Данные с японского зонда подтверждает, что Луна образовалась после столкновения Земли с другой планетой

Итогом этих событий стала гибель не только динозавров и неандертальцев, но и почти полное исчезновение жизни вообще. Зато появилась Луна. Рассказываем о самых грандиозных катаклизмах в истории Земли.

Ученые считают, что появление сложной жизни — не божественное провидение, а череда случайностей. Чтобы на Земле появились разумные существа, они должны были пройти опасный путь. А лучшая поговорка, отражающая появление человека: «Не было бы счастья, да несчастье помогло». Так что мы вовсе не венцы творения, а просто везунчики.

Столкновение Земли с другой планетой

Время: 4,5 млрд лет назад Если бы не произошло: отсутствие времен года, магнитосферы и разумной жизни, астероидные атаки и ураганы

В древности люди считали Луну божеством, в Средние века — приколоченным к небесной тверди диском, а в XIX столетии английский астроном и сын Чарльза Дарвина Джордж высказал мысль, что Луна — не что иное, как кусок Земли, оторвавшийся от нее в результате солнечных приливов вскоре после образования. Но когда в середине прошлого столетия участники миссии «Аполлон» привезли со спутника участки грунта, стало ясно, что в нем содержатся более высокие концентрации титана и других тугоплавких элементов, чем на Земле. Современные расчеты показали также, что отделение от нашей планеты столь большого куска, как Луна, невозможно под действием одних лишь центробежных сил. Гипотеза о захвате Землей пролетающей мимо планеты тоже оказалась несостоятельной.

Если бы не было приливных сил Луны, земное ядро затвердело бы, а магнитосфера исчезла. После этого солнечный ветер быстро унес бы в космос нашу атмосферу

В итоге перед учеными предстала картина ужасной катастрофы, случившейся вскоре после появления самой Земли 4,5 млрд лет назад. Солнечная система в те далекие времена была куда более неспокойным местом, чем сейчас. Планеты, астероиды и кометы кружились в бесшабашном танце, постоянно сталкиваясь друг с другом. Такое столкновение ожидало и молодую Землю. В один далеко не прекрасный день в нее врезалась планета размером с Марс. Позже ей дали поэтичное имя Тейя. К счастью, удар прошел почти по касательной, но этого хватило, чтобы оторвать от Земли кусок и разбить вдребезги незваную гостью.

Всего через миллион лет сила притяжения стянула обломки вместе. Так появилась Луна, а вместе с ней и времена года. Зима, весна, лето и осень, как известно, существуют из-за наклона земной оси (он тоже появился в результате столкновения). А еще — магнитосфера, образовавшаяся благодаря расплавленному железному ядру внутри нашей планеты. Если бы не было приливных сил Луны, это ядро бы просто затвердело, а магнитосфера исчезла. После этого солнечный ветер быстро унес бы в космос нашу атмосферу и Земля осталась бы без кислорода и защиты от вредоносного ультрафиолетового излучения. К тому же ее начали бы беспрестанно атаковать астероиды и кометы — сегодня основной удар от них принимает на себя Луна. Ни о какой разумной жизни и, возможно, о жизни вообще в таких условиях говорить не приходится.

Гравитация в Солнечной системе

А может все будет и не так. Исследования показывают, что орбиты внутренних планет Солнечной системе могут быть нарушены катастрофическими событиями. Это может случится задолго до того, как появится повод беспокоиться о том, что Солнце начало расширяться. В книге «О динамической стабильности Солнечной системы» («Астрофизический журнал»

, август 2008 г.) ученые Константин Батыгин и Грегори Лафлин представили данные проведенного ими компьютерного моделирования. Они показали, что орбиты внешних планет, вероятно, будут довольно стабильными в долгосрочной перспективе. Однако то же самое нельзя сказать о наших близких соседях. Эти выводы действительны и для Земли.

В зависимости от того, как будут происходить гравитационные взаимодействия, которые возникают в Солнечной системе, Меркурий и Венера могут столкнуться значительно раньше, чем Солнце станет красным гигантом – менее чем через миллиард лет. А до этого Марс может оказаться за пределами Солнечной системы. Любое из этих событий дестабилизирует орбиту Земли, и через три миллиарда лет Венера или Марс (если он все еще будет здесь) могут спровоцировать катастрофическое столкновение планет.

Конечно, описанные события маловероятны. Необходимо не менее 40 миллионов лет, прежде чем подобная катастрофа станет возможна. На самом деле гораздо более вероятно, что столкновение планет не произойдет до того времени, когда Солнце станет красным гигантом.

