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Wie können Astronomen herausfinden, wann das Ende des Lebens der Sonne sein wird?
Ja, Astronomen könnten sich irren. Ein Wissenschaftler zu sein bedeutet, immer bereit zu sein, zuzugeben, dass man sich geirrt hat.
Astronomen haben Modelle entwickelt, wie die Sonne und andere Sterne funktionieren. Wir verstehen sie als Kernöfen. Diese Modelle sind vielleicht nicht perfekt, aber sie werden durch die Beweise gut gestützt und können viel von dem vorhersagen, was wir von der Sonne und anderen Sternen aus beobachten.
Mit diesen Modellen können wir erwarten, dass die Sonne etwa 10 Milliarden Jahre existiert, und sie ist derzeit etwa 4,7 Milliarden Jahre alt. Das Modell könnte zwar falsch sein, aber es ist wahrscheinlich nicht sehr falsch, und die Sonne wird noch lange scheinen.
Um die Sternentwicklung (den Lebenszyklus aller Sterne, einschließlich unserer Sonne) zu verstehen, betrachten wir zunächst alle Sterne. Wir können herausfinden, woraus sie bestehen und welche Temperatur sie haben, indem wir uns das Spektrum ansehen - verschiedene Elemente emittieren und absorbieren verschiedene Wellenlängen des Lichts, und die Helligkeit gibt uns Informationen über die Temperatur. Über Hunderte von Jahren haben wir dann Modelle von Sternen entwickelt und versucht, sie anzupassen, um zu erklären, wie viele verschiedene Arten von Sternen wir sehen können. Die Modelle, die gut passen, behalten und verfeinern wir, diejenigen, die nicht der Realität entsprechen, verwerfen wir. Es gibt immer noch Dinge, die wir über die Struktur und Entwicklung von Sternen nicht verstehen, aber unsere Sonne ist ein ziemlich gut verstandener Typ - sie hat eine geringe bis mittlere Masse und befindet sich ungefähr in der Mitte ihres Lebens. Wir können nicht auf den Tag, das Jahr oder hundert Jahre genau vorhersagen, was passieren wird, aber wir können mit einer Genauigkeit von etwa einer Milliarde Jahren vorhersagen, wann ihm der Wasserstoff als Treibstoff ausgeht, zu einem roten Riesen anschwellen und dann als Supernova explodieren wird und werde ein weißer Zwerg.
Wissenschaftler sagen, dass sie wissen, wann und wie die Sonne sterben wird
Ein Team internationaler Astronomen glaubt, dass unsere Sonne in etwa 10 Milliarden Jahren als wunderschöner planetarischer Nebel das Ende ihrer Lebensdauer erreichen wird.
Laut einer am Montag in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlichten Studie wird unsere 4,6 Milliarden Jahre alte Sonne in etwa 5 Milliarden Jahren zu einem roten Riesen, nachdem sie den gesamten Wasserstoff in ihrem Kern verbrannt hat. Zu diesem Zeitpunkt wird es sich vergrößert haben und Venus und Mars verschluckt haben, und die Erde wird längst verschwunden sein.
Tatsächlich stellen die Wissenschaftler fest, dass die Erde in etwa einer Milliarde Jahren verschwunden sein wird. Das liegt daran, dass die Sonne mit zunehmendem Alter etwa alle Milliarde Jahre um 10 Prozent heller wird. Die erhöhte Helligkeit wird ausreichen, um unsere Ozeane zu verdampfen und das Leben auf unserem Planeten unmöglich zu machen.
Nachdem die Sonne ein roter Riese geworden ist, verwandelt sie sich in ihren sterbenden Tagen in einen planetarischen Nebel, einen massiven Ring aus leuchtendem, interstellarem Gas und Staub, der zurückbleibt.
Zu ihrem Ergebnis kamen die Wissenschaftler anhand eines neuen Datenmodells.
„Wenn ein Stern stirbt, schleudert er eine Masse aus Gas und Staub – bekannt als seine Hülle – in den Weltraum. Die Hülle kann bis zur Hälfte der Masse des Sterns betragen. Dies enthüllt den Kern des Sterns, dem zu diesem Zeitpunkt im Leben des Sterns der Treibstoff ausgeht, sich schließlich abschaltet und schließlich stirbt“, sagte Professor Albert Zijlstra, ein Autor der Studie von der University of Manchester, in eine Pressemitteilung.
„Erst dann lässt der heiße Kern die ausgestoßene Hülle etwa 10.000 Jahre lang hell leuchten – eine kurze Zeit in der Astronomie. Dies macht den planetarischen Nebel sichtbar. Einige sind so hell, dass sie aus extrem großen Entfernungen von mehreren zehn Millionen Lichtjahren gesehen werden können, wo der Stern selbst viel zu schwach gewesen wäre, um ihn zu sehen."
Das von der Sonne vorhergesagte Schicksal ist keine Seltenheit. Etwa 90 Prozent der Sterne im Universum werden am Ende ihres Lebens zu planetarischen Nebeln.
Zuvor glaubten Forscher, dass die Masse der Sonne nicht groß genug sei, um beim Aussterben einen sichtbaren Nebel zu erzeugen. Die Astronomen dieser Studie widerlegen diese Vorstellung und sagen, dass sich der Kern, sobald er die Hülle aus Gas und Trümmern ausstößt, dreimal schneller erwärmt als bisher angenommen. Dies bedeutet, dass es das Trümmerfeld gerade so beleuchten kann, dass es gesehen werden kann.
"Wir fanden heraus, dass Sterne mit einer Masse von weniger als 1,1 Mal der Masse der Sonne lichtschwächere Nebel erzeugen und Sterne mit einer Masse von mehr als 3 Sonnenmassen hellere Nebel, aber ansonsten ist die vorhergesagte Helligkeit sehr nahe an dem, was beobachtet wurde", sagte Zijlstra .
Woher wissen Astronomen, wann die Sonne stirbt? - Astronomie
Wie sehen Astronomen das Innere der Sonne, wenn sie sich der Sonne nicht einmal nähern können? Weißt du, wenn sie den Kern der Sonne, die Photosphäre der Sonne usw. zeigen, wie konnten sie das sehen? Sie können nicht einmal ein gutes Bild von Merkur machen, da er der Sonne so nahe ist und da sie kein gutes Bild von Merkur machen können, wie könnten sie dann ein Bild von der Sonne bekommen?
