Сколько лететь до ближайшей звезды

История обнаружения и наименования

Космос манил человека с давних пор. Первые открытия в изучении нашей галактики совершил Платон. Он считал, что звездная россыпь связывает полушария. Аристотель делал предположения, что Млечный путь — это скопление газов, которые светятся в атмосфере Земли. Но предположения греческих мыслителей строились на теории.

Изобретение телескопа позволило приоткрыть завесу тайны Млечного пути. Первым, кто это сделал, был Галилей. Ученый смог не только рассмотреть скопление звезд, но и объяснить загадочное сияние небесного явления, а также нарисовать предположительное строение. Галактика неоднородна, состоит из звезд и черных туманностей, по предположению астрофизиков — это черные дыры.

С древних времен люди знали, что Земля вертится вокруг Солнца. Но вопрос о том, лежит Солнечная система в Млечном пути или наоборот, оставался открытым. Ответ на этот вопрос нашел Уильям Гершель — английский музыкант, интересовавшийся астрономией. Он систематически измерял количество звезд в разных частях неба.

Подсчет привел к выводу, что на небосводе находится круг, где наблюдается наибольшее скопление звезд (галактический экватор). Он разделяет небо на две части, чем ближе к центру круга, тем звезд больше. А в самом центре пролегает Млечный путь. Это открытие привело Гершеля к выводу: звезды, которые люди видят ночью, образуют своеобразную систему. Устроена она в виде спирали.

Ближайшая звезда класса O или B находится на расстоянии 79 световых лет

Созвездие Ориона вместе с огромным комплексом молекулярных облаков и с самыми яркими звездами. Какими бы впечатляющими ни были эти звезды, все они находятся гораздо дальше, чем в 10 парсеках; кажутся яркими, потому что они действительно яркие. Невооруженным глазом видна только 51 звезда в пределах 10 парсеков. (Рохелио Берналь Андрео)

Это Регул, расположившийся на самом «слабом» конце спектра B-класса, – первая звезда по яркости в созвездии Льва и 21-я в целом на небе. Причина, по которой представители классов O и B столь редки, кроется в их массивности и недолговечности.

Как только вы отойдете от области звездообразования, где находится Солнце (в данный момент – между спиральными рукавами), по соседству с вами будут только относительно старые звезды. Регул, входящий в нижний предел класса B, прожил около 1 миллиарда лет.

У него осталось не очень много времени до того, как он перейдет к следующей фазе своего жизненного цикла, но он все еще там. Чтобы его найти, нужно пройти далеко за рубеж в 10 парсеков – почти до 25.

Немного истории

Выстраивая нашу лестницу к окраинам Вселенной, мы умалчивали о фундаменте, на котором она покоится. Между тем метод параллаксов дает расстояние не в эталонных метрах, а в астрономических единицах, то есть в радиусах земной орбиты, величину которой тоже удалось определить далеко не сразу. Так что оглянемся назад и спустимся по лестнице космических расстояний на Землю.

Вероятно, первым удаленность Солнца попытался определить Аристарх Самосский, предложивший гелиоцентрическую систему мира за полторы тысячи лет до Коперника. У него получилось, что Солнце находится в 20 раз дальше от нас, чем Луна. Эта оценка, как мы теперь знаем, заниженная в 20 раз, продержалась вплоть до эпохи Кеплера. Тот хотя сам и не измерил астрономическую единицу, но уже отметил, что Солнце должно быть гораздо дальше, чем считал Аристарх (а за ним и все остальные астрономы).

Первую более или менее приемлемую оценку расстояния от Земли до Солнца получили Жан Доминик Кассини и Жан Рише. В 1672 году, во время противостояния Марса, они измерили его положение на фоне звезд одновременно из Парижа (Кассини) и Кайенны (Рише). Расстояние от Франции до Французской Гвианы послужило базой параллактического треугольника, из которого они определили расстояние до Марса, а затем по уравнениям небесной механики вычислили астрономическую единицу, получив значение 140 миллионов километров. 