Глобальное оледенение

Время: 720–635 млн лет назад Если бы было более продолжительным: отсутствие сложных форм жизни

Ледниковые периоды на Земле случались несколько раз, но самыми лютыми, вероятно, были два. Гуронское, самое долгое, произошло около 2,4 млрд лет назад и продлилось целых 300 млн лет. Жизнь на планете в это время уже существовала, но лишь в зачаточном состоянии — в виде бактерий. Особенно пострадать было некому — микроорганизмы хорошо приспосабливаются к тому, чтобы жить, например, на глубине океана. С более сложными существами все не так просто: для выживания им нужна более длинная пищевая цепочка, и немаловажными ее условиями являются тепло и солнечный свет.

Еще одно крупное оледенение происходило в период 720–635 млн лет назад. Почти вся планета покрылась толстым слоем льда, а морозы на экваторе достигали -43 °С. Этот период так и называют: «Земля-снежок». В это время уже существовали простейшие существа, похожие на губку, и крошечные водоросли-бактерии. Ученые считают, что, несмотря на лютый холод, островки жидкой воды вблизи экватора, геотермальных источников и на вершинах гор все же оставались. Это и позволило пережить «зиму» нашим далеким предкам. Остается только гадать: что было бы, если бы ледниковый период продлился дольше или стал еще более суровым? Возможно, Земля по-прежнему оставалась бы планетой бактерий.

Странная планета

14 августа 2020 года, гравитационная волна – массивная рябь через ткань пространства-времени омыла Землю. Волна была обнаружена с помощью сложных, тонко настроенных лазеров в США и Италии. И это было удивительно. Если раньше лазеры регистрировали столкновения черных дыр и нейтронных звезд , то теперь они предполагали нечто беспрецедентное: черная дыра врезалась в нейтронную звезду.

Этот сигнал был одним из самых сильных, когда-либо виденных гравитационными волнами учеными в лазерном интерферометре гравитационно-волновой обсерватории и итальянской обсерватории Virgo. После того, как сигнал тревоги был разослан через несколько мгновений после обнаружения, команды астрономов по всему миру повернули свои телескопы к точке в пространстве, из которой исходила волна.

Но их поиски ни к чему не привели. Ни света, ни рентгеновского, ни инфракрасного, ни гамма-лучей.

Это событие было озадачивающим. И это стало еще более загадочным, когда ученые начали изучать эти данные. Во вторник исследователи из сотрудничества LIGO и Virgo подробно описали свой полный анализ обнаружения гравитационных волн, получивший название GW190814, в Астрофизическом журнале Letters. Это первое детальное исследование эпического космического столкновения, и оно только углубляет тайну.

“Я думаю, что GW190814-это первый случай, когда мы наблюдаем гравитационные волны, где источник волн действительно озадачивает”, – сказал Рори Смит, астрофизик из Университета Монаша в Австралии. “Это, безусловно, одно из самых захватывающих событий, которые мы видели.”

Наблюдения показывают, что пара GW190814 столкнулась в глубоком углу космоса, на расстоянии 800 миллионов световых лет. Одна половина этой пары определенно представляет собой черную дыру, примерно в 23 раза более массивную, чем наше Солнце. Но его партнер по танцу загадочен – другой объект всего лишь в 2,6 раза массивнее нашего Солнца, что ставит его в странное положение. Это может быть нейтронная звезда, но это также может быть черная дыра.

“Трудно объяснить, как черная дыра или нейтронная звезда могут быть около 2,6 солнечных масс”, – сказал Смит.

Ученые никогда не обнаруживали такой легкой черной дыры. Нейтронные звезды не должны быть такими тяжелыми – они коллапсируют в черные дыры, когда становятся слишком большими. Таким образом, таинственный объект, похоже, является какой-то звездой из зоны Златовласки, которая не соответствует нашему нынешнему пониманию. Что бы это ни было, оно перепишет наши знания…

Интересно, что если это сверхтяжелая нейтронная звезда, Смит говорит: “возможно, даже новая физика потребуется, чтобы объяснить ее.

Оригинал earth-chronicles.ru

По теме:

В 16 световых годах от Земли зафиксирована сильнейшая супер вспышка

Девятую планету предложили искать по оптическим вспышкам

Астрономы-любители открыли два необычных коричневых карлика

Железо и магний – основные элементы планет

Какие бывают метеориты и сколько они стоят?

Что такое черные планеты и существуют ли они?

Разумна ли наша Вселенная?

