Спросите Итана: сколько из видимых на небе звёзд на самом деле существует?

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2016/08/20/ask-ethan-how-many-stars-in-the-night-sky-still-exist/#7eb4ac0e62eb
  • Перевод
image
Анимация вспыхнувшей в XVII веке сверхновой в созвездии Кассиопеи

Глядя на Вселенную, мы принимаем как должное, что то, что мы видим, существует на самом деле прямо сейчас. Но на самом деле это не совсем так. При общении с астронавтами миссий «Аполлон» были задержки, поскольку свету требовалось чуть более двух секунд, чтобы дойти до них и обратно. Роверы на Марсе вынуждены действовать самостоятельно, поскольку задержки в несколько минут слишком велики для того, чтобы люди вручную меняли направление их движения. А если выйти за пределы Солнечной системы, то расстояния до звёзд будут измеряться световыми годами, что означает, что когда мы видим удалённый объект, мы смотрим в прошлое. А откуда мы знаем, что то, что мы видим, совпадает с тем, что там есть? Один из читателей хочет узнать:
Сколько из наблюдаемых нами с Земли звёзд реально существуют? Поскольку свет от многих из них прошёл до нас сотни, тысячи и даже миллионы световых лет, не существует ли возможности, что многие из видимых нами звёзд уже отгорели или взорвались сотни или тысячи лет назад, и свет этих событий (или его отсутствие) просто не успел до нас дойти?

Ответ очень сильно зависит от того, насколько далеко вы готовы заглянуть.


Такое калифорнийское небо, которое в идеальных условиях можно увидеть невооружённым глазом

Невооружённым взглядом в идеальных условиях – полная темнота, никакого светового загрязнения, облаков, луны, полный обзор всего неба – человек способен рассмотреть чуть более чем 9000 звёзд. Все эти звёзды находятся в нашей галактике, так что ни одна из них не расположена в миллионах световых лет от нас. Но некоторые находятся в сотнях световых лет. Денеб, одна из ярчайших звёзд на небе (и вершина Летнего Треугольника) находится в 2600 световых годах от нас, а самая далёкая звезда, различаемая глазом — V762 Cas – находится в 16 000 световых годах от нас.


Летний треугольник, Денеб виден в левой части

Но большая часть видимых звёзд находится всего в нескольких сотнях световых лет от нас, или даже меньше. И хотя смерть звёзд представляется нам внезапной, на самом деле жизненный цикл звёзд таков, что звезда на пути к умиранию проходит несколько важных фаз. Конкретно, звезда:

• должна увеличиться до красного гиганта и начать сжигать гелий,
• должна сжечь гелий в ядре и начать синтез углерода,
• сжечь углерод и начать синтез кислорода и более тяжёлых элементов, вплоть до того, как из кремния получится железо, никель и кобальт,
• и только тогда, когда в ядре заканчивается топливо для синтеза, ядро резко сжимается и происходит взрыв сверхновой.



Лишь малая часть звёзд – порядка одной из нескольких сотен – достаточно массивны, чтобы умереть внезапно. Остальные сбрасывают внешние слои и сжимаются до белого карлика за десятки тысяч лет.

Но массивные звёзды непропорционально ярки, поэтому велика вероятность, что увидим мы именно их! И хотя глазом можно увидеть всего около 9000 звёзд, на кандидатуру следующей сверхновой в нашей галактике могут претендовать десятки звёзд. Очень сложно, глядя на одиночную звезду, понять, на каком жизненном этапе она находится, и как скоро она станет сверхновой. Такая звезда, как Эта Киля или Бетельгейзе уже могла взорваться и закончить свою жизнь – или же может продолжать светить ещё сотни и тысячи лет, сжигая топливо. Не существует сигнала типа «она сейчас рванёт», а в случае с Этой Киля недавний выброс (массовый выброс огромного количества вещества) в XIX веке мог задержать её взрыв в виде сверхновой на время, превышающее отрезок существования человека.


Туманность Гомункул, окружающая гигантскую звезду Эта Киля, находящуюся в 7000 световых годах от нас в нашем Млечном пути

В среднем звезда, которой суждено стать сверхновой, остаётся в такой неопределённой, гигантской фазе жизни, от одного до десяти миллионов лет. Хотя существует множество теорий по поводу признаков, предшествующих превращению звезды в сверхновую, на самом деле последняя из наблюдаемых нами в нашей галактике сверхновых взорвалась более 4000 лет назад, самые новые из открытых останков были обнаружены более 100 лет назад, а по поводу звезды, взорвавшейся в 1987 году в галактике-спутнике известно очень мало. Это был самый близкий взрыв сверхновой из наблюдавшихся человечеством с 1604 года.