На протяжении следующих двух веков главным инструментом для определения масштабов Солнечной системы стали прохождения Венеры по диску Солнца. Наблюдая их одновременно из разных точек земного шара, можно вычислить расстояние от Земли до Венеры, а отсюда и все остальные расстояния в Солнечной системе. В XVIII–XIX веках это явление наблюдалось четырежды: в 1761, 1769, 1874 и 1882 годах. Эти наблюдения стали одними из первых международных научных проектов. Снаряжались масштабные экспедиции (английской экспедицией 1769 года руководил знаменитый Джеймс Кук), создавались специальные наблюдательные станции… И если в конце XVIII века Россия лишь предоставила французским ученым возможность наблюдать прохождение со своей территории (из Тобольска), то в 1874 и 1882 годах российские ученые уже принимали активное участие в исследованиях. К сожалению, исключительная сложность наблюдений привела к значительному разнобою в оценках астрономической единицы – примерно от 147 до 153 миллионов километров. Более надежное значение – 149,5 миллиона километров – было получено только на рубеже XIX–XX веков по наблюдениям астероидов. И, наконец, нужно учитывать, что результаты всех этих измерений опирались на знание длины базы, в роли которой при измерении астрономической единицы выступал радиус Земли. Так что в конечном итоге фундамент лестницы космических расстояний был заложен геодезистами. 
    Только во второй половине XX века в распоряжении ученых появились принципиально новые способы определения космических расстояний – лазерная и радиолокация. Они позволили в сотни тысяч раз повысить точность измерений в Солнечной системе. Погрешность радиолокации для Марса и Венеры составляет несколько метров, а расстояние до уголковых отражателей, установленных на Луне, измеряется с точностью до сантиметров. Принятое же на сегодня значение астрономической единицы составляет 149 597 870 691 метр. 

Электромагнитный двигатель EM Drive

Другой предложенный метод межзвездных путешествий — это радиочастотный двигатель с резонансной полостью, известный также как EM Drive. У предложенного еще в 2001 году Роджером Шойером, британским ученым, который создал Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) для реализации проекта, двигателя в основе лежит идея того, что электромагнитные микроволновые полости позволяют напрямую преобразовывать электроэнергию в тягу.


Если традиционные электромагнитные двигатели предназначены для приведения в движение определенной массы (вроде ионизированных частиц), конкретно эта двигательная система не зависит от реакции массы и не испускает направленного излучения. Вообще, этот двигатель встретили с изрядной долей скепсиса во многом потому, что он нарушает закон сохранения импульса, согласно которому импульс системы остается постоянным и его нельзя создать или уничтожить, а только изменить под действием силы.

Тем не менее последние эксперименты с этой технологией очевидно привели к положительным результатам. В июле 2014 года, на 50-й конференции AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference в Кливленде, штат Огайо, ученые NASA, занимающиеся передовыми реактивными разработками, заявили, что успешно испытали новую конструкцию электромагнитного двигателя.


В апреле 2015 года ученые NASA Eagleworks (часть Космического центра им. Джонсона) заявили, что успешно испытали этот двигатель в вакууме, что может указывать на возможное применение в космосе. В июле того же года группа ученых из отделения космических систем Дрезденского технологического университета разработала собственную версию двигателя и наблюдала ощутимую тягу.

В 2010 году профессор Чжуан Янг из Северо-Западного политехнического университета в Сиань, Китай, начала публиковать серию статей о своих исследованиях технологии EM Drive. В 2012 году она сообщила о высокой входной мощности (2,5 кВт) и зафиксированной тяге в 720 мн. В 2014 году она также провела обширные испытания, включая замеры внутренней температуры со встроенными термопарами, которые показали, что система работает.

По расчетам на базе прототипа NASA (которому дали оценку мощности в 0,4 Н/киловатт), космический аппарат на электромагнитном двигателе может осуществить поездку к Плутону менее чем за 18 месяцев. Это в шесть раз меньше, чем потребовалось зонду «Новые горизонты», который двигался на скорости 58 000 км/ч.

Звучит впечатляюще. Но даже в таком случае корабль на электромагнитных двигателях будет лететь к Проксиме Центавра 13 000 лет. Близко, но все еще недостаточно. Кроме того, пока в этой технологии не будут расставлены все точки над ё, рано говорить о ее использовании.

Принадлежность к системе Альфа Центавра

Принадлежность Проксимы Центавра к Альфе Центавра выяснилась в конце 2016 года.

Угловое расстояние от Проксимы до Альфы Центавра на небе составляет около 2 градусов (четыре полнолуния). Это примерно 12500 ± 700 а. Е. Или 0,2 миллиарда лет от этой двойной звездной системы (1/20 ее расстояния до Солнца). Это примерно в 1000 раз больше расстояния между Альфой Центавра A и Альфой Центавра B или в 500 раз больше расстояния между Нептуном и Солнцем.