Гипотетическая Девятая планета может оказаться первичной черной дырой

NASA планирует превращать лунный реголит в кислород

Астронавты НАСА, возможно, полетят на Марс через Венеру

Spread the love

Извержение Сибирских траппов

Время: 252 млн лет назад Если бы не произошло: менее масштабное вымирание древних животных и, как следствие, возможное отсутствие людей

Траппы — это когда извергается не вулкан, а земля под ногами. Что и произошло 252 млн лет назад, когда извергалась Сибирь (она находилась тогда на севере древнего суперконтинента Пангея). По оценкам ученых, объем выброшенного на поверхность базальта составил более 5 млн км³. Чтобы представить себе масштаб катастрофы, достаточно взглянуть на современное Среднесибирское плоскогорье. Оно представляет собой высокие каньоны — это и есть застывшая лава тех времен. В воздух было выброшено гигантское количество пепла и ядовитого газа.

Неудивительно, что именно тогда на планете случилось самое крупное вымирание за всю историю. С лица Земли исчезло 96% всех морских видов животных и 70% наземных видов позвоночных. А еще это единственный из известных массовый «падёж» насекомых, который унес жизни 57% родов и 83% видов. Вымирание называют пермским. Не будь его, эволюция пошла бы по иному пути, а род Люди, вероятно, не появился бы.

Между тем современные биологи уверены, что даже такие извержения не могли служить единственной причиной вымирания столь большого числа живых существ. Главными факторами, как и в случае с другими массовыми вымираниями, были внутренние биосферные процессы. Природная катастрофа послужила в этом деле лишь спусковым механизмом — «сараевским выстрелом».

Работа Иммануила Великовского

И все же, пусть и невероятно крохотная, вероятность возникновения таких событий все же существует. И писатели – фантасты часто размышляют о ситуациях, когда планеты, движущиеся вокруг Солнца, вызывают катастрофу на Земле.

Очень интересным произведением на эту тему можно считать книгу 1950 года «Миры в столкновении»

Иммануила Великовского. В своей работе он утверждал, что Венера была кометой, выброшенной из глубин Юпитера около 3500 лет назад, пролетела очень близко к Земле (и вероятно даже произошло столкновение планет по касательной), и нарушила ее орбиту. Затем Марс, изменивший свою орбиту под гравитационным воздействием Венеры, приблизился через несколько столетий к Земле. Эти события, как утверждается в книге, объясняют катастрофы на Земле, которые прослеживаются в разных мифах и легендах по всему миру.

Идеи Великовского довольно сильно критиковались научным сообществом того времени (и критикуются до сих пор), поскольку они, похоже, бросают вызов законам физики. Однако в своей книге 1980 года «Космос» Карл Саган убедительно доказал, что худшим аспектом всей этой истории было не то что Великовский был неправ, описывая столкновение планет, а то, что некоторые ученые пытались признать его работу антинаучной просто из принципа. Даже когда гипотеза кажется очень странной, она в любом случае имеет право на жизнь и рассмотрение по существу.

Падение астероида

Время: 65 млн лет назад Если бы не произошло: менее масштабное вымирание древней фауны и, как следствие, возможное отсутствие развития млекопитающих, отсутствие людей

Человек современного вида главенствует на планете всего около 45 000 лет. Динозавры царствовали почти 250 млн лет, но 66 млн лет назад они исчезли (если не считать их здравствующих родственников — птиц). И не только они, но и многие другие виды животных (47% морских родов и 18% семейств сухопутных), включая почти всех крупных и средних по размеру (среди них было много по-настоящему страшных). Это вымирание называют мел-палеогеновым.

Его связывают с разными причинами, в том числе с появлением цветковых растений, которые имели в своем составе больше ядов. Динозавры и прочие животные оказались не в состоянии их переварить. Но и в этом вымирании был свой «сараевский выстрел» — падение астероида размером с гору, который врезался в Землю 66 млн лет назад. На месте его падения сегодня находится Мексиканский залив. Мало того что удар вызвал гигантское цунами, которое попросту смыло многих сухопутных обитателей Северной Америки, так еще и поднял в небо огромное количество пыли.

