პროცესები, რომლებიც ვარსკვლავის მთელი ცხოვრების უმეტეს ნაწილს იკავებს. ვარსკვლავი იბადება ვიდეო. გიგანტური ფაზა და მისი მახასიათებლები

შინაგანი ცხოვრებავარსკვლავი რეგულირდება ორი ძალის გავლენით: მიზიდულობის ძალით, რომელიც ეწინააღმდეგება ვარსკვლავს და იკავებს მას, და ძალა, რომელიც გამოიყოფა ბირთვში მიმდინარე ბირთვული რეაქციების დროს. პირიქით, ის მიდრეკილია ვარსკვლავს შორეულ კოსმოსში „გააბიძგოს“. ფორმირების ეტაპებზე მკვრივი და შეკუმშული ვარსკვლავი ქვეშ იმყოფება ძლიერი გავლენაგრავიტაცია. შედეგად ხდება ძლიერი გათბობა, ტემპერატურა 10-20 მილიონ გრადუსს აღწევს. ეს საკმარისია ბირთვული რეაქციების დასაწყებად, რის შედეგადაც წყალბადი გარდაიქმნება ჰელიუმად.

შემდეგ, დიდი ხნის განმავლობაში, ორი ძალა აწონასწორებს ერთმანეთს, ვარსკვლავი სტაბილურ მდგომარეობაშია. როდესაც ბირთვში ბირთვული საწვავი თანდათან ამოიწურება, ვარსკვლავი გადადის არასტაბილურობის ფაზაში, ორი ძალა ეწინააღმდეგება ერთმანეთს. ვარსკვლავისთვის მოდის კრიტიკული მომენტი - ტემპერატურა, სიმკვრივე, ქიმიური შემადგენლობა. ვარსკვლავის მასა უპირველეს ყოვლისა მასზეა დამოკიდებული ამ ციური სხეულის მომავალი – ან ვარსკვლავი ზეახალივით იფეთქებს, ან გადაიქცევა თეთრ ჯუჯად, ნეიტრონულ ვარსკვლავად ან შავ ხვრელად.

როგორ ამოიწურება წყალბადი

მხოლოდ ძალიან დიდი ციური სხეულები(იუპიტერის მასის დაახლოებით 80-ჯერ) ვარსკვლავებად იქცევა, უფრო პატარები (იუპიტერზე დაახლოებით 17-ჯერ პატარა) პლანეტებად. სხეულებიც არის საშუალო წონა, ისინი ზედმეტად დიდია პლანეტების კლასს რომ მიეკუთვნებოდეს და ზედმეტად პატარა და ცივი იმისთვის, რომ ვარსკვლავებისთვის დამახასიათებელი ბირთვული რეაქციები მათ სიღრმეში მოხდეს.

ამ მუქი ფერის ციურ სხეულებს სუსტი სიკაშკაშე აქვთ და საკმაოდ რთულია ცაში გარჩევა. მათ "ყავისფერ ჯუჯებს" უწოდებენ.

ასე რომ, ვარსკვლავი წარმოიქმნება ვარსკვლავთშორისი გაზის ღრუბლებიდან. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, საკმაოდ დიდი დროვარსკვლავი გაწონასწორებულ მდგომარეობაშია. შემდეგ მოდის არასტაბილურობის პერიოდი. შემდგომი ბედივარსკვლავები დამოკიდებულია სხვადასხვა ფაქტორები. განვიხილოთ ჰიპოთეტური პატარა ვარსკვლავი, რომლის მასა მერყეობს 0,1-დან 4 მზის მასამდე. დამახასიათებელი თვისებადაბალი მასის მქონე ვარსკვლავები არის კონვექციის არარსებობა შიდა ფენებში, ე.ი. ნივთიერებები, რომლებიც ქმნიან ვარსკვლავს, არ ერევა, როგორც ეს ხდება დიდი მასის ვარსკვლავებში.

ეს ნიშნავს, რომ როდესაც ბირთვში წყალბადი ამოიწურება, გარე ფენებში ამ ელემენტის ახალი რეზერვები არ არის. წყალბადი იწვის და გადაიქცევა ჰელიუმად. ბირთვი თანდათან თბება, ზედაპირული ფენები დესტაბილიზაციას უკეთებს საკუთარ სტრუქტურას და ვარსკვლავი, როგორც H-R დიაგრამადან ჩანს, ნელ-ნელა ტოვებს მთავარი მიმდევრობის ფაზას. ახალ ფაზაში ვარსკვლავის შიგნით მატერიის სიმკვრივე იზრდება, ბირთვის შემადგენლობა „გადაგვარდება“ და შედეგად ჩნდება განსაკუთრებული თანმიმდევრულობა. ის განსხვავდება ჩვეულებრივი ნივთიერებისგან.

მატერიის მოდიფიკაცია

როდესაც მატერია იცვლება, წნევა დამოკიდებულია მხოლოდ აირების სიმკვრივეზე და არა ტემპერატურაზე.

ჰერცსპრუნგ-რასელის დიაგრამაში ვარსკვლავი მოძრაობს მარჯვნივ და შემდეგ ზევით, უახლოვდება წითელ გიგანტურ რეგიონს. მისი ზომები მნიშვნელოვნად იზრდება და ამის გამო გარე ფენების ტემპერატურა ეცემა. წითელი გიგანტის დიამეტრმა შეიძლება მიაღწიოს ასობით მილიონ კილომეტრს. როდესაც ჩვენი ამ ფაზაში შევა, ის „ჩაყლაპავს“ ანუ ვენერას და თუ ვერ დაიჭერს დედამიწას, ის იმდენად გაათბობს მას, რომ ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლე შეწყვეტს არსებობას.

