Сверхмассивная черная дыра
Черные дыры зачастую вовлекают во вращательное движение вокруг себя расположенные вблизи космические тела. Необычно быстрое вращение астрономических объектов вокруг центра Галактики, удаленной от нас на расстояние 300 млн световых лет, было обнаружено совсем недавно. По мнению специалистов, такая сверхвысокая скорость вращения тел обусловлена наличием на этом участке мирового пространства сверхмассивной черной дыры, масса которой равна массе всех тел Галактики, вместе взятых (примерно 1,4х1011 массы Солнца). Но дело в том, что такая масса сосредоточена в части пространства, в 10 тыс. раз меньшей, чем наша звездная система Млечный Путь. Это астрономическое открытие настолько поразило американских астрофизиков, что было решено немедленно начать всестороннее изучение сверхмассивной черной дыры, излучение которой замкнуто в самой себе мощной гравитацией. Для этого предполагается использовать возможности автоматической гамма-обсерватории, запущенной на околоземную орбиту. Быть может, подобная решительность ученых при изучении таинств астрономической науки позволит наконец выяснить природу загадочных черных дыр.
Самый большой астрономический объект
Самый крупный астрономический объект Вселенной отмечен в звездных каталогах за номером ЗС 345, зарегистрированный в начале 80-х годов. Этот квазар находится на удалении 5 млрд световых лет от Земли. Немецкие астрономы посредством 100-метрового радиотелескопа и приемника радиочастоты принципиально нового типа измерили такой далекий объект во Вселенной. Результаты оказались настолько неожиданными, что ученые сначала и не поверили им. Шутка ли, квазар имел в поперечнике длину 78 млн световых лет. Несмотря на такое большое удаление от нас, объект при наблюдении видится вдвое крупнее, чем лунный диск.
Самая крупная галактика
Австралийский астроном Д. Малин в 1985 году при исследовании участка звездного неба в направлении созвездия Девы обнаружил новую галактику. Но на этом свою миссию Д. Малин посчитал завершенной. Только после повторного открытия этой галактики американскими астрофизиками в 1987 году оказалось, что это - спиральная галактика, самая крупная и в то же время самая темная из всех известных тогда науке.
Расположенная от нас на расстоянии 715 млн световых лет, она имеет длину в поперечном сечении 770 тыс. световых лет, почти в 8 раз превышающую диаметр Млечного Пути. Светимость же этой галактики раз в 100 меньше светимости обычных спиральных галактик.
Однако, как показало последующее развитие астрономии, в звездных каталогах числилась галактика и покрупнее. Из обширного класса слабых по светимости образований в Метагалактике, получивших название Маркаряна галактики, была выделена галактика за номером 348, открытая четверть века назад. Но тогда размеры галактики были явно занижены. Более поздние наблюдения американских астрономов с помощью радиотелескопа, расположенного в Сокорро, штат НьюМексико, позволили установить истинные ее размеры. Рекордсменка имеет в диаметре протяженность 1,3 млн световых лет, что уже в 13 раз превосходит диаметр Млечного Пути. Она удалена от нас на 300 млн световых лет.
Самая большая звезда
В свое время Эйбелл составил Каталог галактических скоплений, состоящий из 2712 единиц. В соответствии с ним в галактическом скоплении за номером 2029 прямо в центре была обнаружена самая большая галактика во Вселенной. Ее размеры в поперечнике раз в 60 превышают Млечный Путь и составляют около 6 млн световых лет, а излучение - свыше четверти всего излучения галактического скопления. Астрономы из США совсем недавно обнаружили очень большую звезду. Еще продолжаются исследования, но уже известно, что появился новый рекордсмен во Вселенной. Согласно предварительным результатам, размеры этой звезды в 3500 раз превосходят размеры нашего светила. И излучает она раз в 40 больше энергии, чем самые горячие звезды во Вселенной.
