Невозможная звезда: что такое магнетары и почему они восхищают учёных
В мае 2020 года учёные по всему миру зафиксировали так называемый короткий гамма-всплеск (GRB 200522A): необычайно мощный выброс энергии, не имеющий аналогов в нашей Вселенной. Менее чем за 2 секунды в результате некоего процесса выделилась энергия, которую Солнце выделяет за миллиард лет!
«Взглянув» в том направлении, астрономы увидели нечто, довольно ярко светящееся в определённом диапазоне частот, и это зрелище привело их в восторг. Чтобы объяснить, что именно их восхитило, нам следует для начала сказать вот о чём.
Звёзды нашей Вселенной в конце жизни обычно превращаются в один из трёх объектов: белый карлик (большинство звёзд), нейтронную звезду (более массивные звёзды) или чёрную дыру (ещё более массивные звёзды). При этом белый карлик не может быть тяжелее 1,44 массы Солнца (т.н. предел Чандрасекара); более массивные объекты коллапсируют в нейтронную звезду. Нейтронная звезда, в свою очередь, не должна быть тяжелее 2,16 массы Солнца – иначе она под действием собственной гравитации сожмётся в чёрную дыру (т.н. предел Оппенгеймера-Волкова).
Здесь стоит оговориться, что речь идёт о массе звёздного остатка, а не породившей его звезды, которая могла быть существенно тяжелее.
Теперь вернёмся к нашему короткому гамма-всплеску. На сегодняшний день мы точно знаем, что такие всплески порождаются в ходе столкновения двух нейтронных звёзд. При этом понятно, что каждый из сталкивающихся объектов должен превосходить предел Чандрасекара (иначе они не были бы нейтронными звёздами). Значит, что итоговый объект должен иметь массу как минимум 2,8 масс Солнца. Это выше предела Оппенгеймера-Волкова, и результат столкновения обязан быть чёрной дырой.
Однако излучение объекта, обнаруженного на месте вспышки GRB 200522A, давало понять, что чёрной дырой он не является. А значит, речь может идти только о магнетаре – нейтронной звезде «невозможной» массы, которая не должна существовать, но, тем не менее, существует.
Причиной того, что магнетар не превращается в чёрную дыру, является чудовищно высокая скорость его вращения вокруг своей оси. Магнетар вращается настолько быстро, что возникающие центробежные силы оказываются достаточно сильны для того, чтобы предотвратить коллапс.
Обладая массой в несколько масс Солнца, магнетар при этом сжат в объём порядка объёма Земли. Плотность вещества в нём сравнима с плотностью вещества атомных ядер. Чудовищная скорость вращения (вероятно, тысячи оборотов в секунду) порождает магнитные поля в сотни миллиардов тесла, недостижимые ни в одной земной лаборатории. А иногда магнетары сотрясают чудовищные «звездотрясения» - аналоги вспышек на нашем Солнце и других звёздах, но на порядки более мощные. Если вспышки на Солнце способны помешать радиосвязи, а вспышки на красных карликах – убить всю жизнь, которая может зародиться на их планетах, то вспышка магнетара, в ходе которой за секунды выделяется энергия, которую Солнце излучает сотни лет, способна стерилизовать целые звёздные скопления!
Магнетары – звёзды, которым удалось обмануть свою судьбу, но никто не может делать это долго. Рано или поздно вращение магнетара замедлится, и центробежные силы уже не смогут удерживать его от коллапса в чёрную дыру. По различным оценкам, это произойдёт примерно за миллион лет – по звёздным меркам, сущее мгновение!
Редкость рождения магнетаров и краткость их жизни делают их весьма редкими обитателями нашей Вселенной – в настоящее время нам известно лишь о 13 магнетарах, причём принадлежность части из них именно к этому типу пост-звёзд оспаривается. Так возможность наблюдать рождение и первые мгновения жизни магнетара, что называется, в прямом эфире бесценна.
В мае 2020 года учёные по всему миру зафиксировали так называемый короткий гамма-всплеск (GRB 200522A): необычайно мощный выброс энергии, не имеющий аналогов в нашей Вселенной. Менее чем за 2 секунды в результате некоего процесса выделилась энергия, которую Солнце выделяет за миллиард лет!
«Взглянув» в том направлении, астрономы увидели нечто, довольно ярко светящееся в определённом диапазоне частот, и это зрелище привело их в восторг. Чтобы объяснить, что именно их восхитило, нам следует для начала сказать вот о чём.
Звёзды нашей Вселенной в конце жизни обычно превращаются в один из трёх объектов: белый карлик (большинство звёзд), нейтронную звезду (более массивные звёзды) или чёрную дыру (ещё более массивные звёзды). При этом белый карлик не может быть тяжелее 1,44 массы Солнца (т.н. предел Чандрасекара); более массивные объекты коллапсируют в нейтронную звезду. Нейтронная звезда, в свою очередь, не должна быть тяжелее 2,16 массы Солнца – иначе она под действием собственной гравитации сожмётся в чёрную дыру (т.н. предел Оппенгеймера-Волкова).
Здесь стоит оговориться, что речь идёт о массе звёздного остатка, а не породившей его звезды, которая могла быть существенно тяжелее.
Теперь вернёмся к нашему короткому гамма-всплеску. На сегодняшний день мы точно знаем, что такие всплески порождаются в ходе столкновения двух нейтронных звёзд. При этом понятно, что каждый из сталкивающихся объектов должен превосходить предел Чандрасекара (иначе они не были бы нейтронными звёздами). Значит, что итоговый объект должен иметь массу как минимум 2,8 масс Солнца. Это выше предела Оппенгеймера-Волкова, и результат столкновения обязан быть чёрной дырой.
Однако излучение объекта, обнаруженного на месте вспышки GRB 200522A, давало понять, что чёрной дырой он не является. А значит, речь может идти только о магнетаре – нейтронной звезде «невозможной» массы, которая не должна существовать, но, тем не менее, существует.
Причиной того, что магнетар не превращается в чёрную дыру, является чудовищно высокая скорость его вращения вокруг своей оси. Магнетар вращается настолько быстро, что возникающие центробежные силы оказываются достаточно сильны для того, чтобы предотвратить коллапс.
Обладая массой в несколько масс Солнца, магнетар при этом сжат в объём порядка объёма Земли. Плотность вещества в нём сравнима с плотностью вещества атомных ядер. Чудовищная скорость вращения (вероятно, тысячи оборотов в секунду) порождает магнитные поля в сотни миллиардов тесла, недостижимые ни в одной земной лаборатории. А иногда магнетары сотрясают чудовищные «звездотрясения» - аналоги вспышек на нашем Солнце и других звёздах, но на порядки более мощные. Если вспышки на Солнце способны помешать радиосвязи, а вспышки на красных карликах – убить всю жизнь, которая может зародиться на их планетах, то вспышка магнетара, в ходе которой за секунды выделяется энергия, которую Солнце излучает сотни лет, способна стерилизовать целые звёздные скопления!
Магнетары – звёзды, которым удалось обмануть свою судьбу, но никто не может делать это долго. Рано или поздно вращение магнетара замедлится, и центробежные силы уже не смогут удерживать его от коллапса в чёрную дыру. По различным оценкам, это произойдёт примерно за миллион лет – по звёздным меркам, сущее мгновение!
Редкость рождения магнетаров и краткость их жизни делают их весьма редкими обитателями нашей Вселенной – в настоящее время нам известно лишь о 13 магнетарах, причём принадлежность части из них именно к этому типу пост-звёзд оспаривается. Так возможность наблюдать рождение и первые мгновения жизни магнетара, что называется, в прямом эфире бесценна.
👍2
Путеводитель по Солнечной системе: 10 интересных фактов о Меркурии
1. Меркурий является самой маленькой планетой Солнечной системы. Радиус Меркурия - 2400 километров: он втрое меньше Земли и всего-то в 1,4 раза больше Луны. При этом масса Меркурия достаточно велика: он в 4,5 раза тяжелее нашего спутника. Это объясняется сравнительно высокой плотностью Меркурия, большую часть (80 % объёма) которого составляет массивное металлическое ядро.
2. Любой предмет на Меркурии будет весить в 2,6 раза меньше, чем на Земле (ускорение свободного падения там составляет 3,7 м/с2).
3.Меркурий очень быстро вращается вокруг Солнца (скорость движения по орбите колеблется от 37 до 57 км/с), но очень медленно крутится вокруг своей оси. В результате год на Меркурии длится 88 земных дней, а сутки – 59 земных суток. Столь необычное соотношение объясняется действием солнечной гравитации, тормозящей его вращение.
4. На Меркурии звёздные сутки (т.е. время полного оборота вокруг своей оси) сильно неравны солнечным (т.е. промежутком времени между моментами, когда Солнце находится в одном положении на небе). На Земле разница между двумя «видами суток» составляет 4 минуты, и ей можно пренебречь. На Меркурии же солнечные сутки длятся 132 земных дня, 2,2 меркурианских звёздных суток или ровно полтора (!) меркурианских года.
5. Вследствие вышеизложенного, в момент максимального сближения с Солнцем Меркурий всегда подставляет светилу либо один и тот же участок своей поверхности, либо другой, расположенный точно с противоположной её стороны – получается так называемая «горячая долгота». Участки «горячей долготы», расположенные близ экватора Меркурия, являются самыми жаркими местечками на планете. Одно из них примечательно тем, что здесь находится след от столкновения Меркурия с крупным астероидом. Это место известно как котловина Калорис.