ვარსკვლავის ევოლუციის დროს მისი ბირთვის ტემპერატურა იზრდება. ჯერ ხდება ბირთვული რეაქციები, შემდეგ, ოპტიმალური ტემპერატურის მიღწევის შემდეგ, ჰელიუმი იწყებს დნობას. როდესაც ეს მოხდება, ბირთვის ტემპერატურის უეცარი მატება იწვევს აფეთქებას და ვარსკვლავი სწრაფად გადადის H-R დიაგრამის მარცხენა მხარეს. ეს არის ეგრეთ წოდებული "ჰელიუმის ფლეშ". ამ დროს ჰელიუმის შემცველი ბირთვი წყალბადთან ერთად იწვის, რომელიც ბირთვის მიმდებარე გარსის ნაწილია. H-R დიაგრამაზე ეს ეტაპი ფიქსირდება ჰორიზონტალური ხაზის გასწვრივ მარჯვნივ გადაადგილებით.

ევოლუციის ბოლო ფაზები

როდესაც ჰელიუმი ნახშირბადად გარდაიქმნება, ბირთვი იცვლება. მისი ტემპერატურა იმატებს მანამ, სანამ (თუ ვარსკვლავი დიდია) სანამ ნახშირბადი არ დაიწყებს წვას. ახალი აფეთქება ხდება. ნებისმიერ შემთხვევაში, ვარსკვლავის ევოლუციის ბოლო ფაზებზე აღინიშნება მისი მასის მნიშვნელოვანი დაკარგვა. ეს შეიძლება მოხდეს თანდათანობით ან მოულოდნელად, აფეთქების დროს, როდესაც ვარსკვლავის გარე ფენები დიდი ბუშტივით იფეთქება. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში წარმოიქმნება პლანეტარული ნისლეული - სფერული გარსი, რომელიც ვრცელდება გარე სივრცეში რამდენიმე ათეული ან თუნდაც ასეული კმ/წმ სიჩქარით.

ვარსკვლავის საბოლოო ბედი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა მასა რჩება მასში, რაც ხდება მასში. თუ ყველა ტრანსფორმაციისა და აფეთქების დროს მან ბევრი მატერია გამოიდევნა და მისი მასა არ აღემატება 1,44 მზის მასას, ვარსკვლავი იქცევა თეთრ ჯუჯად. ამ ფიგურას უწოდებენ "ჩანდრა-სეხარის ზღვარს" პაკისტანელი ასტროფიზიკოსის სუბრაჰმანიან ჩანდრასეხარის პატივსაცემად. ეს არის ვარსკვლავის მაქსიმალური მასა, რომლის დროსაც შეიძლება არ მოხდეს კატასტროფული დასასრული ბირთვში ელექტრონების წნევის გამო.

გარე ფენების აფეთქების შემდეგ ვარსკვლავის ბირთვი რჩება და მისი ზედაპირის ტემპერატურა ძალიან მაღალია - დაახლოებით 100000 °K. ვარსკვლავი მოძრაობს H-R დიაგრამის მარცხენა კიდეზე და ეშვება ქვემოთ. მისი სიკაშკაშე მცირდება მისი ზომის კლებასთან ერთად.

ვარსკვლავი ნელ-ნელა აღწევს თეთრ ჯუჯა ზონას. ეს არის მცირე დიამეტრის ვარსკვლავები (როგორც ჩვენი), მაგრამ ხასიათდება ძალიან მაღალი სიმკვრივით, მილიონნახევარჯერ მეტი წყლის სიმკვრივით. მასალის კუბური სანტიმეტრი, რომელიც თეთრ ჯუჯას ქმნის, დედამიწაზე დაახლოებით ერთ ტონას იწონის!

თეთრი ჯუჯა წარმოადგენს ვარსკვლავის ევოლუციის ბოლო ეტაპს, აფეთქებების გარეშე. ის თანდათან ცივდება.

მეცნიერები თვლიან, რომ თეთრი ჯუჯის დასასრული ძალიან ნელია, ყოველ შემთხვევაში, სამყაროს დასაწყისიდან, როგორც ჩანს, არც ერთ თეთრ ჯუჯას არ განუცდია "თერმული სიკვდილი".

თუ ვარსკვლავი დიდია და მისი მასა მზეზე მეტია, ის სუპერნოვავით იფეთქებს. აფეთქების დროს ვარსკვლავი შეიძლება მთლიანად ან ნაწილობრივ დაიშალოს. პირველ შემთხვევაში, რაც დარჩება არის გაზის ღრუბელი ვარსკვლავის ნარჩენი მატერიით. მეორეში რჩება უმაღლესი სიმკვრივის ციური სხეული - ნეიტრონული ვარსკვლავი ან შავი ხვრელი.

სამყარო მუდმივად ცვალებადი მაკროკოსმოსია, სადაც ყოველი საგანი, სუბსტანცია თუ მატერია ტრანსფორმაციისა და ცვლილების მდგომარეობაშია. ეს პროცესები მილიარდობით წლის განმავლობაში გრძელდება. ხანგრძლივობასთან შედარებით ადამიანის სიცოცხლეეს გაუგებარი პერიოდი უზარმაზარია. კოსმიური მასშტაბით, ეს ცვლილებები საკმაოდ წარმავალია. ვარსკვლავები, რომლებსაც ახლა ღამის ცაზე ვხედავთ, იგივე იყო ათასობით წლის წინ, როცა მათი დანახვა შეიძლებოდა ეგვიპტური ფარაონებითუმცა, ფაქტობრივად, მთელი ამ ხნის განმავლობაში ციური სხეულების ფიზიკური მახასიათებლების ცვლილება წამითაც არ შეჩერებულა. ვარსკვლავები იბადებიან, ცოცხლობენ და რა თქმა უნდა ბერდება - ვარსკვლავების ევოლუცია ჩვეულებრივად გრძელდება.