Астрометрические измерения, такие как измерения спутника Hipparcos, уже показали, что Проксима Центавра находится на орбите двойной звездной системы. По текущим измерениям, период вращения составляет 591 000 лет. Вот почему он также известен как Альфа Центавра C. Основываясь на этих данных, орбита с минимальным расстоянием 5270 а.е. и максимальным расстоянием 12 900 а.е. от внутренней двойной звездной системы будет явно эксцентричной. Проксима Центавра теперь будет рядом со своим апоцентром (самой удаленной точкой на ее орбите вокруг Альфы Центавра A и B).

Некоторые измерения лучевой скорости, например B. в каталоге , но отклоняются от значений, ожидаемых для связанной системы, так что нельзя исключать, что это было всего лишь . Это предположение было подтверждено модельными расчетами, которые, основываясь на расчетной энергии связи системы, привели к связанной системе только в 44 процентах исследованных возможностей.

По оценкам Matthews et al. — учитывая короткое расстояние и аналогичную скорость полета — вероятность того, что наблюдаемое расположение является случайным, составляла всего около 1 из 1 000 000.

Исследования 1994 года показывают, что Проксима Центавра образует группу движения вместе с внутренней двойной звездной системой и девятью другими звездными системами. В результате он не будет вращаться вокруг пары Альфа Центавра в связанном движении, но его орбита будет гиперболически нарушена двойной звездной системой . Это означает, что Проксима Центавра никогда не совершит полный оборот вокруг Альфы Центавра A и B.

Факты о Вселенной, которые кажутся фейком, но на самом деле на 100% правдивы

Поиск способов представить точные размеры Вселенной — занятие заведомо провальное, да и просто скажем — откровенно глупое. Но невероятные пространства окружающей нас черноты вовсе не означают, что попытки познания космоса проводить не нужно. Еще как нужно!

Знать объемы Вселенной, хотя бы очень и очень приблизительные, полезно даже обычному человеку, а не астрофизику или астрономам. Ведь все познается в сравнении, и это, во-первых, полезно для саморазвития, а во-вторых — просто интересно. Ведь кто бы мог подумать, что такие чудеса могут происходить в мире?!

Имея дело с порядками огромных и невероятно больших чисел, которые определяют Вселенную, легко потеряться в абстрактности, но не понять конкретных масштабов. Чтобы настроиться на нужный лад, можно провести один практический эксперимент. Ответьте на вопрос: сколько дней составляет 1 000 000 секунд? Ответ будет следующий: 11.5 дней. Теперь немного проще понять значение этого относительного числа на рельном временном отрезке.

Что ж, теперь вы готовы к восприятию 12 нестандартных фактов о размерах Вселенной .

1 световой год в километрах

Теперь, чтобы подсчитать, сколько километров в световом году, нам надо узнать, сколько в году часов. В сутках 24 часа, а в году 365,25 суток (каждый четвертый год — високосный). Следовательно, в году 24 × 365,25 = 8766 часов. (На самом деле чуть меньше, 8760 часов. Просто мы взяли грубое число суток в году.)

Итак, чтобы найти, чему равен 1 световой год в километрах, нам надо скорость света в км/ч умножить на количество часов в году. Получается 9461 миллиард километров. Итак, 1 световой год равен 9,46 триллионов километров!

Какое-то сумасшедшее число!

Если бы магазин находился на таком расстоянии от вашего дома, то, двигаясь с привычной скоростью 3 км/ч, вы шли бы до него 360 миллионов лет… Долго получается, не правда ли?

Лучше поехать на машине. Двигаясь со скоростью 100 км/ч, автомобиль преодолеет расстояние в световой год за 10 миллионов 800 тысяч лет. Тоже не вариант. Значит, нужен самолет! Обычный пассажирский самолет пролетит световой год «всего лишь» за 1 миллион лет.

Может быть, поможет ракета? Космонавты летают вокруг Земли со скоростью около 8 км/с или 28800 км/ч. Даже с такой скоростью им потребуется 37500 лет, чтобы добраться до магазина.

Сколько световых лет от Солнца до Земли?

Теперь давайте решим обратную задачу — посчитаем расстояние от Солнца до Земли в световых годах. Для этого расстояние от Солнца до Земли в километрах разделим на длину светового года. Среднее расстояние до Солнца (она же астрономическая единица) равно 150 миллиона км, световой год равен 9,46 триллиона км. Делим первой на второе, получаем 0,000016.

Итак, расстояние от Солнца до Земли равно 0,000016 световых лет. Или… 8 световых минут.

Сколько световых лет от Земли до Луны?