Самый яркий астрономический объект
В 1984 году немецкий астроном Г. Кюр с сотрудниками обнаружил на звездном небосклоне столь ослепительный квазар (квазизвездный источник радиоизлучения), что даже на большом расстоянии от нашей планеты, исчисляемом многими сотнями световых лет, он по интенсивности посылаемого на Землю светоизлучения не уступил бы Солнцу, хотя отдален от нас космическимпространством, которое свет может преодолеть за 10 млрд лет. В яркости своей этот квазар не уступает яркости обычных 10 тыс. вместе взятых галактик. В звездном каталоге он получил номер S 50014+81 и считается самым ярким астрономическим объектом в безграничных просторах Вселенной. Несмотря на свои относительно малые размеры, достигающие в диаметре нескольких световых лет, квазар излучает намного больше энергии, чем целая гигантская галактика. Если величина радиоизлучения обычной галактики составляет 10 Дж/с, а оптическое излучение - 10 , то для квазара эти величины соответственно равны 10 и 10 Дж/с. Отметим, что природа квазара еще не выяснена, хотя существуют разные гипотезы: квазары - это либо остатки погибших галактик, либо, напротив, объекты начального этапа эволюции галактик, либо чтони-будь еще совсем новое.
Самые яркие звезды
По дошедшим до нас сведениям, впервые стал различать звезды по их яркости древнегреческий астроном Гиппарх еще во II веке до н. э. Для оценки светимости разных звезд он разделил их на 6 степеней, введя в обиход понятие звездной величины. В самом начале XVII века немецкий астроном И. Байер предложил обозначать степень яркости звезд в разных созвездиях буквами греческого алфавита. Наиболее яркие звезды получили название "альфа" такогото созвездия, следующие по яркости - "бета" и т.д.
Ярчайшими на нашем видимом небосклоне являются звезды Денеб из созвездия Лебедь и Ригель из созвездия Орион. Светимость каждой из них превышает светимость Солнца соответственно в 72,5 тыс. и 55 тыс. раз, а удаленность от нас - 1600 и 820 световых лет.
В созвездии Орион находится еще одна ярчайшая звезда - третья по величине светимости звезда Бетельгейзе. По силе светоизлучения она ярче солнечного света в 22 тыс. раз. Больше всего ярких звезд, хотя блеск их периодически меняется, собрано именно в созвездии Орион.
Звезда Сириус из созвездия Большого Пса, которую считают самой яркой среди наиболее близких к нам звезд, ярче нашего светила всего лишь в 23,5 раза; расстояние до нее 8,6 световых лет. В том же созвездии есть звезды и поярче. Так, звезда Адара светит так, как 8700 вместе взятых Солнц на расстоянии 650 световых лет. А Полярная звезда, которую почему-то неверно считали самой яркой видимой звездой и которая располагается в оконечности Малой Медведицы на удалении 780 световых лет от нас, светит лишь в 6000 раз ярче Солнца.
Зодиакальное созвездие Тельца примечательно тем, что в нем располагается необычная звезда, отличающаяся сверхгигантской плотностью и относительно малой сферической величиной. Как выяснили астрофизики, она в основном состоит из быстрых нейтронов, разлетающихся в разные стороны. Эта звезда какое-то время считалась самой яркой во Вселенной.
А вообще наибольшей светимостью обладают голубые звезды. Ярчайшей из всех известных является звезда UW СМа, которая светит в 860 тыс. раз ярче Солнца. Со временем яркость звезд может изменяться. Поэтому может измениться и звезда-рекордсмен по яркости. Например, читая старинную летопись, датированную 4 июля 1054 года, можно узнать, что в созвездии Тельца светила самая яркая звезда, которая видна была невооруженным глазом даже днем. Но со временем она начала тускнеть и уже через год вообще пропала. Вскоре на том месте, где ярко сияла звезда, стали различать туманность, очень похожую на краба. Отсюда и название - Крабовидная туманность, которая родилась вследствие вспышки сверхновой звезды. Современные астрономы в центре этой туманности обнаружили мощный источник радиоизлучения, так называемый пульсар. Он и является остатком той яркой сверхновой звезды, описанной в старинной летописи.