6. Ещё одно следствие особенностей орбитального движения Меркурия – весьма необычная картина заката на этой планете. В определённой точке орбиты Меркурия скорость его движения вокруг Солнца на некоторое время оказывается большей, чем скорость его вращения вокруг своей оси. В этот момент изумлённый наблюдатель на поверхности Меркурия может заметить, что начавшее клониться к закату Солнце внезапно… разворачивается и начинает подниматься, а затем снова возвращается к прежнему направлению. На долготах, близких к 90 и 270 градусов, может наблюдаться и вовсе интересное явление: Солнца сначала заходит за горизонт, затем снова встаёт в том же месте где село, а потом опять заходит обратно.
7. За «день» поверхность обращённой к Солнцу стороны Меркурия нагревается до 350 градусов Цельсия – это выше температуры плавления свинца. На Плато зноя температура бывает и того выше – до 427 градусов Цельсия, что выше температуры плавления цинка. Зато ночная сторона успевает остыть до -190 градусов (ниже температуры кипения кислорода при нормальном давлении). Кстати, у полюсов существуют области, где Солнце никогда не поднимается над горизонтом выше 0,01 градуса. Здесь царят вечная ночь и космический холод, и даже могут существовать массивные ледники.
8. Атмосферы у Меркурия практически нет: всю её сдуло солнечным ветром. Правда, в отместку Меркурий «ворует» с помощью своего гравитационного поля часть вещества, извергаемого из недр Солнца. Полученная газовая оболочка примерно в 5 триллионов раз более разрежена, чем на Земле (по земным мерам – глубокий вакуум). Состоит эта атмосфера из тех же веществ, что и Солнце: водород, гелий, кислород, углерод.
9. Из-за практически полного отсутствия атмосферы Меркурий часто подвергается метеоритным бомбардировкам. По этой причине его поверхность сильно испещрена кратерами и в целом напоминает поверхность Луны.
10. Меркурий является одной из наименее изученных планет Солнечной системы. Мы почти ничего не знаем о его внутреннем строении, геологии и прочем. Чего там, полное изображение всей его поверхности мы увидели лишь в 2008 году! Так что тайны первой от Солнца планеты ещё ждут своих исследователей.
1. Меркурий является самой маленькой планетой Солнечной системы. Радиус Меркурия - 2400 километров: он втрое меньше Земли и всего-то в 1,4 раза больше Луны. При этом масса Меркурия достаточно велика: он в 4,5 раза тяжелее нашего спутника. Это объясняется сравнительно высокой плотностью Меркурия, большую часть (80 % объёма) которого составляет массивное металлическое ядро.
2. Любой предмет на Меркурии будет весить в 2,6 раза меньше, чем на Земле (ускорение свободного падения там составляет 3,7 м/с2).
3.Меркурий очень быстро вращается вокруг Солнца (скорость движения по орбите колеблется от 37 до 57 км/с), но очень медленно крутится вокруг своей оси. В результате год на Меркурии длится 88 земных дней, а сутки – 59 земных суток. Столь необычное соотношение объясняется действием солнечной гравитации, тормозящей его вращение.
4. На Меркурии звёздные сутки (т.е. время полного оборота вокруг своей оси) сильно неравны солнечным (т.е. промежутком времени между моментами, когда Солнце находится в одном положении на небе). На Земле разница между двумя «видами суток» составляет 4 минуты, и ей можно пренебречь. На Меркурии же солнечные сутки длятся 132 земных дня, 2,2 меркурианских звёздных суток или ровно полтора (!) меркурианских года.
5. Вследствие вышеизложенного, в момент максимального сближения с Солнцем Меркурий всегда подставляет светилу либо один и тот же участок своей поверхности, либо другой, расположенный точно с противоположной её стороны – получается так называемая «горячая долгота». Участки «горячей долготы», расположенные близ экватора Меркурия, являются самыми жаркими местечками на планете. Одно из них примечательно тем, что здесь находится след от столкновения Меркурия с крупным астероидом. Это место известно как котловина Калорис.
6. Ещё одно следствие особенностей орбитального движения Меркурия – весьма необычная картина заката на этой планете. В определённой точке орбиты Меркурия скорость его движения вокруг Солнца на некоторое время оказывается большей, чем скорость его вращения вокруг своей оси. В этот момент изумлённый наблюдатель на поверхности Меркурия может заметить, что начавшее клониться к закату Солнце внезапно… разворачивается и начинает подниматься, а затем снова возвращается к прежнему направлению. На долготах, близких к 90 и 270 градусов, может наблюдаться и вовсе интересное явление: Солнца сначала заходит за горизонт, затем снова встаёт в том же месте где село, а потом опять заходит обратно.
7. За «день» поверхность обращённой к Солнцу стороны Меркурия нагревается до 350 градусов Цельсия – это выше температуры плавления свинца. На Плато зноя температура бывает и того выше – до 427 градусов Цельсия, что выше температуры плавления цинка. Зато ночная сторона успевает остыть до -190 градусов (ниже температуры кипения кислорода при нормальном давлении). Кстати, у полюсов существуют области, где Солнце никогда не поднимается над горизонтом выше 0,01 градуса. Здесь царят вечная ночь и космический холод, и даже могут существовать массивные ледники.
8. Атмосферы у Меркурия практически нет: всю её сдуло солнечным ветром. Правда, в отместку Меркурий «ворует» с помощью своего гравитационного поля часть вещества, извергаемого из недр Солнца. Полученная газовая оболочка примерно в 5 триллионов раз более разрежена, чем на Земле (по земным мерам – глубокий вакуум). Состоит эта атмосфера из тех же веществ, что и Солнце: водород, гелий, кислород, углерод.
9. Из-за практически полного отсутствия атмосферы Меркурий часто подвергается метеоритным бомбардировкам. По этой причине его поверхность сильно испещрена кратерами и в целом напоминает поверхность Луны.
10. Меркурий является одной из наименее изученных планет Солнечной системы. Мы почти ничего не знаем о его внутреннем строении, геологии и прочем. Чего там, полное изображение всей его поверхности мы увидели лишь в 2008 году! Так что тайны первой от Солнца планеты ещё ждут своих исследователей.
Один из основных законов квантовой физики - так называемый принцип неопределённости Гейзенберга, согласно которому невозможно точно одновременно измерить ряд характеристик частицы или системы частиц (например, координату и импульс (скорость), напряжённость электрического и магнитного поля и т.п.).
Иными словами, если мы предельно точно определим скорость (импульс) той или иной частицы, то окажется, что мы ничего не можем сказать о положении этой частицы в пространстве, и наоборот.
На физфаке по этому поводу даже существует "профессиональная" шутка: "О парах по квантовой физике можно точно сказать либо где они проходят, либо когда они проходят".
Из принципа неопределённости следует масса парадоксальных свойств квантовых систем (атомов и элементарных частиц), например, неприменимость к ним понятий вроде траектории движения.
На фото - автор принципа, немецкий физик Вернер Гейзенберг, по совместительству отец нацистской ядерной бомбы, так по счастью для всех нас и не родившейся на свет.
Иными словами, если мы предельно точно определим скорость (импульс) той или иной частицы, то окажется, что мы ничего не можем сказать о положении этой частицы в пространстве, и наоборот.
На физфаке по этому поводу даже существует "профессиональная" шутка: "О парах по квантовой физике можно точно сказать либо где они проходят, либо когда они проходят".
Из принципа неопределённости следует масса парадоксальных свойств квантовых систем (атомов и элементарных частиц), например, неприменимость к ним понятий вроде траектории движения.
На фото - автор принципа, немецкий физик Вернер Гейзенберг, по совместительству отец нацистской ядерной бомбы, так по счастью для всех нас и не родившейся на свет.
Изобретатели термометров: логичный Цельсий, строгий Кельвин, выдумщик Фаренгейт и устаревший Реомюр
Привычная нам шкала Цельсия до боли логична. За ноль была принята температура замерзания воды, за 100 градусов температура её кипения, остальной промежуток поделён поровну – вот, как говорится, и вся любовь. Правда, впоследствии выяснилось, что на практике это не очень удобно, так как такие процессы, как температура кипения замерзания воды зависит от ряда других факторов, например, давления. Однако к тому моменту, как это выяснилось, шкала Цельсия уже прижилась, и отказываться от неё не стали, а немного модифицировали (как – скажем чуть ниже).
В физике используется шкала Кельвина. Один градусв ней такой же, как и в шкале Цельсия, но за ноль принят абсолютный ноль температуры, то есть такое состояние вещества, которому соответствует ноль его тепловой энергии (-273,15). Именно температуру в градусах Кельвина подставляют в физические формулы – например, уравнение Менделеева-Клайперона и другие.
Сегодня шкала Кельвина вообще считается первичной, а шкала Цельсия – вторичной: сказано, что градус Цельсия равен градусу Кельвина, и по шкале Цельсия 0 соответствует 273,15 градусам Кельвина.
Раньше существовала ещё температурная шкала - шкала Реомюра. Ноль у неё там же, где и у Цельсия (точка замерзания льда), а за 1 градус Реомюр установил такое изменение температуры, при котором спирт изменяет (вследствие теплового расширения) свой объём на одну тысячную. Получилась шкала, 1 градус которой соответствует примерно 0,926 градусам Цельсия.
По мере того, как спиртовые термометры (которыми даже температуру кипения воды не померять – при 80 градусах Цельсия спирт закипает) вытеснялись ртутными, шкала Реомюра вытеснялась шкалой Цельсия и в конечном итоге была вытеснена ею окончательно как непрактичная. Хотя в построениях Реомюра хотя бы была некая логика.
Чего не скажешь о температурной шкале Фаренгейта, используемой в США.
За ноль в этой шкале принята температура замерзания смеси воды, льда и хлорида аммония в равных долях. Не будь в смеси хлорида аммония, получился бы такой же ноль как у Цельсия. Зачем Фаренгейт добавил аммоний, понизив температуру замерзания смеси, знал только он сам. Есть версия, что таким образом он «зафиксировал» самую низкую температуру холодной зимы 1709 года в его родном Гданьске.
За 100 градусов Фаренгейт принял температуру человеческого тела. Как нам понятно сегодня, это тоже, мягко говоря, не слишком удачный выбор: даже у здоровых людей температураа, бывает, сильно колеблется в течение дня, а уж у не очень здоровых… Кстати, Фаренгейт на это и напоролся: для градуировки своего первого термометра он измерил температуру тела своей супруги, которой как раз нездоровилось. В общем, на самом деле нормальной температуре 36,6 градуса на шкале Фаренгейта соответствует не 100 градусов, а 97,9.
Для того, чтобы перевести градусы Фаренгейта в градусы Цельсия, нужно сначала отнять 32, а затем умножить разность на 5/9. Температура кипения воды по Фаренгейту, например, составляет 212 градусов.
В настоящий момент градусами Фаренгейта пользуются лишь в США и связанных с ними странах, таких как Либерия, Белиз, Каймановы и Багамские острова и Палау. Мы же чаще всего будем пользоваться шкалой Кельвина: если в тексте не уточняется, о какой именно температуре идёт речь, то имеется в виду именно она.
На картинке изображён двойной термометр, одновременно измеряющий температуру и по Цельсию, и по Фаренгейту.
Привычная нам шкала Цельсия до боли логична. За ноль была принята температура замерзания воды, за 100 градусов температура её кипения, остальной промежуток поделён поровну – вот, как говорится, и вся любовь. Правда, впоследствии выяснилось, что на практике это не очень удобно, так как такие процессы, как температура кипения замерзания воды зависит от ряда других факторов, например, давления. Однако к тому моменту, как это выяснилось, шкала Цельсия уже прижилась, и отказываться от неё не стали, а немного модифицировали (как – скажем чуть ниже).
В физике используется шкала Кельвина. Один градусв ней такой же, как и в шкале Цельсия, но за ноль принят абсолютный ноль температуры, то есть такое состояние вещества, которому соответствует ноль его тепловой энергии (-273,15). Именно температуру в градусах Кельвина подставляют в физические формулы – например, уравнение Менделеева-Клайперона и другие.
Сегодня шкала Кельвина вообще считается первичной, а шкала Цельсия – вторичной: сказано, что градус Цельсия равен градусу Кельвина, и по шкале Цельсия 0 соответствует 273,15 градусам Кельвина.
Раньше существовала ещё температурная шкала - шкала Реомюра. Ноль у неё там же, где и у Цельсия (точка замерзания льда), а за 1 градус Реомюр установил такое изменение температуры, при котором спирт изменяет (вследствие теплового расширения) свой объём на одну тысячную. Получилась шкала, 1 градус которой соответствует примерно 0,926 градусам Цельсия.
По мере того, как спиртовые термометры (которыми даже температуру кипения воды не померять – при 80 градусах Цельсия спирт закипает) вытеснялись ртутными, шкала Реомюра вытеснялась шкалой Цельсия и в конечном итоге была вытеснена ею окончательно как непрактичная. Хотя в построениях Реомюра хотя бы была некая логика.
Чего не скажешь о температурной шкале Фаренгейта, используемой в США.
За ноль в этой шкале принята температура замерзания смеси воды, льда и хлорида аммония в равных долях. Не будь в смеси хлорида аммония, получился бы такой же ноль как у Цельсия. Зачем Фаренгейт добавил аммоний, понизив температуру замерзания смеси, знал только он сам. Есть версия, что таким образом он «зафиксировал» самую низкую температуру холодной зимы 1709 года в его родном Гданьске.
За 100 градусов Фаренгейт принял температуру человеческого тела. Как нам понятно сегодня, это тоже, мягко говоря, не слишком удачный выбор: даже у здоровых людей температураа, бывает, сильно колеблется в течение дня, а уж у не очень здоровых… Кстати, Фаренгейт на это и напоролся: для градуировки своего первого термометра он измерил температуру тела своей супруги, которой как раз нездоровилось. В общем, на самом деле нормальной температуре 36,6 градуса на шкале Фаренгейта соответствует не 100 градусов, а 97,9.
Для того, чтобы перевести градусы Фаренгейта в градусы Цельсия, нужно сначала отнять 32, а затем умножить разность на 5/9. Температура кипения воды по Фаренгейту, например, составляет 212 градусов.
В настоящий момент градусами Фаренгейта пользуются лишь в США и связанных с ними странах, таких как Либерия, Белиз, Каймановы и Багамские острова и Палау. Мы же чаще всего будем пользоваться шкалой Кельвина: если в тексте не уточняется, о какой именно температуре идёт речь, то имеется в виду именно она.
На картинке изображён двойной термометр, одновременно измеряющий температуру и по Цельсию, и по Фаренгейту.
Ура! Нашему каналу ровно 1 год! Спасибо, что вы с нами!
А теперь к делу)
Чёрное сердце нашей галактики
В самом центре нашей Галактики находится гигантская чёрная дыра массой в 4 миллиона Солнц. Этот объект, известный как Стрелец А* (Sagitarius A*, Sgr A*), был открыт в 1974 году, однако окончательно как чёрную дыру его идентифицировали в 2002-м.
Сама по себе чёрная дыра Стрелец А*, как и положено чёрной дыре, невидима. Однако она окружена облаком горячего газа, который постепенно поглощает – так называемым аккреционным диском. Именно этот горячий газ, нагревающийся в процессе падения в чёрную дыру, является источником электромагнитного излучения, по которому мы и нашли Стрелец А*. По расчётам Стрелец А* поглощает около одной миллиардной доли массы Солнца в год.
Почему мы решили, что имеем дело с чёрной дырой? А потому, что ничем иным этот объект являться не может. Наши наблюдения показывают, что масса в несколько миллионов солнечных сконцентрирована в пределах воображаемой сферы диаметром в 45 астрономических единиц (меньше радиуса орбиты Плутона), и даже если бы этот объект изначально был чем-то ещё, то уже давно стал бы именно чёрной дырой.
А новейшие сверхточные наблюдения показывают, что эта масса «упакована» в объём с радиусом меньшим, чем радиус орбиты Меркурия.
Массу объекта Стрелец А* определили по его влиянию на движение соседних звёзд.
Согласно современным представлениям, чёрные дыры подобных масс находятся в центрах всех или практически всех галактик. Однако как именно они образовались, мы пока не знаем. Одна из теорий гласит, что сверхмассивные «галактические» чёрные дыры образовались «естественным» путём – в результате взрыва как сверхновой массивной звезды массой порядка 30 масс Солнца. А уже затем новорожденная чёрная дыра звёздной массы быстро «набрала вес», питаясь высокоплотным веществом в центре галактики. Другая теория утверждает, что сверхмассивные чёрные дыры образовались напрямую в результате коллапса сверхплотных и сверхмассивных газовых облаков, минуя «звёздную» стадию.
Однако обе эти теории могут быть неверными. Нам известны сверхмассивные чёрные дыры, расположенные на расстоянии 14 миллиардов световых лет: то есть, мы наблюдаем их такими, какими они были 14 миллиардов лет назад, или спустя всего 500 миллионов лет после Большого Взрыва. Расчёты показывают, что за этот срок чёрные дыры не могли достаточно «растолстеть» за столь малое (по астрономическим масштабам) время.
А потому не исключено, что чёрные сердца галактик образовались по принципиально иному механизму – например, из так называемых флуктуаций плотности и без того сверхплотной материи в первые секунды Большого Взрыва.
В пользу этого аргумента говорит и то, что мы наблюдаем чёрные дыры звёздных масс и сверхмассивные чёрные дыры, но пока не видели ни одной чёрной дыры промежуточной массы (скажем, в 10 000 масс Солнца).
На картинке – снимок объекта Sgr A* в рентгеновском диапазоне, сделанный телескопом Чандра.
#космос #чёрные_дыры #млечный_путь
А теперь к делу)
Чёрное сердце нашей галактики
В самом центре нашей Галактики находится гигантская чёрная дыра массой в 4 миллиона Солнц. Этот объект, известный как Стрелец А* (Sagitarius A*, Sgr A*), был открыт в 1974 году, однако окончательно как чёрную дыру его идентифицировали в 2002-м.
Сама по себе чёрная дыра Стрелец А*, как и положено чёрной дыре, невидима. Однако она окружена облаком горячего газа, который постепенно поглощает – так называемым аккреционным диском. Именно этот горячий газ, нагревающийся в процессе падения в чёрную дыру, является источником электромагнитного излучения, по которому мы и нашли Стрелец А*. По расчётам Стрелец А* поглощает около одной миллиардной доли массы Солнца в год.
Почему мы решили, что имеем дело с чёрной дырой? А потому, что ничем иным этот объект являться не может. Наши наблюдения показывают, что масса в несколько миллионов солнечных сконцентрирована в пределах воображаемой сферы диаметром в 45 астрономических единиц (меньше радиуса орбиты Плутона), и даже если бы этот объект изначально был чем-то ещё, то уже давно стал бы именно чёрной дырой.
А новейшие сверхточные наблюдения показывают, что эта масса «упакована» в объём с радиусом меньшим, чем радиус орбиты Меркурия.
Массу объекта Стрелец А* определили по его влиянию на движение соседних звёзд.