Луна находится гораздо ближе Солнца, среднее расстояние до нашего спутника 384000 км или чуть больше световой секунды. Сколько это в световых годах? Делим 384 тысячи км на длину светового года в км (все те же 9,46 триллиона км) и получаем число 0,000000041 световых лет. (Я мог ошибиться, пересчитайте, если не верите.)

Ясно, что расстояние до Луны измерять в световых годах глупо. Но тогда встает вопрос:

Место Солнца в галактике

В окрестностях Солнца удаётся проследить участки двух спиральных ветвей, удалённых от нас примерно на 3 тыс. световых лет. По созвездиям, где обнаруживаются эти участки, их называют рукавом Стрельца и рукавом Персея. Солнце находится почти посередине между этими спиральными ветвями. Правда, сравнительно близко (по галактическим меркам) от нас, в созвездии Ориона, проходит ещё одна, не столь явно выраженная ветвь, считающаяся ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики.

Расстояние от Солнца до центра Галактики составляет 23-28 тыс. световых лет, или 7–9 тыс. парсек. Это говорит о том, что Солнце расположено ближе к окраине диска, чем к его центру.

Вместе со всеми близкими звёздами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220–240 км/с, совершая один оборот примерно за 200 млн лет. Значит, за всё время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не больше 30 раз.

Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики практически совпадает с той скоростью, с которой в данном районе движется волна уплотнения, формирующая спиральный рукав. Такая ситуация в общем неординарна для Галактики: спиральные ветви вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы колеса, а движение звёзд, как мы видели, подчиняется совершенно иной закономерности. Поэтому почти всё звёздное население диска то попадает внутрь спиральной ветви, то выходит из неё. Единственное место, где скорости звёзд и спиральных ветвей совпадают, – это так называемая коротационная окружность, и именно на ней располагается Солнце!

Для Земли это обстоятельство крайне благоприятно. Ведь в спиральных ветвях происходят бурные процессы, порождающие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не могла бы от него защитить. Но наша планета существует в относительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов и миллиардов лет не испытывала влияния этих космических катаклизмов. Может быть, именно поэтому на Земле могла зародиться и сохраниться жизнь.

Долгое время положение Солнца среди звёзд считалось самым заурядным. Сегодня мы знаем, что это не так: в известном смысле оно привилегированное. И это нужно учитывать, рассуждая о возможности существования жизни в других частях нашей Галактики.

Двигатель на антиматерии

Любители научной фантастики хорошо знают, что такое антиматерия. Но если вы забыли, антиматерия — это вещество, состоящее из частиц, которые имеют такую же массу, как и обычные частицы, но противоположный заряд. Двигатель на антиматерии — это гипотетический двигатель, в основе которого лежат взаимодействия между материей и антиматерией для генерации энергии, или создания тяги.

Гипотетический двигатель на антиматерии

Короче говоря, двигатель на антиматерии использует сталкивающиеся между собой частицы водорода и антиводорода. Испущенная в процессе аннигиляции энергия сравнима по объемам с энергией взрыва термоядерной бомбы в сопровождении потока субатомных частиц — пионов и мюонов. Эти частицы, которые движутся со скоростью одной третьей от скорости света, перенаправляются в магнитное сопло и вырабатывают тягу.

Преимущество такого класса ракет в том, что большую часть массы смеси материи/антиматерии можно преобразовать в энергию, что обеспечивает высокую плотность энергии и удельный импульс, превосходящий любую другую ракету. Более того, реакция аннигиляции может разогнать ракету до половины скорости света.

Такой класс ракет будет самым быстрым и самым энергоэффективным из возможных (или невозможных, но предлагаемых). Если обычные химические ракеты требуют тонны топлива, чтобы продвигать космический корабль к месту назначения, двигатель на антиматерии будет делать ту же работу за счет нескольких миллиграмов топлива. Взаимное уничтожение полукилограмма частиц водорода и антиводорода высвобождает больше энергии, чем 10-мегатонная водородная бомба.

Именно по этой причине Институт перспективных концепций NASA исследует эту технологию как возможную для будущих миссий на Марс. К сожалению, если рассматривать миссии к ближайшим звездным системам, сумма необходимого топлива растет в геометрической прогрессии, и расходы становятся астрономическими (и это не каламбур).

Как выглядит аннигиляция?

Согласно отчету, подготовленному к 39-й конференции AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference и Exhibit, двухступенчатая ракета на антивеществе потребует больше 815 000 метрических тонн топлива, чтобы добраться до Проксимы Центавра за 40 лет. Это относительно быстро. Но цена…

Хотя один грамм антивещества производит невероятное количество энергии, производство одного только грамма потребует 25 миллионов миллиардов киловатт-часов энергии и выльется в триллион долларов. В настоящее время общее количество антивещества, которое было создано людьми, составляет меньше 20 нанограммов.

