Эта туманность, NGC 2237, называется Розеткой.

Но лично мне она больше напоминает человеческий череп.

По сути NGC 2237 представляет собой огромное облако межзвёздного водорода, в котором активно идут процессы звездообразования.

Дыры на месте "глаз" черепа - вероятно, последствия взрывов сверхновых, выдувших газ из этих областей.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.

​Диаграма Герцшпрунга-Рассела - своеобразный путеводитель по миру звёзд. По горизонтальной оси на ней отложен цвет звёзд (от голубых через белые и жёлтые к оранжевым и красным), по вертикальной - их светимость, которая, в свою очередь, определяется их размером (чем больше звезда, тем больше света излучается с её поверхности).

Следует помнить, что цвет звёзд точно определяется их температурой: чем звезда горячее, тем более голубой свет она излучает, тогда как красные звёзды - относительно холодные.

Зная эти параметры звезды и определив её место на диаграмме, можно многое сказать о звезде, её нынешней стадии развития, а также о том, что произойдёт с этой звездой в будущем.

В центре диаграммы расположена так называемая главная последовательность - это звёзды, которые светят за счёт синтеза гелия из водорода, как и наше Солнце. Как можно видеть, подавляющее большинство звёзд Вселенной находятся именно на этой, самой первой и самой долгой стадии своего развития. Для этих звёзд железно работает правило: чем ярче (т.е. чем больше) звезда - тем она горячее. В правом нижнем углу диаграмы расположены маленькие и холодные красные карлики, слева сверху же располагаются громадные белые и голубые звёзды.

Слева от главной последовательности расположены т.н. красные гиганты и субгиганты: не все эти звёзды красного цвета, а термин значит скорее то, что эти звёзды краснее (холоднее) звёзд главной последовательности того же размера. Красные гиганты - звёзды на поздних стадиях своего развития, уже сжёгшие весь свой водород и перешедшие на другие виды термоядерных реакций - например, синтез углерода из гелия, кислорода, неона, натрия или магния из углерода, кремния из кислорода или никеля и железа из кремния. На данном этапе энергия термоядерных реакций выделяется активнее, чем у звёзд главной последовательности, и мощное излучение раздувает звёзды до больших размеров. При расширении газы (а вещество звезды в известной степени можно считать газом) охлаждаются, и поэтому звёзды "краснеют".

Снизу от главной последовательности расположена группа очень тусклых (маленьких), но очень горячих звёзд - т.н. белых карликов. Это огарки звёзд, образующиеся после того, как те исчерпают всё своё топливо: ядерные реакции прекращаются, излучение больше не может противостоять гравитации, которая и сплющивает звёзды до небольшого размера. Но так как при сжатии газы нагреваются, температура этих огарков зачастую куда выше, чем "при жизни".

Кроме того, слева от главной последовательности в нижней её части можно разглядеть небольшую группу относительно холодных, но в то же время ярких (как для своей массы) звёзд - это т.н. объеты типа Т Тельца, продозвёзды, которые ещё не "созрели" для запуска термоядерных реакций. Такие звёзды продолжают сжиматься и нагреваться под действием собственной гравитации, поэтому из размеры (и яркость) обычно больше размеров звёзд главной последовательности той же массы, а температура, соответственно, ниже.

И не забывайте о материальной поддержке нашего канала: чем большей она будет, тем больше классных материалов мы сможем для вас сделать!

Так, друзья, Телеграмный сервис донатов плохо себя чувствует, так что вот альтернативный способ поддержать канал: https://secure.wayforpay.com/tips/t9195caee26e4

Кстати, если вы давно хотели помочь нам, то вот как раз удачный повод)

​Миллион новых источников рентгеновского излучения зарегистрировал за два года работы российский орбитальный телескоп "Спектр-РГ" - и это больше, чем зафиксировали таких источников за всё предыдущее время астрономических наблюдений в истории.

Основными источниками рентгеновского излучения являются квазары и связанные с ними релятивистские струи, нейтронные звёзды, а также межзвёздный газ и некоторые наиболее массивные звёзды.

Кроме того, мощные выбросы рентгеновского излучения сопровождают космические события, очень интересующие учёных - такие как, к примеру, разрушение звёзд под действием гравитации чёрных дыр и нейтронных звёзд.