Wir können nicht ins Innere der Sonne sehen. Wir können nur die Oberfläche beobachten. Was über das Innere der Sonne bekannt ist, stammt aus Modellen, die die Gesetze der Physik verwenden, um die inneren Bedingungen vorherzusagen. Es gibt eine Reihe verschiedener Beobachtungen (wie Vibrationen auf der Sonnenoberfläche, Nachweise von solaren Neutrinos und Messungen der Elementhäufigkeit auf der Oberfläche), die es Astronomen ermöglichen, diese Modelle zu testen und zu verfeinern.
Wie die Sonne die Merkurbeobachtung behindern kann: Das ist eigentlich eine etwas andere Situation. In diesem Fall besteht das Problem darin, dass das Licht der überwältigend hellen Sonne das Licht dessen, was Sie zu beobachten versuchen (Merkur), übertönen kann. Aber wenn Sie versuchen, die Sonne zu beobachten, dann ist all das Licht eigentlich eine *gute* Sache.
Diese Seite wurde zuletzt am 28.06.2015 aktualisiert.
Über den Autor
Christopher Springob
Chris untersucht die großräumige Struktur des Universums mit den eigentümlichen Geschwindigkeiten von Galaxien. Er promovierte 2005 an Cornell und ist heute Research Assistant Professor an der University of Western Australia.
Astronomen sahen zu, wie ein Sternensystem starb
Etwa 570 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt WD 1145+017, ein weißer Zwergstern. In vielerlei Hinsicht ist es ein typischer Weißer Zwergstern. Seine Masse beträgt etwa 0,6 Sonnenmassen und seine Temperatur beträgt etwa 15.900 Kelvin. Aber vor fünf Jahren schrieb ein Team von Astronomen einen Artikel über den Weißen Zwerg, der zeigte, dass etwas Ungewöhnliches vor sich ging.
Die Astronomen, die das Papier verfassten, entdeckten ungewöhnliche Spektrallinien im Licht des Weißen Zwergs. Es zeigte das Vorhandensein von Elementen wie Eisen, Sauerstoff, Silizium und Magnesium, die alle charakteristisch für felsige Exoplaneten sind. Typischerweise zeigt ein weißer Zwergstern bei spektroskopischen Beobachtungen das Vorhandensein von Wasserstoff und Helium. Alle schwereren Elemente würden durch die Schwerkraft in den Stern gezogen.
Sie fanden auch einen Trümmerring um WD 1145+017, der seit etwa 175 Millionen Jahren ein Weißer Zwerg ist.
Der Artikel trägt den Titel “NECROPLANETOLOGY: SIMULATING THE TIDAL DISRUPTION OF DIFFERENTIATED PLANETARY MATERIAL ORBITING WD 1145+017.” Der Hauptautor ist Girish Duvvuri, der zum Zeitpunkt der Abfassung des Artikels an der Wesleyan University war.
Das Papier wurde erst jetzt zur Veröffentlichung im The Astrophysical Journal akzeptiert und es ist die erste Entdeckung eines Weißen Zwergsterns, der seine eigenen Planeten “fresst”. In den Jahren zwischen dem Verfassen des Artikels und der Veröffentlichung im Astrophysical Journal haben andere Forscher WD 1145+017 studiert und ihre eigenen Artikel verfasst.
Zusammengenommen zeigt die Forschung einen Weißen Zwergstern, der dabei ist, seine eigenen Planeten zu verzehren. Darüber hinaus wissen wir jetzt von 21 anderen Stars, die dasselbe tun. Zusammengenommen hat dies ein neues Studiengebiet mit dem nach Science-Fiction klingenden Namen “Necroplanetology” hervorgebracht
“… wir beobachten den Tod des Planetensystems in Aktion.”
Duvvuri et al., 2020.
In der ersten Veröffentlichung vor fünf Jahren verwendeten die Autoren Daten der Raumsonde Kepler, als sie ungewöhnliche Transite um WD 1145+017 entdeckte. Die Forscher erstellten 36 Modelle verschiedener Planetentypen und führten jede Simulation 100 Mal durch, um die 4,5-stündigen Transite nachzuahmen, die Kepler sah. Dann verglichen sie sie mit den beobachteten Transitlichtkurven. Sie kamen zu dem Schluss, dass sie einen Exoplaneten sahen, der von den Gezeiten des Sterns zerstört wurde.
Ihre Simulationen zeigten, dass die Körper, die ihre Beobachtungen am wahrscheinlichsten hervorriefen, felsige Körper mit kleinen Kernen und festen Mänteln waren. Die Autoren vergleichen sie mit dem Asteroiden Vesta. Diese dichten Körper hätten eine gewisse Fähigkeit, den Gezeitenstörungen des Sterns zu widerstehen, aber astronomisch gesehen würden sie in kurzer Zeit auseinandergerissen werden.
Gezeitenstörung eines Planeten um einen Weißen Zwerg. Beginnend mit Bild A ist der weiße Zwergstern ein kleiner grüner Punkt, während der Planet der kleine schwarze Punkt innerhalb des orangefarbenen Balkens ist. Im Laufe der Zeit wird immer mehr Material vom Planeten gezogen. Während ein Teil dieses Materials in den Weißen Zwerg fällt, bildet ein anderer Teil eine Scheibe um den Stern. Bildquelle: Malamud und Perets, 2020.
Im Wesentlichen wurde der Körper, den die Autoren beobachteten, auseinandergerissen und regnete auf den Weißen Zwerg, während ein Teil des Materials in eine zirkumstellare Scheibe eindrang. In ihrer Studie schrieben sie: “Die Verbindung von Gezeitenstörungssimulationen mit Photometrie legt Charakteristika für die innere Struktur und Zusammensetzung eines exoplanetaren Körpers nahe, Informationen, die nur möglich sind, weil wir den Tod des Planetensystems in Aktion beobachten.”