И даже если бы мы могли задешево производить антиматерию, нам потребовался бы массивный корабль, который смог бы удерживать необходимое количество топлива. Согласно докладу доктора Даррела Смита и Джонатана Вебби из Авиационного университета Эмбри-Риддл в штате Аризона, межзвездный корабль с двигателем на антивеществе мог бы набрать скорость в 0,5 световой и достичь Проксимы Центавра чуть больше чем за 8 лет. Тем не менее сам корабль весил бы 400 тонн и потребовал бы 170 тонн топлива из антивещества.

Возможный способ обойти это — создать судно, которое будет создавать антивещество с последующим его использованием в качестве топлива. Эта концепция, известная как Vacuum to Antimatter Rocket Interstellar Explorer System (VARIES), была предложена Ричардом Обаузи из Icarus Interstellar. Опираясь на идею переработки на месте, корабль VARIES должен использовать крупные лазеры (запитанные огромными солнечными батареями), создающие частицы антивещества при выстреле в пустой космос.

Подобно концепции с термоядерным ПВРД, это предложение решает проблему перевозки топлива за счет его добычи прямо из космоса. Но опять же, стоимость такого корабля будет чрезвычайно высокой, если строить его нашими современными методами. Мы просто не в силах создавать антивещество в огромных масштабах. А еще нужно решить проблему с радиацией, поскольку аннигиляция материи и антиматерии производит вспышки высокоэнергетических гамма-лучей.

Они не только представляют опасность для экипажа, но и для двигателя, чтобы те не развалились на субатомные частицы под воздействием всей этой радиации. Короче говоря, двигатель на антивеществе совершенно непрактичен с учетом наших современных технологий.

Использование параллакса

Параллаксом называют смещение наблюдаемого объекта относительно удаленного фона при изменении положения наблюдателя. Зная расстояние между точками наблюдения (базис параллакса) и величину углового смещения объекта, несложно рассчитать расстояние до него. Чем меньше величина смещения, тем дальше находится объект. Межзвездные расстояния огромны, и, чтобы увеличить угол, используют максимально большой базис – для этого измеряют положение звезды в противоположных точках земной орбиты. Этот метод называется звездным годичным параллаксом.

Теперь легко понять, как измеряют расстояние до звезд методом годичного параллакса. Оно вычисляется как одна из сторон треугольника, образованного наблюдателем, Солнцем и удаленной звездой, и равно r = a/sin p, где: r – расстояние до звезды, а – расстояние от Земли до Солнца и p – годичный параллакс звезды. Поскольку параллаксы всех звезд меньше 1 угловой секунды (1’’), синус малого угла можно заменить величиной самого угла в радианной мере: sin p ≈ p’’/206265. Тогда получаем: r = a∙206265/p’’, или, в астрономических единицах, r = 206265/p’’.