В настоящее время "Спектр-РГ" провёл уже четыре полных обзора неба в рентгеновском диапазоне, каждый из которых был точнее предыдущего. Всего же за время работы телескопа планируется провести 8 таких обзоров, в результате Человечество получит самую точную карту рентгеновских источников как в нашей галактике, так и за её пределами, которой когда-либо располагало.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь (тестируем новый сервис донатов!)

Напоминаем, что вы также можете подписаться на наш канал в социальной сети "Вконтакте":

https://vk.com/public209243407

​#простыевопросы: как получаются молнии?

Мы знаем, что молния - это электрический разряд между облаком и землей; но откуда вообще в облаке берутся электрические заряды?

На самом деле, тут всё очень просто.

Необходимым условием образования грозы является высокая разность температур воздуха в приземном слое и над ним: если воздух у земли сильно теплее того, что наверху, более лёгкий тёплый воздух начинает интенсивно подниматься вверх. Содержащийся в нём водяной пар конденсируется в водяные капли. Новые восходящие воздушные потоки, идущие от земли, трутся об эти капли и электризуют их. Именно эта электризация приводит к накоплению электрического заряда в грозовой туче.

К слову, такая электризация возникает не только в дождевых облаках. Например, молнии являются частым спутником вулканических извержений. Механика там точно та же, только поднимающиеся вверх от жерла вулкана потоки горячего воздуха электризуют в т.ч. и частицы пепла, выброшенные вулканом в ходе извержения. Образуется то, что учёные называют "грязной грозой".

На самом деле - как, собственно, и почти всегда в физике - процессы, идущие в грозовых облаках, куда более сложны и имеют массу нюансов. Но для общего понимания происходящих явлений пока ограничимся этим.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь (тестируем новый сервис донатов!)

Несложный способ (один из трёх) взятия достаточно известного интеграла)))

​Это видео прекрасно иллюстрирует работу закона сохранения момента импульса.

До момента, когда колесо раскручивают, момент импульса в системе "колесо-человек" равен нулю. Когда колесо раскручивают, стоя на полу, момент импульса в этой системе также остаётся равен нулю из-за того, что система незамкнута, так как человек стоит на земле: можно сказать, что в этот момент колесо и человек составляют единую систему с планетой Земля, и на момент импульса этой системы в целом момент импульса раскрученного колеса существенно повлиять не способен.

Человек становится на диск, "разъединяясь" с Землёй. Ничего не происходит, да и зачем чему-то происходить, если момент импульса равен нулю?

Но вот человек поворачивает колесо. Момент импульса колеса меняет знак, и сумма моментов импульса в системе колесо-человек меняется. Но так как по закону сохранения момента импульса поменяться она не может, вся система в целом начинает вращаться в противоположную сторону, чтобы момент импульса этого вращения скомпенсировал изменившийся момент импульса системы.

Кстати, закон сохранения момента импульса, как и другие фундаментальные законы сохранения, является прямым следствием наличия у пространства определённой симметрии - а точнее, изотропности пространства, т.е. независимости его свойств от некоего выбранного направления.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь

​Микроквазары - редкое и очень интересное явление и едва ли не единственная для нас возможность "увидеть" чёрные дыры, расположенные в нашей галактике.

Об обычных квазарах мы уже писали: эти сверхъяркие объекты, хорошо заметные даже на расстоянии в миллиарды световых лет, образуются в ситуации, когда сверхмассивная чёрная дыра в ядре далёкой галактики активно поглощает материю. Эта материя, по закону сохранения импульса неспособная провалиться в дыру мгновенно, закручивается вокруг неё в водоворот. Внутренние части водоворота вращаются быстрее внешних, из-за разности скоростей внутри водоворота возникает вязкое трение, которое переводит энергию его вращения в тепло. Вещество водоворота (по-научному - аккреционного диска) нагревается и начинает светиться, в т.ч. излучая не только видимый свет, но и рентгеновское и гамма-излучение. Самое же интересное, что часть этой материи по не до конца изученным в настоящее время причинам "выстреливает" с полюса чёрной дыры в виде узкого направленного пучка - т.н. джета, или релятивистской струи.

