Ce vedeți în imagine este o coliziune cosmică între două galaxii, denumite împreună IC 1623.

Ați auzit / citit adesea în ultimii ani că astronomii au descoperit o nouă exoplanetă (adică planetă din afara sistemului nostru solar). Dar cum fac asta? Ce metode folosesc aceștia? Cât de dificil este să descoperi o exoplanetă?

Am scris recent un articol despre singura imagine directă pe care o avem a unui alt sistem solar. În articol menționam dificultățile în fotografierea altor sisteme solare, date fiind distanțele enorme care ne despart de acestea. Azi se cunosc 3.517 stele care au exoplanete. Iar 783 de sisteme multiplanetare au cel puțin trei planete confirmate. Stelele cu cele mai multe planete (confirmate) sunt Soarele și Kepler-90 cu 8 planete fiecare, urmate de TRAPPIST-1 cu 7 planete.

Bun, dar cum descoperi o planetă? Iată cinci tehnici folosite de astronomi pentru a descoperi exoplanete.


Sistemul nostru solar, la scară. Clic pe imagine pentru o rezoluţie mai bună.

O întrebare primită recent de la un copil (pe scientia.ro intră mulți copii) este următoarea: Există alte sisteme solare? Pentru că am spus asta unor colegi, dar nu m-a crezut niciunul”.

Iată o întrebare bună. Cei care intră regulat pe scientia ori sunt pasionați de știință știu că există și alte sisteme solare. Și alte galaxii. Dar răspundeți la următoarea întrebare: ați văzut vreodată imaginea unui alt sistem solar? Și aici nu vorbim despre acele imagini realizate pe calculator (adică reprezentări artistice). Vorbim despre o imagine clasică a unui alt sistem solar, o fotografie, așa cum am văzut fotografii ale planetelor sistemului nostru solar, obținute de diverse sonde spațiale.


Compoziția universului

În urma cu aproximativ 100 de ani astronomii au avut o surpriză de proporții: universul nu este static, cum se credea, ci este în continuă expansiune. Dacă universul se extinde, înseamnă că spațiul se extinde și el? Dar de unde apare mai mult spațiu? Și se diluează spațiul pe măsură ce se extinde? Ori ce se întâmplă?

 
Simulare computerizată a unirii Căii Lactee cu Andromeda

Galaxia noastră, Calea Lactee, cu un un diametru de 150.000-200.000 ani-lumină, este gazdă a sistemului nostru solar, a altor aproximativ 100-400 miliarde de stele cu planetele lor, precum și a peste 1.000 nebuloase.

Dar Calea Lactee face parte dintr-un grup de galaxii denumit „Grupul Local” (întins pe 100 de milioane de ani-lumină), din care fac parte aproximativ 30 de galaxii, incluzând și galaxii pitice. Centrul gravitațional al grupului este situat între Calea Lactee și galaxia Andromeda, care sunt şi cele mai masive galaxii din grup.


În imagine - zona centrală a Căii Lactee (1.000 x 2.000 ani-lumină) văzută în raze X (Sursa: Observatorul Chandra X-Ray)

Spectaculosul haos pe care-l puteți admira în imagine este generat de fenomene specifice centrului galactic: stele care explodează, regiuni în care noi stele iau naștere ori șuvoaie de gaz fierbinte. Centrul galaxiei noastre este dominat de o gaură neagră enormă, Sagittarius A*.

Ce se întâmplă dacă o stea se apropie prea mult de o gaură neagră? Gaura neagră o poate distruge. Dar cum? „Vinovată” nu este gravitația, în sine, ci diferența de atracție gravitațională dintre diferitele puncte ale stelei.

Videoclipul de mai jos ilustrează această dezintegrare a unei stele aflate în apropierea unei găuri negre. Vedeți mai întâi cum steaua se apropie de gaura neagră.


Steaua polară (centru)
credit: nasa.gov

Alpha Ursae Minoris (Polaris) este cea mai apropiată stea strălucitoare pe nordul axei de rotire a Pământului. Prin urmare, pe măsură ce Pământul se rotește în jurul axei sale, stelele par să se învârtă în jurul Polaris, dar Polaris rămâne întotdeauna în aceeași direcție nordică. În emisfera nordică Solaris nu apune niciodată, nefiind niciodată vizibilă în emisfera sudică. Aceste caracteristici i-au adus denumirea de Steaua Polară sau Steaua Nordului.

Polaris se află la circa 431 de ani-lumină de Terra. Denumirea „Polaris”, numele propriu al stelei, a fost aprobat de Uniunea Astronomică Internațională în 2016.