С гигантскими ящерами млекопитающие конкурировать не могли. Но, как только те исчезли, они сумели вырваться в лидеры животного мира благодаря своей неприхотливости

Пыль скрыла солнечный свет, и планета на несколько лет погрузилась в полумрак. Хуже росли растения — хуже питались животные. Особенно туго приходилось крупным видам, которым требуется много еды. Этот кризис, вероятно, и дал шанс древним млекопитающим. Они существовали уже во времена динозавров, но почти все были размером с крысу и участь их была незавидна: копошиться в лесной подстилке, питаясь чем придется. С гигантскими ящерами млекопитающие конкурировать не могли. Но, как только те исчезли, они сумели вырваться в лидеры животного мира благодаря своей неприхотливости. И однажды из такой «крысы» возникли приматы, а потом и .

Великие вымирания

Существуют и другие классификации эпох, хотя все они и похожи друг на друга. Важно другое. Из приведенных данных может сложиться впечатление, что жизнь на Земле развивалась поступательно. Но это совсем не так. В истории биосферы нашей планеты случались катастрофы, которые называют «великими или мировыми вымираниями».

Сейчас мы их перечислим в хронологическом порядке. Причины до конца не установлены, хотя и существует масса гипотез. Две основные – глобальные извержения вулканов и столкновения Земли с огромными астероидами.

Итак, все по порядку.

Ордовикско-силурийское вымирание. Оно происходило 450 – 443 миллиона лет назад, т.е. в начале Палеозойской эры. В те времена жизнь, пусть и в примитивных формах, существовала только в океанах. Вымирание, как предполагают ученые, происходило в два этапа. Первый из них (длительностью около 1,9 миллиона лет) был связан с оледенением, которое привело к резкому понижению температуры океанской воды. А второй – с потеплением, когда температура воды повысилась, и те организмы, которые приспособились к жизни в холодной воде, стали погибать. В ходе этого события исчезло от 72% до 86% видов и более 100 семейств морских беспозвоночных.

Девонское вымирание (372 миллиона лет назад, Палеозойская эра). Оно происходило в несколько этапов. Всего в ходе Девонского вымирания исчезло 19% всех семейств и 50% видов всех родов. В частности, почти полностью исчезли организмы, формировавшие коралловые рифы. Это повлекло за собой изменения глобальной экосистемы мирового океана. Эти события повлекли за собой кризис и на суше, где к тому времени уже появилась жизнь. Причиной Девонского вымирания считается периодическое повышение и понижения уровня мирового океана. Почему оно происходило и как влияло на условия существования тех или иных организмов – неизвестно.

«Великое Пермское вымирание» (253 – 251 миллиона лет назад, конец Палеозойской эры) – самое массовое вымирание в истории планеты. В результате его исчезло 57% видов всех семейств, 83% всех родов, более 90% морских видов. Примечательно, что по геологическим меркам, катастрофа произошла почти мгновенно – за менее чем за 200 тысяч лет. Пермское вымирание признается крупнейшей биосферной катастрофой в истории Земли, в результате которой все экологические связи были разрушены. На восстановление всего биоразнообразия наземных организмов потребовалось до 50 миллионов лет, а морских – до 100 миллионов. Причиной этого вымирания считаются массовые извержения вулканов в Сибири (там их тогда было много), выбросы огромного количества пепла и пыли в атмосферу Земли. Это, в свою очередь, повлекло за собой резкое уменьшение достигающей поверхности Земли солнечной радиации, падению температуры и другие последствия. Сейчас существует такой термин – «ядерная зима», которая неизбежно наступит после массового применения ядерного оружия. Вот такая «зима» и случилась в период Пермского вымирания безо всякого оружия.

Триасовое вымирание (208 – 200 миллионов лет назад, Мезозойская эра). В результате на Земле вымерло 23% всех семейств и 48% всех родов. Некоторые ученые считают, что этот катаклизм освободил экологическую нишу для динозавров. Сколько-нибудь внятных объяснений причин этого явления не существует. Более того, некоторые ученые считают, что никаких глобальных катастроф в это время не было, а вымирание происходило постепенно и было связано с естественными эволюционными процессами, когда одни виды уступали в конкурентной борьбе зарождавшемуся новому и сходили со сцены истории.

И, наконец, самое известное Мел-палеогеновое вымирание (66,5 миллионов лет назад, Кайнозойская эра). Это последнее массовое вымирание, уничтожившее 17 % всех семейств и 39-47 % всех родов, 68-75 % всех видов, в том числе и динозавров. Последнее делает его самым известным, хотя по последствиям оно стоит на последнем месте в «большой пятерке». Считается, что причиной этой катастрофы послужило столкновение Земли с огромным метеоритом размером порядка 10 километров. Его след – кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан. Далее все пошло по уже описанной схеме. Выброс огромного количества пыли в атмосферу, глобальное похолодание, гибель тропических лесов, которые тогда покрывали практически всю территорию суши, сокращение кормовой базы для травоядных ящеров, их гибель, затем, из-за отсутствия кормовой базы для плотоядных динозавров – гибель последних. А вот мелкие млекопитающие выжили. Эволюционировали. И мы с вами получились в конце концов.

