Может ли планета превратиться в звезду?
Как известно, в Солнечной системе имеется 8 планет, самая большая из которых — Юпитер, запросто бы могла стать звездой в случае увеличения ее массы на несколько процентов. Несмотря на то, что светимость такой звезды оставляла бы желать лучшего, в нашей Солнечной системе могло бы сосуществовать сразу два светила. Стоит отметить, что подобные “недозвезды” составляют большую часть нашей Вселенной, сильно размывая и без того нечеткую грань между маленькими звездами с низкой температурой и планетами.
Вид с поверхности расположенной у красного карлика планеты в представлении художника
Как превратить планету в звезду?
Как утверждает статья, опубликованная в журнале Science, недавнее открытие массивной планеты, которая вращается вокруг небольшой звезды GJ3512 ставит под сомнение наше понимание того, как формируются планеты. Карликовая звезда, чья светимость составляет менее 0,2% от солнечной, находится на расстоянии 30 световых лет. Такие холодные и крайне тусклые объекты на самом деле являются самыми распространенными звездами в галактике, хотя и являются при этом наиболее трудноразличимыми звездами на ночном небе. Планеты, расположенные рядом с такими звездами, весьма трудно обнаружить даже методом “допплеровского сдвига”, широко применяемого в астрономии. Применение данного метода основано на обнаружении смещения длины волны звездного света на крошечную величину, когда невидимая планета вращается, подтягивая звезду туда и обратно.
Планета под названием GJ3512b является довольно крупным газовым гигантом, обращающимся по 204-дневной эллиптической орбите вокруг своей звезды. Масса этого далекого мира составляет по меньшей мере половину массы Юпитера, а его диаметр, вероятно, составляет приблизительно 70% от диаметра звезды, вокруг которой она вращается. Таким образом, GJ3512b является одной из крупнейших известных планет, которые вращаются вокруг маленькой звезды по широкой орбите, что создает проблему для понимания того, как она сформировалась.
Красные карлики являются настолько тусклыми, что их сложно заметить даже в мощный телескоп
Считается, что Солнечная система берет начало из так называемого «протопланетного диска» — облака, состоящего из плотного газа и пыли в результате взрыва сверхновой. При этом,первыми образовались планеты-газовые гиганты, чьи скалистые ледяные ядра были созданы скоплением меньших по размеру тел во внешних областях протопланетного диска. Когда ядра достигли примерно десяти земных масс, они смогли окружить себя водородно-гелевой оболочкой, которая образовала атмосферу современных планет-гигантов, таких как Юпитер и Сатурн.
Вместе с тем, обнаруженные в большом количестве “горячие Юпитеры”, которые располагаются на близких орбитах к своим родительским звездам, показывают, что способ их формирования ничем не отличается от вышеописанного, что ставит в тупик современных исследователей, ведь протопланетный диск красного карлика вряд ли имел достаточно материала для формирования планет-гигантов.
Альтернативный сценарий происхождения планет, вероятно, произошел в случае с GJ3512b. В данном случае планета могла образоваться в результате прямого фрагментирования протопланетного диска, при котором его часть разрушается и конденсируется даже без необходимости накапливаться путем соединения более мелких пород. Иными словами, планета GJ3512b могла сформироваться тем же путем, что и сами звезды.
Если вам понравилась данная статья, приглашаю вас ее обсудить в нашем Telegram-чате или на канале в Яндекс.Дзен, где вы сможете найти еще больше полезной информации из мира популярной науки.
Открытие этой уникальной системы создает множество вопросов относительно разницы между коричневыми карликовыми звездами и планетами, ведь получается, что звезды и планеты отличаются между собой только массой. Если так, то может ли планета превратиться в звезду?
Представьте себе, может. В том случае, если в протопланетном облаке, окружающем новорожденную звезду, найдется достаточное количество строительного материала, то планета действительно может превратиться и в звезду, размером с Солнце или даже в голубого гиганта, размером с Сириус. Существует теория о том, что Юпитер можно превратить в звезду путем добавления к нему некоторой дополнительной массы, которая спровоцирует начало термоядерного синтеза в недрах планеты. Однако для чего нам это нужно делать и нужно ли вообще — время покажет.
Зачем в космос запустили рукотворную звезду и как на нее посмотреть
Так, 21 января Rocket Lab запустила в космос ракету Electron, которая впервые в истории страны вывела на орбиту Земли три исследовательских спутника. Новозеландцы праздновали это событие, как серьезный национальный научный прорыв, хотя вряд ли можно считать прорывом ракету, созданную на 3D-принтере.