Clic dreapta - View image (pentru o rezoluţie superioară)

Există o cosmologie ortodoxă, cea pe care o găsiți în cărțile de fizică. Nu este fără dificultăți multiple, unele probabil de nerezolvat (citește acest articol despre dificultățile teoriei Big Bang). Dar asta este ce știm astăzi. Iată cum a evoluat universul, pas cu pas, în faza sa inițială, de la momentul apariției până la apariția primelor stele și galaxii.

Soarele

În special pentru cei care locuiesc în orașe, privitul cerului nopții nu este, probabil, printre activitățile cele mai frecvente. Prin urmare este posibil să nu știi că o serie de corpuri cerești din sistemul nostru solar sunt vizibile cu ochiul liber, mai ales dacă ai parte de un cer senin.

Pentru cei mai puțini familiarizați cu astronomia, amintim rapid că sistemul nostru solar este dominat de Soare, care este o stea de dimensiuni medii și a cărui lumină face ca alte obiecte cerești, cum ar fi planetele ce orbitează în jurul Soarelui, să reflecte lumina solară și să devină astfel vizibile pentru privitorul de pe Terra.


Evoluţia Universului

Am explicat pe scientia.ro în detaliu teoria Big Bangului, teoria acceptată de majoritatea covârșitoare a fizicienilor ca explicație pentru începutul universului. Teoria nu explică, desigur, de ce a avut loc Big Bangul și condițiile în care acesta a avut loc, cum nu explică ce a fost înainte de Big Bang. Sigur, se spune că nu a fost nimic, pentru că timpul și spațiul au luat naștere odată cu Big Bangul, dar răspunsul nu este mulțumitor, pentru că este ilogic: nu putem pricepe cum ceva poate „avea loc” în lipsa timpului, deci fără să „aibă loc”.


Evoluţia Universului

Este relativ cunoscut, chiar și în mediul non-academic, faptul că universul a început cu o perioada de expansiune extremă, de inflație cosmică, denumită Big Bang. Totuși, acest model este greșit! Formarea universului constă din două perioade care trebuie delimitate foarte bine: perioada de inflație cosmică și apoi Big Bangul.

Inflația din universul timpuriu nu reprezintă Big Bangul, ci îl precede, creând condițiile necesare pentru Big Bang. Pe scurt, diferența dintre perioada inflaționară a universului și Big Bang este diferența de energie a expansiunii. În perioada inflaționară, rata de expansiune a universului observabil a fost incredibil de mare, de la o dimensiune de ordinul a 10-30 m până la dimensiuni de ordinul a 10-1 m, în 10-27 secunde. Pe de altă parte, Big Bang reprezintă expansiunea universului după perioada de inflație.

Clic pe imagine pentru o rezoluţie mai bună.


Dat fiind că Pământul se află la distanțe diferite de Soare pe timpul anului, răspunsul corect este: orbita Pământului în jurul Soarelui este o elipsă, pentru că nu este un cerc perfect. Dar dacă am desena pe o bucată de hârtie orbita reală (așa cum este prezentată în imaginea de mai jos), ar fi foarte greu să observați că nu este un cerc perfect.

Distanța la care se află Luna față de Pământ variază pe timpul rotației sale în jurul planetei noastre. O distanță menționată de astronomi este 384.400 km, dar, după cum veți putea în videoclipul de mai jos, distanța poate fi mai mică ori mai mare.

Luna este înclinată cu 1,5° în raport cu orbita sa în jurul Soarelui, prin urmare nu există, ca pe Terra, anotimpuri.


Deplasarea sistemului solar în stilul „vortex”...

Un videoclip urcat pe YouTube în 2012, cu nu mai puțin de 6,4 milioane de vizualizări, ne spune că ce știm despre sistemul nostru solar, adică imaginea unui sistem solar (relativ) plat, cu planetele aliniate pe (aproximativ) același plan, este greșită! În fapt sistemul solar ar fi un fel de vortex, cu Soarele „zburând” vijelios prin univers, cu planetele abia prinzându-l din urmă, capturate în câmpul gravitațional al astrului.

Videoclipul este promovat și de Google (unde, probabil, nu și-a pus niciodată nimeni problema asta), fiind al doilea rezultat la diverse căutări clasice, cum ar fi „solar system motion”.

Dar această înțelegere este greșită. Sunt mai mulți fizicieni care au scris despre acest videoclip, arătând că interpretarea este greșită, dar nu am găsit nicio explicație care să arate care este eroarea făcută de creatorul videoclipului. Și probabil acesta este motivul principal pentru care și astăzi videoclipul primește credit de la mulți urmăritori: nu e clar ce e greșit.


Clic dreapta - View image (pentru o rezoluţie superioară)

Aceste coloane de gaz pe care le puteţi vedea în imaginea NASA din 2014 se află în centrul Nebuloasei Vulturul (o nebuloasă este un uriaș nor de gaz interstelar și silicați în formă de praf interstelar), care este situată într-unul dintre braţele Căii Lactee, la circa 7 mii de ani-lumină de noi. În Nebuloasa Vulturul au loc procese de formare de stele noi, acesta fiind şi motivul pentru care imaginea a primit denumirea de "Coloanele creaţiei" (eng. The Pillars of Creation).Fotografia a fost creată pe baza a trei imagini originale: una pe baza luminii emise de oxigen (albastrul din imagine), una pe baza luminii emise de hidrogen (verde) şi una pe baza luminii emise de sulf (roşu).

Tocmai ce am celebrat trecerea unui nou an. Cu alte cuvinte, parcurgerea unei curse complete a planetei noastre, Terra, în jurul stelei din mijlocul sistemului nostru solar. Desigur, fiecare planetă are propria sa mișcare de revoluție, așadar „anul” pe alte planete are altă durată. Iată ce se întâmplă în univers într-un an pământean.

 

Dacă pui o bucată de metal pe suprafața unui lac, aceasta se va scufunda. Dar gheața, chiar și în cantități mari, precum este cazul ghețarilor, plutește. De ce plutește gheața?

Pe de altă parte, așa cum toți am observat pe timpul iernii, lacurile au tendința de a îngheța la suprafață atunci când temperaturile exterioare ating zero grade Celsius ori sunt mai mici. De ce nu îngheață lacul cu totul? De nu îngheață de la fund către suprafață?

Cele două întrebări din titlu sunt conectate, pentru că explicația are legătură cu modul în care se comportă apa la diverse temperaturi.

Pământul are o structură pe mai multe straturi, cu proprietăți și compoziție diferită. Straturile Pământului sunt: 1. nucleul intern, de la 5.100 la 6.371 km; 2. nucleul extern, de la 2.900 la 5.100 km; 3. mantaua internă, de la 900 la 2.000 km; o zonă de trecere, de la 400 la 900 km; 4. mantaua externă, de la 40 la 400 km și 5. scoarța terestră, de la 0 la 40 km.

Majoritatea informațiilor pe care le avem despre structura Pământului sunt indirecte, dat fiind faptul că nu avem încă tehnologia de a sonda adâncurile planetei noastre. Cea mai adâncă forare realizată vreodată de om abia a atins 12.262 metri (Gaura de foraj de la Kola, Rusia, cu un diametru de 23 de cm).


credit: ck12.org

Trebuie să începem prin a spune că mecanismul de producere a mareei, deși, în principiu simplu, este unul complicat atunci când vrem să explicăm în detaliu ce se întâmplă. Aceste complicații, pe care le vom descrie în acest articol, fac ca majoritatea explicațiilor pe care le găsiți pe Internet să fie greșite ori cel puțin incomplete. Deşi ne vom referi în acest articol la modul în care sunt generate mareele pe Terra, acelaşi mecanism este prezent între alte corpuri cereşti şi explică, printre altele: vulcanii de pe satelitul natural al planetei Jupiter, Io, de ce Luna ne arată aceeaşi faţă, de ce Pământul încetinește în mișcarea de rotație în jurul propriei axe şi de ce galaxii mari pot rupe galaxii mai mici.

Este unul dintre lucrurile pe care le știm cu siguranță: Soarele este galben. Dar este galben? Nu, nu este. În fapt Soarele, văzut din spațiu, este alb. Și are sens să fie așa, de vreme ce lumina solară reprezintă chiar definiția luminii albe, căci conține radiație electromagnetică de diferite frecvențe, asociate diferitelor culori ale luminii vizibile (Citește mai mult: Spectrul electromagnetic).

Bun, Soarele este alb. De ce-l vedem galben? Răspunsul pe care o să-l găsiți cel mai adesea este următorul: pentru că atmosfera terestră reflectă radiația solară asociată culorii albastre, iar această împrăștiere a fotonilor „albaștri” dă nuanța albastră cerului și face ca Soarele să pară galben.

Problema este că această opinie nu este, în fapt, împărtășită de mulți astronomi. Sunt mai multe explicații posibile, pe care le vom menționa imediat, dar trebuie știut că faptul că percepem Soarele ca fiind galben este considerat de mulți astronomi ca find un paradox, „Paradoxul Soarelui galben”.


 



SUSȚINE SCIENTIA!
Donează
prin PayPal


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro