На этом захватывающем снимке от космического телескопа NASA/ESA "Хаббл" запечатлен космический фейерверк — мощные биполярные джеты, вырывающиеся из области формирования молодой звезды. Эта структура, носящая название "объект Хербига-Аро 24" (HH 24), расположена в молекулярном облаке Ориона на расстоянии около 1 300 световых лет от Земли.
Каждая светящаяся струя движется со скоростью в сотни километров в секунду и простирается на расстояние около половины светового года. Джеты возникают, когда материал из аккреционного диска падает на юную звезду, а часть вещества выбрасывается вдоль линий магнитного поля.
Золотистое свечение и замысловатые структуры синего и фиолетового оттенков показывают взаимодействие раскаленного газа с окружающей космической средой, создавая одно из самых зрелищных проявлений звездного рождения во Вселенной.
В 1963 году, когда черные дыры считались лишь математической абстракцией, 29-летний математик из Новой Зеландии Рой Патрик Керр совершил прорыв, который поразил научное сообщество. Он нашел точное решение уравнений Эйнштейна для вращающейся черной дыры, решив задачу, над которой безуспешно бились лучшие умы физики почти полвека.
Седовласые ученые были ошеломлены элегантностью его решения. Они проверяли и перепроверяли расчеты молодого математика, но не могли найти в них ошибки.
Выводы, следующие из этих расчетов, казались фантастикой.
Вихрь пространства-времени
Керр доказал математически, что при коллапсе массивной вращающейся звезды возникает структура, принципиально отличная от статической черной дыры. Вместо точечной сингулярности в центре образуется сингулярность в форме кольца.
Вращение черной дыры закручивает само пространство-время вокруг себя, как гигантский космический водоворот. Вблизи такого объекта ничто не может оставаться неподвижным – сама ткань реальности увлекается в это вращение.
Но самым удивительным оказалось то, что кольцеобразная сингулярность теоретически может быть... тоннелем в другую вселенную.
Портал между мирами?
По расчетам Керра, если гипотетический космический путешественник сумеет пролететь через центр этого кольца на достаточно высокой скорости, то он сможет избежать разрушительного воздействия чудовищных приливных сил.
И вместо неминуемой гибели, ожидающей в центре обычной черной дыры, смельчак мог бы вынырнуть где-то в совершенно другой области космоса – или даже в другой вселенной.
Как к таким выводам отнеслись коллеги Керра? Они были, мягко говоря, раздражены. Ученые годами "потрошили" решения новозеландского гения, надеясь найти ошибки и избавиться от того, что не укладывалось в их головах. Однако последующие проверки лишь подтверждали математическую безупречность модели.
От теории к реальности
Сегодня мы знаем, что черные дыры действительно существуют. Астрономы изучают их по косвенным признакам: аккреционные диски (те самые "кольца", которые описывал Керр), интенсивное излучение от падающей материи, гравитационные волны от их слияний и влияние на орбитальное поведение и даже форму близлежащих звезд.
В 2019 году проект Event Horizon Telescope получил первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре галактики M 87, а годом позже ученые получили Нобелевскую премию за исследования этих загадочных объектов.
Но вопрос "работают" ли черные дыры как порталы в другие вселенные, остается открытым. Математика допускает такую возможность, но проверить теорию экспериментально пока невозможно.
Космический тоннель, ведущий в один конец
Даже если Керр был прав, путешествие через черную дыру было бы предприятием с крайне низкими шансами на успех. Представьте: вы разгоняетесь почти до скорости света, пересекаете горизонт событий, где пространство и время искажаются до неузнаваемости, выдерживаете колоссальные приливные силы, способные растянуть ваше тело в атомную нить и... если вам каким-то чудом удастся пролететь через кольцеобразную сингулярность, то где вы окажетесь? В другой части нашей Вселенной? В параллельном мире с иными физическими законами? Куда бы вы ни попали, это будет путешествие в один конец.
Современная квантовая механика предполагает, что реальные черные дыры могут быть даже сложнее, чем предсказывает модель Керра. Квантовые эффекты, вероятно, трансформируют сингулярность во что-то еще более экзотическое.
Так что пока путешествия через черные дыры остаются уделом научной фантастики, но эта идея является научно обоснованной! Так что, возможно, через миллионы лет наши очень далекие потомки не только смогут "обуздать" черные дыры, но и составят целую карту мироздания, зная, куда какой "тоннель Керра" ведет.
