У ХХІ сторіччі астрономія продовжує вивчати небо. Вчених цікавлять об’єкти на околиці Сонячної системи включно з небезпечними кометами, а також екзопланети, чорні діри, темна матерія, Великий вибух і розвиток Всесвіту.
Чи все астрономія знає про небо?
Астрономія — це наука, що виникла тисячі років тому. Століттями вчені накопичували знання. На більшість питань, які зазвичай задають люди щодо того, що діється на небі, відповіді отримано ще десятиліття чи століття тому.
Але це не значить, що астрономам уже нема чого досліджувати. Будівництво величезних телескопів (таких, як VLT), застосування масивів антен на кшталт MeerKAT і запуск на орбіту суперскладних інструментів James Webb Space Telescope та Gaia — усе це робиться для того, аби вчені мали можливість розгадати нові загадки Всесвіту
Об’єкти на околицях Сонячної системи
Наша власна Сонячна система на сьогодні непогано досліджена. Ми можемо з упевненістю сказати, що в межах орбіти Нептуну всі об’єкти радіусом понад 50 кілометрів нам уже відомі. А ось далі, за восьмою планетою, ховається чимало загадок.
Досі остаточно невідомо, чи дійсно Нептун є останньою планетою. Ймовірність того, що за його орбітою ми знайдемо велике небесне тіло, дуже мала, та ентузіасти продовжують пошуки. Й навіть якщо ще одного газового гіганта там не виявиться, то кількість схожих на Плутон крижаних карликів, які ще чекають на своє відкриття, вимірюється десятками.
Що вже казати про менші тіла! Щорічно з дальніх околиць Сонячної системи до Сонця підлітає не менше десятка комет. І теоретично будь-яка з них може зіткнутись із нашою планетою. Що ж до астероїдів розміром у десятки метрів, то їх навіть поблизу від Землі нараховуються сотні. Відстежування цих небезпечних об’єктів є настільки важливою задачею, що NASA окремо під неї створює нові телескопи.
Екзопланети та пошук життя
Шукають кам’янисті тіла й за межами Сонячної системи. Останні два великі космічні телескопи JWST і TESS є в першу чергу «ловцями екзопланет». Зараз кількість відомих світів біля інших зір сягнула 10 тисяч. Це вже та позначка, коли від власне відкриттів можна переходити до створення та перевірки теорій про виникнення й еволюцію цих тіл, їхнього клімату й супутників.
Особливо вчених цікавлять екзопланети, схожі на Землю. Вони вже виявили чималу кількість тіл, що схожі на наш світ за розміром чи отримують від своєї зорі таку ж кількість тепла. Тепер справа за тим, аби дізнатися їхній хімічний склад, кліматичні умови і, можливо, знайти біомаркери. Так називають речовини, наявність яких свідчить про існування життя земного типу.
Еволюція зір, як її бачить астрономія
Зорі на небі живуть своїм життям. Вони народжуються, еволюціонують, змінюючи розмір і світимість, і помирають, перетворюючись на білі карлики, нейтронні зорі або чорні діри. В цілому цей процес непогано досліджений ученими, однак багато подробиць вони ще не бачили. Зокрема їх цікавить утворення планетних систем з газово-пилових дисків. Перші зображення цього процесу були отримані лише в минулому десятилітті.
Також дуже різноманітною виявилася еволюція подвійних систем. Зараз значна частина досліджень присвячена цікавим випадкам, коли одна з зір уже перетворилася на білий карлик, нейтронну зорю чи чорну діру, а інша продовжує скидати на неї речовину. Час від часу такі системи спалахують як нові й випромінюють рентгенівські та гамма-промені.
Картографування Всесвіту
Крім питання «як», вчені досі шукають відповідь на питання «де». За останні десять років кількість каталогізованих зір зросла з 2 млн до кількох мільярдів. Суттєво більше ми тепер знаємо й інших галактичних об’єктів — таких, як пульсари чи туманності. Сталося це завдяки телескопу Gaia Європейського космічного агентства, що працює в точці Лагранжа L₂ системи Сонце-Земля.
З 2013 року, коли його було виведено в космос, він дозволив ученим визначити положення у просторі, швидкість руху та спектри понад мільярда зір. Однак у нашій Галактиці їх налічується понад 400 мільярдів. Тож зараз ми знаємо менше ніж про відсоток від їхньої загальної кількості. А про існування решти тільки здогадуємося.
Астрономія вивчає чорні діри
Найзагадковіші об’єкти Всесвіту — чорні діри — тривалий час лишалися суто теоретичними. Однак за останні 30 років ученим таки вдалося їх відшукати. Спочатку вони, спостерігаючи за рухом зір, дізналися, що одна з них розташована прямо в центрі Чумацького Шляху. Потім завдяки Телескопу горизонту подій у 2019-му вдалося побачити одну з найбільших чорних дір, що знаходиться в центрі віддаленої галактики M87. І ось, нарешті у 2022 році вже наша власна надмасивна чорна діра була «сфотографована».
Зараз учених найбільше цікавить питання, як чорні діри зоряної маси, що виникають унаслідок вибухів наднових, перетворюються на монстрів, що живуть у центрах галактик. На цьому шляху необхідно відшукати об’єкти проміжної маси, які досі не спостерігали.
Темна матерія
Більшу частину існуючої матерії ми не бачимо. І мова зовсім не про газово-пилові туманності, які ховаються від світла зірок. Вчені, що займаються проблемами еволюції нашого Всесвіту, впевнені, що вона неможлива без наявності темної матерії, яка ні з чим не реагує і проявляє себе майже виключно через гравітаційну взаємодію.
Велика кількість темної матерії, як вважається, знаходиться навколо кожної галактики та впливає на її розвиток. Зараз астрономи вигадують різні хитрі способи, щоб якось картографувати чи хоча б виявити ці хмари. Адже досі прямих доказів існування цієї складової нашого світу не отримано.
Великий вибух та еволюція Всесвіту
Нарешті, за межами Чумацького Шляху астрономи продовжують вивчати процеси виникнення та еволюції нашого Всесвіту в цілому. Вважається, що він народився 13,7 млрд років тому внаслідок Великого вибуху. Але свідченням цього є лише реліктове випромінювання у радіодіапазоні, дослідження якого лишається однією з найважливіших задач радіоастрономії.
Астрономи продовжують відкривати все більш стародавні зорі та галактики, впритул наближаючись до моменту, коли зможуть сказати, що якась із них була однією з найперших, які взагалі виникли у Всесвіті. Вже почалося вивчення епохи реіонізації, коли випромінювання перших гігантських світил перетворило нейтральні атоми водню та гелію на іони.
Колись давно вивчення руху небесних тіл поклало початок розумінню того, що світ не закінчується горизонтом. Люди почали задавати питання про те, як влаштований наш Всесвіт. Астрономія й досі продовжує знаходити на них відповіді. І кінця цьому процесу, що зветься «наукою», не буде видно ще дуже довго.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