Извержение Флегрейских полей и вулканов на Кавказе

Время: 40 000 лет назад Если бы не произошло: более сильное смешение неандертальцев и сапиенсов

Вопрос о том, почему вымерли наши ближайшие родственники неандертальцы — одна из научных загадок. Гипотетических «отгадок» около ста: от заражения вирусами от тропических сапиенсов до внутреннего каннибализма. А когда-то ученые любили обвинять в исчезновении «двоюродного человечества» и наших предков: мол, истребили «малочисленный народ» — и дело с концом. Российский антрополог Станислав Дробышевский, как и большинство современных исследователей, считает, что никто никого целенаправленно не истреблял. Неандертальцы были физически сильнее сапиенсов, да и жили в северных горах, вдали от мест обитания наших предков. Скорее всего, праотцы задавили неандертальцев не качеством, а количеством. Их просто изначально было больше, чем сапиенсов — неандертальцы и без того уже вымирали, просто медленно.

Но неандертальцы, вероятно, не исчезли бы 28 000 лет назад и дожили до более поздних времен, если бы не извержение так называемых Флегрейских полей, произошедшее 40 000 лет назад в Италии и вулканов на Кавказе. В результате всего этого их численность упала до критического уровня. Наши предки успели смешаться с ними, поэтому сегодня у всего неафриканского населения планеты в среднем по 2% неандертальских генов. Но если бы не вулканы, их, вероятно, было бы больше и мы были бы похожи на этих морозоустойчивых свирепых крепышей.

Столкновение планет

Планетарные орбитальные пути нестабильные и становятся еще менее стабильны со временем. Когда ученые запускали компьютерные симуляционные модели, чтобы выяснить будущее планетарных орбит, они обнаружили кое-что интересное, а скорее даже волнительное.

Через пару миллиардов лет будет иметься некоторая доля вероятности столкновения планет внутри нашей Солнечной системы. Орбита Меркурия, например, обращающегося вокруг Солнца, может настолько увеличиться, что планета встанет на одну орбиту с Венерой, что привет к столкновению. Если такая встреча пройдет по касательной, то это может привести к одному из двух сценариев: либо Меркурий будет отброшен к Солнцу, либо направится прямиком к Земле.

Ученые провели в общей сложности 2500 симуляций различных планетарных орбит, и 25 вариантов указали на столь радикальные и опасные изменения в орбите Меркурия. Помимо этого, в рамках симуляции ученые установили, что угрозы для других планет не будет, если между Меркурием и Венерой произойдет прямой удар либо Меркурий упадет на Солнце.

При еще менее вероятном сценарии орбита Меркурия может быть дестабилизирована близким прохождением рядом с границей гравитационных сил Юпитера. В этом случае пострадает Марс. Красная планета станет своеобразным рикошетом, который направится к Земле. Наша планета, к сожалению, отразить такой удар не сможет. При прохождении мимо Земли Марс вызовет столкновение Земли и Венеры, изменив орбиту последней. Это событие станет самым масштабным космическим бильярдом, в котором не будет победителей.

Кольца вокруг Марса

Марс может разрушить Фобос.

Недавно учёные установили, что Марс может в один прекрасный день разрушить свою ближайшую луну — Фобос. Этот спутник диаметром всего в 22 км является одной из двух лун, вращающихся вокруг планеты. С каждым веком орбита Фобоса сокращается и спутник приближается к Марсу на 2 метра. В конечном счете Фобос развалится на куски от приливных напряжений, вызванных красной планетой, хотя этот процесс может занять до 40 миллионов лет.

В конце концов, Марс останется только с одним спутником, Деймосом, но при этом у планеты образуется кольцо, подобное тому, которое есть у Сатурна. По истечению еще нескольких миллионов лет, куски обреченного спутника упадут на Марс примерно в его экваториальной области.

Новое в блогах

Сначала небольшое вступление.

Что меня интересует в достижениях науки?

Меня прежде всего интересуют знания о Вселенной, то есть о Космосе. Как устроена Вселенная? Что мы об этом знаем? Например , Хохлов или даже Лернер публикуют все разные сообщения о разных технических событиях на Земле. Мне это интересно, конечно же, но не совсем. Точнее, мне более интересны фундаментальные открытия, которые указывают путь к решению больших технических проблем или расширяют сильно наши знания. Мы уже много знаем о Вселенной, но мы не знаем ответа на главные вопросы: откуда это всё взялось, когда было начало? А ответы в том смысле, что начала не было — просто не укладываются в голове, да это и не ответы. Это как объяснение о том, что Земля держится на трёх китах.

Мы живём в эпоху, когда уже существует настоящая Наука, а не шарлатанство, но мы находимся только в начале долгого Пути во Вселенную. Мы только научились взлетать на орбиту Земли, но даже ещё не сумели высадиться на Луну.

Сначала надо высадиться на Луну, сделать там постоянную научную базу, отработать СЖО и соответствующую технику и жилые модули, а потом уже лететь на Марс и осваивать его.

Далее, возможно, будет освоение Венеры.

Но освоение Марса для жизни займёт столетия, а терраформирование Венеры — это вообще процесс непонятной длительности — тысяча лет или больше?

Так что в ближайшую тысячу лет человечеству (основной его массе) придётся жить на Земле, так как Земля является самым лучшим местом для жизни человека.

Но вот и всё. Больше в нашей Солнечной системе осваивать нечего, то есть Америк больше не будет — далее надо будет лететь к звёздам. То есть все другие планеты Солнечной системы непригодны для жизни человека так, как на Земле. То есть жизнь на других планетах будет возможна только в специальных конструкциях, защищающих человека от космоса. А это дорого, поэтому возможно, что на планетах будут функционировать только научные станции с небольшими командами. Возможно также, что будут созданы межпланетные искусственные научные станции (с экипажем в несколько десятков человек) с вытянутыми орбитами для того, чтобы мониторить Солнечную систему на предмет раннего обнаружения опасных астероидов из Облака Оорта и для каких-то других задач, которые выдвинет время. Я думаю, что таких постоянных станций потребуется около десятка.

А полёты к звёздам — это пока фантастика. Когда это начнётся? Через 1000 лет?

А теперь статья.

Столкновение двух нейтронных звёзд – основной источник многих из тяжелейших элементов периодической таблицы во Вселенной. При таком столкновении выбрасывается 3-5% массы; всё остальное превращается в чёрную дыру.

Вселенная в известном нам виде существует уже почти 14 млрд лет: достаточно времени для того, чтобы гравитация стянула материю в скопления, комки и схлопнувшиеся объекты. К сегодняшнему дню Вселенная заполнена планетами, звёздами, галактиками, и ещё более крупными структурами, связанными гравитацией на фоне расширяющейся Вселенной.

Но всё не так уж ясно и просто. Хоть космос и огромен, в нашей галактике существуют триллионы объектов, двигающиеся миллиарды лет. Некоторые сформировавшиеся системы содержат в себе по нескольку объектов, и их столкновения не просто вероятны – они неизбежны. А при столкновении или слиянии они меняются навсегда. И вот космическая история того, что при этом происходит.

Изображение JPEG

Когда объект сталкивается с планетой, он может выбить из неё осколки, что приведёт к формированию лун. Так появилась наша Луна, а также, как мы думаем, луны Марса и Плутона.

Столкновения планеты с планетой. На ранних этапах развития Солнечной системы, скорее всего, планет было больше восьми. Между Юпитером и Нептуном мог существовать ещё один газовый гигант; лучшие наши симуляции говорят о том, что его выбросило из системы. Но считается, что во внутренней Солнечной системе был ещё один мир размером с Марс, столкнувшийся с молодой Землёй, породив огромное облако обломков, собравшихся и создавших Луну. Модель ударного формирования Луны (или “гигантское столкновение”) тщательно подтвердили множеством различных свидетельств.

Вместо наблюдаемых сегодня двух лун столкновение, породившее околопланетный диск, могло создать у Марса три луны, из которых до сегодняшних дней дожили только две.

Кроме этого, у нас есть неплохие свидетельства того, что и у Марса луны появились из-за большого протопланетного столкновения – и что изначально у него было три луны, а потом одна из них упала обратно на поверхность.

Из всех проведённых симуляций и накопленных свидетельств следует, что скалистые планеты сравнимого размера довольно часто сталкиваются друг с другом на ранних уровнях развития солнечных систем. При столкновении возникает одна, более крупная планета, и облако осколков, которое собирается в один, недалеко расположенный крупный спутник, и несколько более мелких и удалённых. Система Плутон-Харон – прекрасный пример такого явления, в котором подальше от них кувыркаются ещё четыре дополнительных луны.