ურსას თანავარსკვლავედის ვარსკვლავების პოზიცია სხვადასხვა ისტორიულ პერიოდში 100 000 წლის წინ შუალედში - ჩვენი დრო და 100 ათასი წლის შემდეგ

ვარსკვლავების ევოლუციის ინტერპრეტაცია საშუალო ადამიანის თვალსაზრისით

საშუალო ადამიანისთვის სივრცე სიმშვიდისა და დუმილის სამყაროა. სინამდვილეში, სამყარო არის გიგანტური ფიზიკური ლაბორატორია, სადაც ხდება უზარმაზარი გარდაქმნები, რომლის დროსაც იცვლება ქიმიური შემადგენლობა. ფიზიკური მახასიათებლებიდა ვარსკვლავების სტრუქტურა. ვარსკვლავის სიცოცხლე გრძელდება მანამ, სანამ ის ანათებს და სითბოს გამოსცემს. თუმცა, ასეთი ბრწყინვალე მდგომარეობა სამუდამოდ არ გრძელდება. უკან ნათელი დაბადებამოჰყვება ვარსკვლავური სიმწიფის პერიოდი, რომელიც აუცილებლად მთავრდება ციური სხეულის დაბერებითა და სიკვდილით.

პროტოვარსკვლავის წარმოქმნა გაზისა და მტვრის ღრუბლიდან 5-7 მილიარდი წლის წინ

ყველა ჩვენი ინფორმაცია ვარსკვლავების შესახებ დღეს ჯდება მეცნიერების ჩარჩოებში. თერმოდინამიკა გვაძლევს ახსნას ჰიდროსტატიკური და თერმული წონასწორობის პროცესების შესახებ, რომელშიც ვარსკვლავური მატერია ბინადრობს. ბირთვული და კვანტური ფიზიკა საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ ბირთვული შერწყმის რთული პროცესი, რომელიც საშუალებას აძლევს ვარსკვლავს არსებობდეს, ასხივებს სითბოს და აძლევს შუქს მიმდებარე სივრცეს. ვარსკვლავის დაბადებისას იქმნება ჰიდროსტატიკური და თერმული წონასწორობა, რომელიც შენარჩუნებულია საკუთარი ენერგიის წყაროებით. ბრწყინვალე მზის ჩასვლისას ვარსკვლავური კარიერაეს ბალანსი დარღვეულია. ჯერი მოდის შეუქცევადი პროცესები, რომლის შედეგია ვარსკვლავის განადგურება ან კოლაფსი - ზეციური სხეულის მყისიერი და ბრწყინვალე სიკვდილის გრანდიოზული პროცესი.

სუპერნოვას აფეთქება არის სამყაროს პირველ წლებში დაბადებული ვარსკვლავის ცხოვრების ნათელი ფინალი.

ვარსკვლავების ფიზიკური მახასიათებლების ცვლილებები განპირობებულია მათი მასით. ობიექტების ევოლუციის სიჩქარეზე გავლენას ახდენს მათი ქიმიური შემადგენლობა და, გარკვეულწილად, არსებული ასტროფიზიკური პარამეტრები - ბრუნვის სიჩქარე და მაგნიტური ველის მდგომარეობა. შეუძლებელია ზუსტად საუბარი იმაზე, თუ როგორ ხდება ყველაფერი რეალურად აღწერილი პროცესების უზარმაზარი ხანგრძლივობის გამო. ევოლუციის სიჩქარე და ტრანსფორმაციის ეტაპები დამოკიდებულია ვარსკვლავის დაბადების დროზე და მის მდებარეობაზე სამყაროში დაბადების მომენტში.

ვარსკვლავების ევოლუცია მეცნიერული თვალსაზრისით

ნებისმიერი ვარსკვლავი იბადება ცივი ვარსკვლავთშორისი გაზის გროვიდან, რომელიც გარე და შიდა გრავიტაციული ძალების გავლენით შეკუმშულია გაზის ბურთის მდგომარეობაში. აირისებრი ნივთიერების შეკუმშვის პროცესი ერთი წუთით არ ჩერდება, რასაც თან ახლავს თერმული ენერგიის კოლოსალური გამოყოფა. ახალი წარმონაქმნის ტემპერატურა იზრდება თერმობირთვული შერწყმის დაწყებამდე. ამ მომენტიდან ვარსკვლავური მატერიის შეკუმშვა ჩერდება და ბალანსი მიიღწევა ობიექტის ჰიდროსტატიკურ და თერმულ მდგომარეობებს შორის. სამყარო ახალი სრულფასოვანი ვარსკვლავით შეივსო.

მთავარი ვარსკვლავის საწვავი არის წყალბადის ატომი გაშვებული თერმობირთვული რეაქციის შედეგად.

ვარსკვლავების ევოლუციაში მათ თერმული ენერგიის წყაროებს ფუნდამენტური მნიშვნელობა აქვს. ვარსკვლავის ზედაპირიდან კოსმოსში გამომავალი გასხივოსნებული და თერმული ენერგია ივსება ციური სხეულის შიდა ფენების გაგრილებით. მუდმივი თერმობირთვული რეაქციები და გრავიტაციული შეკუმშვა ვარსკვლავის ნაწლავებში ანაზღაურებს დანაკარგს. სანამ ვარსკვლავის ნაწლავებში საკმარისი ბირთვული საწვავია, ვარსკვლავი ანათებს ნათელი შუქიდა ასხივებს სითბოს. როგორც კი თერმობირთვული შერწყმის პროცესი შენელდება ან მთლიანად შეჩერდება, ვარსკვლავის შიდა შეკუმშვის მექანიზმი აქტიურდება თერმული და თერმოდინამიკური წონასწორობის შესანარჩუნებლად. ამ ეტაპზე ობიექტი უკვე ასხივებს თერმულ ენერგიას, რომელიც ჩანს მხოლოდ ინფრაწითელ დიაპაზონში.

