« »

вторник, 4 августа 2015 г.

Про Вселенную и переменные типа Т Тельца

(из интерактивного атласа Аладин)

Переменные RR Лиры сходят с Главной Последовательности, Т Тельца - только на нее забираются.

Licensed under Public Domain via Wikimedia Commons 

Очень молодые (менее 10 млн лет), небольшой массы (менее 3 масс Солнца), эти звезды представляют собой промежуточный этап между прошлым - протозвездой, и будущим - звездой Главной Последовательности.

Несмотря на их потенциально большую распространенность в Галактике, звезд Т Тельца известно не много - в каталоге Хербига-Белла 1988 года указано 742 "Молодых звездных Объекта", из которых надежно были определены всего 465 звезд типа Т Тельца. В основном, это звезды классов F,G,K,M.

Т Тельца занимался Джой в конце сороковых, затем Хербиг (помните, объекты Хербига-Аро?) в 60х. Приложил руку к этим объектам и академик Амбарцумян (1947,1952).

Т Тельца очень любят компании, их часто встречают в двойных и кратных парах.

В их спектрах всегда присутствуют линии Балмера, которые могут меняться со временем, иногда даже на небольших промежутках времени.

Согласно Бастиану Т Тельца - "звездные объекты, которые ассоциируются с областями поглощения света, в их спектрах видны линии Балмера - водород, эмиссионные линии Са II - H и K, эквивалентная ширина линий водорода альфа - около 5 ангстрем. Линий фотосферного поглощения, как у сверхгигантов ранней стадии, нет."

Каноническая интерпретация классических звезд типа Т Тельца (CTTS) говорит о том, что у них есть протозвездный диск, который включает в себя существенную часть массы звезды, и который является источником инфракрасного излучения, а также сильная магнитосфера. Материал диска продолжает падать на звезду вдоль магнитных линий, что создает на ее поверхности горячее пятно. В общем случае, красное смещение линий показывает падение материала на звезду, а синее - сильные ветра, дующие от звезды в пространство. И, наконец, запрещенные линии спектра производятся могучими потоками материала, уходящими в направлениях, перпендикулярных диску, чем управляет механизм аккреции.

У слабых звезд типа Т Тельца (WTTS) нет большинства наблюдаемых свойств CTTS. Они показывают линию водорода альфа, но со значительно меньшей шириной, чем в случае CTTS. Некоторые показывают инфракрасное излучение. Предполагается, что WTTS могут находиться на более продвинутой стадии своей эволюции, и у них уже нет протозвездных дисков. Крайний случай объектов WTTS даже получил обозначение "голые звезды Т Тельца" - звезды, совсем лишенные своих дисков. В Туманности Ориона можно наблюдать, как юные звезды сбрасывают свои протопланетные диски под действием жара окружающих голубых гигантов, тем самым полностью лишая себя надежды на образование своей планетной системы...

Спектры классических звезд типа Т Тельца показывают присутствие лития, который при повышении температуры начинает активно разрушаться, перемешиваясь с окружающим водородом.

С другой стороны CTTS находятся коричневые карлики - звезды с массой, меньшей 0.072 масс Солнца, у которых не хватает массы, чтобы запустить процесс термоядерного горения. Они продолжают сжиматься, материал разогревается, начинает работать конвекция, но этого все равно недостаточно для загорания водорода. Говорят, что коричневые карлики теоретически все же могут возгореться и взойти на Главную Последовательность, но для этого им нужно время, очень много времени - сравнимо с возрастом самой Вселенной, а может, и больше...

Т Тельца - вращающиеся, но очень непостоянные в своих возможностях звезды. Они выбрасывают облака горячего газа, вспыхивают, ведут себя просто неприлично. А где же здесь переменность, спросите вы? А переменность тут получается вследствие вращения звезды с ярким, горячим пятном на боку, а иногда - и светом, пробивающимся через прореху в протопланетном диске! Типичные периоды обращения таких звезд от одного до 12 дней...

Аналогом Т Тельца в диапазоне массы с 2 до 8 солнечных являются звезды Хербига Ae/Be - горячие, большие звезды спектральных классов А и В. Более массивные звезды (более 8 солнечных масс) в стадии эмбриона не наблюдаются, они загораются очень быстро, в момент расчистив вокруг себя пространство от пыли и лишнего газа, и сразу становятся звездами Главной Последовательности.

Ничего общего с переменными типа RR Лиры, не так ли?