Перед вами цветное изображение Венеры, полученное 5 июля 2007 года космическим аппаратом NASA MESSENGER, который был запущен 3 августа 2004 года для изучения Меркурия.
Поскольку Венера находится между орбитами Земли и Солнца, мы всегда видим ее на небе на относительно небольшом расстоянии от светила. Когда Венера находится по одну сторону от Солнца, то планета как бы следует за ним и становится более заметной во время заката на Земле. Однако каждые 584 дня Венера появляется по другую сторону от Солнца, и когда это происходит, то планета восходит утром до рассвета.
Древние греки и египтяне не знали этих астрономических деталей, поэтому они рассматривали Венеру как два разных небесных тела — утреннее и вечернее. Венеру, появляющуюся до восхода Солнца, греки называли Фосфором (др.-греч. Φωσφόρος — "несущий свет"), а Венеру, красующуюся на небосводе после захода Солнца, они называли Геспером (др.-греч. Ἕσπερος — "вечерний, западный").
Примечательно, что древние римляне знали, что перед ними один объект, но, переняв многое из греческой культуры, они не упустили возможность позаимствовать и отдельные определения для утренней и вечерней Венеры: Люцифер (лат. Lucifer — "светоносный") и Веспер (лат. Vesper — "вечерний") соответственно.
Солнце обеспечивает нас светом и теплом благодаря термоядерным реакциям, протекающим в его ядре. В то же время горячее ядро Земли создает магнитное поле, защищающее планету от космической радиации, и поддерживает тектоническую и вулканическую активность, которая формирует и обновляет ее поверхность.
Оба этих процесса продолжаются уже миллиарды лет, но, как известно, ничто во Вселенной не вечно. Рано или поздно они завершатся, и вопрос в том, какой из процессов первым выйдет из этой космической гонки.
Современные научные данные позволяют нам сделать обоснованные прогнозы.
Жизненный цикл Солнца
Солнце зародилось примерно 4,6 миллиарда лет назад, и сейчас оно находится в наиболее стабильной фазе своей эволюции, называемой "главной последовательностью". В ядре нашего светила при температуре около 15 миллионов градусов Цельсия происходят термоядерные реакции, в ходе которых водород превращается в гелий.
Исходя из современных астрофизических моделей, запасов водорода в ядре Солнца должно хватать примерно на 10-11 миллиардов лет непрерывного "горения" с момента начала термоядерной реакции. Это означает, что нашей звезде осталось пребывать в текущем стабильном состоянии еще около 5-6 миллиардов лет. После этого начнутся необратимые изменения, которые кардинально повлияют на всю Солнечную систему.
Когда запасы водорода в ядре Солнца будут исчерпаны, оно начнет превращаться в нестабильного красного гиганта — внешние слои звезды будут стремительно расширяться, а ее светимость значительно возрастать. Эта фаза звездной эволюции продлится около одного миллиарда лет и приведет к такому росту температуры на Земле, что все ее водоемы испарятся, а раскаленная поверхность станет совершенно непригодной для жизни.
Финальная стадия эволюции Солнца наступит примерно через 7 миллиардов лет, считая от дня сегодняшнего, когда оно сбросит внешние оболочки и превратится в чрезвычайно плотный белый карлик, который будет медленно — невероятно медленно — остывать триллионы лет.
Тепловая эволюция ядра Земли
Ядро Земли состоит из двух частей: твердого внутреннего ядра (радиусом около 1 220 километров) и жидкого внешнего ядра (радиусом около 2 200 километров). Температура в центре Земли достигает примерно 5500-6000 градусов Цельсия.
Тепло земного ядра поддерживается несколькими ключевыми источниками:
Остаточное тепло от формирования планеты
Сформировавшись около 4,54 миллиарда лет назад, Земля регулярно сталкивалась с другими космическими телами. Вкупе с гравитационным сжатием это привело к высвобождению огромного количества тепла, часть которого оказалась "заперта" в ядре.
Энергия от гравитационной дифференциации
По мере того как тяжелые элементы, такие как железо и никель, опускались к центру планеты, а более легкие поднимались к поверхности, выделялась дополнительная энергия.
Тепло от распада радиоактивных элементов
Уран, торий и калий, содержащиеся в недрах Земли, постепенно распадаются, выделяя тепло, которое поддерживает температуру ядра.