Но главную новость представители Rocket Lab озвучили только на днях: оказывается, помимо исследовательских спутников на орбиту был выведен еще один объект. Ему новозеландцы дали громкое имя «звезда человечества», и теперь именно он является самым ярким объектом в звездном небе над Землей.
«Звезда человечества» размером всего чуть больше метра в диаметре и представляет собой сферу, покрытую множеством светоотражающих треугольников. За такую внешность астрономы в сети окрестили объект «дискошаром».
Фото: thehumanitystar.com
Чем опасны искусственные «звезды»
Создатели искусственной «звезды» считают свое творение символом покорения космоса и человеческого величия. Астрономы же уверены в обратном — это не что иное, как способ пропиариться.
Кроме того, по мнению ученых, столь яркий и бесполезный объект только навредит науке. Излишний свет, излучаемый такими спутниками портит фотографии, сделанные из космоса, мешая исследованиям ученых. Если частные компании продолжат запускать на орбиту такие сомнительные спутники, то у астрономов возникнут большие проблемы.
А частные компании будут это делать, и первый в этом списке, конечно, миллиардер Илон Маск. Он уже давно запланировал сделать то, в чем его так нагло опередили новозеландцы — в этом году на орбиту будет отправлен огромный зеркальный шар работы скульптора Тревора Паглина. Объект уже готов и ждет загрузки на борт одной из ракет Falcon 9.
Как посмотреть на «Звезду человечества»
Чтобы полюбоваться первой рукотворной «звездой», вам не понадобятся ни телескоп, ни какие-либо другие астрономические приспособления. Объект можно увидеть невооруженным глазом, причем видно его будет из любой точки планеты.
Узнать «Звезду человечества» будет нетрудно — это яркий огонек, движущийся с большой скоростью и похожий на «падающую звезду». Вот только от метеора или «падающей звезды» его отличает то, что он постоянно мерцает.
Кстати, если и впрямь хотите посмотреть на самую яркую «звезду», лучше не затягивать — кружиться по орбите она будет недолго. По расчетам создателей, срок «работы» объекта составит девять месяцев, после чего он сгорит в атмосфере.
Ученые нашли способ создать на Земле искусственную звезду
Кембридж, 13 марта. Американские физики заявили, что нашли ключ к созданию в ближайшие годы чрезвычайно мощных реакторов, которые обеспечат Землю практически бесплатной и «зеленой» — то есть экологически чистой — энергией. Специалисты из Массачусетского технологического университета (MIT) и компании Fusion Systems заявили, что первый термоядерный реактор будет построен в ближайшие 15 лет.
Термоядерный реактор фактически представляет собой искусственно созданную и заключенную в удерживающую магнитную оболочку звезду. Появление такой технологии позволит человечеству избавиться от необходимости сжигать какие-либо ископаемые виды топлива — нефть, природный газ, уголь и торф, отмечает «Ридус».
Как заявили ученые, новая система магнитных ловушек, которая позволит обуздать энергию искусственной звезды, «построен на новом классе высокотемпературных сверхпроводников и малогабаритных сверхмощных магнитов», сообщили ученые MIT. На данный момент они планируют эксперимент Sparc, в котором кольцо высокотемпературной плазмы будет удерживаться с помощью магнитов на базе YBCO. Как отмечает «Инфореактор», предположительная энергетическая мощность экспериментальной установки должна составить 100 МВт тепловой энергии (тепловая мощность промышленных атомных реакторов составляет 500–700 МВт).
Возможно ли построить «Звезду смерти»? Фантастика и реальность космических станций
Журналисты ресурса Hi-News задались вопросом: можно ли с нынешними человеческими технологиями воплотить в реальность хоть какую-нибудь из космических станций, широко представленных в кино и книгах? Статья показалась нам интересной, предлагаем и вам ознакомиться с ней.
Гигантские космические станции размером с Луну. Огромные кольцеобразные станции, кружащие по орбите чужих миров. Массивные города, дрейфующие в атмосфере чужих планет. Все эти концепты мы сегодня рассмотрим и выясним, насколько они реализуемы. Комментировать ту или иную идею будет Синди Ду, научный сотрудник и докторант Массачусетского технологического института, человек, который откровенно считает, что проект Mars One изначально обречен на провал, и ученый, который написал серьезную научную работу, где затрагиваются вопросы, связанные с нашей возможной будущей жизнью в космосе.