"Hs-2000-32-a-animated gif" by John Krist (STScI), Karl Stapelfeldt (NASA Jet Propulsion Laboratory), Jeff Hester (Arizona State University), Chris Burrows (ESA/STScI) - ttp://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2000/32/video/a/. Licensed under Public Domain via Wikimedia Commons 
----


Литература:

понедельник, 3 августа 2015 г.

Калейдоскоп


Д-р Майкл читает произведения великого Рэя.

Рассказ "Калейдоскоп" (1949).

Ставьте средний уровень звука - поначалу будет громко и страшно :)

Тон-тон-Тритон



28 июля 2015 года 

Планеты внешней Солнечной системы интересны в том числе и тем, что у них множество необычных спутников. Возьмем, к примеру, Тритон-самый большой спутник Нептуна. В дополнение к тому, что он - седьмой по размеру спутник во всей Солнечной системе, Тритон движется по орбите в противоположную движению всех остальных спутников и вращению самой планеты сторону! Этот факт вызывает подозрение, что Тритон не сформировался на орбите Нептуна, а был захвачен им из пояса Куйпера. Как и у большинства других спутников, у Тритона- ледяная поверхность и твердое каменное ядро. Только вот этот, казалось бы, замерзший и безрадостный мир... геологически активен, на нем присутствует криовулканизм, когда через трещины ледяной коры вверх на сотни километров бьют гейзеры горячего (по меркам этого царства холода) метанового пара!! 

Тритон был открыт 10 октября 1846 года британским астрономом Уильямом Ласселом - 17 дней спустя открытия Нептуна немцем Йоханом Готтфридом Галле. Узнав об открытии Нептуна Джон Гершель, сын знаменитого Уильяма Гершеля, посоветовал Ласселу понаблюдать Нептун на предмет наличия спутников. Лассел последовал совету Джона и действительно открыл большой спутник, который, впрочем, довольно долго оставался безымянным. Вернее, так - его называли "спутник Нептуна" пока он был один. 34 года спустя его открытия французский астроном Камиль Фламмарион назвал его Тритоном- в честь сына Посейдона. Это название еще долго было неформальным, пока в 1949 у Нептуна не открыли еще спутник - Наяду. Вот тут фламмарионовское название и пригодилось. 

Нептун с Тритоном. Снимок КА "Новые горизонты" 23 июня 2010 года.
Credit: NASA

С диаметром в 2700 км Тритон содержит в себе 99.5% всей массы, вращающейся по орбите вокруг Нептуна. Экватор Тритона находится в плоскости его практически идеально круговой орбиты радиусом 354760 км. Тритон - самый далекий спутник Нептуна, период его обращения - 5.87 земных дней. Многие Луны Юпитера и Сатурна неправильной формы движутся по обратным орбитам на большом удалении от своих планет, так что в этом Тритон не является исключением. Приливные взаимодействия уже привели к тому, что Тритон всегда направлен к Нептуну одной стороной- ну, как Луна к Земле. По мере движения Нептуна вокруг Солнца, в его свете оказывается то один то другой полюс Тритона, то есть на полюсах есть времена года! Еще одной важной особенностью орбиты Тритона является то, что она ... сокращается, и спустя 3.6 млрд лет он войдет в предел Роша и будет разорван гравитацией Нептуна на части! 

Радиус, плотность и химсостав Тритона практически совпадают с плутоновскими. Добавим сюда ретроградную, обратную орбиту, и получим очень хороший намек на то, что эта луна на самом деле когда-то была объектом пояса Куйпера, а потом была захвачена Нептуном и превращена в спутник. Некоторые модели говорят о том, что у Тритона был свой маленький спутник, который при гравитационном захвате был просто выброшен куда-то далеко в космос. Так же как и у Плутона, поверхность Тритона покрыта на 55% замерзшим азотом, 15-35% - водяным льдом и оставшиеся 10-20% - сухим льдом, СО2. Также присутствуют небольшие количества замерзшего метана, СО и аммиака. Считается, что в каменном ядре Тритона достаточно материала и давления мантии, чтобы начался радиоактивный распад, который, в свою очередь, разогревает подповерхностные слои, и этого тепла может быть вполне достаточно для существования там океана, покрытого толстой коркой льда так же, как на спутнике Юпитера Европе. 