Согласно современным представлениям, чёрные дыры подобных масс находятся в центрах всех или практически всех галактик. Однако как именно они образовались, мы пока не знаем. Одна из теорий гласит, что сверхмассивные «галактические» чёрные дыры образовались «естественным» путём – в результате взрыва как сверхновой массивной звезды массой порядка 30 масс Солнца. А уже затем новорожденная чёрная дыра звёздной массы быстро «набрала вес», питаясь высокоплотным веществом в центре галактики. Другая теория утверждает, что сверхмассивные чёрные дыры образовались напрямую в результате коллапса сверхплотных и сверхмассивных газовых облаков, минуя «звёздную» стадию.
Однако обе эти теории могут быть неверными. Нам известны сверхмассивные чёрные дыры, расположенные на расстоянии 14 миллиардов световых лет: то есть, мы наблюдаем их такими, какими они были 14 миллиардов лет назад, или спустя всего 500 миллионов лет после Большого Взрыва. Расчёты показывают, что за этот срок чёрные дыры не могли достаточно «растолстеть» за столь малое (по астрономическим масштабам) время.
А потому не исключено, что чёрные сердца галактик образовались по принципиально иному механизму – например, из так называемых флуктуаций плотности и без того сверхплотной материи в первые секунды Большого Взрыва.
В пользу этого аргумента говорит и то, что мы наблюдаем чёрные дыры звёздных масс и сверхмассивные чёрные дыры, но пока не видели ни одной чёрной дыры промежуточной массы (скажем, в 10 000 масс Солнца).
На картинке – снимок объекта Sgr A* в рентгеновском диапазоне, сделанный телескопом Чандра.
#космос #чёрные_дыры #млечный_путь
👍2
Ошибка физика, изменившая ход истории
Нацистская Германия вполне могла стать первым государством в мире, обладающей атомной бомбой: работы над супероружием немцы начали почти на два года раньше всех прочих, ещё в 1939-м. А не произошло этого во многом благодаря ошибке, допущенной одним участвующих в проекте физиков - Вальтером Боте.
Как известно, атомная бомба основана на реакции вынужденного деления ядра атома урана-235. Поглощая нейтрон, ядро такого атома распадается на два ядра-осколка, выделяя значительное количество энергии и ещё два-три нейтрона, каждый из которых, в свою очередь, может "взорвать" другие ядра урана с выделением ещё большей энергии и ещё большего числа нейтронов. Возникает цепная реакция, в ходе которой за короткое время вынужденно делится большое количество атомов урана и выделяется огромная энергия. Происходит атомный взрыв.
Проблема заключается в том, что получающиеся в результате вынужденного деления атома урана нейтроны летят слишком быстро для того, чтобы быть захваченными ядрами. Для того, чтобы запустить реакцию, их надо как-то замедлить.
Известно, что нейтроны замедляются, проходя через некоторые вещества. Но также они этими веществами и поглощаются. Следовательно, нужно выбрать такое вещество, которое замедляло бы нейтроны, но при этом минимально поглощало их. Работающие над проектом немецкой атомной бомбы физики в общем правильно отобрали на роль вещества замедлителя два кандидата: сверхчистый графит и тяжёлую воду (вместо обычного водорода, ядро которого представляет собой просто одиночный протон, тяжёлая вода состоит из дейтерия – тяжёлого изотопа водорода, ядра которого состоят из протона и нейтрона).
И здесь-то Вальтер Боте совершил свою историческую ошибку: проводя эксперимент по определению эффективности графита как замедлителя, он пришёл к неверному выводу, что графит на эту роль не подходит. В итоге создатели немецкой атомной бомбы были вынуждены остановиться на тяжёлой воде – очень редком на тот момент и крайне дорогостоящем веществе, которое в достойных количествах на тот момент производило лишь одно предприятие в мире.
Это была не единственная ошибка, допущенная немецкими физиками в этой истории. Однако она, пожалуй, явилась наиболее судьбоносной, отправившей всю немецкую науку по изначально ошибочному пути. Кроме того, работая в условиях постоянного жёсткого дефицита вещества-замедлителя, немецкие физики просто не имели ресурсов на "работу над ошибками".
Итог известен: первыми ядерную бомбу собрали американцы, на которых в тот момент работал весь цвет научной мысли Европы – в частности, Энрико Ферми, который правильно оценил замедляющий эффект углерода и рекомендовал использовать в качестве замедлителя именно его. А немецким физикам до самого конца войны не удалось добиться даже самоподдерживающейся цепной реакции. И слава богу: трудно представить, каким был бы наш мир, если бы в распоряжении Гитлера оказалась атомная бомба.
На фото: американские солдаты осматривают корпус самого последнего немецкого ядерного реактора, который, впрочем, так и не заработал.
#не_космос #ядерная_физика #физика_и_история
Нацистская Германия вполне могла стать первым государством в мире, обладающей атомной бомбой: работы над супероружием немцы начали почти на два года раньше всех прочих, ещё в 1939-м. А не произошло этого во многом благодаря ошибке, допущенной одним участвующих в проекте физиков - Вальтером Боте.
Как известно, атомная бомба основана на реакции вынужденного деления ядра атома урана-235. Поглощая нейтрон, ядро такого атома распадается на два ядра-осколка, выделяя значительное количество энергии и ещё два-три нейтрона, каждый из которых, в свою очередь, может "взорвать" другие ядра урана с выделением ещё большей энергии и ещё большего числа нейтронов. Возникает цепная реакция, в ходе которой за короткое время вынужденно делится большое количество атомов урана и выделяется огромная энергия. Происходит атомный взрыв.
Проблема заключается в том, что получающиеся в результате вынужденного деления атома урана нейтроны летят слишком быстро для того, чтобы быть захваченными ядрами. Для того, чтобы запустить реакцию, их надо как-то замедлить.
Известно, что нейтроны замедляются, проходя через некоторые вещества. Но также они этими веществами и поглощаются. Следовательно, нужно выбрать такое вещество, которое замедляло бы нейтроны, но при этом минимально поглощало их. Работающие над проектом немецкой атомной бомбы физики в общем правильно отобрали на роль вещества замедлителя два кандидата: сверхчистый графит и тяжёлую воду (вместо обычного водорода, ядро которого представляет собой просто одиночный протон, тяжёлая вода состоит из дейтерия – тяжёлого изотопа водорода, ядра которого состоят из протона и нейтрона).
И здесь-то Вальтер Боте совершил свою историческую ошибку: проводя эксперимент по определению эффективности графита как замедлителя, он пришёл к неверному выводу, что графит на эту роль не подходит. В итоге создатели немецкой атомной бомбы были вынуждены остановиться на тяжёлой воде – очень редком на тот момент и крайне дорогостоящем веществе, которое в достойных количествах на тот момент производило лишь одно предприятие в мире.
Это была не единственная ошибка, допущенная немецкими физиками в этой истории. Однако она, пожалуй, явилась наиболее судьбоносной, отправившей всю немецкую науку по изначально ошибочному пути. Кроме того, работая в условиях постоянного жёсткого дефицита вещества-замедлителя, немецкие физики просто не имели ресурсов на "работу над ошибками".
Итог известен: первыми ядерную бомбу собрали американцы, на которых в тот момент работал весь цвет научной мысли Европы – в частности, Энрико Ферми, который правильно оценил замедляющий эффект углерода и рекомендовал использовать в качестве замедлителя именно его. А немецким физикам до самого конца войны не удалось добиться даже самоподдерживающейся цепной реакции. И слава богу: трудно представить, каким был бы наш мир, если бы в распоряжении Гитлера оказалась атомная бомба.
На фото: американские солдаты осматривают корпус самого последнего немецкого ядерного реактора, который, впрочем, так и не заработал.
#не_космос #ядерная_физика #физика_и_история
👍2
Квазары: самые ярки огни Вселенной
Квазары поражают воображение: энергия их излучения аналогична миллиардам или даже триллионам Солнц!
К сожалению, разглядеть их невооружённым глазом нельзя: для наблюдения самого яркого квазара нашего неба, объекта 3C273, потребуется небольшой телескоп диаметром объектива примерно в 100 мм.
Но это потому, что квазары расположены неимоверно далеко от нас: вышеупомянутый 3C273 находится на расстоянии 2,5 миллиарда световых лет. Для сравнения, самая далёкая звезда, которую можно разглядеть невооружённым глазом, удалена «всего» на 16 тысяч световых лет.
Термин квазар - это аббревиатура от английского quasi-stellar, квазизвзёдный источник – то есть, нечто похожее на звезду, но звездой не являющееся. Его придумали тогда, когда природу квазаров ещё не понимали, а называть их как-то было нужно.
Что же такое квазары? Ответ прозвучит парадоксально: квазары – это чёрные дыры. Точнее сверхмассивные (миллионы масс Солнца!) чёрные дыры в центрах галактик.
«Позвольте, но ведь чёрная дыра не излучает свет, а, наоборот, поглощает его!» - может возразить читатель, и будет полностью прав. Однако свет квазара излучается не самой чёрной дырой, а веществом, которая эта дыра постепенно втягивает в себя силой своей гравитации.
Такое вещество не может падать в чёрную дыру по прямой из-за закона сохранения момента импульса. Вместо этого оно движется по постепенно сужающейся спирали. Массы вращающегося вещества, захваченные чёрной дырой в различное время, образуют плоский аккреционный диск (если что-то во Вселенной вокруг чего-то вращается, оно всегда образует плоский диск!).
Чем ближе к центру диска – тем меньше радиус спирали, и тем больше (опять же, закон сохранения импульса) скорость вращения вещества. Поэтому скорости вращения во внешних и внутренних слоях аккреционного диска могут сильно различаться.