Die Ergebnisse zeigen uns, was mit unserem eigenen Sonnensystem passieren könnte. Unsere Sonne wird irgendwann ein Weißer Zwerg wie WD 1145+017. Bevor das passiert, wird es ein roter Riese und wird wahrscheinlich Merkur, Venus und vielleicht die Erde verschlingen. Wie alle Sterne, die zu Weißen Zwergen übergehen, wird eine Reihe heftiger Explosionen Material in den Weltraum schleudern. Aber Planeten werden überleben.
Künstlerische Darstellung eines roten Riesensterns. Bevor sie ein Weißer Zwerg wird, durchläuft die Sonne eine Phase des Roten Riesen. Bildnachweis:NASA/ Walt Feimer
Alle verbleibenden Planeten befinden sich in einer unheimlichen Position: Sie umkreisen einen Weißen Zwerg, der nur einen Bruchteil der Größe der heutigen Sonne hat, aber unglaublich dicht ist. Und ihre Umlaufbahnen und die Umlaufbahnen aller anderen Körper im Sonnensystem können im Vergleich zu ihren aktuellen Umlaufbahnen stark gestört sein. Es ist möglich, dass sie sich dem Weißen Zwerg nähern und von Gezeitenstörungen zerrissen werden, genau wie die Planeten, die WD 1145+017 umkreisen.
Astronomen kennen inzwischen viele andere Weiße Zwerge, die ungewöhnliche Transite und Spektroskopie zeigen. Diese Entdeckungen haben das Studium der Nekroplanetologie eröffnet. Wie die Autoren in ihrem Artikel schreiben: “All-Sky-Survey-Missionen wie TESS und LSST werden in der Lage sein, andere Systeme wie WD 1145+017 zu erkennen und eine Auswahl von Themen für ein neues Teilgebiet der Planetenforschung zu schaffen: die Nekroplanetologie.&# 8221
Die Frau, die Sonne und Sterne erklärte
1925 reichte die Astronomiestudentin Cecelia Payne ihre Doktorarbeit zum Thema Sternatmosphären ein. Eine ihrer wichtigsten Erkenntnisse war, dass die Sonne sehr reich an Wasserstoff und Helium ist, mehr als die Astronomen dachten. Daraus schloss sie, dass Wasserstoff DER Hauptbestandteil aller Sterne ist, was Wasserstoff zum häufigsten Element im Universum macht.
Dies ist sinnvoll, da die Sonne und andere Sterne in ihren Kernen Wasserstoff verschmelzen, um schwerere Elemente zu erzeugen. Mit zunehmendem Alter verschmelzen Sterne auch diese schwereren Elemente zu komplexeren. Dieser Prozess der stellaren Nukleosynthese bevölkert das Universum mit vielen Elementen, die schwerer sind als Wasserstoff und Helium. Es ist auch ein wichtiger Teil der Entwicklung der Sterne, die Cecelia zu verstehen suchte.
Die Idee, dass Sterne hauptsächlich aus Wasserstoff bestehen, scheint für Astronomen heute eine sehr offensichtliche Sache zu sein, aber für seine Zeit war Dr. Paynes Idee verblüffend. Einer ihrer Berater – Henry Norris Russell – war damit nicht einverstanden und forderte sie auf, es aus ihrer Verteidigung zu nehmen. Später entschied er, dass es eine großartige Idee war, veröffentlichte sie selbst und erhielt die Anerkennung für die Entdeckung. Sie arbeitete weiterhin in Harvard, erhielt aber zeitweise, weil sie eine Frau war, ein sehr niedriges Gehalt und die Kurse, die sie unterrichtete, wurden damals nicht einmal in den Vorlesungsverzeichnissen anerkannt.
In den letzten Jahrzehnten wurde Dr. Payne-Gaposchkin das Verdienst ihrer Entdeckung und ihrer nachfolgenden Arbeit wiedererkannt. Ihr wird auch zugeschrieben, dass sie festgestellt hat, dass Sterne nach ihrer Temperatur klassifiziert werden können, und sie hat mehr als 150 Artikel über Sternatmosphären und Sternspektren veröffentlicht. Sie arbeitete auch mit ihrem Mann, Serge I. Gaposchkin, an variablen Sternen. Sie veröffentlichte fünf Bücher und gewann eine Reihe von Preisen. Sie verbrachte ihre gesamte Forschungskarriere am Harvard College Observatory und wurde schließlich die erste Frau, die eine Abteilung in Harvard leitete. Trotz Erfolgen, die männlichen Astronomen zu dieser Zeit unglaubliches Lob und Ehre eingebracht hätten, war sie während eines Großteils ihres Lebens geschlechtsspezifischer Diskriminierung ausgesetzt. Nichtsdestotrotz wird sie heute als brillante und originelle Denkerin für ihre Beiträge gefeiert, die unser Verständnis der Funktionsweise von Sternen verändert haben.
Als eine der ersten einer Gruppe von weiblichen Astronomen in Harvard hat Cecelia Payne-Gaposchkin einen Weg für Frauen in der Astronomie geebnet, den viele als ihre eigene Inspiration zum Studium der Sterne bezeichnen. Im Jahr 2000 zog eine besondere Feier zum hundertjährigen Jubiläum ihres Lebens und ihrer Wissenschaft in Harvard Astronomen aus der ganzen Welt an, um über ihr Leben und ihre Ergebnisse zu diskutieren und wie sie das Gesicht der Astronomie veränderten. Vor allem aufgrund ihrer Arbeit und ihres Beispiels sowie des Beispiels von Frauen, die von ihrem Mut und ihrem Intellekt inspiriert wurden, verbessert sich die Rolle der Frauen in der Astronomie langsam, je mehr sie sie als Beruf auswählt.
Wie erklärt man Nicht-Astronomen die Astronomie?
Wie erklärt man Nicht-Astronomen die Astronomie? Schließlich sehen Sie nur Punkte am Himmel! Kürzlich stellte ein Biologiestudent diese Frage Professor SN Hasan von der Maulana Azad University, Hyderabad, und seine Antwort war sehr interessant. Ich reproduziere es und erarbeite es unten.
