дві, а всі шість зірок, що обертаються навколо загального центру маси. Три бінарні системи зірок обертаються одна навколо іншої - дві гарячі і яскраві зірки типу A і чотири червоні карлики M-типу. Всі разом ці шість зірок видають у 52,4 рази більшу світність, ніж наше Сонце.

Космічна малина та космічний ром

Декілька останніх років вчені вивчали хмару пилу в центрі нашого Чумацького Шляху. Ця пилова хмара під назвою Стрілець B2 пахне ромом, а смак як малина! Хмара газу складається здебільшого з етилформіату, який дає малині її смак, а рому його відмінний запах. Гігантська хмара містить мільярди, мільярди і ще раз мільярди цієї речовини (і це було б чудово, якби вона не була просякнута частинками пропілціаніду). Створення та розповсюдження цих складних молекул залишається загадкою для вчених, тому міжгалактичний ресторан поки що залишиться закритим.

Планета обпалюючого льоду

Пам'ятаєте Gliese? Цей "адище", який ми відвідали раніше? Повернемося до тієї ж сонячної системи. Наче однієї вбивчої планети було мало. Gliese підтримує планету, зроблену майже повністю з льоду - з температурою 439 градусів за Цельсієм. Єдина причина, через яку цей лід залишається твердим - гігантська кількість води, яка є на планеті. Гравітація стягує все це у напрямку ядра, настільки щільно стискаючи молекули води, що вони можуть випаруватися.

Алмазна планета

Ця планета прикрасить шию будь-якої дівчини, а, може, навіть якогось Білла Гейтса. 55 Cancri E - зроблена повністю з кристалічного алмазу - коштувала б 26,9 нонільйону доларів. Напевно, навіть султан Брунея мріє про таку ночами.

Гігантська алмазна планета колись була частиною бінарної системи зірок, доки її партнер не почав її пожирати. Однак зірка не змогла забрати своє вуглецеве ядро ​​з собою, і вуглець просто перетворився на алмаз під дією високої температури та гігантського тиску – з температурою поверхні 1648 градусів за Цельсієм умови були майже ідеальними.

Третина маси планети – чистий алмаз. У той час як Земля вкрита водою і рясніє киснем, ця планета складається з графіту, алмазу та кількох силікатів. Величезний дорогоцінний камінь у два рази більший за Землю і у вісім разів важчий, що зараховує його до «суперземлів».

Хмара Хмара

Якщо десь і є об'єкт, який може показати нам витоки первозданної галактики, це він. Хмара Хіміко - найбільш масивний об'єкт з усіх, виявлених у ранньому Всесвіті, і датується він лише 800 мільйонами років після Великого Вибуху. Хмара Хіміко вражає вчених своїми гігантськими розмірами (лише вдвічі менше Чумацького Шляху).

Хіміко відноситься до так званої епохи реіонізації, або періоду від 200 мільйонів до одного мільярда років після Великого Вибуху – і це перший проблиск раннього формування галактик, який ученим вдалося спостерігати. Раніше передбачалося, що хмара Хіміко може бути однією великою галактикою з масою близько 40 мільярдів від сонячної, проте, за останніми даними, у хмарі Хіміко може бути одразу три галактики, причому щодо молодих.

Найбільший водний резервуар у Всесвіті

За дванадцять мільярдів світлових років від нас, у серці квазара, знаходиться найбільший водний резервуар у Всесвіті. У ньому міститься приблизно 140 трильйонів разів більше води, ніж у земних океанах. Вода, на жаль, набуває форми масивної хмари газу в кілька сотень світлових років у діаметрі. Знаходиться вона поруч із колосальною чорною дірою в серці квазара, а діра, у свою чергу, у двісті мільярдів разів більша за наше Сонце і при цьому постійно викидає енергію, еквівалентну тій, що виробили б 1000 трильйонів Сонців! Це щоб ви представляли масштаби локального варева.

Найсильніший електричний струм у Всесвіті

Лише кілька років тому вчені натрапили на електричний струм космічних масштабів: 10^18 ампер, або приблизно один трильйон блискавок. Блискавки, як гадають, народжуються у величезній чорній дірі в центрі галактики, в ядрі якої, імовірно, знаходиться «потужний космічний джет». Зважаючи на все, потужне магнітне поле чорної діри дозволяє їй запускати ці блискавки крізь пил та газ на відстань понад 150 тисяч світлових років. І якщо ви думаєте, що наша галактика велика - одна така блискавка в півтора рази більша за її розмірами.