Итак:
самая яркая звезда во Вселенной - голубая звезда UW СМа;
самая яркая звезда на видимом небосклоне - Денеб;
самая яркая из ближайших звезд - Сириус;
самая яркая звезда в Северном полушарии - Арктур;
самая яркая звезда на нашем северном небе - Вега;
самая яркая планета Солнечной системы - Венера;
самая яркая малая планета - Веста.
Самая тусклая звезда
Из множества слабых затухающих звезд, разбросанных по всему космическому пространству, самая тусклая расположена наудалении 68 световых лет от нашей планеты. Если по размерам эта звезда уступает Солнцу раз в 20, то по светимости - уже в 20 тыс. раз. Прежняя рекордсменка на 30% излучала больше света.
Первое свидетельство о вспышке сверхновой звезды
Сверхновыми астрономы называют звездные объекты, внезапно вспыхивающие и достигающие своей максимальной светимости за относительно короткий промежуток времени. Как удалось установить, самое древнее свидетельство о вспышке сверхновой звезды из всех сохранившихся астрономических наблюдений относится к XIV веку до н. э. Тогда древние китайские мыслители зарегистрировали рождение сверхновой звезды и указали на панцире крупной черепахи ее месторасположение и время вспышки. Современным исследователям удалось по панцирной рукописи определить во Вселенной место, на котором в настоящее время находится мощный источник гаммаизлучения. Есть надежда, - что подобные древние свидетельства помогут до конца разобраться с проблемами, связанными со сверхновыми звездами, и проследить за эволюционным путем особенных звезд Вселенной. Подобные свидетельства играют важную роль в современной трактовке природы зарождения и гибели звезд.
Самая короткоживущая звезда
Открытие группой австралийских астрономов под руководством К. Маккаренома в 70-х годах рентгеновской звезды нового типа в районе созвездий Южного Креста и Центавра наделало много шума. Дело в том, что ученые оказались свидетелями рожде ния и смерти звезды, продолжительность жизни которой составила беспрецедентно короткое время - около 2 лет. Подобного еще не случалось за всю историю астрономии. Внезапно вспыхнувшая звезда потеряла свой блеск за ничтожно малое для звездных процессов время.
Самые древние звезды
Астрофизики из Нидерландов разработали новую, более совершенную методику определения возраста самых стареньких звезд нашей Галактики. Оказывается, после так называемого большого взрыва и образования первых звезд во Вселенной прошло всего 12 млрд световых лет, т. е. намного меньше времени, чем до сих пор считалось. Насколько верны в суждениях эти ученые, покажет время.
Самая молодая звезда
По свидетельству ученых из Великобритании, Германии и США, ведущих совместные исследования, самые молодые звезды расположены в туманности NGC 1333. Эта туманность расположена от нас на расстоянии 1100 световых лет. Она привлекает повышенное внимание астрофизиков с 1983 года как наиболее удобный объект наблюдения, изучение которого позволит раскрыть механизм рождения звезд. Достаточно надежные данные, поступившие с инфракрасного спутника "IRAS", подтвердили догадки астрономов о происходящих бурных процессах, характерных для ранних стадий формирования звезд. По крайней мере, несколько южнее этой туманности было зафиксировано 7 ярчайших звездных зарождении. Среди них было выявлено самое молодое, получившее название "IRAS-4". Возраст его оказался совсем "младенческим": всего несколько тысяч лет. Потребуется еще много сотен тысяч лет, чтобы звезда дошла до стадии своего дозревания, когда в ее ядре будут созданы условия для бушующего протекания цепных ядерных реакций.
Самая маленькая звезда
В 1986 году усилиями главным образом американских астрономов из обсерватории КиттПик в нашей Галактике была обнаружена ранее неизвестная звезда, получившая обозначение LHS 2924, масса которой раз в 20 меньше, чем у Солнца, а светимость меньше на шесть порядков. Эта звезда оказалась самой маленькой в нашей Галактике. Светоизлучение у нее возникает в результате проистекающей термоядерной реакции превращения водорода в гелий.