Der Student fragte: &bdquoWie folgt man der Astronomie? In der Biologie sind die Dinge so klar. Es gibt Katzen und es gibt Hunde und dann gibt es noch andere Tiere. Sie können sie sehen, Sie können sie nur ansehen und verstehen. Ich verstehe Astronomie nicht. Die Antwort von Professor Hasan war spontan und regte zum Nachdenken an, selbst für professionelle Astronomen. Um es zu paraphrasieren und zu erläutern, sagte er, dass man in der Astronomie keine Katzen und Hunde hat, aber es gibt Säuglinge, Erwachsene und Sterbende. Ihr habt Dicke und Dünne, ihr habt Freunde und ihr habt Individuen, ihr seid tiefgründig, erhaben und egoistisch und ihr seid großzügig. Sie haben das Verwirrte und Zerstreute zu fokussiert und gierig. Sie haben sie in großen Sets und Sie haben sie in kleinen Gruppen. Sie ziehen zusammen, kämpfen und können Freunde sein. Wir nennen sie alle Sterne. In unseren Augen sind sie die Engel, die den Himmel besetzen und alles Gute und Schlechte der Menschen widerspiegeln.
Ich finde es eine schöne Idee. Es ist auch bemerkenswert wahr. Sterne werden geboren und sterben. Die dicken sterben früh und die dünnen leben lange. Sie werden in diffusen Wolken geboren, aus denen sie langsam aufsteigen, Atome in Körnern sammeln, Körner zu Felsbrocken, Felsbrocken zu riesigen Kugeln und schließlich zu Kugeln, die so groß sind, dass in ihrem Bauch ein Feuer entsteht. Dieses Feuer in ihrem Bauch (genannt Fusionsreaktionen, bei denen Wasserstoff zu Helium verbrannt wird) macht sie lebendig und stabil und sie können dann aus ihrem Wolkenbauch auftauchen, um der realen Welt der Sterne zu begegnen. Die Jungen sind nett, aufgeweckt und wendig. Mit zunehmendem Alter werden sie wie unsere Sonne, stabiler, leiser und nur wenig wütend und gelegentlich ausbrechend. Aber angenehm genug, um Planeten um sie herum zu überleben und wahrscheinlich zuzulassen, dass sich Leben um sie herum entwickelt. Die Großen brennen ein größeres Feuer im Bauch, gehen sehr schnell der Treibstoff aus und altern schneller. Die kleineren, konservativeren unter ihnen verbrauchen weniger Kraftstoff und leben sparsam. Sie leben lange. Der Altersunterschied kann sehr groß sein, der größte lebt nicht länger als einige zehn Millionen Jahre, während der kleinste mehrere zehntausend Millionen Jahre oder länger dauern kann. Einige dieser Sterne, wie einige Enfant Terribles, können aufgrund der Instabilität ihrer Größe und Natur schnaufen und pusten (wir sagen, sie schwingen) und liefern wertvolle Informationen über die Psychologie der Sterne. Dies ist für Sterne, die allein geboren werden und ein ruhiges, fernes, einsames Leben führen, gelegentlich mit einem Planeten um sie herum.
Dann altern und sterben auch Sterne wie Menschen. Wenn ihnen die Energie ausgeht, werden sie schwach und schrumpfen. Wenn sie schrumpfen, werden sie kleiner, versteinerter und verbrauchen schwierigere Brennstoffe in ihrem Bauch, bis sie schließlich an Verdauungsstörungen sterben!
Aber ihr Tod hängt wie ihr Leben davon ab, wie groß sie sind. Die Kleinen sterben mit einem Wimmern, während die Großen einen spektakulären Tod sterben. Je größer sie sind, desto spektakulärer ist ihr Tod. Die ganz Kleinen pusten einfach zusätzliches Material aus und lassen sich dann in einem Grab nieder, das nur ein großer Felsbrocken ist. Die größeren explodieren in Supernova (wörtlich: ein neuer superheller Stern am Himmel). Ihr Tod ist für alle um sie herum störend, dessen Auswirkungen mehrere Hundert Millionen Jahre andauern können. Auch beim Tod gibt es Klassifikationen. Die Sonne wird in einem Wimmern sterben, aber ein Stern, der bis zu fünfmal so groß ist wie die Sonne, stirbt in einer Supernova und hinterlässt ein Objekt (einen Pulsar), das in der realen Welt noch sichtbar ist. Nehmen Sie einen viel größeren Stern und der Tod erzeugt einen Körper (ein schwarzes Loch), der für die Welt unsichtbar ist, aber einen starken Einfluss auf seine Umgebung hat und versucht, alles aufzufressen, was versucht, sich ihm zu nähern. Materie in der Nähe eines Schwarzen Lochs muss spektakuläre Akrobatik ausführen, um in der realen Welt zu überleben, und nur ein kleiner Bruchteil kann dies schaffen.
Dann gibt es Stars mit Freunden. Diese Freunde können lässige, gleichgültige sein, die sich zufällig in der gleichen Region aufhalten, bis hin zu intensiv interaktiven, bei denen sie aufgrund ihrer Nähe die Flugbahn ihres Lebens für immer verändern. Sie ändern sich gegenseitig in ihrer Bewegung (sie bewegen sich um ihren Massenschwerpunkt und nicht mehr um ihre Rotationsachse), sie können interagieren und Materie, Begleitplaneten, Magnetfelder und vieles mehr austauschen. Wir nennen sie interagierende Binärdateien. Ein eher einfallsloser Name für Stars mit Freunden!
Wie beim Menschen ist auch bei den Sternen zwei Gesellschaft und drei ist Menge! Zwei Sterne können einen stabilen Doppelstern bilden und für immer zusammenleben oder sich nach der Annäherung entscheiden, nicht zusammen zu bleiben. Aber wenn drei Sterne zusammenkommen, ist es unmöglich vorherzusagen, was das Nettoergebnis sein wird. Meistens bleiben zwei nah beieinander, während der dritte über dem Horizont hängen kann. Dies hängt davon ab, wie es begann und wie groß sie sind. Klingt bekannt, oder?