Геофизические исследования показывают, что остывание ядра происходит крайне медленно — за миллиард лет его температура понижается примерно на 100 градусов. Это связано с низкой теплопроводностью мантии и коры, которые действуют как теплоизоляционный слой.
При текущих темпах остывания, к моменту, когда Солнце исчерпает запасы водорода, температура ядра Земли снизится примерно на 500-600 градусов.
Вывод
Научные данные однозначно указывают: Солнце завершит свой жизненный цикл значительно раньше, чем остынет ядро Земли. Кроме того, даже после перехода Солнца в стадию белого карлика земное ядро будет сохранять большую часть своей тепловой энергии.
Однако с практической точки зрения важнее другой факт: жизнь на Земле станет невозможной задолго до превращения Солнца в белый карлик. Постепенное увеличение светимости нашей звезды (примерно на 10% каждый миллиард лет) приведет к катастрофическому глобальному потеплению и испарению всех океанов уже через 1-2 миллиарда лет — задолго до начала фазы красного гиганта.
2 февраля 2005 года орбитальный аппарат ESA "Марс-экспресс" запечатлел кратер Лаут вблизи северной полярной шапки Марса. Средний диаметр этого ударного образования составляет 39 километров, а глубина достигает 1,5 километра. На его дне отчетливо видно белоснежное отложение водяного льда.
Кратер Лаут — редкий пример постоянного присутствия льда вне полярных шапок Красной планеты. Вопреки распространенному мнению, лед на Марсе не ограничивается полюсами — он встречается и в тенистых кратерах, где температура достаточно низкая на протяжении всего года, что необходимо для его сохранения.
Исследования показывают, что лед в кратере Лаут относительно чистый, так что он, определенно, представляет интерес как потенциальный ресурс для будущих марсианских миссий с участием людей.
Перед вами остаток сверхновой E0102-72.3, представляющий собой продукт взрыва массивной звезды. Событие катастрофического масштаба развернулось в карликовой галактике Малое Магелланово Облако, на расстоянии около 200 000 световых лет от Земли.
Наблюдения, проводимые в декабре 2018 года, помогли астрономам подтвердить, что большая часть кислорода во Вселенной синтезируется в массивных звездах. Достигнув конца эволюционного пути, эти светила взрываются и "расшвыривают" кислород — и другие элементы тяжелее водорода и гелия — по космическим просторам.
В кольце, что вы видите на изображении, сосредоточено как минимум в тысячу раз больше кислорода, чем в Солнечной системе.
Для создания изображения использовались:
▪ Рентгеновские данные от космической обсерватории NASA "Чандра" (синий и фиолетовый цвета);
▪ Оптические данные от космического телескопа NASA/ESA "Хаббл" и чилийского Очень Большого Телескопа (красный и зеленый цвета), находящегося под управлением Европейской Южной Обсерватории.
Мирмекохория — это удивительная форма симбиоза, при которой растения используют муравьев для распространения своих семян. Более 11 000 видов растений полагаются на этих маленьких, но трудолюбивых насекомых, чтобы обеспечить выживание своего потомства.
Как это работает?
Растения производят семена с особыми питательными придатками, богатыми жирами и белками. Эти придатки, называемые элайосомами, привлекают муравьев, которые уносят семена в свои колонии.
Для муравьев элайосомы служат ценным источником пищи. Сами же семена остаются нетронутыми, так как муравьи съедают только придаток. Кроме того, они оказываются в идеальных условиях для прорастания — в питательной почве, защищенные от хищников, засухи и холодов.
Мирмекохория играет важную роль в экосистемах, способствуя распространению растений и поддержанию биоразнообразия. Это еще один пример того, как природа создает сложные и взаимовыгодные связи между видами.
Перед вами пейзаж Венеры, снятый советским спускаемым аппаратом "Венера-14", который совершил мягкую посадку на поверхность "адской" планеты 5 марта 1982 года. Температура на месте составляла 465 градусов Цельсия — достаточно для плавления олова, свинца и цинка.
Как видно, небо имеет характерный желто-коричневый оттенок, и это связано с тем, что Венера наделена густой токсичной атмосферой, наполненной углекислым газом, и также она постоянно окутана густыми желтоватыми облаками серной кислоты.
Для раскрашивания снимка использовались данные "Венеры-14" о цвете венерианского неба на разных высотах и об общей окраске поверхности.
Улучшили и раскрасили изображение: Дональд Митчелл и Джейсон Мейджор.