Изображение JPEG

Сценарий сближения по спирали и слияния коричневых карликов, находящихся так далеко друг от друга, как эти, займёт очень долгое время из-за гравитационных волн. Но вероятность столкновения довольно высока. Красные звёзды при столкновении порождают голубые отставшие звёзды, а коричневые карлики могут при столкновении порождать красных карликов. Спустя достаточно долгое время такие вспышки света могут стать единственными источниками света во Вселенной

Столкновения коричневых карликов. Хотите создать звезду, но не набрали достаточно массы для этого, а газовое облако, которым вы пользовались, уже схлопнулось? У вас есть второй шанс! Коричневые карлики похожи на крайне массивных газовых гигантов, превышая по массе Юпитер в десяток раз, и разогреваются до достаточно высоких температур (порядка 1 000 000 К) и давлений в центре, чтобы запустить синтез из дейтерия, но недостаточных для синтеза из водорода. Они испускают свет, остаются относительно холодными, и не дотягивают до звания настоящих звёзд. По массе они находятся в промежутке от 1% до 7,5% от солнечной, и считаются неудавшимися звёздами.

Но если у нас два карлика составляют двойную систему, или принадлежат к случайно столкнувшимся разным системам, всё это может мгновенно поменяться.

Всё потому, что состав этих неудавшихся звёзд практически не меняется со временем. Они так и состоят из 70-75% водорода, и при слиянии это несгоревшее топливо сохраняется. Если общая масса объекта после слияния превысит критический порог в 0,075 солнечных, во Вселенной появится новая звезда! С таким количеством массы в одном объекте температура превысит критические 4 000 000 К, и запустит синтез из водорода. Вместо двух коричневых карликов появится красный карлик: настоящая звезда М-класса. И у расположенной недалеко от нас системы Луман 16, всего в 6,5 световых годах, все параметры находятся соблазнительно близко к необходимому пределу, за которым она сможет стать красным карликом.

Часть шарового скопления Terzan 5, уникальной связи с прошлым Млечного Пути. В шаровых скоплениях можно обнаружить невероятно старые звёзды, оставшиеся от первых вспышек звёздного формирования, происходивших недалеко от нас. Но иногда встречающиеся в скоплении голубые звёзды говорят нам, что не всё так просто.

Столкновения двух звёзд. Звёзды бывают различных масс, и те, масса которых мала, более красные, холодные, и сжигают своё топливо медленнее. Звёзды большей массы голубые, более горячие и живут меньше. Оценить возраст звёздных скоплений можно, изучая звёзды с наибольшей массой из оставшихся, поскольку самые массивные звёзды умирают первыми.

Однако, изучая самые старые из скоплений, мы обнаруживаем популяции звёзд, более голубых и горячих, чем это должно оказаться возможным. Они просто не соответствуют остальным, окружающих им звёздам. Однако эти голубые заблудшие звёзды реальны, и у их существования есть фантастическое объяснение: столкновения звёзд.

Голубые заблудшие звёзды (заключены в кружочки во вставке с увеличенным изображением) [фото кликабельно], формируются, когда старые звёзды или их останки сливаются вместе. После того, как отгорят последние звёзды, этот процесс может, хотя и ненадолго, вернуть свет во Вселенную

Возьмём две (или более) звёзд и соединим их, и они породят одну, более массивную звезду. Даже когда останутся только более красные звёзды, от 0,7 до 0,8 солнечной массы, при слиянии они могут породить голубую звезду (1,5 солнечной массы), даже если их звёздное скопление слишком старое для того, чтобы там появлялись звёзды массой в 1,5 солнечной.

Голубые заблудшие звёзды часто встречаются в плотных участках шаровых скоплений, и демонстрируют, что даже после того, как все звёзды с массой порядка солнечной и выше уже сгорели, всё ещё будут появляться новые звёзды – просто благодаря гравитационному слиянию.

Изображение JPEG

Главным событием астрономии многих источников будет слияние двух белых карликов, которые будут располагаться достаточно близко к Земле, чтобы мы смогли одновременно обнаружить нейтрино, свет и гравитационные волны. Известно, что такие объекты порождают сверхновые типа Ia.

Столкновения белых карликов. Допустим, обычная наша звезда из главной последовательности прожила свою жизнь, сожгла всё топливо, которое могла. Ядро остатка звезды стало белым карликом: такая судьба ждёт и наше Солнце. А затем, плавая в глубинах межзвёздного пространства, она столкнулась с другим белым карликом.