Dann gibt es Sterngruppen. Diese gibt es in so vielen Variationen wie bei den Menschen. Sie können so klein sein wie einige wenige Sterne, von denen einige kleine herumhängen (wie wir in den Plejaden sehen können) bis hin zu riesigen mit Tausenden von Sternen, die wir Kugelsternhaufen nennen. Diese Cluster verstecken wie große Gruppen alle möglichen seltsamen Kugeln unter sich und machen aus einigen ganz normalen Sternen seltsame Kugeln. Diese Gruppen sind im Allgemeinen so groß, dass es unmöglich ist, aus ihnen herauszukommen, wenn sie einmal gefangen sind. Aber diese Cluster selbst bewegen sich um noch größere Gruppen herum.
Diese großen Gruppen werden Galaxien oder eine Sternengalaxie genannt. Wenn Sie so große Gruppen haben, können sie sich nicht zufällig bewegen. Eine selbstverwaltete Ordnung bildet die Ordnung. Es wird durch zwei Parameter entschieden, erstens ihre Geschichte und zweitens die Größe des Meisters, der im Mittelpunkt oder Zentrum der Gruppe steht. Diese zentralen Objekte sind typischerweise einige Millionen Mal so groß wie die Sonne.
Diese Galaxien können ungeordnet, kugelförmig oder spiralförmig sein. Sie sind wie große Städte. Während sie größtenteils aus Sternen bestehen, bestehen ihre Bahnen und Nebenbahnen aus Abfall oder Restmaterial aus der Herstellung von Sternen. Es besteht aus Staub, Restgas, diffusem Licht, Asche und den Überresten toter Sterne.
Wie Sterne haben auch Galaxien die einsamen und freundlichen. Einige Galaxien können ihre Umgebung dominieren und andere Galaxien zu ihren Satelliten machen. Auch wenn der Raum riesig ist, ist er nicht groß genug. Manchmal kollidieren und verschmelzen Galaxien. Und das ergibt eine spektakuläre Szene.
Wie die menschliche Rasse, die aus Afrika hervorgegangen ist, wurde auch das Universum in einer einzigen Explosion geboren, die wir den Urknall nennen, und alles Material, das Sie um sich herum sehen, wurde in diesem Knall geboren.
Danke Dr. Hasan für diesen wunderbaren Vergleich. Aber wie er zustimmen würde, sind die Physik des Lebens und des Universums unterschiedlich, da das Leben von elektrostatischen Kräften regiert wird und das Universum von Gravitations- und Kernkräften regiert wird. Das Gleichnis lässt sich also nicht wirklich in eine gute wissenschaftliche Analyse der Funktionsweise des Universums übersetzen.
Woher wissen wir, dass die Erdoberfläche brennen wird, wenn die Sonne auf Nova geht?
Es wird geschätzt, dass unsere Sonne in etwa 4,5 Millionen Jahren zu einer Nova wird, was bedeutet, dass sie sich bis zu einem Punkt ausdehnen wird, der die Erdumlaufbahn umfasst, und daher die Erde verbrennen wird. Nun, eigentlich nicht, aber es wird die Oberfläche des Planeten gemäß der Theorie verbrennen und sogar alle Ozeane der Welt verdampfen. Das Leben, wie wir es kennen, wird aufhören zu existieren. Zumindest sagt uns das die Theorie, aber vielleicht brauchen wir eine konträre Sichtweise.
Wussten Sie, dass sich die Elektronen sofort auf eine weitere Umlaufbahn bewegen, wenn Sie einem Atom Energie hinzufügen? Wer sagt, dass die Vorläuferwellen, die von der Sonne abschießen, wenn sie zur Nova wird, die Erde nicht in eine weitere Umlaufbahn drängen? Das heißt, die Erde wird nicht verbrennen, sicher kann sich die Temperatur ändern, und das Ereignis wird ein riesiges vorübergehendes Problem für unsere Atmosphäre verursachen, aber nicht alle Arten sterben möglicherweise ab, insbesondere diejenigen, die während dieses Ereignisses größtenteils unter der Erde leben.
All dies setzt natürlich voraus, dass das planetarische Leben der Erde nicht vor den nächsten 4,5 Milliarden Jahren zu Ende geht. Tatsächlich könnte es 10 oder sogar 100 von Ereignissen geben, die während eines so langen Zeitraums fast alles Leben auf dem Planeten zum Aussterben bringen. Und erkennen Sie, dass diese Kommentare nicht bedeuten sollen, dass Teilchenphysik und planetare Astrophysik dasselbe sind, wir wissen, dass sie es nicht sind. Aber wir wissen, dass manche Dinge ähnlich sind, und aus der Betrachtungsweise sehen sie oft nur in einem anderen Maßstab gleich aus.
Kommen wir nun zurück zur Teilchenphysik, wenn man einem Atom die Energie entzieht, kehren die Elektronen auf ihre ursprüngliche Umlaufbahn zurück. Und wer sagt, dass die Erdumlaufbahn nicht dasselbe tun wird? Die Wahrheit ist, wir wissen es nicht und alles andere ist Spekulation, einschließlich aller aktuellen Theorien.
Bis wir beobachten, wie Planeten verbrennen, während andere Sonnen unserer Größe zu einer Nova werden, und bis wir Planeten unserer Größe neben Sonnen unserer Größe im gleichen Abstand zueinander beobachten können, um sie während eines solchen Ereignisses zu sehen und relevante Ups zu haben Nähere Daten der Atmosphären und Oberfläche eines solchen Planeten, können wir nicht alle diese Informationen mit Sicherheit wissen.
Vielleicht müssen wir diese Theorie überdenken und alternative Theorien darüber in Betracht ziehen, was passieren könnte. Soweit wir wissen, könnte die Erde an einen Ort geschickt werden, an dem sie gefrieren würde, anstatt zu verbrennen, was ich noch nie gehört habe. Bitte bedenken Sie dies alles.
Lance Winslow - Lance Winslows Bio [http://www.aircraftwashguys.com/historicals.shtml]. Lance Winslow fragt, ob die Fenster Ihres Hauses einen angemessenen Schutz gegen ein solches Ereignis haben Window Coverings.