Список ближайщих к Солнцу звезд

Звёздная система Звезда или коричневый карлик Спек. класс Вид. зв. вел. Расстояние,св. год
Солнечная система Солнце G2V −26,72 ± 0,04 8,32 ± 0,16 св. мин
1 α Центавра Проксима Центавра 1 M5,5Ve 11,09 4,2421 ± 0,0016
α Центавра A 2 G2V 0,01 4,3650 ± 0,0068
α Центавра B 2 K1V 1,34
2 Звезда Барнарда 4 M4Ve 9,53 5,9630 ± 0,0109
3 Луман 16 A 5 L8 23,25 6,588 ± 0,062
B 5 L9/T1 24,07
4 WISE 0855–0714 7 Y 13,44 7,18+0,78−0,65
5 Вольф 359 8 M6V 13,44 7,7825 ± 0,0390
6 Лаланд 21185 9 M2V 7,47 8,2905 ± 0,0148
7 Сириус Сириус A 10 A1V −1,43 8,5828 ± 0,0289
Сириус B 10 DA2 8,44
8 Лейтен 726-8 Лейтен 726-8 A 12 M5,5Ve 12,54 8,7280 ± 0,0631
Лейтен 726-8 B 12 M6Ve 12,99
9 Росс 154 14 M3,5Ve 10,43 9,6813 ± 0,0512
10 Росс 248 15 M5,5Ve 12,29 10,322 ± 0,036
11 WISE 1506+7027 16 T6 14.32 10,521
12 ε Эридана 17 K2V 3,73 10,522 ± 0,027
13 Лакайль 9352 18 M1,5Ve 7,34 10,742 ± 0,031
14 Росс 128 19 M4Vn 11,13 10,919 ± 0,049
15 WISE 0350-5658 20 Y1 22.8 11,208
16 EZ Водолея EZ Водолея A 21 M5Ve 13,33 11,266 ± 0,171
EZ Водолея B 21 M? 13,27
EZ Водолея C 21 M? 14,03
17 Процион Процион A 24 F5V-IV 0,38 11,402 ± 0,032
Процион B 24 DA 10,70
18 26 K5V 5,21 11,403 ± 0,022
26 K7V 6,03
19 28 M3V 8,90 11,525 ± 0,069
28 M3,5V 9,69
20 30 M1,5V 8,08 11,624 ± 0,039
30 M3,5V 11,06
21 32 K5Ve 4,69 11,824 ± 0,030
32 T1V >23
32 T6V >23
22 35 M6,5Ve 14,78 11,826 ± 0,129
23 36 G8Vp 3,49 11,887 ± 0,033
24 GJ 1061 37 M5,5V 13,09 11,991 ± 0,057
25 YZ Кита 38 M4,5V 12,02 12,132 ± 0,133
26 Звезда Лейтена 39 M3,5Vn 9,86 12,366 ± 0,059
27 40 M6,5V 15,14 12,514 ± 0,129
28 41 M8,5V 17,39 12,571 ± 0,054
42 T6
29 Звезда Каптейна 43 M1,5V 8,84 12,777 ± 0,043
30 44 M0V 6,67 12,870 ± 0,057
31 45 Y1 21,1 13,046
32 Крюгер 60 Крюгер 60 A 46 M3V 9,79 13,149 ± 0,074
Крюгер 60 B 46 M4V 11,41
33 48 M8,5V 17,39 13,167 ± 0,082
34 49 T9 24.32 13,259
35 50 M4,5V 11,15 13,349 ± 0,110
50 M5,5V 14,23
37 53 M3V 10,07 13,820 ± 0,098
38 Звезда ван Маанена 54 DZ7 12,38 14,066 ± 0,109
  №   Обозначение Обозначение   №   Спек. класс Вид. зв. вел. Расстояние,св. год
Звёздная система Звезда или коричневый карлик

Солнце – основа нашей системы – ближайшая к Земле звезда, которую, в отличие от всех остальных объектов, мы отчетливо видим ясным днем. В ночное же время становятся доступны для наблюдения остальные светила бескрайнего космоса. Количество звезд, наполняющих Вселенную, подсчитать невозможно. Но ближайшие небесные тела, находящиеся в радиусе 16 световых лет, ученые обозначили и составили список. В него вошли 57 звездных систем. Некоторые из них – это не одинокие светила, а двойные и тройные звезды, поэтому общее количество небесных тел достигает 64. В перечень внесли и 13 коричневых карликов, ощутимо уступающих остальным объектам по массе.

Ближайшие окрестности Солнца

Только 7 звезд из списка мы можем рассмотреть без помощи оптического усиления – Сириус, Альфа Центавра, Эпсилон Эридана, Процион, Эпсилон Индейца, Тау Кита, 61 Лебедя. Все они имеют видимую величину в границах от 1,43 до 6,03. Большинство светил относятся к спектральному классу M (красный), их температура составляет 2600-3800 K. Горячие звезды – Сириус A, спектрального класса A (белый), 9940 K и Процион A, класс F (желто-белый), 6650 K. Коричневые карлики, вошедшие в список, относятся к дополнительным спектральным классам L, T, Y. В перечень попали и 4 белых карлика класса D, представляющие довольно редкие объекты в видимом секторе Галактики.

В радиусе 10 пк нет нейтронных звезд или черных дыр

Нейтронная звезда — одно из самых плотных скоплений вещества во Вселенной, но существует верхний предел их массы. Если масса превысит предел нейтронная звезда снова схлопнется, в результате чего будет образована черная дыра. (ESO / Луис Кальсада)

Честно говоря, надо зайти намного дальше, чтобы наткнуться на любую из них. В 2007 году астрономы обнаружили объект 1RXS J141256.0 + 792204, который наградили прозвищем «Калвера» и идентифицировали как нейтронную звезду.

Он находится на расстоянии 617 световых лет от нас и считается самой близкой из пока известных нейтронных аналогов. А чтобы добраться до ближайшей известной черной дыры, нужно пролететь до A0620-00 (V616 Единорога, Nova Mon 1975)  (более 3000 световых лет).