Между более быстро и более медленно вращающимися слоями вещества аккреционного диска возникает трение. А любое трение приводит к выделению тепла. Иными словами, вещество аккреционного диска нагревается, причём достаточно сильно – до температур в миллионы градусов и выше (условия центра небольшой звезды!).
А любое нагретое вещество испускает электромагнитное излучение. Так как радиус аккреционного диска сопоставим с размерами Солнечной системы, становится понятно, почему столь обширный нагретый объект излучает достаточно сильно для того, чтобы быть замеченным с другого края Вселенной.
По мере того, как вещество приближается к центру чёрной дыры, с ним начинает происходит кое-что любопытное. Мы пока до конца не представляем, что именно, но результат нам известен: вместо того, чтобы быть поглощённым чёрной дырой, часть вещества с огромной скоростью выбрасывается далеко в космос в виде двух мощных струй, перпендикулярных плоскости аккреционного диска. Эти струи, также являются мощными источниками электромагнитного излучения.
Все квазары – чёрные дыры в центрах галактик. Но не всё чёрные дыры в центрах галактик – квазары. К примеру, Стрелец А*, чёрная дыра в ядре нашей галактики квазаром не является: она (а точнее, её аккреционный диск) хоть и генерирует довольно мощное излучение, это излучение не идёт ни в какое сравнение с сиянием квазаров.
Впрочем, ряд признаков указывают, что ещё 500-600 лет назад центр нашей галактики также был активен. Однако теперь это не так. В будущем ядро нашей галактики может зажечься вновь: например, это, вполне вероятно, произойдёт после столкновения нашей галактики с галактикой Андромеды (примерно через 5 миллиардов лет). А возможно и куда раньше.
Вероятно, всё зависит от состояния ближайших окрестностей центра данной конкретной галактики – например, достаточно ли там межзвёздного газа для того, чтобы аккреционный диск был достаточно плотным для «зажигания» квазара.
На картинках: квазар на снимках телескопа Хаббл, квазар в представлении художника, галактика М86 с активным ядром, испускающая струю-джет, реальное фото чёрной дыры в центре галактики М86 со светящимся аккреционным диском вокруг неё.
#космос #квазары #аккреция #чёрные_дыры
Квазары поражают воображение: энергия их излучения аналогична миллиардам или даже триллионам Солнц!
К сожалению, разглядеть их невооружённым глазом нельзя: для наблюдения самого яркого квазара нашего неба, объекта 3C273, потребуется небольшой телескоп диаметром объектива примерно в 100 мм.
Но это потому, что квазары расположены неимоверно далеко от нас: вышеупомянутый 3C273 находится на расстоянии 2,5 миллиарда световых лет. Для сравнения, самая далёкая звезда, которую можно разглядеть невооружённым глазом, удалена «всего» на 16 тысяч световых лет.
Термин квазар - это аббревиатура от английского quasi-stellar, квазизвзёдный источник – то есть, нечто похожее на звезду, но звездой не являющееся. Его придумали тогда, когда природу квазаров ещё не понимали, а называть их как-то было нужно.
Что же такое квазары? Ответ прозвучит парадоксально: квазары – это чёрные дыры. Точнее сверхмассивные (миллионы масс Солнца!) чёрные дыры в центрах галактик.
«Позвольте, но ведь чёрная дыра не излучает свет, а, наоборот, поглощает его!» - может возразить читатель, и будет полностью прав. Однако свет квазара излучается не самой чёрной дырой, а веществом, которая эта дыра постепенно втягивает в себя силой своей гравитации.
Такое вещество не может падать в чёрную дыру по прямой из-за закона сохранения момента импульса. Вместо этого оно движется по постепенно сужающейся спирали. Массы вращающегося вещества, захваченные чёрной дырой в различное время, образуют плоский аккреционный диск (если что-то во Вселенной вокруг чего-то вращается, оно всегда образует плоский диск!).
Чем ближе к центру диска – тем меньше радиус спирали, и тем больше (опять же, закон сохранения импульса) скорость вращения вещества. Поэтому скорости вращения во внешних и внутренних слоях аккреционного диска могут сильно различаться.
Между более быстро и более медленно вращающимися слоями вещества аккреционного диска возникает трение. А любое трение приводит к выделению тепла. Иными словами, вещество аккреционного диска нагревается, причём достаточно сильно – до температур в миллионы градусов и выше (условия центра небольшой звезды!).
А любое нагретое вещество испускает электромагнитное излучение. Так как радиус аккреционного диска сопоставим с размерами Солнечной системы, становится понятно, почему столь обширный нагретый объект излучает достаточно сильно для того, чтобы быть замеченным с другого края Вселенной.
По мере того, как вещество приближается к центру чёрной дыры, с ним начинает происходит кое-что любопытное. Мы пока до конца не представляем, что именно, но результат нам известен: вместо того, чтобы быть поглощённым чёрной дырой, часть вещества с огромной скоростью выбрасывается далеко в космос в виде двух мощных струй, перпендикулярных плоскости аккреционного диска. Эти струи, также являются мощными источниками электромагнитного излучения.
Все квазары – чёрные дыры в центрах галактик. Но не всё чёрные дыры в центрах галактик – квазары. К примеру, Стрелец А*, чёрная дыра в ядре нашей галактики квазаром не является: она (а точнее, её аккреционный диск) хоть и генерирует довольно мощное излучение, это излучение не идёт ни в какое сравнение с сиянием квазаров.
Впрочем, ряд признаков указывают, что ещё 500-600 лет назад центр нашей галактики также был активен. Однако теперь это не так. В будущем ядро нашей галактики может зажечься вновь: например, это, вполне вероятно, произойдёт после столкновения нашей галактики с галактикой Андромеды (примерно через 5 миллиардов лет). А возможно и куда раньше.
Вероятно, всё зависит от состояния ближайших окрестностей центра данной конкретной галактики – например, достаточно ли там межзвёздного газа для того, чтобы аккреционный диск был достаточно плотным для «зажигания» квазара.
На картинках: квазар на снимках телескопа Хаббл, квазар в представлении художника, галактика М86 с активным ядром, испускающая струю-джет, реальное фото чёрной дыры в центре галактики М86 со светящимся аккреционным диском вокруг неё.
#космос #квазары #аккреция #чёрные_дыры
Откуда взялись химические элементы?
Как образовалось известное нам многообразие химических элементов? На сегодняшний день считается, что это произошло в результате трёх процессов формирования атомных ядер, или, как говорят физики, нуклеосинтеза.
1. Первичный нуклеосинтез – процесс спонтанной «конденсации» протонов и нейтронов в атомные ядра на финальных этапах остывания изначальной горячей Вселенной при её расширении после Большого Взрыва. Чаще всего при этом образовывался водород, ядро которого состоит из единичного протона: водород и сейчас составляет около 70 % от общей массы Вселенной. В куда меньшем количестве возникали другие атомные ядра, такие как гелий (2 протона, 2 нейтрона, около 25 % от общей массы) и литий (3 протона, 3-4 нейтрона).
2. Звёздный нуклеосинтез
Основным источником химических элементов легче железа являются термоядерные реакции в недрах звёзд. Из атомов водорода в них получается гелий, из атомов гелия – углерод, из углерода – кислород, неон, натрий и магний. Синтез атомов кислорода, в свою очередь, даёт кремний, фосфор, серу, алюминий и т.п. Бывают и «смешанные» реакции, основной из которых является т.н. альфа-процесс: захват ядра атома гелия другим элементом. Так получается, например, аргон (сера+гелий), кальций (аргон + гелий), титан (кальций + гелий) и т.п.
Слияние двух атомов кремния приводит к появлению ядра атома никеля, который затем частично превращается в железо – это конец цепочки звёздного нуклеосинтеза. Дело в том, что при слиянии более лёгких ядер энергия выделяется, а для формирования элементов тяжелее никеля и железа её, наоборот, требуется затратить. Поэтому для формирования более тяжёлых элементов требуются иные условия.
3. Взрывы сверхновых и являются такими условиями. В ходе этих процессов выделяется колоссальная энергия, часть которой расходуется на синтез тяжёлых элементов – меди, серебра, золота, платины, урана и т.п. Считается, что взрывы сверхновых являются основным источником этих элементов, хотя возможно, что они образуются и в других космических катаклизмах типа слияния нейтронных звёзд и тому подобного. Да-да, ваше обручальное кольцо, вероятно, является порождением взрыва сверхновой!
4. Нуклеосинтез в космических лучах. Пронизывающие космическое пространство потоки заряженных частиц (испущенных при тех же взрывах сверхновых, излучённых квазарами и пульсарами и т.п.) могут "дробить" более тяжёлые элементы, образовавшиеся в результате звёздного и катаклизмического нуклеосинтеза. Посредством этого заполняются «пробелы» в таблице Менделеева – образуются такие элементы, как литий, бор, бериллий и так далее.
На фото: редкий металл ниобий – тоже дитя сверхновой.
Как образовалось известное нам многообразие химических элементов? На сегодняшний день считается, что это произошло в результате трёх процессов формирования атомных ядер, или, как говорят физики, нуклеосинтеза.
1. Первичный нуклеосинтез – процесс спонтанной «конденсации» протонов и нейтронов в атомные ядра на финальных этапах остывания изначальной горячей Вселенной при её расширении после Большого Взрыва. Чаще всего при этом образовывался водород, ядро которого состоит из единичного протона: водород и сейчас составляет около 70 % от общей массы Вселенной. В куда меньшем количестве возникали другие атомные ядра, такие как гелий (2 протона, 2 нейтрона, около 25 % от общей массы) и литий (3 протона, 3-4 нейтрона).
2. Звёздный нуклеосинтез
Основным источником химических элементов легче железа являются термоядерные реакции в недрах звёзд. Из атомов водорода в них получается гелий, из атомов гелия – углерод, из углерода – кислород, неон, натрий и магний. Синтез атомов кислорода, в свою очередь, даёт кремний, фосфор, серу, алюминий и т.п. Бывают и «смешанные» реакции, основной из которых является т.н. альфа-процесс: захват ядра атома гелия другим элементом. Так получается, например, аргон (сера+гелий), кальций (аргон + гелий), титан (кальций + гелий) и т.п.
Слияние двух атомов кремния приводит к появлению ядра атома никеля, который затем частично превращается в железо – это конец цепочки звёздного нуклеосинтеза. Дело в том, что при слиянии более лёгких ядер энергия выделяется, а для формирования элементов тяжелее никеля и железа её, наоборот, требуется затратить. Поэтому для формирования более тяжёлых элементов требуются иные условия.
3. Взрывы сверхновых и являются такими условиями. В ходе этих процессов выделяется колоссальная энергия, часть которой расходуется на синтез тяжёлых элементов – меди, серебра, золота, платины, урана и т.п. Считается, что взрывы сверхновых являются основным источником этих элементов, хотя возможно, что они образуются и в других космических катаклизмах типа слияния нейтронных звёзд и тому подобного. Да-да, ваше обручальное кольцо, вероятно, является порождением взрыва сверхновой!
4. Нуклеосинтез в космических лучах. Пронизывающие космическое пространство потоки заряженных частиц (испущенных при тех же взрывах сверхновых, излучённых квазарами и пульсарами и т.п.) могут "дробить" более тяжёлые элементы, образовавшиеся в результате звёздного и катаклизмического нуклеосинтеза. Посредством этого заполняются «пробелы» в таблице Менделеева – образуются такие элементы, как литий, бор, бериллий и так далее.
На фото: редкий металл ниобий – тоже дитя сверхновой.
👍1
Путеводитель по Солнечной системе: 10 интересных фактов о Венере
1. Венера является самым ярким небесным телом на ночном небе Земли после Солнца и Луны. Это связано с тем, что Венера является самой близкой к Земле планетой (минимальное расстояние между небесными телами – 38 миллионов километров; до Марса, к примеру, бывает как минимум 56 миллионов километров), а также с тем, что Венера отражает наибольшую часть падающих на неё солнечных лучей – 75 %. Для сравнения, Луна отражает лишь 7 % падающего на неё солнечного света, Марс – 16 %, Юпитер и Сатурн – по 34 %. Рекордное в солнечной системе альбедо Венеры объясняется тем, что планета окутана сплошным слоем хорошо отражающих свет облаков, которые состоят из… серной кислоты.
2. Атмосфера Венеры на 97 % состоит из углекислого газа, что порождает мощнейший парниковый эффект, благодаря которому на Венере жарче, чем на находящемся ближе к Солнцу Меркурии. Если поверхность последнего прогревается до 350 градусов Цельсия, то на Венере бывает до 467 градусов.
3. Именно из-за высокой температуры, порождённой парниковым эффектом, выделяющаяся в результате вулканической деятельности сера не связывается в стабильные соединения, как на Земле, а присутствует в атмосфере в виде серного и серного газа. Соединяясь с присутствующим в атмосфере Венеры водяным паром, тот образует серную кислоту, из которой состоят облака Венеры. Благодаря этому на Венере, по всей видимости, нередко идут дожди из серной кислоты; милое местечко, не правда ли?
4. Благодаря высокой температуре, атмосферное давление на Венере почти в 100 раз выше, чем на Земле.
5. Так как сплошной слой облаков отражает почти весь падающий на Венеру солнечный свет, на Венеры царят вечные сумерки: средняя дневная освещённость здесь составляет порядка 1000 люкс против примерно 10 тысяч люкс на Земле. Короче говоря, Венера выглядит, пожалуй, самым негостеприимным уголком Солнечной системы: это экстремально жаркое, вечно тёмное место с крайне плотной раскалённой атмосферой с дождями из серной кислоты, способной плавить или растворять металлы. Короче, «добро пожаловать» вы от Венеры не дождётесь.
6. С другой стороны, в верхних слоях атмосферы Венеры условия почти комфортны для человека: на высоте 52-54 километра над поверхностью давление почти соответствует давлению атмосферы на поверхности Земли, а температура колеблется от 20 до 40 градусов Цельсия. Правда, если люди когда-либо решат попытаться построить «летающие города» на Венере, то им придётся что-то решать с ветрами чудовищной силы, которые на этой высоте могут достигать скорости 100 метров в секунду (при самых мощных ураганах на Земле скорость ветра не превышает 90 метров в секунду).
7. На обоих полюсах Венеры существуют постоянные вихри-антициклоны, причём имеющие не один, а два «глаза шторма». Впрочем, есть свидетельства, что время от времени они затихают и исчезают.
8. Венера – единственная планета Солнечной системы, которая вращается по часовой стрелке: все остальные, включая Землю, вращаются против часовой стрелки.
9. Кроме того, Венера очень медленно вращается вокруг своей оси: звёздные сутки на Венере длятся 243 земных дня, притом что оборот вокруг Солнца (солнечный год) у Венеры занимает 225 земных дней. Солнечные сутки, то есть промежуток времени между двумя полднями на Венере составляет 146 земных суток.
10. Гравитация Венеры составляет 90 % от земной (ускорение свободного падения – 8,9 метра в секунду за секунду).
На фото: венерианский пейзаж глазами советской автоматической станции «Венера-13» 👇
1. Венера является самым ярким небесным телом на ночном небе Земли после Солнца и Луны. Это связано с тем, что Венера является самой близкой к Земле планетой (минимальное расстояние между небесными телами – 38 миллионов километров; до Марса, к примеру, бывает как минимум 56 миллионов километров), а также с тем, что Венера отражает наибольшую часть падающих на неё солнечных лучей – 75 %. Для сравнения, Луна отражает лишь 7 % падающего на неё солнечного света, Марс – 16 %, Юпитер и Сатурн – по 34 %. Рекордное в солнечной системе альбедо Венеры объясняется тем, что планета окутана сплошным слоем хорошо отражающих свет облаков, которые состоят из… серной кислоты.
2. Атмосфера Венеры на 97 % состоит из углекислого газа, что порождает мощнейший парниковый эффект, благодаря которому на Венере жарче, чем на находящемся ближе к Солнцу Меркурии. Если поверхность последнего прогревается до 350 градусов Цельсия, то на Венере бывает до 467 градусов.
3. Именно из-за высокой температуры, порождённой парниковым эффектом, выделяющаяся в результате вулканической деятельности сера не связывается в стабильные соединения, как на Земле, а присутствует в атмосфере в виде серного и серного газа. Соединяясь с присутствующим в атмосфере Венеры водяным паром, тот образует серную кислоту, из которой состоят облака Венеры. Благодаря этому на Венере, по всей видимости, нередко идут дожди из серной кислоты; милое местечко, не правда ли?
4. Благодаря высокой температуре, атмосферное давление на Венере почти в 100 раз выше, чем на Земле.
5. Так как сплошной слой облаков отражает почти весь падающий на Венеру солнечный свет, на Венеры царят вечные сумерки: средняя дневная освещённость здесь составляет порядка 1000 люкс против примерно 10 тысяч люкс на Земле. Короче говоря, Венера выглядит, пожалуй, самым негостеприимным уголком Солнечной системы: это экстремально жаркое, вечно тёмное место с крайне плотной раскалённой атмосферой с дождями из серной кислоты, способной плавить или растворять металлы. Короче, «добро пожаловать» вы от Венеры не дождётесь.
6. С другой стороны, в верхних слоях атмосферы Венеры условия почти комфортны для человека: на высоте 52-54 километра над поверхностью давление почти соответствует давлению атмосферы на поверхности Земли, а температура колеблется от 20 до 40 градусов Цельсия. Правда, если люди когда-либо решат попытаться построить «летающие города» на Венере, то им придётся что-то решать с ветрами чудовищной силы, которые на этой высоте могут достигать скорости 100 метров в секунду (при самых мощных ураганах на Земле скорость ветра не превышает 90 метров в секунду).
7. На обоих полюсах Венеры существуют постоянные вихри-антициклоны, причём имеющие не один, а два «глаза шторма». Впрочем, есть свидетельства, что время от времени они затихают и исчезают.
8. Венера – единственная планета Солнечной системы, которая вращается по часовой стрелке: все остальные, включая Землю, вращаются против часовой стрелки.
9. Кроме того, Венера очень медленно вращается вокруг своей оси: звёздные сутки на Венере длятся 243 земных дня, притом что оборот вокруг Солнца (солнечный год) у Венеры занимает 225 земных дней. Солнечные сутки, то есть промежуток времени между двумя полднями на Венере составляет 146 земных суток.
10. Гравитация Венеры составляет 90 % от земной (ускорение свободного падения – 8,9 метра в секунду за секунду).
На фото: венерианский пейзаж глазами советской автоматической станции «Венера-13» 👇
Эта фотография солнечного затмения - выдающийся исторический артефакт, в своё время оказавший немалое влияние на развитие науки.
Фото было было сделано 29 мая 1919 года, чёрточками на нём отмечено положение нескольких ярких звёзд, которые стали видны на небе в апогее затмения.
И оказалось, что звёзды на этом фото видимо смещены относительно своего привычного положения.
Причина этого - искривление траекторий распространения света этих звёзд гравитацией Солнца. Причём это искривление оказалось почти точно таким, каким предсказывала активно обсуждаемая тогда общая теория относительности Эйнштейна.
Таким образом, данное фото стало одним из первых экспериментальных доказательств этой теории - одной из фундаментальных в современной физике.