Hinweis: Alle Artikel von Lance Winslow wurden von ihm geschrieben, nicht von automatisierter Software, einem Computerprogramm oder künstlich intelligenter Software. Keiner seiner Artikel ist ausgelagert, PLR-Inhalte oder von Ghostwritern geschrieben. Lance Winslow glaubt, dass es denen, die diese Strategien anwenden, an Integrität mangelt und den Leser in die Irre führt. Tatsächlich verstoßen diejenigen, die solche Betrugswerkzeuge, Krücken und Tricks des Handels verwenden, möglicherweise sogar gegen das Gesetz, indem sie den Verbraucher irreführen und sich im Online-Marketing falsch darstellen, was er für völlig inakzeptabel hält.
Wie wird die Welt enden? Astronom enthüllt sechs ERSCHRECKLICHE Apokalypse-Vorhersagen
Wenn Sie sich fragen, was die größte Bedrohung für die menschliche Existenz ist, denken Sie wahrscheinlich an einen Atomkrieg, die globale Erwärmung oder eine großflächige Pandemie.
Aber vorausgesetzt, wir können solche Herausforderungen meistern, sind wir dann wirklich sicher?
Das Leben auf unserem blauen kleinen Planeten scheint sicher, bis Sie wissen, was im Weltraum lauert.
Die folgenden kosmischen Katastrophen sind nur einige Möglichkeiten, wie die Menschheit ernsthaft gefährdet oder sogar ausgelöscht werden könnte. Fröhliches Lesen!
Hochenergetische Sonneneruption
Unsere Sonne ist kein so friedlicher Stern, wie man zunächst denken mag. Es erzeugt starke Magnetfelder, die beeindruckende Sonnenflecken erzeugen, die manchmal um ein Vielfaches größer sind als die Erde.
Es stößt auch einen Strom von Partikeln und Strahlung aus – den Sonnenwind. Wenn dieser Wind durch das Erdmagnetfeld in Schach gehalten wird, kann er wunderschöne Nord- und Südlichter erzeugen. Aber wenn es stärker wird, kann es auch die Funkkommunikation beeinflussen oder Stromausfälle verursachen.
Der stärkste magnetische Sonnensturm, der dokumentiert wurde, traf die Erde im Jahr 1859. Der Vorfall, der als Carrington-Ereignis bezeichnet wird, verursachte große Störungen mit eher kleinen elektronischen Geräten. Solche Ereignisse müssen in der Vergangenheit auch mehrmals vorgekommen sein, wobei der Mensch überlebt hat.
Aber erst in den letzten Jahren sind wir vollständig von elektronischen Geräten abhängig geworden. Die Wahrheit ist, dass wir sehr leiden würden, wenn wir die Gefahren eines möglichen Carrington- oder noch mächtigeren Ereignisses unterschätzen würden.
Auch wenn dies die Menschheit nicht sofort auslöschen würde, würde es eine immense Herausforderung darstellen. Es gäbe keinen Strom, keine Heizung, keine Klimaanlage, kein GPS oder Internet – Lebensmittel und Medikamente würden verderben.
Asteroideneinschlag
Wir sind uns jetzt der Gefahren bewusst, die Asteroiden für die Menschheit darstellen könnten – schließlich sollen sie zum Aussterben der Dinosaurier beigetragen haben.
Jüngste Forschungen haben uns auf die große Menge an Weltraumgesteinen in unserem Sonnensystem aufmerksam gemacht, die eine Gefahr darstellen könnten.
Wir stehen am Anfang der Planung und Entwicklung von Systemen, die uns vor einigen der kleineren Asteroiden schützen, die uns treffen könnten.
Aber gegen die größeren und selteneren sind wir ziemlich hilflos. Obwohl sie die Erde nicht immer zerstören oder sogar unbewohnbar machen würden, könnten sie die Menschheit auslöschen, indem sie enorme Tsunamis, Brände und andere Naturkatastrophen verursachen.
Ausdehnende Sonne
Wo die bisherigen kosmischen Gefahren beim Würfeln mit einer gegebenen Wahrscheinlichkeit eintreten, wissen wir mit Sicherheit, dass unsere Sonne in 7,72 Milliarden Jahren ihr Leben beenden wird.
An diesem Punkt wird es seine äußere Atmosphäre abwerfen, um einen planetarischen Nebel zu bilden, der als stellarer Überrest, bekannt als "weißer Zwerg", endet.
Aber die Menschheit wird diese letzten Stadien nicht erleben. Wenn die Sonne älter wird, wird sie kühler und größer.
Wenn er zu einem stellaren Riesen wird, wird er groß genug sein, um sowohl Merkur als auch Venus zu verschlingen. Die Erde mag zu diesem Zeitpunkt sicher erscheinen, aber die Sonne wird auch einen extrem starken Sonnenwind erzeugen, der die Erde verlangsamt.
Infolgedessen wird sich unser Planet in etwa 7,59 Milliarden Jahren in die äußeren Schichten des enorm ausgedehnten sterbenden Sterns winden und für immer dahinschmelzen.
Lokaler Gammastrahlenausbruch
Extrem starke Energieausbrüche, die Gammastrahlenausbrüche genannt werden, können durch Doppelsternsysteme (zwei Sterne, die ein gemeinsames Zentrum umkreisen) und Supernovae (explodierende Sterne) verursacht werden.
Diese Energiestöße sind extrem stark, weil sie ihre Energie in einen schmalen Strahl bündeln, der nicht länger als Sekunden oder Minuten dauert.
ÜBERLEBEN DER SELTSAMEN Sechs Kreaturen, die eine nukleare Apokalypse überleben würden – und das Tier 300 MAL widerstandsfähiger als der Mensch
Die daraus resultierende Strahlung könnte unsere Ozonschicht beschädigen und zerstören und das Leben anfällig für die harte UV-Strahlung der Sonne machen.
Astronomen haben ein Sternensystem – WR 104 – entdeckt, das ein solches Ereignis beherbergen könnte. WR 104 ist etwa 5.200-7.500 Lichtjahre entfernt, was nicht weit genug ist, um sicher zu sein. Und wir können nur vermuten, wann der Ausbruch passieren wird. Glücklicherweise besteht die Möglichkeit, dass der Strahl uns dabei völlig verfehlt.
Supernovae in der Nähe
Supernova-Explosionen, die stattfinden, wenn ein Stern das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat, treten in unserer Milchstraße im Durchschnitt ein- bis zweimal alle 100 Jahre auf.