У Тритона довольно высокое альбедо поверхности - 60-95%, в зависимости от материала. Сама поверхность выглядит достаточно молодо, и это внушает некоторый оптимизм при поисках там скрытого подо льдами океана. Вот только с температурой не повезло. Тритон считается самым холодным местом в Солнечной системе - его поверхность, в среднем, имеет температуру в -235 градусов Цельсия, а у Плутона - 229, которые, впрочем могут превращаться во все -240 при его максимальном удалении от Солнца. Но средняя температура на Тритоне- действительно, самая низкая в нашей планетной системе. 

Тритон в сравнении с Луной и Землей.

Атмосфера Тритона состоит из тропосферы толщиной до 8 км и термосферы, которая протянулась до расстояния 950 км от поверхности. Температура верхних слоев атмосферы Тритона выше, чем у его поверхности (-175 градусов Цельсия) вследствие их подогрева солнечным ветром и магнитосферой Нептуна. В атмосфере присутствуют углеводороды и нитриты - следствия воздействия солнечного света на метан. На высоте от 1 до 3 км также были замечены азотные облака. Как показали наблюдения Вояджера 2, каждые несколько сотен лет Тритон проходит через период жаркого лета, когда альбедо его поверхности уменьшается, а цвет становится красным - происходит подтаивание и сублимация метана-азотного льда. 

Полет Вояджера 2 мимо Тритона в 1989 году - восстановлено по серии снимков того уникального события.

Тритон - очень далекое, очень необычное и очень экстремальное место в нашей Солнечной Системе. Исследователям будущего, несомненно предстоит много работы на этом спутнике Нептуна.

Три квазара

пятница, 31 июля 2015 г.

четверг, 30 июля 2015 г.

Про Вселенную и переменные типа РРРРРРР Лиры!!

(Изображение из интерактивного атласа Аладин)

RR Лиры - периодические переменные звезды, известные с конца XIX века, когда их начали отличать от классических цефеид и прикидывать, какую пользу от них можно получить (в астрономическом смысле, конечно же).

В 1890х астрономы обнаружили в шаровых звездных скоплениях большое количество переменных звезд. Особенно отличился на этом поле Пикеринг, который использовал интересный и простой метод для обнаружения короткопериодических переменных - получение серии последовательных изображений звезд на одной и той же пластинке, с тем, чтобы потом можно было увидеть снижение яркости и определить период. 

Затем Каптейн открыл первую звезду такого типа вне скоплений - U Зайца. Но имя свое этот класс звезд получил по имени RR Лиры, чью переменность установила в 1901 году Виллиамина Флеминг в Гарвардской обсерватории.

Расстояние до RR Лиры не могли определить с достаточно хорошей точностью вплоть до 2002 года, когда благодаря наблюдениям космического телескопа Хаббл удалось определить его как 262 парсека. Уточнив еще кое-что по каталогу Гиппарх, астрономы получили значение 260 парсек с 5% ошибкой.

Сама RR Лиры находится на границе с Турцией или Пакистаном.. то есть на границе созвездий Лиры и Лебедя, в богатых звездами полях Млечного пути. Наблюдать легко, период у нее небольшой, в общем, довольно доступный объект для профессионалов и даже любителей.

Главная причина переменности RR Лиры- ее пульсация - так, же как и у классической дельта Цефея. Но здесь есть определенные нюансы.


Звезды типа RR Lyrae  в скоплении Messier 3 
(copyright J. Hartmann, Harvard U., and K. Stanek, Ohio State U.)

Принадлежа второму населению, звезды типа RR Лиры сильно связаны с шаровыми скоплениями, составляя в некоторых скоплениях до 90% всех известных там переменных. В отличие от классических цефеид, которые находятся в плоскости Галактики, переменные типа RR Лиры распределены по всем галактическим широтам. Переменных типа RR Лиры в несколько раз больше, чем цефеид, по некоторым оценкам их количество может достигать сотен тысяч в Галактике.

RR Лиры редко наблюдаются в двойных звездах, предпочитая быть одиночками.

"HR-diag-instability-strip" by Rursus - Own work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons 

Физика переменности этих звезд такова- они принадлежат горизонтальной ветви диаграммы Герцшпрунга-Рессела, считаются звездами небольшой массы, которые уже выжгли внутри весь водород, прошли стадию красного гиганта и сжались, чтобы запустить синтез более тяжелых элементов из гелия. При этом внешний конверт, окружающий звезду, никуда не девается, там по-прежнему "горит" водород, а интенсивное излучение ядра наталкивается на него, наращивая свое давление и температуру и заставляя его расширяться. Затем, с ростом расстояния давление излучения ослабевает (обратно пропорционально квадрату расстояния, как известно), гравитация начинает преобладать и снова сжимает внешнюю оболочку. Цикл снова повторяется. 