აღწერილი პროცესებიდან გამომდინარე, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ვარსკვლავების ევოლუცია წარმოადგენს ვარსკვლავური ენერგიის წყაროების თანმიმდევრულ ცვლილებას. თანამედროვე ასტროფიზიკაში ვარსკვლავების ტრანსფორმაციის პროცესები შეიძლება მოწყობილი იყოს სამი მასშტაბის მიხედვით:

• ბირთვული ვადები;
• ვარსკვლავის სიცოცხლის თერმული პერიოდი;
• სანათურის სიცოცხლის დინამიური სეგმენტი (ფინალი).

თითოეულ ცალკეულ შემთხვევაში განიხილება ის პროცესები, რომლებიც განსაზღვრავს ვარსკვლავის ასაკს, მის ფიზიკურ მახასიათებლებს და ობიექტის სიკვდილის ტიპს. ბირთვული ვადები საინტერესოა მანამ, სანამ ობიექტი იკვებება საკუთარი სითბოს წყაროებით და ასხივებს ენერგიას, რომელიც ბირთვული რეაქციების პროდუქტია. ამ ეტაპის ხანგრძლივობა ფასდება წყალბადის რაოდენობის განსაზღვრით, რომელიც გარდაიქმნება ჰელიუმად თერმობირთვული შერწყმის დროს. რაც უფრო დიდია ვარსკვლავის მასა, მით მეტია ბირთვული რეაქციების ინტენსივობა და, შესაბამისად, უფრო მაღალია ობიექტის სიკაშკაშე.

სხვადასხვა ვარსკვლავების ზომები და მასები, დაწყებული სუპერგიგანტიდან წითელ ჯუჯამდე

თერმული დროის მასშტაბი განსაზღვრავს ევოლუციის იმ ეტაპს, რომლის დროსაც ვარსკვლავი ხარჯავს მთელ თავის თერმულ ენერგიას. ეს პროცესი იწყება იმ მომენტიდან, როდესაც წყალბადის ბოლო მარაგი იხარჯება და ბირთვული რეაქციები ჩერდება. ობიექტის ბალანსის შესანარჩუნებლად იწყება შეკუმშვის პროცესი. ვარსკვლავური მატერია ცენტრისკენ ეცემა. ამ შემთხვევაში კინეტიკური ენერგია გარდაიქმნება თერმულ ენერგიად, რომელიც იხარჯება ვარსკვლავის შიგნით საჭირო ტემპერატურის ბალანსის შენარჩუნებაზე. ენერგიის ნაწილი გადის გარე სივრცეში.

იმის გათვალისწინებით, რომ ვარსკვლავების სიკაშკაშე განისაზღვრება მათი მასით, ობიექტის შეკუმშვის მომენტში მისი სიკაშკაშე სივრცეში არ იცვლება.

ვარსკვლავი მთავარი მიმდევრობისკენ მიმავალ გზაზე

ვარსკვლავის ფორმირება ხდება დინამიური დროის მასშტაბის მიხედვით. ვარსკვლავური გაზი თავისუფლად ეცემა შიგნით ცენტრისკენ, ზრდის სიმკვრივეს და წნევას მომავალი ობიექტის ნაწლავებში. რაც უფრო მაღალია სიმკვრივე გაზის ბურთის ცენტრში, მით უფრო მაღალია ტემპერატურა ობიექტის შიგნით. ამ მომენტიდან სითბო ხდება ციური სხეულის მთავარი ენერგია. რაც უფრო დიდია სიმკვრივე და რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით მეტია წნევა სიღრმეებში მომავალი ვარსკვლავი. ჩერდება მოლეკულების და ატომების თავისუფალი ვარდნა და ჩერდება ვარსკვლავური აირის შეკუმშვის პროცესი. ობიექტის ამ მდგომარეობას ჩვეულებრივ პროტოვარსკვლავს უწოდებენ. ობიექტი 90% მოლეკულური წყალბადია. როდესაც ტემპერატურა 1800K-ს მიაღწევს, წყალბადი გადადის ატომურ მდგომარეობაში. დაშლის პროცესში ენერგია იხარჯება და ტემპერატურის მატება ნელდება.

სამყარო 75% შედგება მოლეკულური წყალბადისგან, რომელიც პროტოვარსკვლავების წარმოქმნის დროს გადაიქცევა ატომურ წყალბადად - ვარსკვლავის ბირთვულ საწვავად.

ამ მდგომარეობაში, გაზის ბურთის შიგნით წნევა მცირდება, რითაც თავისუფლებას ანიჭებს შეკუმშვის ძალას. ეს თანმიმდევრობა მეორდება ყოველ ჯერზე, როცა წყალბადი ჯერ იონიზდება, შემდეგ კი ჰელიუმი იონიზდება. 105 K ტემპერატურაზე გაზი მთლიანად იონიზებულია, ვარსკვლავის შეკუმშვა ჩერდება და ჩნდება ობიექტის ჰიდროსტატიკური წონასწორობა. ვარსკვლავის შემდგომი ევოლუცია მოხდება თერმული დროის მასშტაბის შესაბამისად, გაცილებით ნელი და თანმიმდევრული.