Мы можем с уверенностью сказать, что из всех 316 звездных систем, идентифицированных к настоящему времени в пределах 10 пк, ни одна не имеет черных дыр или нейтронных звезд. Эти объекты вообще встречаются редко – по крайней мере, в нашей части Галактики.

Описание[]

Ярчайшая звезда в созвездии Центавра на самом деле представляет из себя три звезды, вращающиеся друг вокруг друга, и две звезды — крупнейшая Альфа Центавра А и меньшая по размеру Альфа Центавра B — являются звездами, сопоставимыми по размеру и светимости с Солнцем (AЦA на 20 % крупнее и светится жёлтым, а AЦB — на 15 % меньше и на 500 К холоднее, более оранжевая), тогда как третья — красный карлик Альфа Центавра C, называемая также Проксима Центавра — впятеро меньше и вдвое холоднее нашего светила. Пока что Альфа Центавра — единственная система в галактике, где обнаружены формы жизни.

Астрономические координаты звездной системы Центавра таковы: прямое восхождение — 14 часов 39,6 минут; отклонение — 60˚50′. А и B Центавра находятся на расстоянии примерно 4,37 световых лет (277 600 астрономических единиц, причем одна астрономическая единица (а.е.) — это примерно 149597870 километров — среднее расстояние от Земли до Солнца) от Солнечной системы, а Альфа Центавра C (имя «Проксима» она заслужила тем, что находится ближе всего к Земле) — примерно на 0,15 светового года ближе.

A и B Центавра обладают сильно вытянутыми эллиптическими орбитами (е = 0,52) вокруг общего центра масс, и расстояние между ними колеблется от 11,2 до 35,6 астрономических единиц; полный круг они совершают примерно за восемнадцать лет. Наибольшее сближение этих звезд можно было наблюдать в 1955, 2035, 2115 годах, а следующее наступит только в 2195 году. Альфа Центавра C, находящяяся на расстоянии более 10000 астрономических единиц от двух других звезд, обладает очень слабой гравитационной связью с ними, а на совершение полного оборота вокруг центра масс у неё уходит около миллиона лет. Вполне вероятно, что воздействие ближайших звездных систем в будущем все же настолько изменит орбиту красного карлика, что он навсегда потеряет связь с родной системой и отправится в открытый космос.

Планетарная система

Ранние исследования с помощью телескопов и беспилотных аппаратов показали, что система Альфы Центавра полна сюрпризов. Земным обсерваториям удалось обнаружить три газовых гиганта, вращающихся в системе Альфы Центавра B, однако потребовалось ещё двадцать лет, чтобы обнаружить пять меньших по размеру каменистых планет. Планеты названы аналогично планетам Солнечной системы, только древнеримские имена заменены на древнегреческие: Вулкан (полурасплавленная планета, самая близкая к звезде — без аналога), Гермес (Меркурий), Афродита (Венера), Гея (Земля), Арес (Марс), Зевс (Юпитер), Кронос (Сатурн), Посейдон (Нептун, так как планета занимает эквивалентную орбиту, и «Уран» в этой системе отсутствует). Отдаленность последних трех планет — газовых гигантов — от «родной» звезды и, как следствие, близость к соседней, создают условия для формирования крайне нестабильных орбит и практически полного отсутствия спутников, и ученые строят предположения, что, возможно, в самом ближайшем будущем Посейдон и Кронос могут попросту столкнуться.

Пандора на фоне Полифема

К счастью, в соседней системе, Альфы Центавра A, пока что все спокойно, и три газовых гиганта, обнаруженных с Земли при помощи недавно заработавшей Системы коорбитальных телескопических интерферометров — Океан, Кой и Крий — обращаются вокруг своего светила по устойчивым орбитам, причем если Океан расположен слишком близко к светилу, а Крий — слишком далеко, то второй гигант — Кой, переименованный в Полифем — является одним из наиболее примечательных объектов всей системы, благодаря своим спутникам; на нескольких из них, диаметром свыше 6,437 километра, были замечены облака и океаны. Дистанционно управляемые зонды обнаружили азотно-кислородную атмосферу на пятом и шестом спутниках; такой тип атмосферы может быть создан лишь углеродными формами жизни. Несмотря на то что на остальных спутниках имеются большие запасы поверхностной воды, их разреженная атмосфера большей частью состоит из азота и углекислого газа, что указывает на отсутствие жизни, и среди четырнадцати спутников пока лишь на единственном — Пандоре — обнаружены высшие формы жизни, которые стали величайшим из космических открытий Земли XXII века.

Какое расстояние до ближайшей галактики?

Ученые впервые смогли замерить точное расстояние до ближайшей от нас галактики. Эта карликовая галактика известна под названием Большое Магелланово Облако. Она расположена от нас на расстоянии 163 тысячи световых лет или 49,97 килопарсек, если быть точными.

Галактика Большое Магелланово Облако медленно плавает в космическом пространстве, обходя нашу галактику Млечный Путь вокруг подобно тому, как Луна вращается вокруг Земли.

Огромные облака газа в районе галактики медленно рассеиваются, в результате чего образуются новые звезды, которые освещают своим светом межзвездное пространство, создавая яркие красочные космические пейзажи. Эти пейзажи смог запечатлеть на фото космический телескоп «Хаббл».

Мелкая галактика Большое Магелланово Облако включает туманность Тарантул – самую яркую звездную колыбель в космосе по соседству с нами — в ней замечены признаки образования новых звезд.

Ученые смогли сделать вычисления, наблюдая за редкими близкими парами звезд, известными как затменно-двойные звезды. Эти пары звезд гравитационно связаны друг с другом, а когда одна из звезд затмевает другую, как видно наблюдателю с Земли, общая яркость системы снижается.

Если сравнить яркость звезд, можно с невероятной точностью таким образом вычислять точное расстояния до них.

Определение точного расстояния до космических объектов очень важно для понимания размеров и возраста нашей Вселенной. Пока вопрос остается открытым: какова по размерам наша Вселенная точно никто из ученых пока сказать не может

После того, как астрономам удалось добиться такой точности в определение расстояний в космосе, они смогут заняться и более дальними объектами и, в конечном итоге, смогут вычислить размеры Вселенной.

Также новые возможности позволят более точно определить скорость расширения нашей Вселенной, а также более точно вычислить постоянную Хаббла. Этот коэффициент был назван в честь Эдвина П. Хаббла, американского астронома, который в 1929 году доказал, что наша Вселенная постоянно расширяется с самого начала своего существования.

Метод измерения до недоступных мест

Расстояния до звезд астрономы измеряют примерно так же, как на Земле определяют дистанцию до недоступных мест.

Суть метода в том что изменяется видимое положения объекта в зависимости от положения наблюдателя.

Простой эксперимент: держать карандаш на вытянутой руке, чтобы было видно и более отдаленный объект.
Теперь закрывать каждый глаз поочередно. Кажется, что карандаш движется относительно отдаленного объекта, потому что другой глаз смотрит на карандаш из разных направлений. Измеряя это изменение направления можно получить степень удалённости объектов друг от друга.

Сперва измеряют дистанцию между двумя любыми точками А и В, а после этого величины углов А и В. При помощи несложного расчета определяется искомую величину точки X от точек А и В. При измерении расстояния до звезды необходимо избрать дистанцию между А и В как можно большее.

Самую большую дистанцию которую можно реализовать на Земле является диаметр земной орбиты. Поэтому небесный объект и тот участок неба, в котором они расположены, фотографируются дважды в течение года с полугодичным интервалом. Так как Земля вращается вокруг Солнца,  в это время она находится в противоположных, максимально отдаленных точках орбиты.  Это так называемый метод параллакса. Кроме того необходимо учитывать и собственное движение звезд.

Существуют, конечно, и другие способы измерения расстояния до звезд.

  • Фотометрический метод: измеряется освещенность, создаваемая одинаковыми по мощности источниками света. Освещенность  обратно пропорциональны квадратам  до степени удалённости объектов друг от друга.
  • Метод анализа спектра небесных объектов.

Выводы

Для создания поселений людей за пределами Солнечной Системы потребуется ресурсная, технологическая и энергетическая база недоступная современному человеческому обществу. Распространение людей для жизни у других звезд еще очень долго будет считаться крайне затратным мероприятием без возможности получения прибыли для жителей Земли многие тысячи лет. То есть, для налаживания запусков колониальных кораблей в различные стороны галактики, землянам нужно будет планировать экономику Земли на многие тысячелетия вперед, что видеться маловероятным. Поэтому скорей всего создание колоний подобных Альфа-Земле будет стимулироваться не для получения возможной прибыли (выгоды) из этих же колоний, а для иных непонятных или неоцененных современному человеку целей.

Возможно, человек будущего будет мыслить совсем не так как это делает человек современный. Может быть, однажды жажда исследований сможет взять верх над жаждой наживы, и тогда единицы, а затем сотни, тысячи космических кораблей отправятся в свое длительное путешествие к звездам.