Что вы чувствуете, когда смотрите в ночное небо? Особенно если это ясное ночное небо без облаков и вы далеки от любых городских огней. Вы поднимаете голову и видите бесчисленное количество красивых звезд. Хотя мы знаем, что звезды — это массивные и закрученные облака горячей пыли и газа, выглядят они довольно интересно вдалеке от Земли.
За миллионы световых лет отсюда все не так прекрасно и успокаивающе. Возможно, довольно сложно представить, но достаточно большой процент звезд на ночном небе ждут или уже пережили космическое столкновение.
Хотя с нашей точки зрения на Земле звезды выглядят фиксированными, на самом деле они весьма быстро перемещаются в космосе, и весьма высок шанс того, что они столкнутся с другим массивным телом. Вселенная — гигантский бильярдный стол. Столкновения в космосе могут случаться среду любых тел, будь то звезда, астероид, комета или планета. Результатом становятся весьма зрелищные всплески энергии и материи.
Что происходит, когда звезды или даже галактики сталкиваются? Являются ли столкновения в космосе редкими событиями или случаются довольно часто? Может ли Земля или Солнечная система пострадать от столкновения с астероидом или массивной сверхгалактикой? Давайте разберемся.
Столкновения звезд и галактик
Благодаря фотографиям с космических телескопов и компьютерным моделям, астрономы могут искать и наблюдать как галактические, так и звездные столкновения. Изначально считалось, что эти столкновения, или слияния, довольно редкие, но исследования 21 века показали, что эти события происходят весьма часто. По мере того как эксперты понимают все больше и больше о вселенной и ее начале, они приходят к выводу, что чем моложе была Вселенная, тем чаще происходили галактические столкновения. Поскольку вселенная была намного меньше, галактики располагались ближе и, весьма вероятно, сталкивались по мере движения прочь от Большого Взрыва. Даже наша галактика Млечный Путь содержит в себе обломки от ранних столкновений с массивными телами. Астрономы предполагают, что галактика Андромеда, наш ближайший крупный сосед, столкнется с нашей в далеком будущем.
Космическое столкновение звучит как идеальный материал для дорогого голливудского блокбастера, но на самом деле оно куда менее захватывающе выглядит, чем кажется. Даже при том, что галактики и звезды движутся навстречу друг другу со скоростью сотен километров в час, их слияние может занимать миллионы лет. Вместо того, чтобы взрываться подобно массивным бомбам, космические столкновения протекают гладко, словно сталкиваются облака газа. Когда два звездных объекта встречаются, массивная гравитация каждого из них изменяет форму другого, вытягивая в виде капли. 24 апреля 2008 года, например, космический телескоп Хаббл заснял последствия столкновения двух крупных галактик. В то время как одна галактика приняла обычную форму кольца, соседняя галактика вытянулась хвостом.
Еще один распространенный тип столкновения — столкновение нейтронных звезд. Нейтронные звезды на самом деле являются трупами более старых звезд — когда звезда достигает конца своей жизни, она взрывается, и масса, эквивалентная массе целого солнца, концентрируется на площади размером с город. Если две таких звезды образуются в непосредственной близости, они формируют бинарную пару звезд, которые сливаются сотни миллионов лет. Объединенная масса мертвых звезд настолько велика, что конечное слияние формирует черную дыру в пространстве. Хотя в настоящее время известное количество нейтронных пар можно посчитать на пальцах обеих рук, ученые предполагают, что на самом деле таких событий гораздо больше и они случаются раз-два в год.
Как насчет космических столкновений на гораздо меньших масштабах, вроде астероида и планеты типа Земли?
Столкновения с астероидом и возможность выживания
Сколько раз мы видели это в кино: астероид мчится по космосу и угрожает жизни на Земле, а героям нужно придумать способ остановить его и спасти человеческий род. Но что, если герои не вытягивают, и астероид все же врезается в Землю? Смогут ли живые организмы выжить, или ущерб от столкновения уничтожит все живое?
К счастью, шансы на выживание намного выше, чем вы думаете. Многие эксперты считают, что динозавры были уничтожены в результате падения гигантского астероида несколько миллионов лет назад, но многие виды пережили катастрофу, и мы в конце концов добрались до верхней части пищевой цепочки.