პროტოვარსკვლავის რადიუსი ფორმირების დაწყებიდან 100 ა.ე.-დან მცირდება. ¼ მდე ობიექტი გაზის ღრუბლის შუაშია. ვარსკვლავური გაზის ღრუბლის გარე უბნებიდან ნაწილაკების აკრეციის შედეგად ვარსკვლავის მასა მუდმივად გაიზრდება. შესაბამისად, ობიექტის შიგნით ტემპერატურა გაიზრდება, რასაც თან ახლავს კონვექციის პროცესი - ენერგიის გადატანა ვარსკვლავის შიდა ფენებიდან მის გარე კიდეზე. შემდგომში, ციური სხეულის შიგნით ტემპერატურის მატებასთან ერთად, კონვექცია იცვლება რადიაციული გადაცემით, რომელიც მოძრაობს ვარსკვლავის ზედაპირისკენ. ამ მომენტში, ობიექტის სიკაშკაშე სწრაფად იზრდება, ასევე იზრდება ვარსკვლავური ბურთის ზედაპირული ფენების ტემპერატურაც.

კონვექციური პროცესები და რადიაციის გადაცემა ახლად წარმოქმნილ ვარსკვლავში თერმობირთვული შერწყმის რეაქციების დაწყებამდე

მაგალითად, ჩვენი მზის მასის იდენტური მასის მქონე ვარსკვლავებისთვის, პროტოვარსკვლავური ღრუბლის შეკუმშვა მხოლოდ რამდენიმე ასეულ წელიწადში ხდება. რაც შეეხება ობიექტის ფორმირების ბოლო ეტაპს, ვარსკვლავური მატერიის კონდენსაცია მილიონობით წელიწადია გადაჭიმული. მზე საკმაოდ სწრაფად მოძრაობს მთავარი მიმდევრობისკენ და ამ მოგზაურობას ასობით მილიონი ან მილიარდი წელი დასჭირდება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, რაც უფრო დიდია ვარსკვლავის მასა, მით უფრო დიდი დროა დახარჯული სრულფასოვანი ვარსკვლავის ფორმირებაზე. ვარსკვლავი, რომლის მასა 15 მ-ია, მთავარი მიმდევრობისკენ მიმავალ გზაზე გაცილებით მეტხანს - დაახლოებით 60 ათასი წლის განმავლობაში გადაადგილდება.

ძირითადი თანმიმდევრობის ეტაპი

მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი თერმობირთვული შერწყმის რეაქცია იწყება დაბალ ტემპერატურაზე, წყალბადის წვის ძირითადი ფაზა იწყება 4 მილიონი გრადუს ტემპერატურაზე. ამ მომენტიდან იწყება ძირითადი თანმიმდევრობის ფაზა. თამაშში შემოდის ახალი ფორმავარსკვლავური ენერგიის რეპროდუქცია - ბირთვული. ობიექტის შეკუმშვის დროს გამოთავისუფლებული კინეტიკური ენერგია ფონზე ქრება. მიღწეული ბალანსი უზრუნველყოფს ხანგრძლივ და წყნარი ცხოვრებავარსკვლავი მთავარი მიმდევრობის საწყის ფაზაში.

წყალბადის ატომების დაშლა და დაშლა ვარსკვლავის შიგნით თერმობირთვული რეაქციის დროს

ამ მომენტიდან ვარსკვლავის სიცოცხლეზე დაკვირვება აშკარად უკავშირდება მთავარი მიმდევრობის ფაზას, რომელიც ციური სხეულების ევოლუციის მნიშვნელოვანი ნაწილია. სწორედ ამ ეტაპზეა, რომ ვარსკვლავური ენერგიის ერთადერთი წყარო წყალბადის წვის შედეგია. ობიექტი წონასწორობის მდგომარეობაშია. ბირთვული საწვავის მოხმარებისას იცვლება ობიექტის მხოლოდ ქიმიური შემადგენლობა. მზის ყოფნა მთავარ მიმდევრობის ფაზაში გაგრძელდება დაახლოებით 10 მილიარდი წელი. ეს არის რამდენი დრო დასჭირდება ჩვენს მშობლიურ ვარსკვლავს წყალბადის მთელი მარაგის გამოყენებას. რაც შეეხება მასიურ ვარსკვლავებს, მათი ევოლუცია უფრო სწრაფად ხდება. მეტი ენერგიის გამოსხივებით, მასიური ვარსკვლავი რჩება მთავარ მიმდევრობის ფაზაში მხოლოდ 10-20 მილიონი წლის განმავლობაში.

ნაკლები მასიური ვარსკვლავები ღამის ცაზე გაცილებით დიდხანს იწვის. ამრიგად, 0,25 M მასის ვარსკვლავი დარჩება მთავარ მიმდევრობის ფაზაში ათობით მილიარდი წლის განმავლობაში.

ჰერცსპრუნგ-რასელის დიაგრამა, რომელიც აფასებს ვარსკვლავთა სპექტრსა და მათ სიკაშკაშეს შორის ურთიერთობას. პუნქტები დიაგრამაზე - მდებარეობა ცნობილი ვარსკვლავები. ისრები მიუთითებს ვარსკვლავების გადაადგილებაზე მთავარი მიმდევრობიდან გიგანტურ და თეთრ ჯუჯა ფაზებში.

ვარსკვლავების ევოლუციის წარმოსადგენად, უბრალოდ შეხედეთ დიაგრამას, რომელიც ახასიათებს ციური სხეულის გზას ძირითადი თანმიმდევრობით. ზედა ნაწილიგრაფიკა ნაკლებად გაჯერებულია ობიექტებით, რადგან აქ არის კონცენტრირებული მასიური ვარსკვლავები. ეს მდებარეობა აიხსნება მათი მოკლე სასიცოცხლო ციკლით. დღეს ცნობილი ვარსკვლავებიდან ზოგიერთის მასა 70 მ-ია. ობიექტები, რომელთა მასა აღემატება 100 მ ზედა ზღვარს, შეიძლება საერთოდ არ ჩამოყალიბდეს.