Остатки сверхновой 1987а, расположенные в Большом Магеллановом облаке, в 165 000 световых лет от нас

Учитывая, что типичный кандидат на сверхновую, видимый невооружённым глазом, в среднем располагается где-то в 4000 световых годах от нас, а во всём небе таких звёзд наберётся штук 25, то существует шанс от 1% до 10%, что одной из видимых нами звёзд уже нет. Не такая уж большая вероятность.

А что насчёт обратного процесса? Что насчёт возникающих звёзд? Нам кажется, что существует какой-то волшебный момент, в который нечто просто начинает проводить синтез протонов в ядре и «включается», становясь звездой. На самом деле формирование звезды – от протозвезды до настоящей, подлинной звезды из главной последовательности – занимает десятки миллионов лет.


Время, требующееся протозвезде, чтобы стать настоящей звездой, сильно зависит от её массы

Невооружённым глазом протозвёзды мы не увидим, поскольку они формируются внутри туманностей: в таких местах, как туманность Ориона или туманность Орла. Эти гигантские комплексы молекулярных облаков испытывают гравитационный коллапс, и порождают тысячи новых звёзд, формирующихся на отрезке в миллионы и десятки миллионов лет. После испарения газа внутри, наконец, становятся видны звёзды, многие из которых становятся различимы глазом.


Туманность Орла. В центре можно видеть «Столпы творения»

Но эти звёзды не появляются внезапно и не становятся видимыми сразу по окончанию их формирования. Мы можем надеяться только на взрыв сверхновой, которая обнаружит себя в том месте, где мы раньше не видели звёзд. Наилучшим приближением для оценки такого событие будет то, что мы наблюдали в течение нашей истории – такое случается раз в несколько столетий.


Тихо Браге указывает на сверхновую 1572 года

Если мы захотим взять бинокль, то перейдём от 9 000 звёзд к 200 000. Небольшой трёхдюймовый телескоп поднимет это количество до 5 миллионов. Хороший любительский телескоп диаметром 15" позволит нам увидеть уже примерно 380 млн звёзд в нашей галактике, что сильно повысит наши шансы. Но даже если мы возьмём все 200-400 млрд звёзд в нашей галактике, среднее расстояние до которых составит порядка 40 000 световых лет, то уже погибшими из них окажутся порядка нескольких сотен тысяч – одна на миллион – и они будут расположены на дальнем от нас краю галактики.

Поскольку звёзды так далеки, наши глаза слишком слабы, а их свет передвигается слишком быстро для того, чтобы они успели умереть, когда свет ещё находится в пути. Это возможно, но шансов на это очень мало.
Поделиться публикацией
Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

Зачем оно вам?
Реклама
Комментарии 12
  • 0
    Бетельгейзе, твой выход!
    • +1

      Подождём немного (несколько сотен или тысяч лет)

      • 0
        Так может она уже взорвалась только мы об этом пока не знаем.
        • 0
          Разбудите когда придет время.
      • +3
        не существует ли возможности, что многие из видимых нами звёзд уже отгорели или взорвались сотни или тысячи лет назад

        Не существует. Так как не существует абсолютного времени, то "мы видим" === "для нас это существует". Никакого "тысячу лет назад оно сгорело" нет и быть не может.

        • –2

          Если зафиксировать систему отсчёта, например принять за неё Землю, то может.

          • +3

            Все рассуждения про "оно тысячу лет назад сгорело" неявно упираются на возможность мгновенной передачи информации. "Вот если бы мы сейчас туда переместились, мы бы увидели, что там ничего нет". Но мы не можем "сейчас" туда переместиться.

          • 0

            А если через три года изобретут варп-двигатель, и мы увидим, что "тысячу лет назад оно сгорело" — это машина времени получится?

          • 0
            Из статьи я так и не понял за сколько секунд-дней-лет взрывается сверхновая. Этот процесс мгновенен?
            • 0
              Какой этап? Непосредственно сам взрыв? Миллисекунды.
              • 0
                Ну интересует этап красивой картинки на небе. Он же не миллисекунды будет длиться?
                • 0
                  Но ведь это будет просто яркая вспышка на пару недель. Картинки по типу знаменитого фото Крабовидной туманности не будет.

            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.