Ну так вот: микроквазары - это в общем и целом то же самое, но только их сердцем являются чёрные дыры обычных звёздных масс. Соответственно, и светят такие квазары существенно менее ярко. А если учесть, что расположены такие микроквазары преимущественно в центральной части нашей галактики и от нашего наблюдения их скрывает толстый слой космического газа и пыли, то обнаружение каждого микроквазара - событие для астрономов.

Считается, что микроквазары обычно образуются в двойных системах, в которых чёрная дыра соседствует с обычной звездой, становящейся источником вещества для аккреционного диска.

И да, микроквазар - по сути единственный способ увидеть чёрную дыру, которая по определению ничего (ну, или практически ничего) не излучает.

Туманность NGC 246 - ещё одна удивительная игра природы: это космическое облако, образовавшееся из сброшенных наружных оболочек угасшей звезды средней массы, немного похоже на голову пришельца.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь

​Авторы этого достаточно известного видео как бы решили показать нам, как выглядит движение Солнечной системы на самом деле - с учётом того, что Солнце не неподвижно, а тоже движется вокруг центра Галактики.

Видео красивое, но беда в том, что на самом деле всё происходит, мягко говоря, не совсем так.

Во-первых, авторы почему-то перепутали местами Сатурн и Юпитер: у них Сатурн (который с кольцами) почему-то находится ближе к Солнцу, чем Юпитер (без колец), хотя на самом деле всё наоборот. Но это ещё ладно.

Во-вторых, с учётом движения Солнца вращающиеся вокруг него планеты действительно описывают спираль. Но при этом в каждый момент времени все они находятся в одной плоскости с Солнцем в центре, а не растягиваются по галактике, подобно бегущим за уткой утятам.

В-третьих, эта плоскость вращения планет вокруг Солнца не перпендикулярна направлению его движения по своей галактической орбите, а наклонена к ней под углом примерно в 60 градусов.

Наверное, было бы классно нарисовать такое же красивое, но только правильно выглядящее с физической точки зрения. Увы, сам я в компьютерной графике не силён, но если дорогие читатели будут так же активно помогать каналу (сделать это можно, например, тут: или же тут), то как-нибудь мы это дело организуем.

​В дополнение к нашей рубрике #простыевопросы вводим ещё одну - #киноляпы, в которой будем перечислять те вещи, которые вы привыкли видеть в кино, но не сможете увидеть в реальной жизни. Мы уже затрагивали эту тему, когда писали про лаву в кино и в реальности (тут и тут), но теперь подойдём к вопросу более системно.

Самый знаменитый киноляп такого рода - это "звуковое сопровождение" (рёв двигателей, пиу-пиу всяких там лазеров и это вот всё), которого в космосе не может быть, ибо там толком нет газовой среды, которая могла бы передавать звуки (точнее, есть, но она слишком разрежена для этого дела). Но это банально и на таких вещах останавливаться не будем. Хотя вот лазеры...

С ними ведь вот какая штука: даже если космические корабли будущего и будут использовать мощные лазеры в качестве оружия, то никаких красивых цветных лучей такие лазеры производить в процессе стрельбы не будут: их выстрелы будут вообще невидимы для наблюдателя.

Действительно, для того, чтобы мы что-либо увидели, это что-то должно излучить (ну, или отразить) какое-то количество света в направлении нашего глаза. Пучок лазера на то и пучок лазера, что распространяется исключительно в направлении цели.

В земной атмосфере лазер ещё можно худо-бедно разглядеть со стороны из-за того, что его свет частично рассеивается воздухом, т.е. газом, сквозь который он проходит. А в космосе газов слишком мало - с земной точки зрения можно считать, что их нет совсем, и рассеивать лазерный луч попросту нечему. Так что реальный лазрный луч в космосе для самого стрелка или наблюдающего за сценой со стороны будет совершенно невидим, и космическое сражение с использованием лазерного оружия будет выглядеть совсем не так красочно, как в кино или играх.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь

​#простыевопросы: почему идёт дождь?

Дождь идёт тогда, когда пары воды, содержащиеся в воздухе, конденсируются, т.е. переходят из газообразного состояния в жидкое.