Sie treten eher näher am dichten Zentrum der Milchstraße auf und wir sind etwa zwei Drittel des Weges von der Mitte entfernt – nicht schlecht.
Können wir also bald eine Supernova in der Nähe erwarten? Der Stern Beteigeuze – ein roter Superriese, der sich dem Ende seines Lebens nähert – im Sternbild Orion ist nur 460-650 Lichtjahre entfernt. Es könnte jetzt oder in den nächsten Millionen Jahren eine Supernova werden.
Glücklicherweise haben Astronomen geschätzt, dass eine Supernova mindestens 50 Lichtjahre von uns entfernt sein müsste, damit ihre Strahlung unsere Ozonschicht schädigt. Es scheint also, dass dieser besondere Star kein allzu großes Problem sein sollte.
Bewegende Sterne
Die Sonne selbst folgt einem Pfad durch die Milchstraße, der uns durch mehr oder weniger dichte Flecken interstellaren Gases führt. Derzeit befinden wir uns in einer weniger dichten Blase, die von einer Supernova erzeugt wurde.
Der Wind und das Sonnenmagnetfeld der Sonne tragen dazu bei, eine blasenartige Region um unser Sonnensystem – die Heliosphäre – zu schaffen, die uns vor der Interaktion mit dem interstellaren Medium schützt.
Wenn wir diese Region in 20.000 bis 50.000 Jahren verlassen (je nach aktuellen Beobachtungen und Modellen), könnte unsere Heliosphäre weniger effektiv sein und die Erde freilegen.
Wir würden möglicherweise auf einen verstärkten Klimawandel stoßen, der das Leben für die Menschheit schwieriger macht – wenn nicht unmöglich.
Und das Leben geht weiter…
Das Ende der Menschheit auf der Erde ist gegeben. Aber das ist nichts, was uns dazu bringt, unter einen Tisch zu kriechen. Es ist etwas, das wir nicht ändern können, ähnlich wie unser Leben einen bestimmten Anfang und ein bestimmtes Ende hat.
Das ist es, was uns ausmacht und uns erkennen lässt, dass wir nur das Beste aus unserer Zeit auf der Erde machen können. Vor allem, wenn wir wissen, dass die Erde ein sorgfältiges Gleichgewicht braucht, um die Menschheit zu erhalten.
Alle oben genannten Szenarien bergen mögliche Zerstörung, aber in jedem Fall bieten sie auch Schönheit und Wunder.
In vielen Fällen produzieren sie das, was uns ermöglicht hat, erschaffen zu werden. Anstatt also in den Nachthimmel zu schauen und uns zu fragen, was uns als nächstes umbringen wird, sollten wir die Tiefe des Weltraums, die Wunder darin und die erhabene Natur des Universums bestaunen.
Lassen Sie sich vom Weltraum inspirieren. Es bietet Zukunft und Bedeutung.
Dieser Artikel wurde von Daniel Brown, Dozent für Astronomie an der Nottingham-Trent-Universität, und wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.
Woher wissen wir, dass die Erde rund ist?
Die meisten Menschen wären überrascht zu erfahren, dass gebildete Menschen die wahre Gestalt der Welt schon vor Christi Geburt kennen! Aber wie? Alles beginnt mit Mondfinsternissen. Für einen aufmerksamen Beobachter ist es leicht herauszufinden, was bei einer Mondfinsternis vor sich geht. Wenn Sie die Bahnen des Mondes und der Sonne durch den Himmel zeichnen, werden Sie feststellen, dass Sie immer dann Vollmond haben, wenn sie sich am weitesten voneinander entfernt am Himmel befinden (etwa einmal im Monat). From the shape of the phases of the moon, it’s pretty obvious that the Moon is round and that it’s being lit up by the Sun, and the different phases are directly connected to their relative positions. The Sun and the Moon each travel their own paths, but occasionally they line up almost exactly opposite each other in the sky and when this happens you also happen to get a Lunar Eclipse. Now the geometry of this alignment means that the Earth must be exactly between the Sun and the Moon, so it’s fairly obvious that what we’re seeing is the Earth’s shadow covering up the Moon. This much was pretty well-known even in ancient times, but the important detail noticed by ancient astronomers was that the shape of the shadow as it crosses the moon was always round. Now you could try to explain this by saying that the Earth is shaped like a disk, but no matter what angle the Sun-Moon line passes through Earth, the shadow was always the same shape. To a student of geometry (and the Greeks knew all about geometry) there was only one possible explanation: The Earth must be spherical. This posed all sorts of problems, like how come people don’t fall off the sides and the bottom, and led to a bunch of clever-but-wrong theories until Isaac Newton saved the day with his Theory of Universal Gravitation.
The city of Syene (modern-day Aswan, in Egypt) happens to lie almost exactly on the Tropic of Cancer meaning that at noon on the day of the June Solstice, the Sun shines exactly overhead. If a citizen of Syene were to plant a perfectly vertical stick in the ground at that time, it would cast no shadow whatsoever. When Eratosthenes heard about this trick he was intrigued, as it did not work in Alexandria – there would always be a shadow, no matter what time or date he tried. Since he already knew the Earth to be spherical, it was obvious to him that the Sun’s light must strike Syene at a different angle to Alexandria. It occurred to him that if he knew this angle (Very simple to calculate by measuring the length of the shadow and applying basic trigonometry), and the distance between the two cities, then it would be quite simple to calculate the circumference of the Earth. He did this, and found a figure of 250,000 stadia. Unfortunately nobody is entirely sure how accurate he was, since the stadium was not a standard length – depending on which sources you consult, it is somewhere between 155 and 170 meters. Still, even with this large margin of error, his results were within a few percent of the true figure and remained the most accurate available for a very long time.
Aristarchus
It’s funny, but not all the scientists we talk about on this website are actually famous. Some of them, like Aristarchus, deserve to be… but they’re not.
An artist’s view of how Aristarchus might have looked.
If you’re looking for an unsung hero of science, you could do worse than Aristarchus of Samos, or Aristarchus the Mathematician as some people called him. Today, a better name might be Aristarchus, who said the earth orbits the sun.