ზეციურ სხეულებს, რომელთა მასა 0,08 მ-ზე ნაკლებია, არ აქვთ შესაძლებლობა გადალახონ კრიტიკული მასა, რომელიც საჭიროა თერმობირთვული შერწყმის დასაწყებად და დარჩებიან ცივი მთელი ცხოვრების მანძილზე. ყველაზე პატარა პროტოვარსკვლავები იშლება და ქმნიან პლანეტის მსგავს ჯუჯებს.

პლანეტის მსგავსი ყავისფერი ჯუჯა ჩვეულებრივ ვარსკვლავთან (ჩვენი მზე) და პლანეტა იუპიტერთან შედარებით

მიმდევრობის ბოლოში არის კონცენტრირებული ობიექტები, სადაც დომინირებს ვარსკვლავები, რომელთა მასა ტოლია ჩვენი მზის მასისა და ოდნავ მეტი. მთავარი მიმდევრობის ზედა და ქვედა ნაწილებს შორის წარმოსახვითი საზღვარი არის ობიექტები, რომელთა მასა არის – 1,5 მ.

ვარსკვლავური ევოლუციის შემდგომი ეტაპები

ვარსკვლავის მდგომარეობის განვითარების თითოეული ვარიანტი განისაზღვრება მისი მასით და დროის ხანგრძლივობით, რომლის დროსაც ხდება ვარსკვლავური მატერიის ტრანსფორმაცია. თუმცა, სამყარო მრავალმხრივი და რთული მექანიზმია, ამიტომ ვარსკვლავების ევოლუციას სხვა გზებიც შეუძლია.

მთავარი მიმდევრობის გასწვრივ მოგზაურობისას ვარსკვლავს, რომლის მასა დაახლოებით მზის მასის ტოლია, აქვს სამი ძირითადი მარშრუტი:

1. იცხოვრე მშვიდად და დაისვენე მშვიდად სამყაროს უკიდეგანო სივრცეებში;
2. შედიან წითელი გიგანტის ფაზაში და ნელ-ნელა ბერდება;
3. გახდეს თეთრი ჯუჯა, აფეთქდეს როგორც სუპერნოვა და გახდეს ნეიტრონული ვარსკვლავი.

პროტოვარსკვლავების ევოლუციის შესაძლო ვარიანტები დამოკიდებულია დროზე, ობიექტების ქიმიურ შემადგენლობაზე და მათ მასაზე

ძირითადი თანმიმდევრობის შემდეგ იწყება გიგანტური ფაზა. ამ დროისთვის ვარსკვლავის ნაწლავებში წყალბადის მარაგი მთლიანად ამოიწურება, ობიექტის ცენტრალური რეგიონი ჰელიუმის ბირთვია და თერმობირთვული რეაქციები ობიექტის ზედაპირზე გადადის. თერმობირთვული შერწყმის გავლენით, გარსი ფართოვდება, მაგრამ იზრდება ჰელიუმის ბირთვის მასა. რეგულარული ვარსკვლავიწითელ გიგანტად იქცევა.

გიგანტური ფაზა და მისი მახასიათებლები

დაბალი მასის მქონე ვარსკვლავებში ბირთვის სიმკვრივე ხდება კოლოსალური, რაც ვარსკვლავური მატერიის გადაგვარებულ რელატივისტურ გაზად აქცევს. თუ ვარსკვლავის მასა ოდნავ მეტია 0,26 მ-ზე, წნევისა და ტემპერატურის ზრდა იწვევს ჰელიუმის სინთეზის დაწყებას, რომელიც მოიცავს ობიექტის მთელ ცენტრალურ რეგიონს. ამ მომენტიდან ვარსკვლავის ტემპერატურა სწრაფად იზრდება. პროცესის მთავარი მახასიათებელია ის, რომ გადაგვარებულ გაზს არ აქვს გაფართოების უნარი. მაღალი ტემპერატურის გავლენით იზრდება მხოლოდ ჰელიუმის დაშლის სიჩქარე, რასაც თან ახლავს ფეთქებადი რეაქცია. ასეთ მომენტებში შეგვიძლია დავაკვირდეთ ჰელიუმის ციმციმს. ობიექტის სიკაშკაშე ასჯერ იზრდება, მაგრამ ვარსკვლავის აგონია გრძელდება. ვარსკვლავი გადადის ახალ მდგომარეობაში, სადაც ყველა თერმოდინამიკური პროცესი ხდება ჰელიუმის ბირთვში და გამონადენ გარე გარსში.

მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავის სტრუქტურა მზის ტიპიდა წითელი გიგანტი იზოთერმული ჰელიუმის ბირთვით და ფენოვანი ნუკლეოსინთეზის ზონით

ეს მდგომარეობა დროებითია და არასტაბილურია. ვარსკვლავური მატერია მუდმივად შერეულია და მისი მნიშვნელოვანი ნაწილი იფეთქება მიმდებარე სივრცეში და ქმნის პლანეტურ ნისლეულს. ცენტრში რჩება ცხელი ბირთვი, რომელსაც თეთრი ჯუჯა ეწოდება.