Конечно, Солнца искривляет траектории звёздных лучей не только в моменты затмения, но и вообще всегда. Однако увидеть это мы можем лишь тогда, когда солнечный диск закрыт: во всё остальное время свет расположенных на небосводе близ солнечного диска, "тонет" в солнечном.
Фото было было сделано 29 мая 1919 года, чёрточками на нём отмечено положение нескольких ярких звёзд, которые стали видны на небе в апогее затмения.
И оказалось, что звёзды на этом фото видимо смещены относительно своего привычного положения.
Причина этого - искривление траекторий распространения света этих звёзд гравитацией Солнца. Причём это искривление оказалось почти точно таким, каким предсказывала активно обсуждаемая тогда общая теория относительности Эйнштейна.
Таким образом, данное фото стало одним из первых экспериментальных доказательств этой теории - одной из фундаментальных в современной физике.
Конечно, Солнца искривляет траектории звёздных лучей не только в моменты затмения, но и вообще всегда. Однако увидеть это мы можем лишь тогда, когда солнечный диск закрыт: во всё остальное время свет расположенных на небосводе близ солнечного диска, "тонет" в солнечном.
Пересматривая свои старые тексты, опубликованные в разных местах, нахожу среди них кое-что интересное, достойное переопубликования. Вот, к примеру, текст из ЖЖ про сверхпроводимость. Приятного прочтения)
https://yuritkachev.livejournal.com/8935.html
https://yuritkachev.livejournal.com/8935.html
Livejournal
Сверхпроводимость: почему иногда металлы не сопротивляются?
В далёком 1911 году голландский физик Камерлинг-Оннес, изучавший поведение различных веществ при сверхнизких температурах, обнаружил, что, если охладить ртуть то температуры в 3 градуса Кельвина (-270 градусов Цельсия), то электрическое сопротивление её становится…
Землю окружают пояса повышенной радиации, известные также как пояса Ван Аллена.
Это своеобразные магнитные ловушки, порождённые магнитным полем Земли. Это поле образует так называемые запрещённые области, в которые заряженные частицы с энергией менее определённой попасть не могут, а если всё-таки каким-то образом там оказались - не могут из неё выбраться.
По современным представлениям, изначально в запрещённую область магнитного поля Земли, попадают нейтроны, которые нейтральны и на которые магнитное поле не действует (поэтому-то они и могут там оказаться). Некоторые из них претерпевают здесь бета-распад на заряженные протон и электрон (ещё - нейтрино, а точнее, электронное антинейтрино, но оно нас интересует меньше). И вот образовавшие в результате распада нейтрона заряженные частицы и оказываются пойманными в ловушку магнитных полюсов.
Радиационные полюса имеют форму тороидов (бубликов), плоскость которых перпендикулярна магнитной оси Земли. Внутренний радиационный пояс состоит в основном из высокоэнергетических протонов, внешний - из электронов. При этом внутренний радиационный пояс в зависимости от широты начинается на высоте от 500 до 1500 километров, а заканчивается на высоте 10-13 тысяч километров с максимумом на высоте около 4000 километров (для сравнения, Международная космическая станция вращается по орбите с высотой 408 километров). Внешний радиационный пояс располагается в промежутке высот от 15 до 40 тысяч километров (для сравнения, радиус орбиты Луны колеблется от 363 до 405 тысяч километров).
Радиация поясов неполезна ни для техники, установленной на искусственных спутниках Земли, ни для организмов космонавтов, однако радиационные пояса, видимо, не представляют той угрозы для межпланетных перелётов, как считали некоторые писатели-фантасты в прошлого. Известно, к примеру, что летавшие на Луну астронавты за время полёта получили около 1,5-12 микрозивертов облучения, тогда как максимальная доза облучения за год для радиационно-опасных профессий составляет 50 микрозивертов. Стоит учитывать, что при этом, по всей видимости, основной вклад в облучение астронавтов сыграли не радиационные пояса, а солнечный ветер и космические лучи уже за пределами магнитосферы Земли.
Добавим, что радиационные пояса имеются у всех планет с мощным магнитным полем, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. А вот Марс, Венера и Меркурий выраженных радиационных поясов не имеют.
Это своеобразные магнитные ловушки, порождённые магнитным полем Земли. Это поле образует так называемые запрещённые области, в которые заряженные частицы с энергией менее определённой попасть не могут, а если всё-таки каким-то образом там оказались - не могут из неё выбраться.
По современным представлениям, изначально в запрещённую область магнитного поля Земли, попадают нейтроны, которые нейтральны и на которые магнитное поле не действует (поэтому-то они и могут там оказаться). Некоторые из них претерпевают здесь бета-распад на заряженные протон и электрон (ещё - нейтрино, а точнее, электронное антинейтрино, но оно нас интересует меньше). И вот образовавшие в результате распада нейтрона заряженные частицы и оказываются пойманными в ловушку магнитных полюсов.
Радиационные полюса имеют форму тороидов (бубликов), плоскость которых перпендикулярна магнитной оси Земли. Внутренний радиационный пояс состоит в основном из высокоэнергетических протонов, внешний - из электронов. При этом внутренний радиационный пояс в зависимости от широты начинается на высоте от 500 до 1500 километров, а заканчивается на высоте 10-13 тысяч километров с максимумом на высоте около 4000 километров (для сравнения, Международная космическая станция вращается по орбите с высотой 408 километров). Внешний радиационный пояс располагается в промежутке высот от 15 до 40 тысяч километров (для сравнения, радиус орбиты Луны колеблется от 363 до 405 тысяч километров).
Радиация поясов неполезна ни для техники, установленной на искусственных спутниках Земли, ни для организмов космонавтов, однако радиационные пояса, видимо, не представляют той угрозы для межпланетных перелётов, как считали некоторые писатели-фантасты в прошлого. Известно, к примеру, что летавшие на Луну астронавты за время полёта получили около 1,5-12 микрозивертов облучения, тогда как максимальная доза облучения за год для радиационно-опасных профессий составляет 50 микрозивертов. Стоит учитывать, что при этом, по всей видимости, основной вклад в облучение астронавтов сыграли не радиационные пояса, а солнечный ветер и космические лучи уже за пределами магнитосферы Земли.
Добавим, что радиационные пояса имеются у всех планет с мощным магнитным полем, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. А вот Марс, Венера и Меркурий выраженных радиационных поясов не имеют.
👍2
Благодаря облаку, через которое пролетает самолёт, хорошо видны мощные вихревые возмущения в атмосфере, образующиеся позади него.
Подчеркнём: образуются они не только при пролёте через облака, но и вообще всегда. Просто облако делает вихри видимыми.
Причина возникновения этих вихрей - особенности обтекания воздухом кончиков крыльев самолёта (подробнее об этом я уже писал тут).
Между прочим, на создание этих мощных вихрей расходуется ощутимая часть энергии движения самолёта, из-за чего возникает специфический эффект сопротивления воздуха этому движению. Для того, чтобы избежать этого и воспрепятствовать появлению вихрей, конструкторы идут на различные ухищрения. К сожалению, многие из них ухудшают аэродинамические качества самолёта. В общем, самолётостроение - сложная наука, предусматривающая постоянный поиск наилучшего варианта из не очень хороших.
Подчеркнём: образуются они не только при пролёте через облака, но и вообще всегда. Просто облако делает вихри видимыми.
Причина возникновения этих вихрей - особенности обтекания воздухом кончиков крыльев самолёта (подробнее об этом я уже писал тут).
Между прочим, на создание этих мощных вихрей расходуется ощутимая часть энергии движения самолёта, из-за чего возникает специфический эффект сопротивления воздуха этому движению. Для того, чтобы избежать этого и воспрепятствовать появлению вихрей, конструкторы идут на различные ухищрения. К сожалению, многие из них ухудшают аэродинамические качества самолёта. В общем, самолётостроение - сложная наука, предусматривающая постоянный поиск наилучшего варианта из не очень хороших.
Почему кометы светятся зелёным?
В одной из наших предыдущих публикаций (которая, к сожалению, оказалась чуть менее понятной, чем мне бы того хотелось) мы говорили о том, почему не бывает звёзд зелёного цвета. Однако в целом зелёный цвет ночному небу нечужд - например, его излучают многие яркие кометы.
Но почему звёздам "нельзя" светиться зелёным, а кометам - можно? Причина - в совершенно различных механизмах свечения.
Звёзды светят "собственным" светом потому, что нагреты до очень высоких температур. Кометы же не светятся сами: они лишь отражают и переизлучают свет Солнца.
Когда комета подлетает близко к Солнцу, она начинает получать достаточно много излучения в высокоэнергетической (ультрафиолет и выше) части спектра. Поглощая это излучение атомы вещества, из которого состоит комета (в основном её газопылевая оболочка - кома), переходят в возбуждённое состояние.
Но в этом состоянии долго атом находиться не может. Рано или поздно он излучает поглощённую электромагнитную энергию. Причём не абы как, а на вполне определённых частотах, уникальных для каждого вида атомов - на этом принципе основан способ определения химического состава веществ, известный как спектроскопия.
Так вот, сине-зелёный цвет кометы определяется прежде всего линиями часто встречающегося углерода (линии СII с длиной волны около 515 нанометров и СIII с длиной волны порядка 465 нанометров) в составе углекислого газа (CO2), двухатомного углерода (С2) и цианида (CN). Некоторое влияние может также оказывать кислород, которого в кометах тоже много, и который излучает в синей области спектра.
Иными словами, если горячие звёзды светят по всему спектру, просто в различных его частях - с разной интенсивностью, то холодные кометы, возбуждённые солнечным светом, излучают лишь на конкретных длинах волн, которые зачастую оказываются как раз-таки зелёными.