Самая стремительная звезда
В начале 1993 года поступило сообщение из Корнеллского университета о том, что в глубинах Вселенной обнаружен необычайно быстро перемещающийся звездный объект, который получил в звездном каталоге номер PSR 2224+65. При заочной встрече с новой звездой первооткрыватели столкнулись сразу с двумя особенностями. Во-первых, она оказалась по форме не круглой, а гитарообразной. Во-вторых, эта звезда двигалась в космическом пространстве со скоростью 3,6 млн км/ч, что намного превосходит все другие известные скорости звезд. Скорость вновь обнаруженной звезды раз в 100 превышает скорость нашего светила. Эта звезда находится от нас на таком расстоянии, что, если бы она двигалась по направлению к нам, то могла бы перекрыть его за 100 млн лет.
Самые быстрые вращения астрономических объектов
В природе быстрее всех вращаются пульсары - пульсирующие источники радиоизлучения. Скорость их вращения настолько огромна, что излучаемый ими свет фокусируется в тонкий конический пучок, который земной наблюдатель может зарегистрировать через равные промежутки времени. Ход атомных часов с наибольшей точностью можно выверить посредством пульсарных радиоизлучений. Самый быстрый астрономический объект обнаружен группой американских астрономов в конце 1982 года с помощью большого радиотелескопа в Аресибо на острове Пуэрто-Рико. Это сверхбыстровращающийся пульсар с присвоенным обозначением PSR 1937+215, располагающийся в созвездии Лисички на расстоянии 16 тыс. световых лет. Вообще пульсары известны человечеству всего четверть века. Впервые они были обнаружены в 1967 году группой английских астрономов во главе с Нобелевским лауреатом Э. Хьюишем как источники пульсирующего с высокой точностью электромагнитного излучения. Природа пульсаров до конца не изучена, но многие специалисты считают, что это - быстро вращающиеся вокруг собственной оси нейтронные звезды, возбуждающие сильные магнитные поля. А вот нововыявленный пульсар-рекордсмен вращается с частотой 642 об/с. Прежний рекорд принадлежал пульсару из центра Крабовидной туманности, дающему строго периодические импульсы радиоизлучения с периодом 0,033 об/с. Если другие пульсары излучают обычно волны в радиодиапазоне от метровых до сантиметровых, то данный пульсар излучает также в рентгеновском и гаммадиапазонах. И именно у этого пульсара впервые было обнаружено замедление пульсации.Недавно совместными усилиями исследователей из Европейского космического агентства и известной ЛосАламосской научной лаборатории при изучении рентгеновского излучения звезд была обнаружена новая двойная звездная система. Ученых больше всего заинтересовало необычайно быстрое вращение ее составляющих вокруг своего центра. Рекордно близким было также расстояние между небесными светилами, входящими в звездную пару. При этом возникающее мощное гравитационное поле включает в свою сферу действия близкорасположенный белый карлик, тем самым заставляя его вращаться с колоссальной скоростью - 1200 км/с. Интенсивность рентгеновского излучения этой пары звезд примерно в 10 тыс. раз выше излучения Солнца.
Наивысшие скорости
До недавнего времени считалось, что предельной скоростью распространения любых физических взаимодействий является скорость света. Выше скорости перемещения, равной 299 792 458 м/с, с какой распространяется свет в вакууме, по мнению специалистов, в природе не должно быть. Это вытекает из теории относительности Эйнштейна. Правда, в последнее время все чаще стали заявлять многие престижные научные центры о существовании в мировом пространстве сверхсветовых движений. Впервые сверхсветовые данные удалось получить американским астрофизикам Р. Уолкеру и Дж. М. Бенсону в 1987 году. При наблюдении за радиоисточником ЗС 120, расположенным на значительном расстоянии от ядра Галактики, эти исследователи зафиксировали скорости перемещения отдельных элементов радиоструктуры, превышающие скорость света. Тщательный анализ комбинированной радиокарты источника ЗС 120 дал значение линейной скорости 3,7±1,2 от скорости света. Большими значениями скоростей движения ученые еще не оперировали.