დიდი მასის მქონე ვარსკვლავებისთვის ზემოთ ჩამოთვლილი პროცესები არც ისე კატასტროფულია. ჰელიუმის წვას ცვლის ნახშირბადის და სილიციუმის ბირთვული დაშლის რეაქცია. საბოლოოდ ვარსკვლავის ბირთვი გადაიქცევა ვარსკვლავის რკინად. გიგანტური ფაზა განისაზღვრება ვარსკვლავის მასით. რაც უფრო დიდია ობიექტის მასა, მით უფრო დაბალია ტემპერატურა მის ცენტრში. ეს აშკარად არ არის საკმარისი ნახშირბადის და სხვა ელემენტების ბირთვული დაშლის რეაქციის გამოსაწვევად.

თეთრი ჯუჯის ბედი - ნეიტრონული ვარსკვლავი ან შავი ხვრელი

როგორც კი თეთრ ჯუჯა მდგომარეობაშია, ობიექტი უკიდურესად არასტაბილურ მდგომარეობაშია. შეჩერებული ბირთვული რეაქციები იწვევს წნევის ვარდნას, ბირთვი გადადის კოლაფსის მდგომარეობაში. ამ შემთხვევაში გამოთავისუფლებული ენერგია იხარჯება რკინის ჰელიუმის ატომებად დაშლაზე, რომელიც შემდგომში პროტონებად და ნეიტრონად იშლება. მიმდინარე პროცესი სწრაფი ტემპით ვითარდება. ვარსკვლავის კოლაფსი ახასიათებს მასშტაბის დინამიურ სეგმენტს და დროში წამის ნაწილს იღებს. ბირთვული საწვავის ნარჩენების წვა ფეთქებად ხდება, რაც წამის მეასედში ათავისუფლებს ენერგიის კოლოსალურ რაოდენობას. ეს სავსებით საკმარისია ობიექტის ზედა ფენების აფეთქებისთვის. თეთრი ჯუჯის ბოლო ეტაპი არის სუპერნოვას აფეთქება.

ვარსკვლავის ბირთვი იწყებს კოლაფსს (მარცხნივ). კოლაფსი ქმნის ნეიტრონულ ვარსკვლავს და ქმნის ენერგიის ნაკადს ვარსკვლავის გარე შრეებში (ცენტრში). ენერგია გამოიყოფა, როდესაც ვარსკვლავის გარე ფენები იშლება სუპერნოვას აფეთქების დროს (მარჯვნივ).

დარჩენილი სუპერმკვრივი ბირთვი იქნება პროტონებისა და ელექტრონების გროვა, რომლებიც ერთმანეთს ეჯახებიან ნეიტრონების წარმოქმნით. სამყარო ახალი ობიექტით - ნეიტრონული ვარსკვლავით შეივსო. მაღალი სიმკვრივის გამო, ბირთვი ხდება გადაგვარებული და ბირთვის კოლაფსის პროცესი ჩერდება. თუ ვარსკვლავის მასა საკმარისად დიდი იქნებოდა, კოლაფსი შეიძლება გაგრძელდეს მანამ, სანამ დარჩენილი ვარსკვლავური მატერია საბოლოოდ არ მოხვდება ობიექტის ცენტრში და წარმოქმნის შავ ხვრელს.

ვარსკვლავური ევოლუციის ბოლო ნაწილის ახსნა

ნორმალური წონასწორობის ვარსკვლავებისთვის აღწერილი ევოლუციის პროცესები ნაკლებად სავარაუდოა. თუმცა, თეთრი ჯუჯებისა და ნეიტრონული ვარსკვლავების არსებობა ადასტურებს ვარსკვლავური მატერიის შეკუმშვის პროცესების რეალურ არსებობას. ასეთი ობიექტების მცირე რაოდენობა სამყაროში მიუთითებს მათი არსებობის დროებითობაზე. ვარსკვლავური ევოლუციის საბოლოო ეტაპი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორი ტიპის თანმიმდევრული ჯაჭვით:

• ნორმალური ვარსკვლავი - წითელი გიგანტი - გარე ფენების დაღვრა - თეთრი ჯუჯა;
• მასიური ვარსკვლავი - წითელი სუპერგიგანტი - სუპერნოვას აფეთქება - ნეიტრონული ვარსკვლავი ან შავი ხვრელი - არარაობა.

ვარსკვლავების ევოლუციის დიაგრამა. ვარსკვლავების სიცოცხლის გაგრძელების ვარიანტები მთავარი მიმდევრობის გარეთ.

საკმაოდ რთულია მეცნიერული თვალსაზრისით ახსნა მიმდინარე პროცესები. ბირთვული მეცნიერები თანხმდებიან, რომ ვარსკვლავური ევოლუციის ბოლო ეტაპის შემთხვევაში საქმე გვაქვს მატერიის დაღლილობასთან. ხანგრძლივი მექანიკური, თერმოდინამიკური ზემოქმედების შედეგად მატერია იცვლის მას ფიზიკური თვისებები. ვარსკვლავური მატერიის დაღლილობამ, რომელიც ამოწურულია ხანგრძლივი ბირთვული რეაქციებით, შეიძლება ახსნას დეგენერირებული ელექტრონული გაზის გამოჩენა, მისი შემდგომი ნეიტრონიზაცია და განადგურება. თუ ყველა ზემოაღნიშნული პროცესი იწყება თავიდან ბოლომდე, ვარსკვლავური მატერია წყვეტს ფიზიკურ სუბსტანციას - ვარსკვლავი ქრება სივრცეში და არაფერს ტოვებს უკან.