Согласно Ду, если мы говорим о любой возможности жизни человека в космосе, необходимо учитывать место обитания, чего мы хотим от него и насколько большим оно будет. Именно эти три критерия могут указать на возможность или невозможность всей затеи. Поэтому рассмотрим несколько вариантов космических жилищ, которые предлагает нам научная фантастика, и выясним, насколько реально и рационально их использование.
Мобильная космическая станция наподобие «Звезды смерти»
Практически каждый любитель научно-фантастических фильмов знает, что такое «Звезда смерти». Это такая большая серая и круглая космическая станция из киноэпопеи «Звездные войны», внешне очень напоминающая Луну. Это межгалактический уничтожитель планет, который по сути сам является искусственной планетой, состоящей из стали и населенной штурмовиками.
Можем ли мы в реальности построить такую искусственную планету и бороздить на ней просторы галактики? В теории — да. Только на это потребуется невероятное количество человеческих и финансовых ресурсов.
«Станция размером со „Звезду смерти“ потребует колоссального запаса материалов для строительства», — говорит Ду.
Вопрос строительства «Звезды смерти» поднимался даже Белым Домом, после того как общество отправило соответствующую петицию для рассмотрения. Официальный ответ властей гласил, что только на сталь для строительства потребуется 852 квадриллиона долларов.
Давайте предположим, что вопрос денег не является проблемой и «Звезду смерти» действительно построили. Что дальше? А дальше в дело включится старая добрая физика. И это действительно окажется проблемой.
«Для возможности движения „Звезды смерти“ через космос потребуется беспрецедентный объем энергии», — продолжает Ду.
«Масса станции будет эквивалентна массе Деймоса, одного из спутников Марса. У человечества просто нет возможностей и необходимых технологий, чтобы построить двигатель, способный передвигать таких великанов».
Орбитальная станция «Дальний космос 9»
Итак, мы выяснили, что «Звезда смерти» слишком большая (по крайней мере, на сегодняшний взгляд) для путешествий в космосе. Возможно, нам поможет какая-нибудь космическая станция меньшего размера, такая как, например, «Дальний космос 9», на которой происходят события сериала «Звездный путь» (1993—1999 гг.). В этом сериале станция находится на орбите вымышленной планеты Бэйджор и является отличным местом обитания и настоящим галактическим торговым центром.
«Опять же потребуется очень много ресурсов для строительства подобной станции», — говорит Ду.
«Основной вопрос заключается в следующем: производить ли доставку необходимого материала к той планете, на орбите которой будет находиться будущая станция, или же добывать необходимые ресурсы прямо на месте, скажем, на каком-нибудь астероиде или спутнике одной из местных планет?»
Ду утверждает, что доставка каждого килограмма полезного груза в космос на низкую орбиту Земли обходится сейчас примерно в 20 000 долларов. Учитывая это, вероятнее всего, было бы целесообразнее отправить какой-нибудь роботизированный космический аппарат на добычу полезных ископаемых на один из местных астероидов, чем доставлять на место нужный материал с Земли.
Еще одним вопросом, который потребует обязательного решения, будет, конечно же, вопрос жизнеобеспечения. В том же «Звездном пути» станция «Дальний космос 9» не была полностью автономной. Она являлась торговым галактическим центром, новые запасы для которого доставлялись различными торговцами, а также в ходе поставок с планеты Бэйджор. По мнению Ду, при строительстве подобных космических станций для обитания в любом случае потребуется время от времени проводить миссии по поставке продовольствия.
«Станция подобного размера, скорее всего, будет функционировать благодаря созданию и комбинации использования биологических сред (например, выращивания водорослей для питания) и систем жизнеобеспечения, основанных на химико-технологических процессах, как, например, на МКС», — объясняет Ду.
«Эти системы не будут полностью автономными. Они будут требовать периодического обслуживания, пополнения запасов воды, кислорода, поставок новых запчастей и так далее».
Марсианская станция, как в фильме «Миссия на Марс»
В этом фильме присутствует очень много реального фантастического бреда. Торнадо на Марсе? Мистические обелиски пришельцев? Но больше всего смущает описанный в фильме факт того, что на Марсе очень просто обустроить жилище и обеспечить себя запасами воды и кислорода. Оставшийся в одиночку на Марсе герой актера Дона Чидла объясняет, что смог выжить на Красной планете благодаря созданию небольшого огорода.