Beginnings
Aristarchus was born in about the year 310 BC, probably on the Greek island of Samos, the same island Pythagoras was born on 260 years earlier. We know very little about Aristarchus’s life, but we know enough to be astounded by his science. We know:
- Aristarchus lived at about the same time as two of our other scientific heroes, Archimedes and Eratosthenes he was 20 to 30 years older than them.
- His greatest work has been lost in the mists of time we know about it because Archimedes mentions it in The Sand Reckoner, more of which soon.
Lifetimes of Selected Ancient Greek Scientists and Philosophers
Copernicus Says Earth Orbits the Sun
To appreciate what Aristarchus did over 2,000 years ago, it’s worthwhile thinking about one of the greats of astronomy, Nicolaus Copernicus.
In 1543 Nicolaus Copernicus published his famous book: On the Revolutions of the Heavenly Spheres. He told us that Earth, and all the other planets, orbit the sun. In other words, he said the Solar System is heliocentric.
Until Copernicus published his work, people thought we lived in a geocentric Solar System – i.e. Earth was at the center of everything. They believed the moon, the planets, the sun, and the stars orbited the earth.
The geocentric idea was taught by the Catholic Church, and Copernicus was a Catholic. Copernicus’s book was suppressed by the Church, but gradually, his theory came to be accepted.
However, Copernicus was rather late coming to the heliocentric view.
Aristarchus beat him by 18 centuries.
Archimedes tells us about Aristarchus’s Book
Sadly, the book Aristarchus wrote describing his heliocentric Solar System has been lost – the fate of many great Ancient Greek works. Fortunately, we know a little about it, because it is mentioned by other Greeks, including Archimedes, who mentions it in a letter he addressed to a King named Gelon. This letter was The Sand Reckoner. Archimedes wrote:
“You know the universe is the name astronomers call the sphere whose radius is the straight line from the center of the earth to the center of the sun. But Aristarchus has written a book in which he says that the universe is many times bigger than we thought. He says that the stars and the sun don’t move, and that the earth revolves about the sun and that the path of the orbit is circular.”
Aristarchus must have used the concept of parallax to show that the stars are a very large distance from Earth. In doing so, he expanded the size of the universe enormously.
It would be marvelous if we could learn the details of Aristarchus’s observations, calculations, arguments, could read his notes and see his diagrams but, unless a copy of his ancient book can be discovered in some forgotten, dusty corner of an ancient library, that is a pleasure we shall never have.
A modern view of the bodies orbiting in our heliocentric Solar System. Aristarchus would have been thrilled to know what we know now. Image credit: NASA/JPL-Caltech (click for larger image).
Aristarchus also believed that, in addition to orbiting the sun, Earth spins on its own axis, taking one day to complete one revolution.
Obscurity
It’s sometimes said there was pressure for Aristarchus to be put on trial for daring to say the earth is not at the center of the universe. It turns out this was a mistranslation of a work by the Greek historian Plutarch.
There was no persecution of Aristarchus. His idea just didn’t find many fans. Most Ancient Greeks rejected his work, and continued to believe in a geocentric Solar System.
Thankfully, Archimedes was happy to use Aristarchus’s model of the universe in The Sand Reckoner, to discuss calculations using larger numbers than the Greeks had used before.
Only one of Aristarchus’s works has survived, in which he tried to calculate the sizes of the moon and sun and tried to figure out how far they were from Earth. He already knew the sun is much larger than Earth by observing Earth’s shadow on the moon during a lunar eclipse, and he also knew the sun is much farther away from us than the moon.
Although the optical technology of his time didn’t allow Aristarchus to know the finer details of our Solar System, his deductions were absolutely correct based on what he could actually see. What he lacked in technology, he made up for in deductive genius.
What Aristarchus got Right
23 centuries ago, Aristarchus’s proposed, with evidence, that the earth and the planets orbit the sun. He further deduced that the stars are much farther away than anyone else had imagined, and hence that the universe is much bigger than previously imagined. These were major advances in human ideas about the universe.
What did Copernicus know about Aristarchus’s Work?
Copernicus actually acknowledged in the draft of his own book that Aristarchus might have said the earth moved around the sun. He removed this acknowledgement before he published his work.
In Copernicus’s defense, he was probably unaware of The Sand Reckoner by Archimedes, because, after its rediscovery in the Renaissance, The Sand Reckoner only seems to have existed as a few hand-written copies until it was finally printed in 1544. By then Copernicus had published his own book and had died. What he knew of Aristarchus probably came from the following very brief words written by Aetius:
“Aristarchus counts the sun among the fixed stars he has the earth moving around the ecliptic [orbiting the sun] and therefore by its inclinations he wants the sun to be shadowed.”
Galileo knew that Aristarchus was the First Heliocentrist
Galileo Galilei, who most certainly had read The Sand Reckoner, and understood its message, did not acknowledge Copernicus as the discoverer of the heliocentric Solar System. Instead, he described him as the ‘restorer and confirmer’ of the hypothesis.
Clearly, Galileo reserved the word ‘discoverer’ for Aristarchus of Samos.
Aristarchus lived for about 80 years. If we could have built on his insights, rather than forgetting about them for so many centuries, how much further might we have come in our understanding the universe?
Our Cast of Characters
Aristarchus lived in Ancient Greece. He was born in about 310 BC and died in about 230 BC.
Pythagoras lived in Ancient Greece. He was born in about 570 BC and died in about 495 BC.
Archimedes lived in Ancient Greece. He was born in about 287 BC and died in 212 BC.
Nicolaus Copernicus lived in Poland. He was born 19 February 1473 and died 24 May 1543.
Galileo Galilei lived in Italy. He was born 15 February 1564 and died 8 January 1642.
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Further Reading
Sir Thomas Heath
Aristarchus of Samos: the ancient Copernicus
Oxford at the Clarendon Press, 1913
Lucio Russo
The Forgotten Revolution: How Science Was Born in 300 BC and Why it Had to Be Reborn
Springer, 2004
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Comments
This famousscientist website is a gem! Great summaries of the bodies of work that individuals made in their time- a Cliff Notes of intellect! I wish more people could read and understand the import of this website.