Конверт пульсирует с довольно коротким периодом, расширяясь и сужаясь в некоторых пределах - так, у самой RR Лиры ее внешняя оболочка меняет свой радиус между 5.1 и 5.6 радиусов Солнца.

Спектральный класс всей системы оценивается как А, реже - F

Период изменения блеска этих переменных весьма короткий. Сама RR Лиры меняет свой блеск на протяжении 13 часов 36 минут с 7.06m до 8.12m

По абсолютной светимости RR Лиры - субгиганты, они менее яркие, чем цефеиды, но ярче Солнца. Стабильность их цикла и его зависимость от абсолютной светимости звезды привели в 20е годы  к формулировке закона Ливитт, из которого следует использование переменных типа Дельты Цефея, RR Лиры и Дельты Щита как основных маркеров расстояния! Благодаря этим звездам мы смогли понять шкалу расстояний во Вселенной и определить, что Туманность Андромеды и другие спиральные туманности являются независимыми от Млечного Пути звездными островами на огромных расстояниях от нас.

Кроме короткого периода пульсаций, сама кривая изменения блеска переменных этого типа подвергается долгопериодическим изменениям фазы и амплитуды - т.н. модуляции вследствие эффекта Блажко. У самой RR Лиры период Блажко - около 39 дней.

Многочисленные и многолетние исследования пока не могут дать объяснение эффекту Блажко в применении к переменным RR Лиры. Даже данные новейших космических обсерваторий не помогают! Одной из гипотез, которая могла бы внести ясность, является явление т.н. нерадиальной пульсации - то есть разные участки конверта звезды расширяются по-разному, двигаясь к нам и от нас, и внося свою труднопредсказуемую лепту в спектрограмму. Дело может усложняться еще больше при вращении звезды. На текущий момент Университет Виенны (что в США) запустил проект Блажко, который объединил исследователей, что упорно занимаются только одной звездой - самой RR Лиры (поскольку она самая яркая из всего семейства, и, соответственно, изучать ее проще). Но пока особых прорывов в этой области не наблюдается.

RR Лиры совершает вояж вокруг центра Галактики по вытянутой орбите, приближаясь к нему в периапсисе до 2 килопарсек, и удаляясь в апапсисе до 18.5 кпк, при этом поднимаясь над плоскостью нашего звездного дома до 210 пк.

Как в любом большом семействе, звезды типа RR Лиры можно разделить на несколько подтипов-
1. RRab - самые распространенные, 91% всех наблюдаемых переменных RR Лиры, показывают ступенчатое изменение блеска
2. RRc - менее распространенные, всего 9% наблюдаемых RR Лиры, отличаются более пологими, синусоидальными вариациями блеска
3. RRd - редкие, менее 1%, двухрежимные пульсаторы в отличие от предыдущих двух подтипов.

Поскольку переменные RR Лиры принадлежат ко второму населению, их металличность - наличие элементов тяжелее водорода и гелия - мала.

В 2009 году астрономам, которые занимаются этими переменными звездами, чудовищно повезло - сама прародительница своего рода, RR Лиры, оказалась в поле зрения телескопа Кеплер - самого точного фотометра нашей эры! Кроме нее там же оказалось еще 9 уже известных подобных звезд и до 260 тысяч других кандидатов на переменность!

Теперь у ученых полным-полно вкусных и очень точных данных фотометрии на годы и годы вперед. Изучай- не хочу!

Вот так выглядит RR Лиры на матрице Кеплера:



Вот - графики изменения блеска RR Лиры с разной степенью детализации. Прекрасно видно долговременное проявление эффекта Блажко с марта по май 2010 года:



А здесь показаны изменения блеска на протяжении месяца и нескольких дней:




Астеросейсмический научный консорциум, который поддерживает данные Кеплера, приглашает к сотрудничеству всех, кому это интересно вот по этой ссылке

Данные архивов Кеплера доступны по этой ссылке.