БУМ!

Столкновения белых карликов приводят к появлению сверхновых типа Ia, и возможно, принадлежат к самым распространённым способам появления этих катаклизмов. Когда это случается, в звёздах запускается неконтролируемая реакция синтеза, что выделяет огромное количество света и энергии, и полностью уничтожает обоих белых карликов, вызвавших это событие. Это один из тех типов столкновений, в которых уничтожаются оба столкнувшихся объекта.

Изображение JPEG

Представление художника о слиянии двух нейтронных звёзд. Системы из двух нейтронных звёзд сближаются по спирали и сливаются, однако самую близкую из пар, которые мы обнаружили, такое слияние ждёт не ранее, чем через 100 млн лет. До этого момента LIGO, вероятно, найдёт ещё много таких.

Столкновения нейтронных звёзд. Нейтронные звёзды, порождённые звёздами ещё более массивными, чем те, что порождают белых карликов, часто существуют в системах из нескольких звёзд. Недавно мы наблюдали сближение по спирали и слияние двух нейтронных звёзд: событие под названием килоновая. В данном случае излучается огромный импульс энергии, а также довольно большая порция массы. Событие, отмеченное в 2020 году, стало первым, когда мы смогли наблюдать за таким объектом как в гравитационных волнах, так и в электромагнитном диапазоне.

Массы звёздных остатков можно измерять разными способами. На графике показаны массы чёрных дыр, обнаруженных при помощи наблюдения в электромагнитном диапазоне (пурпурные); чёрные дыры, обнаруженные по гравитационным дырам (синие); нейтронные звёзды, обнаруженные в электромагнитном диапазоне (жёлтые); массы нейтронных звёзд, слившихся в событии GW170817, которое мы наблюдали в гравитационных волнах (оранжевые). В результате слияния на краткое время появилась нейтронная звезда, быстро превратившаяся в чёрную дыру.

При слиянии двух нейтронных звёзд в одну они либо:

  • Становятся более массивной нейтронной звездой (если их сумма меньше 2,5 солнечной массы),
  • Становятся нейтронной звездой, которая крутится и схлопывается в чёрную дыру (если их сумма меньше 2,75 солнечной массы),
  • Сразу схлопываются в чёрную дыру (если их сумма больше 2,75 солнечной массы).

В ближайшие годы и десятилетия мы надеемся увидеть множество таких событий, чтобы ещё улучшить точность данных.

Изображение JPEG

Слияние двух чёрных дыр сравнимой массы – такое, какое наблюдали при помощи LIGO. В центрах некоторых галактик могут существовать сверхмассивные двойные чёрные дыры, и они выдадут сигнал куда как более сильный, чем изображённый здесь.

Столкновения чёрных дыр. При слиянии чёрной дыры с чёрной дырой получится ещё более массивная ЧД. Но есть подвох: порядка 5% их массы потеряется. В первом наблюдаемом нами слиянии участвовала ЧД 36 солнечных масс и ЧД 29 солнечных масс. Однако они породили ЧД с массой в 62 солнечных. Порядка трёх солнечных масс просто пропало.

Куда они делись? Они были испущены в виде гравитационного излучения: гравитационных волн, которые LIGO обнаружил на расстоянии в миллиард световых лет. В течение небольшого периода времени, длящегося меньше секунды, две сливающихся ЧД могут испустить больше энергии в наблюдаемую Вселенную, чем все существующие внутри неё звёзды в сумме.

Изображение JPEG

Обсерватория LIGO в Хэнфорде в штате Вашингтон, улавливающая гравитационные волны – один из трёх работающих в унисон детекторов, совместно с тем, что расположен в Ливингстоне в Лос-Анджелесе, и с детектором VIRGO в Италии.

Ожидается существование и других столкновений – ЧД с нейтронной звездой, нейтронной звезды с белым карликом, нейтронной звезды с нормальной звездой и даже чёрной дыры с нормальной звездой. Активные галактики или микроквазары могут быть порождены чёрной дырой, пожирающей звезду или облако газа. Нам ещё предстоит засечь подобные события, хотя мы уже нашли кандидата на звание объекта Торна — Житков: красного гиганта, в качестве ядра которого выступает нейтронная звезда. Космос, возможно, и весьма велик, но он далеко не пуст. Особенно внутри галактик и шаровых скоплений плотность планет, звёзд и звёздных остатков огромна, и столкновения, подобные описанным, там неизбежны. И к каким бы последствиям они не приводили, нам предстоит это выяснить!

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: