Где границы Солнечной системы?

 

У Солнечной системы нет четко определенного края. Это как спрашивать: где край Скалистых гор?

 

Если Солнечную систему определять только как Солнце и планеты, край находится в 4,5 млрд км от Солнца (расстояние до Нептуна). Однако Солнечная система включает намного больше небесных тел.

 

Малые ледяные тела пояса Койпера простираются на 7 млрд км от Нептуна по направлению от Солнца. Но, несмотря на резкую границу пояса, некоторые путешествуют и дальше.

 

Например, 1500-км Седна, обнаруженная в 2003, удаляется на 143,7 млрд км от Солнца по своей очень удлиненной орбите.

 

Облако кометных «ядер» Оорта даже распространяется приблизительно на 1 световой год (9,46 трлн км). Это составляет 25 % от расстояния до самой близкой звезды.

 

В 1950 голландский астроном Ян Урт из наблюдения за орбитами длиннопериодических комет заключил, что они прибыли из обширного далекого от Солнца источника: облака Оорта.

 

Облако Оорта может содержать несколько трлн комет размером больше 1 км. Несмотря на то, что их огромное число, среднее расстояние между ними составляет не менее 1 млрд км.

 

Облако Оорта более или менее определяет внешний край сферы влияния силы тяжести Солнца. Оно общепризнанно считается частью Солнечной системы.

 

Если комету подталкивает гравитация другой кометы/проходящей звезды, это может привести к переходу первой на орбиту, попадающую в сферу влияния Солнца, в качестве длиннопериодической кометы.

 

Гравитация гигантской планеты, подобной Юпитеру, может заманить длиннопериодическую комету в ловушку внутри Солнечной системы и превратить ее в короткопериодическую комету, подобную комете Галлея.

 

Другой тип края Солнечной системы, ~ в 15 млрд км от Солнца, называется краем «гелиосферы»: это предел влияния магнитной сферы Солнца.

 

Большинство частиц прибывает в гелиосферу с солнечным ветром, который вызван магнитным полем Солнца. Вне гелиосферы располагается межзвездное пространство.

 

Гелиосфера имеет форму слезы из-за движения Солнца через Галактику. Космический корабль Вояджер, как ожидают, покинет гелиосферу приблизительно в 2014.

 

 

Звезды

 

Что такое звезды?

 

Звезды — это другие солнца, уменьшенные до размеров светящегося укола от булавки из-за их немыслимо огромного расстояния до Земли.

 

В 1600 итальянский философ Джордано Бруно был сожжен на костре католической церковью из-за того, что заявлял, что звезды это другие солнца.

 

Звезда — гигантский газовый шар, почти полностью состоящий из водорода и гелия, двух самых легких элементов, удерживаемых вместе собственной гравитацией.

 

Ядро звезды так сильно сжато весом внешних слоев, что оно нагревается более чем до 10 млн градусов.

 

Сверхвысокие температуры запускают ядерные реакции, которые первоначально «переплавляют» водород в гелий. Их побочные продукты — тепло/свет.

 

Различие между звездой и планетой заключается в том, что звезда вырабатывает свое собственное тепло и свет, в то время как планета видна только в отраженном свете.

 

Яркость звезды (то, как быстро она тратит свое атомное топливо) определяется ее массой. Массивные звезды горят ярко и имеют короткую жизнь.

 

Наша галактика содержит более 100 000 000 000 звезд. Во Вселенной 10 000 000 000 000 000 000 звезд (плюс-минус несколько).

 

Приблизительно 6000 звезд видны невооруженным глазом. Почти все они более яркие, чем Солнце, которое само по себе ярче сред, ней звезды.

 

Как это ни парадоксально, самые близкие звезды не видны невооруженным глазом. Это холодные, тусклые «красные карлики», которые составляют ~70 % всех звезд.

 

Красные карлики так скупо сжигают свое ядерное топливо, что многие будут жить в течение 10 трлн лет, что в 1000 раз дольше, чем период жизни Солнца.

 

Самая близкая звезда, конечно, Солнце. Его свету требуется 8,3 минуты, чтобы добраться до нас. Вторая по близости к нам звезда — Альфа Центавра, находящаяся на расстоянии 4,2 световых года.

 

Альфа Центавра фактически тройная звездная система. Вообще говоря, большинство звезд двойные или тройные. Солнце, будучи одиночной звездой, является редким исключением.

 

Одна из главных целей астрономии состоит в том, чтобы оглянуться на события далекого прошлого и увидеть первые звезды Вселенной в момент их возникновения.

 

Почему звезды мерцают?

 

«Ты мигай, звезда ночная! Где ты, кто ты — я не знаю. Высоко ты надо мной, как алмаз во тьме ночной»[15], — написала Джейн Тэйлор в 1806.

 

Древние люди заметили, что звезды мерцают, а планеты — нет. Они также заметили, что звезды кажутся неподвижными на небесном своде, в то время как планеты блуждают.

 

Оба явления обусловлены расстоянием. Звезды настолько далеки, что они выглядят как уколы от булавки и их движение незаметно…

 

… Планеты сравнительно недалеки, поэтому в телескопе они выглядят как маленькие диски и их движение по небу заметно.

 

Наблюдение за звездами и планетами через турбулентную атмосферу подобно разглядыванию лампочек на потолке бассейна со дна бассейна.

 

Колебания воды создают впечатление, как будто точечные огни дрожат (мерцают). Но у больших огней возникает лишь рябь по краям, поэтому они остаются стабильными.

 

Подобным образом мерцают звезды: этот эффект создается из-за их малых размеров по сравнению с «массивностью» атмосферы; планеты же остаются «немигающими», потому что они большие.

 

Мерцание звезд размывает изображения в телескопах. Единственный путь, который позволит получить более четкие изображения заключается в том, чтобы подняться над атмосферой (Космический телескоп Хаббл).

 

По-другому скомпенсировать мерцание можно за счет изгибания поверхности тонкого телескопического зеркала много раз в секунду (адаптивная оптика).

 

Точечные источники радиоволн, такие как «пульсары», также мерцают (межзвездные сцинтилляции) в связи с турбулентностью межзвездного газа.