 ----



Источники:
1- https://en.wikipedia.org/wiki/RR_Lyrae
2- https://en.wikipedia.org/wiki/RR_Lyrae_variable
3- http://arxiv.org/pdf/1107.0297v1.pdf
4- http://www.aavso.org/vsots_rrlyr
5- http://ogle.astrouw.edu.pl/atlas/RR_Lyr.html

среда, 29 июля 2015 г.

вторник, 28 июля 2015 г.

Несерьезный гид по наблюдениям. Часть 6

Подбираем телескоп

(на примере линейки Celestron)

Astromaster 90AZ
Рефрактор
Азимутальная монтировка
Ручка для быстрого наведения
Диаметр D=90 мм
Фокусное расстояние F=1000 мм
Относительное отверстие A=1:11


Рекомендация: телескоп для балкона. Луна, Венера, Юпитер, Сатурн. Несколько ярких скоплений - типа Плеяд. Больше, пожалуй, ничего. А, ну и в окна подглядывать тоже сгодится...


Astromaster 130EQ
Ньютон на немецком экваториале. Штатив не выглядит чрезмерно надежным для такого инструмента.
D=130 mm
F= 650 mm
A= 1:5

Рекомендация: уже получше, но штатив выглядит сомнительно. Те же яркие объекты, но в окна уже не поглядишь - это ж Ньютон! Можно подарить ребенку как первый телескоп. При наличии рук, растущих из нужного места, можно попробовать прицепить на него фотоаппарат и гидировать вручную, чтобы снимать с небольшим штатным объективом звезды и звездные скопления. Пожалуй, все.


114LCM
Ньютон на простейшей азимутальной роботизированной монтировке
D=114mm
F=1000mm
A=1:8.77

Рекомендация: самый большой Ньютон из линейки простейших компьютеризованных телескопов. Hand Control содержит базу в 10 тыс объектов, после синхронизации с небом, можно наводиться на различные объекты и вести их автоматически в поле зрения.

Этот телескоп уже можно подключить к iPad посредством SkyQ Link 2 Wi-Fi модуля, а значит, автоматизация на хорошем уровне. Годится для всех, кто делает первые шаги в роботизированных телескопах.


Nexstar 127SLT
полностью автоматизированный Максутов-Кассегрен
D=127 mm
F=1500 mm
A=1:12

Рекомендация: неплохая машинка, чтобы начать пробовать более продвинутые вещи, чем просто поиск и идентификация объектов. В число дополнительных аксессуаров входит модуль GPS (который, впрочем, не сильно важен, если у вас есть iPad). Ну и Wi-Fi SkyQ Link присутствует. Слегка похож по функциям на мой 4GT, только диаметр побольше. Можно брать для более продвинутых пользователей.


Nexstar 8SE
8-дюймовый Шмидт-Кассегрен, лучший в своем роде в мире!
Телескоп года в 2013
D=203,2mm
F=2032mm
A=1:10

40 тысяч объектов в базе

Рекомендация: отличная машинка, лучшая в своем классе. 20 см, 1:10, Wi-FI, масса разных прибамбасов. Строго рекомендуется для всех, кто может себе его позволить по цене. Если нет - присмотритесь к младшим моделям этой линейки.



Nexstar Evolution 9.25
Шмидт-Кассегрен, который позиционируется производителем, как лучший астрофотограф в своем роде!
Встроенный Wi-Fi
D=235mm
F=2350mm
A=1:10


Рекомендация: великолепный инструмент, с отличным трекингом для астрофотографии, со встроенным Wi-Fi, с 4 AUX портами...Такую машинку уже можно ставить "под крышу".



CGE PRO 1400 HD
Широкоугольный (поле зрения полградуса!) Шмидт-Кассегрен - хай-енд дивайс с фокусным расстоянием почти 4 метра!
D=356mm
F=3910mm
A=1:11

Рекомендация: отличный широкоугольный и мощный инструмент, который уже поджимает снизу профессиональные телескопы и может использоваться для некоторых серьезных научных программ! Только под "крышу"!



ROWE-ACKERMANN SCHMIDT ASTROGRAPH WITH CGE PRO
Имел честь пощупать оный на Астрофест-2015.
Ну что сказать - мечта астрофотографа. Машинка строит изображение в кружке диаметром 70 мм. Камера вкручивается в переднюю линзу - коррекционную пластину Шмидта.
D=279mm
F=620mm
A=1:2.22


Рекомендации: для опытных и состоятельных ребят, которые уже давно занимаются астрофотографией. Только "под крышу".