Самая сильная гравитационная линза во Вселенной
Явление гравитационной линзы предсказывал еще Эйнштейн. Оно создает иллюзию двойного изображения астрономического объекта излучения посредством находящегося на пути источника мощного гравитационного поля, искривляющего лучи света. Впервые гипотеза Эйнштейна получила реальное подтверждение в 1979 году. С тех пор открыт целый десяток гравитационных линз. Самая сильная из них была обнаружена в марте 1986 года американскими астрофизиками из обсерватории КиттПйк во главе с Э. Тернером. При наблюдении одного квазара, удаленного от Земли на расстояние 5 млрд световых лет, было зафиксировано его раздвоение, разнесенное на 157 угловых секунд. Это - фантастически много. Достаточно сказать, что другие гравитационные линзы приводят к раздвоению изображения протяженностью не более семи угловых секунд. Видимо, причиной такой колоссальной раздвоенности изображения является сверхмассивная черная дыра, которая в 1000 раз тяжелее нашей Галактики, в результате чего в этой части пространства Вселенной создается мощное гравитационное поле.
Самый мощный магнит Вселенной
Самое сильное магнитное поле во Вселенной образуется в окрестностях звезды пятнадцатой величины под астрономическим обозначением PG 1031+234. Это белый карлик примерно тех же размеров, что и Земля, но отстоящий от звезды на расстоянии 100 световых лет. Американские астрофизики из Аризонского университета в середине 80-х годов определили величину магнитной индукции в этом участке пространства и... не могли в нее поверить. Показания приборов были на уровне 70 тыс. тесел, или в гауссовых единицах - 700 млн. Такого сильного магнитного поля во Вселенной еще не наблюдалось.
Уникальные газопылевые облака в космосе
В конце 70-х годов в прессе появилась информация об обнаружении в межзвездном пространстве гигантского газопылевого облака. Согласно оценкам ученых, масса этого облака в триллион раз превышает массу Солнца (1,9889х1030 кг). Это самое большое газопылевое облако во Вселенной. А самым ярким газопылевым облаком в межзвездном пространстве является туманность Ориона. Масса сверхгорячего газового облака превышает массу Солнца в 300 раз, а располагается оно на удалении примерно 1,5 тыс. световых лет от нас.
Самое большое водородное облако во Вселенной
Внушительно большое облако нейтрального водорода обнаружено во Вселенной совершенно случайно при решении других астрономических задач в Аресибо американскими астрономами из Корнеллского университета. В поперечнике это облако раз в 10 больше нашей Галактики, а водородная масса в облаке почти в миллиард раз больше массы нашего светила. Облако располагается по направлению к созвездию Льва на расстоянии 65 млн световых лет от Земли и вращается вокруг центра масс со скоростью 80 км/с. Как предполагают ученые, из этого гигантского водородного облака возможно рождение новой галактики. Тем самым под сомнение подпадает столь распространенная теория большого взрыва об одновременном рождении всех галактик после колоссального взрыва во Вселенной.
Самое распространенное вещество в межзвездном пространстве
В безжизненной межзвездной среде идентифицированы молекулы более 60 химических веществ. Больше всего в межзвездном пространстве водорода. По распространенности водород намного опережает суммарное содержание всех других химических элементов. Если взять за единицу содержание водорода, то относительное содержание гелия составит 0,09, кислорода - 0,0007, углерода - 0,0003, азота - 0,00009.
Самые уплотненные скопления астрономических объектов
Черные дыры - самые уплотненные скопления астрономических объектов. Самыми плотными скоплениями космических объектов являются так называемые черные дыры, предсказанные теорией относительности. В космическом пространстве возникновение черных дыр происходит в результате колоссального гравитационного сжатия сверхмассивных астрономических объектов. Сжатие настолько сильное, что возникшее поле тяготения не выпускает из зоны своего влияния даже светоизлучение. По оценкам астрофизиков, космическая плотность в черных дырах достигает 5х10 Мг/м . Это настолько огромная величина, что трудно себе представить или сопоставить с измеряемыми величинами в природе. Для сравнения: плотность нейтронной звезды и плотность атомного ядра составляет 10,4 Мг/м, а Солнца всего 1,4 Мг/м . Средняя плотность в обыкновенной галактике составляет 2х1 Мг/м, а во всей Вселенной предположительно 10 Мг/м.