Пережить глобальную катастрофу на поверхности Земли — это одно, но есть ли другие варианты для борющейся жизни выкарабкаться после разрушительного столкновения? В 2008 году международная группа студентов из Германии, России, США и Великобритании опубликовала исследование, в ходе которого испытывалась экстраординарная способность бактерий выживать после столкновения с астероидом. Исследование заключило, что живые организмы не только могут быть подняты в земную атмосферу вместе с взвесью пыли и вернуться обратно на поверхность, но и быть переданными вместе с каменными обломками на другую планету вроде Марса.
Студенты допустили, что так называемая литопанспермия, или передача жизнеформ с одной планеты на другую путем ударного выброса пород, крайне маловероятна. Любые микроорганизмы, уцепившиеся за мусор, не только должны пережить взрыв, но и долгое путешествие (от 1 до 20 миллионов лет) с одной планеты на другую, излучение солнечных лучей и повторный вход в атмосферу другой планеты.
Также они отметили, что, несмотря на все препятствия, 40 марсианских метеоритов, обнаруженных на Земле, указывают на то, что такие поездки вполне могли иметь место раньше. В экспериментах также подвергали испытаниям самых живучих бактерий и микроорганизмов, и выяснили, что они не просто могут с легкостью переносить жуткие условия космоса, но и плевать хотели на всякого рода встряски, от радиации до повышенного давления.
Астероиды: образование, открытие, исследования
Астероиды – общий обзор
Астероиды являют собой крохотные, безвоздушные миры, вращающиеся вокруг звезды, размеры которых не позволяют обрести им планетарный статус. Их также называют планетоидами и второстепенными планетами. В сумме масса всех астероидов Солнечной системы меньше массы земного спутника – Луны. Но, несмотря на их размеры, астероиды могут быть опасными. Многие из них попадали на Землю в прошлом, а еще больше столкнется с нашей планетой в будущем. Это одна из причин, по которым ученые занимаются изучением астероидов, стремясь установить их точное число, орбиты и физические характеристики. Если астероид находится на нашем пути, мы желаем об этом знать.
Большинство астероидов находится в широком кольце между орбитами Марса и Юпитера. Этот широкий пояс содержит более 200 объектов, размер которых превышает 100 километров в поперечнике. Ученые предполагают, что астероидный пояс содержит более 750000 планетоидов, размер которых превышает 1 километр в диаметре, и миллионы с более незначительными показателями. Не все, что находится в главном поясе, может считаться астероидом: например, не так давно там были обнаружены кометы, а также Церус, что считался раньше астероидом, но теперь обрел статус карликовой планеты.
Множество астероидов находится за пределами основного пояса. Например, группа астероидов под названием Трояны расположилась вдоль орбитального пути Юпитера. Три других группы – Афины, Аполлоны и Купидоны, – известных также под названием «околоземных астероидов», вращаются во внутренней части Солнечной системы, иногда пересекаясь с орбитами Марса и Земли.
Образование
Астероиды являют собой остатки от формирования нашей солнечной системы (около 4,6 миллиарда лет назад). Ранее рождение Юпитера остановило процесс формирования других планет в промежутке между ним и Марсом, поэтому небольшие объекты, попадающие в эту область, сталкиваются, что приводит к их фрагментации с последующим возникновением астероидов.
Физические характеристики
Астероиды могут достигать размеров Церуса (940 километров в поперечнике), что позволяет им считаться карликовыми планетами. С другой стороны, один из самых маленьких, обнаруженный в 1991 году, имел в диаметре лишь шесть метров.
Почти все астероиды не имеют стабильной формы, несколько из них, таких как Церус, имеют почти сферические очертания. На их поверхности часто можно заметить кратеры и ямы, например, на Весте обнаружен гигантский кратер диаметром в 460 километров.
Вращаясь вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, сами астероиды иногда описывают замысловатые акробатические фигуры. Более 150 астероидов имеют сопровождающие их повсюду небольшие спутники. Двойные астероиды также существуют. В таких парах два объекта, приблизительно равные по размерам, вращаются друг вокруг друга. Известны также случаи тройных астероидных систем. Множество астероидов попадают в сферу влияния планетной гравитации и становятся спутниками. Среди таких объектов выделяются спутники Марса Фобос и Деймос, а также те, что вращаются вокруг Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.
Средняя температура поверхности типичного астероида — -73°С. За несколько миллиардов лет астероиды почти не изменились, что дает возможность лучше узнать историю ранней Солнечной системы.