На фото - ярко-зелёная комета SWAN, пролетевшая близ Земли в мае 2020 года и распавшаяся вскоре после этого.
В одной из наших предыдущих публикаций (которая, к сожалению, оказалась чуть менее понятной, чем мне бы того хотелось) мы говорили о том, почему не бывает звёзд зелёного цвета. Однако в целом зелёный цвет ночному небу нечужд - например, его излучают многие яркие кометы.
Но почему звёздам "нельзя" светиться зелёным, а кометам - можно? Причина - в совершенно различных механизмах свечения.
Звёзды светят "собственным" светом потому, что нагреты до очень высоких температур. Кометы же не светятся сами: они лишь отражают и переизлучают свет Солнца.
Когда комета подлетает близко к Солнцу, она начинает получать достаточно много излучения в высокоэнергетической (ультрафиолет и выше) части спектра. Поглощая это излучение атомы вещества, из которого состоит комета (в основном её газопылевая оболочка - кома), переходят в возбуждённое состояние.
Но в этом состоянии долго атом находиться не может. Рано или поздно он излучает поглощённую электромагнитную энергию. Причём не абы как, а на вполне определённых частотах, уникальных для каждого вида атомов - на этом принципе основан способ определения химического состава веществ, известный как спектроскопия.
Так вот, сине-зелёный цвет кометы определяется прежде всего линиями часто встречающегося углерода (линии СII с длиной волны около 515 нанометров и СIII с длиной волны порядка 465 нанометров) в составе углекислого газа (CO2), двухатомного углерода (С2) и цианида (CN). Некоторое влияние может также оказывать кислород, которого в кометах тоже много, и который излучает в синей области спектра.
Иными словами, если горячие звёзды светят по всему спектру, просто в различных его частях - с разной интенсивностью, то холодные кометы, возбуждённые солнечным светом, излучают лишь на конкретных длинах волн, которые зачастую оказываются как раз-таки зелёными.
На фото - ярко-зелёная комета SWAN, пролетевшая близ Земли в мае 2020 года и распавшаяся вскоре после этого.
Мирный атом «под капотом» звездолёта: как ядерные технологии открывают нам просторы Солнечной системы
Единственный (ну, почти) способ добраться из точки А в точку Б в космосе – использовать реактивную тягу: ракета выбрасывает из сопла определённый объём вещества (рабочего тела), и по закону сохранения импульса сама движется в противоположную сторону.
В обычных ракетах выбрасываются продукты сгорания топлива: в двигателе они соединяются с окислителем (чаще всего, кислородом), загораются, расширяются, нагреваются и под собственным давлением выбрасываются наружу, что и создаёт реактивную тягу.
Проблема в том, что такой реактивный двигатель (его ещё называют химическим) потребляет очень много топлива. А ведь везти его космическому кораблю приходится на своём горбу. В итоге полезная масса, которую, к примеру, выводя на околоземную орбиту, составляет проценты от общей массы ракеты на стартовом столе.
Для полёта на Луну требуется ещё больше топлива, а для полёта к Марсу (требующему ещё больших скоростей) – совсем уж несоразмеримое количество. То есть, далеко на химической ракете (в прямом смысле слова) не улетишь. Нужен процесс, обеспечивающий большее выделение энергии на единицу массы топлива. И ядерные реакции на эту роль буквально напрашиваются.
Наиболее сумрачным в этом смысле оказался американский инженерный гений: в США всерьёз обдумывали создание ракеты, которая будет приводиться в движение серией маломощных (1 килотонна) атомных взрывов. Однако способа создать двигатель, способный пережить атомный взрыв, авторы идеи так и не придумали.
Менее экзотической идеей была теория двигателя, работающего на всё том же принципе расширения газа при нагревании. Но только нагреваться газ должен был не за счёт энергии собственного сгорания, а в активной зоне реактора.
Идея оказалась не слишком удачной. Как ни крути, а этот самый газ космический корабль должен был везти на собственном горбу, что по существу проблему не решало.
Правда, был вариант использовать ядерный двигатель этого типа для полётов в атмосфере, где в качестве рабочего тела можно использовать обычный воздух, который никуда везти не надо. Такой «ядерный самолёт» действительно обладал бы почти бесконечным радиусом действия и мог бы находиться в воздухе буквально годами.
Проблема заключалась в том, что, пройдя через топливные сборки реактора, атмосферный воздух становился бы сильно радиоактивным, и «ядерный самолёт» превращался в маленький летающий Чернобыль. К тому же экипаж подвергался солидному облучению: нормальная биологическая защита весит тоже нормально.
Правда, в теории можно было бы охлаждать непосредственно реактор не самим воздухом, а «промежуточной» охлаждающей системой, от которой, в свою очередь, уже нагревалось бы рабочее тело. Но это требовало принципиально большей температуры работы реактора и совсем других материалов для его конструкции. Тогда это было невозможно. Сейчас подобные проекты вроде бы разрабатываются: в России создают ядерную крылатую ракету и ядерную же подводную торпеду.
Однако для космоса проблема с рабочим телом остаётся нерешённой. Впрочем, определённые идеи есть.
Импульс зависит не только от массы выбрасываемого наружу вещества, но и от его скорости. И если разгонять вещество не давлением теплового расширения, а электромагнитными полями, то эта скорость может быть практически какой угодно.
Плазменные и ионные двигатели используют именно этот принцип (сегодня они уже применяются для коррекции орбиты спутников). Рабочее тело им также придётся вести на себе, но масса его оказывается на порядки меньшей.
Правда, для питания электромагнитного ускорителя потребуется значительная энергия. Её-то и планируют получать от ядерного реактора.
В теории связка "электромагнитный двигатель - ядерный реактор" может доставить нас не только на Луну, Марс или Венеру, но и к наиболее удалённым планетам Солнечной системы.
Картинки – эскиз «ядерного буксира», который прямо сейчас собирают в российском КБ «Арсенал».
Единственный (ну, почти) способ добраться из точки А в точку Б в космосе – использовать реактивную тягу: ракета выбрасывает из сопла определённый объём вещества (рабочего тела), и по закону сохранения импульса сама движется в противоположную сторону.
В обычных ракетах выбрасываются продукты сгорания топлива: в двигателе они соединяются с окислителем (чаще всего, кислородом), загораются, расширяются, нагреваются и под собственным давлением выбрасываются наружу, что и создаёт реактивную тягу.
Проблема в том, что такой реактивный двигатель (его ещё называют химическим) потребляет очень много топлива. А ведь везти его космическому кораблю приходится на своём горбу. В итоге полезная масса, которую, к примеру, выводя на околоземную орбиту, составляет проценты от общей массы ракеты на стартовом столе.
Для полёта на Луну требуется ещё больше топлива, а для полёта к Марсу (требующему ещё больших скоростей) – совсем уж несоразмеримое количество. То есть, далеко на химической ракете (в прямом смысле слова) не улетишь. Нужен процесс, обеспечивающий большее выделение энергии на единицу массы топлива. И ядерные реакции на эту роль буквально напрашиваются.
Наиболее сумрачным в этом смысле оказался американский инженерный гений: в США всерьёз обдумывали создание ракеты, которая будет приводиться в движение серией маломощных (1 килотонна) атомных взрывов. Однако способа создать двигатель, способный пережить атомный взрыв, авторы идеи так и не придумали.
Менее экзотической идеей была теория двигателя, работающего на всё том же принципе расширения газа при нагревании. Но только нагреваться газ должен был не за счёт энергии собственного сгорания, а в активной зоне реактора.
Идея оказалась не слишком удачной. Как ни крути, а этот самый газ космический корабль должен был везти на собственном горбу, что по существу проблему не решало.
Правда, был вариант использовать ядерный двигатель этого типа для полётов в атмосфере, где в качестве рабочего тела можно использовать обычный воздух, который никуда везти не надо. Такой «ядерный самолёт» действительно обладал бы почти бесконечным радиусом действия и мог бы находиться в воздухе буквально годами.
Проблема заключалась в том, что, пройдя через топливные сборки реактора, атмосферный воздух становился бы сильно радиоактивным, и «ядерный самолёт» превращался в маленький летающий Чернобыль. К тому же экипаж подвергался солидному облучению: нормальная биологическая защита весит тоже нормально.
Правда, в теории можно было бы охлаждать непосредственно реактор не самим воздухом, а «промежуточной» охлаждающей системой, от которой, в свою очередь, уже нагревалось бы рабочее тело. Но это требовало принципиально большей температуры работы реактора и совсем других материалов для его конструкции. Тогда это было невозможно. Сейчас подобные проекты вроде бы разрабатываются: в России создают ядерную крылатую ракету и ядерную же подводную торпеду.
Однако для космоса проблема с рабочим телом остаётся нерешённой. Впрочем, определённые идеи есть.
Импульс зависит не только от массы выбрасываемого наружу вещества, но и от его скорости. И если разгонять вещество не давлением теплового расширения, а электромагнитными полями, то эта скорость может быть практически какой угодно.
Плазменные и ионные двигатели используют именно этот принцип (сегодня они уже применяются для коррекции орбиты спутников). Рабочее тело им также придётся вести на себе, но масса его оказывается на порядки меньшей.
Правда, для питания электромагнитного ускорителя потребуется значительная энергия. Её-то и планируют получать от ядерного реактора.
В теории связка "электромагнитный двигатель - ядерный реактор" может доставить нас не только на Луну, Марс или Венеру, но и к наиболее удалённым планетам Солнечной системы.
Картинки – эскиз «ядерного буксира», который прямо сейчас собирают в российском КБ «Арсенал».