Происходит это обычно при смене температуры воздуха: холодный воздух способен "вместить" меньше водяного пара, чем тёплый, "лишний" пар, который воздух неспособен удержать, конденсируется в виде капель.

Этот же процесс ведёт к появлению капель со внутренней стороны оконного стекла в тёплом помещении в холодную погоду: соприкасающийся с холодным стеклом воздух охлаждается и "сбрасывает" ставший лишним водяной пар.

Нечто очень похожее, но в больших масштабах, происходит, когда смешиваются два объёма воздуха, имеющих различную температуру: например, в заполненную относительно тёплым и влажным воздухом область вторгается холодный воздушный фронт. Воздушные потоки перемешиваются, и суммарная температура воздуха оказывается ниже, чем у изначального воздуха, он уже не может удержать лишний водяной пар, и тот конденсируется в виде мелких капель. Эти капли достаточно малы, и поэтому способны долго находиться в воздухе во взвешенном состоянии, хотя постепенно всё-таки оседают на землю. Мы говорим: "На улице туман".

Что же касается дождя, то тоже возникает при соприкосновении потоков воздуха разной температуры. Но при этом эти потоки не смешиваются, а соседствуют друг с другом на разной высоте, причём тёплый и влажный воздух должен находиться внизу, а холодный - над ним.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь или тут.

Тёплый воздух легче холодного, и под действием силы архимеда он поднимается вверх. Восходящие тёплые и влажные потоки перемешиваются с холодными и происходит всё то же самое: воздух охлаждается, лишний водяной пар конденсируется в виде капель. Эти капли падают вниз ещё менее охотно, чем капельки тумана, потому что их к тому же подпирают новые восходящие потоки тёплого воздуха.

"Туман", висящий над землёй, мы называем облаком.

Внутри облака мелкие капли постепенно сливаются одна с другой (почему это происходит, мы обсуждали, к примеру, тут), их масса растёт. Наконец, наступает момент, когда эти капли уже не могут больше парить в восходящих потоках и начинают падать вниз. Собственно, тогда мы и говорим: дождь пошёл.

Кстати, далеко не факт, что облако обязательно разразится дождём: ещё до того, как водяные капли вырастут до достаточно большого размера, его может, скажем, отнести в область, занятую более тёплым воздухом, где они испарятся обратно.

Или наоборот: облако, уже полное готовых упасть на землю капель, переносит в другое место, и дождь идёт совсем не надо тем местом, откуда поднимались вверх содержащие водяные пары тёплые воздушные потоки.

Кстати, во втором случае может выйти так, что воздух в том месте, где прольётся дождь, будет достаточно сухим и влажным для того, чтобы водяные капли испарились до того, как долетят до земли. Такой "недодождь" ещё называют виргой, фото такого явления в небе над Саратовом в 2020 году мы прикрепим к этому посту в качестве иллюстрации.

Друзья, вроде бы починился старый сервис донатов, воспользоваться и помочь проекту можно тут.

Ну и в качестве бонуса - небольшой пример триболюминисценции, в данном случае при дроблении кусочка сахара. Источником свечения здесь является энергия, выделяющаяся при разрушении межмолекулярных связей в кристаллической решётке.

Капля воды в невесомости ведёт себя так же, как и упругий шарик для пинг-понга.

Точнее, по сути капля воды и так является таким упругим шариком: упругость ей придаёт сила поверхностного натяжения.

Но на Земле на каплю также действуют силы гравитации, которые существенно больше упругости натяжения поверхности капли и не дают ей проявиться. Но если силу гравитации "выключить", то упругие свойства капли тут же проявляют себя.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.

Простой и красивый опыт по визуализации поверхностного натяжения воды: капля мыльного раствора снижает натяжение внутри петли, и чистая вода снаружи растягивает петлю до правильной окружности.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.

А ещё говорят, что физика - бесполезная наука!

Вот сам простой пример: строителям надо вычерпать воду из помещения, но уровень слива находится выше уровня воды. При этом сам слив слишком узкий,чтобы воду туда можно было достаточно аккуратно залить.

Поэтому они делают следующее: берут ёмкость большего диаметра в которую воду удобно заливать (ведро). В него наливают воду до уровня, превышающего уровень слива. Берут наполненную водой трубку, соединяя с её помощью ведро и слив. Получаются сообщающиеся сосуды, уровень воды в которых стремится уравняться. Но физика "не знает", что у второго сосуда нет дна)))

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.

То, как падает растянутая пружина, если её уронить, может выглядеть довольно странно: нижний конец некоторое время остаётся совершенно неподвижным, и начинает двигаться лишь тогда, когда пружина полностью сложится.

Однако если аккуратно рассмотреть силы, действующие на кольца пружины, включая и последний из них, то всё становится понятно.

Действительно, на каждое звено пружины действуют, вообще говоря, три силы: сила тяжести, направленная в ту же сторону сила натяжения той части пружины, которая находится ниже и направленная вверх сила натяжения со стороны верхней части пружины. В случае верхнего сегмента - ещё и та сила, с помощью которой мы удерживаем пружину в воздухе.

Вот мы отпускаем пружину и - внимание! - для практически всех её звеньев ровным счётом ничего не меняется: им попросту не из-за чего приходить в движение. Исключение составляет самое верхнее звено: удерживающая его в равновесии сила нашей руки исчезает, и оно приходит в движение. Когда оно складывается со следующим звеном, удерживающая то, второе звено, направленная вверх сила натяжения исчезает, и оно тоже начинает падать. Так продолжается звено за звеном, пока дело не дойдёт до последнего звена в пружине и та не станет падать уже как одно целое.

Можно объяснить этот же эффект и иначе: нижний конец пружины попросту не сразу "узнаёт" о том, что мы отпустили верхний. Подобные эффекты возникают во многих пространственно распределённых системах: механическое воздействие на одну их точку распространяется в другие точки далеко не мгновенно, а с некоей конечной скоростью, определяемой упругостью системы - например, скоростью звука в материале, из которого сделан тот или иной предмет.

А вообще с падением таких вот пружинок, как на видео, связаны ещё парочку весьма головоломных на первый взгляд парадоксов. Но о них - в следующих постах.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.

​То, как падает растянутая пружина, если её уронить, может выглядеть довольно странно: нижний конец некоторое время остаётся совершенно неподвижным, и начинает двигаться лишь тогда, когда пружина полностью сложится.

Однако если аккуратно рассмотреть силы, действующие на кольца пружины, то всё становится понятно.

Действительно, на каждое звено действуют, вообще говоря, три силы: сила тяжести, направленная в ту же сторону сила натяжения той части пружины, которая находится ниже, а также направленная вверх сила натяжения со стороны верхней части пружины. В случае верхнего сегмента - ещё и та сила, с помощью которой мы удерживаем пружину в воздухе.

Вот мы отпускаем пружину и - внимание! - для практически всех её звеньев ровным счётом ничего не меняется: им попросту не из-за чего приходить в движение. Исключение составляет самое верхнее звено: удерживающая его в равновесии сила нашей руки исчезает, и оно приходит в движение. Когда оно складывается со следующим звеном, сила натяжения, направленная вверх, удерживающая второе звено в равновесии, исчезает. Второе звено тоже начинает падать - вместе с первым. Так продолжается звено за звеном, пока дело не дойдёт до последнего звена в пружине и та не станет падать уже как одно целое.

Можно объяснить этот же эффект и иначе: нижний конец пружины попросту не сразу "узнаёт" о том, что мы отпустили верхний. Подобные эффекты возникают во многих пространственно распределённых системах: механическое воздействие на одну их точку распространяется в другие точки далеко не мгновенно, а с некоей конечной скоростью, определяемой упругостью системы - например, скоростью звука в материале, из которого сделан тот или иной предмет.

А вообще с падением таких вот пружинок, как на видео, связаны ещё парочку весьма головоломных на первый взгляд парадоксов. Но о них - в следующих постах.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.

Друзья! Из-за тех драматических событий, которые сейчас происходят (автор находится в Одессе), писать сюда нет, если честно, ни физических, ни душевных сил, ни времени.

Надеюсь, всё это скоро закончится и я снова смогу заняться проектом.

В любом случае, спасибо, что остаётесь с нами!

Ну а пока - вот вам планетарная туманность NGC 7027 - последствие гибели во взрыве сверхновой системы двойных звёзд.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.