Классификация
Вдобавок к классификации астероидов, основанной на их орбитах, большинство этих объектов принадлежат к трем группам, определяемых их составом. Тип «С» (углеродный) является наиболее распространенным, к нему принадлежат более 75% всех известных астероидов. Их приблизительный состав – глина и каменистые силикатные скалы; они населяют внешнюю часть основного пояса. Тип «S» (кремниевые) отличается красными и зелеными оттенками. К данному типу принадлежит 17% всех известных астероидов, они преобладают во внутренней части основного пояса. Их приблизительный состав – силикатные материалы, никель и железо. Тим «М» (металлические) имеют красноватый оттенок, населяют среднюю область основного пояса. Их основные элементы – никель и железо. Существуют и многие другие типы астероидов, такие как, например, «V»-тип (представлен Вестой), в состав которого входят, прежде всего, базальт и остатки вулканической корки.
Влияние на Землю
Еще с самого рождения Земли (около 4.5 миллиарда лет назад) астероиды и кометы постоянно сталкивались с нашей планетой. Опасные объекты, тем не менее, появляются очень редко.
Для нанесения глобального ущерба ширина астероида должна превышать четверть мили. Ученые предполагают, что этого будет достаточно для подъема огромного количества пыли в атмосферу, после чего начнется так называемая «ядерная зима», которая нанесет непоправимый вред сельскому хозяйству во всем мире. Астероиды таких размеров попадают на Землю в среднем раз на тысячу столетий.
Небольшие астероиды падают на поверхность нашей планеты в промежутке от 1000 до 10000 лет. Они могут, например, уничтожить большой город или стать причиной гигантских цунами.
Десятки астероидов были определены как «потенциально опасные» учеными, которые занимаются их отслеживанием. Некоторые их них, чья орбита приближается к земной, могут стать причиной разрушительных последствий в отдаленном будущем, столкнувшись с поверхностью планеты. Ученые указывают на то, что, если астероид находится на курсе столкновения с Землей, и этот факт станет известным за 30-40 лет до удара, то этого времени будет достаточно для адекватной реакции. Среди вариантов – дистанционный взрыв объекта или его механическое отклонение от курса.
Если астероид или его часть попадает на Землю, то это явление называется метеоритом. Типичный состав метеоритов:
Железные метеориты:
- железо – 91%;
- никель – 8,5%;
- кобальт – 0,6%.
Каменистые метеориты:
- кислород – 36%;
- железо – 26%;
- кремний – 18%;
- магний – 14%;
- алюминий – 1,5%;
- никель – 1,4%;
- кальций – 1,3%;
Открытия
В 1801 году, во время разработки звездной карты, итальянский священник и астроном Джузеппе Пьяццы случайно обнаружил самый первый и одновременно самый большой астероид – Церус, вращающийся между Марсом и Юпитером. Масса Церуса равняется четверти показателей всех известных астероидов основного пояса Солнечной системы.
Присваивание имен
Поскольку Международное Астрономическое Объединение не слишком строго относится к наименованию астероидов, особенно, в сравнении с другими объектами, можно наткнуться на такие названия как Мистер Спок из «Звездного пути» и Франк Заппа (рок-музыкант), а также те, что связаны с данью уважения (группа из семи астероидов была названа в честь экипажа разбившегося космического шаттла «Колумбия»). Называть астероиды в честь домашних любимцев, тем не менее, запрещено. В названии астероида могут присутствовать цифры, например, Апофис 99942 или популярный нынче астероид под названием 2012 da14.
Исследования
Первым космическим аппаратом, сумевшим сделать приближенные снимки поверхности астероида, стал «Галилей» (принадлежит НАСА, 1991 год). Он также первым зафиксировал спутники, вращающиеся вокруг астероидов (1994 год).
- В 2001 году, после года изучения астероидов космическим аппаратом НАСА «NEAR», диспетчеры данной миссии решили посадить челнок на поверхность одного их объектов. Несмотря на то, что он не был предназначен для посадки, «NEAR» успешно приземлился, став автором первого подобного опыта.
- В 2006 году японский аппарат «Хайябуса» стал первым, который не только успешно приземлился, но также и взлетел из астероида. Он возвратился на Землю в июне 2010 года, а образцы, принесенные им, все еще изучаются.
- Миссия НАСА «Рассвет», запущенная в 2007 году, начала исследование Весты в 2011 году. Изучение Церуса запланировано на 2015 год.
- В 2012 году компания под названием «Планетные ресурсы» огласила общественности свои планы по отправке космической миссии для извлечения воды и ценных металлов из глубин астероидов.