«В теории создать марсианскую теплицу действительно возможно. Однако выращивание растений обладает рядом особенностей. И если сравнивать трудозатраты на выращивание растений на Марсе и стоимость доставки на Красную планету уже готовых продуктов с Земли, то проще и дешевле будет доставлять готовые и запакованные продукты, дополняя запасы лишь частью выращенных сельскохозяйственных культур, имеющих очень высокую степень урожайности. Более того, выбирать нужно будет растения с минимальным циклом созревания. Например, различные салатные культуры», — пояснил Синди Ду.
Несмотря на уверенность Чидла в том, что между растениями и человеком имеются тесные связи, в суровых климатических условиях Марса растения и человек будут находиться в неестественной для них окружающей среде. Не следует также забывать и о таком аспекте, как различия в интенсивности фотосинтеза сельскохозяйственных культур. Для выращивания растений потребуются сложные закрытые системы для контроля за окружающей средой. И это весьма серьезная задача, так как в таком случае людям и растениям придется делить единую атмосферу. Решение этой проблемы на практике потребует использования изолированных парниковых камер для роста, но это, в свою очередь, повысит общую стоимость затрат.
Выращивание растений, может, и является хорошей идеей, но лучше запастись дополнительной провизией, которую можно будет взять с собой перед полетом в один конец.
Клауд-Сити. Город, парящий в атмосфере планеты
Знаменитый «город в облаках» Лэндо Калриссиана из «Звездных войн» представляется довольно интересной идеей для научной фантастики. Однако могут ли планеты с весьма плотной атмосферой, но суровой поверхностью являться подходящей площадкой для выживания и даже процветания человечества? Эксперты из NASA считают, что это действительно возможно. И самым подходящим кандидатом на роль такой планеты в Солнечной системе является Венера.
Научно-исследовательский центр в Лэнгли в свое время изучал эту идею и до сих пор работает над концептами космических аппаратов, которые смогли бы отправить человека к верхним слоям атмосферы Венеры. Строительство гигантской станции размером с город будет очень сложной задачей, практически невозможной, но еще сложнее может быть поиск ответа на вопрос о том, как удержать космический корабль в верхних слоях атмосферы.
«Вход в атмосферу является одним из сложнейших испытаний в ходе космического полета», — говорит Ду.
«Вы даже не представляете, какие „7 минут ужаса“ пришлось перенести „Кьюриосити“ в момент посадки на Марс. А удержать гигантскую жилую станцию в верхних слоях атмосферы будет гораздо сложнее. Когда вы входите в атмосферу на скорости нескольких тысяч километров в секунду, вам потребуется за считаные минуты активировать системы торможения и стабилизации аппарата в атмосфере. В противном случае вы просто разобьетесь».
Одним из преимуществ летающего города Калриссиана является постоянный доступ к чистому и свежему воздуху, о чем можно полностью забыть, если мы говорим о реальных условиях и, в частности, условиях Венеры. Кроме того, придется разработать специальные скафандры, облачаясь в которые люди смогут спускаться вниз и пополнять запасы материалов на адской поверхности этой планеты. Ду имеет на этот счет несколько идей:
«Для обитания в атмосфере, в зависимости от выбранного места, можно, например, проводить ее очистку вокруг станции (на Венере вы можете перерабатывать CO2 в O2, например), или же можно отправить роботов-шахтеров на поверхность с помощью троса, например, для добычи полезных ископаемых и последующей доставки их обратно на станцию. В условиях Венеры это опять же будет чрезвычайно сложной задачей».
Гигантский космический корабль «Аксиома» из «ВАЛЛ-И»
Трогательный научно-фантастический мультфильм «ВАЛЛ-И» предлагает относительно реалистичный вариант исхода человечества с Земли. В то время как роботы пытаются очистить поверхность Земли от скопившегося на ней мусора, люди улетают из системы в дальний космос на гигантском космическом корабле. Звучит вполне реалистично, правда? Космические корабли мы уже делать научились, так давайте просто сделаем их больше!
На самом же деле эта идея является, по мнению Ду, чуть ли не самой нереальной из предложенного в этой статье списка.
«В мультфильме показано, что корабль „Аксиома“ находится в очень дальнем космосе. Поэтому, вероятнее всего, доступа к любым внешним ресурсам, которые могут потребоваться для поддержания на корабле жизни, он, скорее всего, не имеет. Например, так как корабль будет находиться далеко от нашего Солнца или любого другого источника солнечной энергии, то, скорее всего, работать он будет на базе ядерного реактора. Население корабля составляет несколько тысяч человек. Всем им нужно есть, пить, дышать воздухом. Все эти ресурсы нужно откуда-то брать, а также еще и не забывать о переработке отходов, которые обязательно будут накапливаться с употреблением этих ресурсов».
«Даже если использовать какую-нибудь сверхвысокотехнологическую систему биологического жизнеобеспечения, то нахождение в космической среде, неспособной обеспечить пополнение космического корабля нужными объемами энергии, будет означать, что все эти системы жизнеобеспечения не смогут поддерживать биологические процессы на его борту. Короче говоря, вариант с гигантским космическим кораблем выглядит наиболее фантастическим».
Мир-кольцо. «Элизиум»
Миры-кольца, какими они представлены, например, в фантастическом боевике «Элизиум» или видеоигре Halo, являются, пожалуй, одними из самых интересных идей для космических станций будущего. В «Элизиуме» станция находится близко к Земле и, если игнорировать ее размеры, обладает определенной долей реалистичности. Однако самая большая проблема здесь заключается в ее «открытости», что уже только по виду — чистая фантастика.
«Возможно, самым спорным вопросом по поводу станции „Элизиум“ является ее открытость для космической среды», — объясняет Ду.
«В фильме показано, как космический корабль просто садится на лужайку после того, как прилетает из открытого космоса. Здесь нет никаких стыковочных шлюзов и тому подобного. А ведь такая станция должна быть полностью изолирована от внешней среды. В противном случае атмосфера здесь долго не задержится. Возможно, открытые участки станции можно будет защитить каким-то невидимым полем, которое позволит солнечному свету проникать внутрь и поддерживать жизнь в высаженных здесь растениях и деревьях. Но пока это всего лишь фантастика. Таких технологий нет».
Самая идея станции в форме колец замечательная, но пока нереализуемая.
Подземные города, как в «Матрице»
События трилогии «Матрица» в действительности происходят на Земле. Однако поверхность планеты заселена роботами-убийцами, и поэтому наш дом выглядит как чужой и очень негостеприимный мир. Для выживания людям пришлось спуститься под землю, ближе к ядру планеты, где все еще тепло и более безопасно. Основная же проблема при таких реальных стечениях обстоятельств, помимо, конечно же, сложности при транспортировке оборудования, которое потребуется для создания подземной колонии, будет заключаться в поддержании контакта с остальным человечеством. Ду объясняет эту сложность на примере Марса:
«Подземные колонии могут встретиться с проблемами общения между собой. Связь между подземными колониями на Марсе и Земле потребует создания отдельных мощных коммуникационных линий и орбитальных спутников, которые станут мостом для передачи сообщений между двумя планетами. Если потребуется наличие постоянной коммуникационной линии, то в этом случае будет необходимо использование как минимум еще одного дополнительного спутника, который будет располагаться на орбите Солнца. Он будет принимать сигнал и отправлять его на Землю, когда наша планета и Марс будут находиться по разные стороны звезды».
Терраформированный астероид, как в романе «2312»
В романе Кима Стэнли Робинсона люди провели терраформирование астероида и построили на нем своего рода террариум, в котором искусственная гравитация создается за счет центростремительной силы.
Эксперт NASA Эл Глобус говорит, что важнее всего будет решить вопрос герметичности астероида, учитывая, что большинство из них представляются по сути большими кусками различного космического «мусора». Кроме того, эксперт говорит, что астероиды очень плохо поддаются вращению, а изменение центра его гравитации потребует определенных усилий при корректировке его курса.
«Однако строительство космической станции на астероиде действительно возможно. Нужно будет лишь найти большой и наиболее подходящий летающий кусок скалы», — говорит Ду.
«Что интересно, NASA планирует нечто подобное в рамках своей миссии Asteroid Redirect Mission».
«Одна из задач заключается в отборе наиболее подходящего астероида, обладающего нужной структурой, формой и орбитой. Были концепты, согласно которым рассматривался вопрос помещения астероида между Землей и Марсом. Поведение астероидов в данном случае изменялось таким образом, что они действовали бы как транспортники между двумя планетами. Дополнительная масса вокруг астероида в свою очередь обеспечивала защиту от воздействия космической радиации».
«Главная же задача, связанная с данным концептом, заключалась бы в передвижении потенциально достаточно подходящего для обитания астероида на определенную орбиту (это потребовало бы наличия технологий, которыми мы в настоящий момент не обладаем), а также добыче и переработке полезных ископаемых на этом астероиде. Опыта в этом у нас пока тоже нет».
«Размеры и плотность подобного объекта больше подходят для отправки туда команды из 4–6 человек, нежели строительства чего-то уровня колонии. И подготовкой к этому NASA сейчас и занимается».