ვარსკვლავთშორისი ბუშტები და გაზისა და მტვრის ღრუბლები, რომლებიც ვარსკვლავების დაბადების ადგილია, მხოლოდ გაუჩინარებული და აფეთქებული ვარსკვლავებით ვერ შეივსება. სამყარო და გალაქტიკები წონასწორულ მდგომარეობაში არიან. მასის მუდმივი დაკარგვა ხდება, ვარსკვლავთშორისი სივრცის სიმკვრივე მცირდება გარე სივრცის ერთ ნაწილში. შესაბამისად, სამყაროს სხვა ნაწილში იქმნება პირობები ახალი ვარსკვლავების ფორმირებისთვის. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სქემა მუშაობს: თუ მატერიის გარკვეული რაოდენობა დაიკარგა ერთ ადგილას, სამყაროს სხვა ადგილას მატერიის იგივე რაოდენობა ჩნდება სხვა ფორმით.

ბოლოს და ბოლოს

ვარსკვლავების ევოლუციის შესწავლით მივდივართ დასკვნამდე, რომ სამყარო არის გიგანტური იშვიათი ხსნარი, რომელშიც მატერიის ნაწილი გარდაიქმნება წყალბადის მოლეკულებად, რომლებიც წარმოადგენენ ვარსკვლავების სამშენებლო მასალას. მეორე ნაწილი იხსნება სივრცეში, ქრება მატერიალური შეგრძნებების სფეროდან. შავი ხვრელი ამ გაგებით არის მთელი მასალის ანტიმატერიაში გადასვლის ადგილი. საკმაოდ რთულია იმის სრულად გაგება, თუ რა ხდება, მით უმეტეს, თუ ვარსკვლავების ევოლუციის შესწავლისას მხოლოდ ბირთვული, კვანტური ფიზიკისა და თერმოდინამიკის კანონებს ეყრდნობი. ამ საკითხის შესწავლაში უნდა ჩაერთოს ფარდობითი ალბათობის თეორია, რომელიც იძლევა სივრცის გამრუდების საშუალებას, ერთი ენერგიის მეორეში, ერთი მდგომარეობის მეორეში გადაქცევის საშუალებას.

თითოეულმა ჩვენგანმა სიცოცხლეში ერთხელ მაინც შეხედა ვარსკვლავურ ცას. ვიღაცამ შეხედა ამ სილამაზეს, განიცადა რომანტიული გრძნობები, მეორე ცდილობდა გაეგო, საიდან მოდის მთელი ეს სილამაზე. სიცოცხლე კოსმოსში, ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლისგან განსხვავებით, განსხვავებული სიჩქარით მიედინება. გარე სივრცეში დრო ცხოვრობს თავის კატეგორიებში და სამყაროში უზარმაზარია. ჩვენ იშვიათად ვფიქრობთ იმაზე, რომ გალაქტიკების და ვარსკვლავების ევოლუცია მუდმივად ხდება ჩვენს თვალწინ. ყოველი ობიექტი უზარმაზარ სივრცეში არის გარკვეული ფიზიკური პროცესების შედეგი. გალაქტიკებს, ვარსკვლავებს და პლანეტებსაც კი აქვთ განვითარების ძირითადი ფაზები.

ჩვენი პლანეტა და ჩვენ ყველანი ვართ დამოკიდებული ჩვენს ვარსკვლავზე. რამდენ ხანს გვახარებს მზე თავისი სითბოთი, მზის სისტემაში სიცოცხლის ჩასუნთქვით? რა გველოდება მომავალში მილიონობით და მილიარდობით წლის შემდეგ? ამ მხრივ, საინტერესოა მეტის გაცნობა ასტრონომიული ობიექტების ევოლუციის ეტაპებზე, საიდან მოდის ვარსკვლავები და როგორ მთავრდება ღამის ცაზე ამ შესანიშნავი მნათობების სიცოცხლე.

ვარსკვლავების წარმოშობა, დაბადება და ევოლუცია

ვარსკვლავებისა და პლანეტების ევოლუცია, რომლებიც ბინადრობენ ჩვენს გალაქტიკაში ირმის ნახტომიდა მთელი სამყარო, უმეტესწილადკარგად შესწავლილი. სივრცეში, ფიზიკის კანონები ურყევია და გვეხმარება კოსმოსური ობიექტების წარმოშობის გაგებაში. ამ შემთხვევაში, ჩვეულებრივად უნდა დაეყრდნოთ დიდი აფეთქების თეორიას, რომელიც ახლა დომინანტური დოქტრინაა სამყაროს წარმოშობის პროცესის შესახებ. მოვლენა, რომელმაც შეძრა სამყარო და სამყაროს ჩამოყალიბებამდე მიიყვანა, კოსმოსური სტანდარტებით ელვისებურია. კოსმოსისთვის ვარსკვლავის დაბადებიდან სიკვდილამდე წუთები გადის. დიდი მანძილი ქმნის სამყაროს მუდმივობის ილუზიას. ვარსკვლავი, რომელიც შორს ანათებს, ანათებს ჩვენზე მილიარდობით წლის განმავლობაში, ამ დროს ის შესაძლოა აღარ არსებობდეს.

გალაქტიკისა და ვარსკვლავების ევოლუციის თეორია არის დიდი აფეთქების თეორიის განვითარება. დოქტრინა ვარსკვლავების დაბადებისა და ვარსკვლავური სისტემების გაჩენის შესახებ გამოირჩევა იმ მასშტაბით, რაც ხდება და დროის ჩარჩოებით, რომელიც, მთლიანი სამყაროსგან განსხვავებით, შეიძლება დაკვირვება თანამედროვე მეცნიერების საშუალებით.

ვარსკვლავების სასიცოცხლო ციკლის შესწავლისას შეგიძლიათ გამოიყენოთ ჩვენთან უახლოესი ვარსკვლავის მაგალითი. მზე არის ერთ-ერთი ასობით ტრილიონი ვარსკვლავიდან ჩვენს ხედვაში. გარდა ამისა, დედამიწიდან მზემდე მანძილი (150 მილიონი კმ) იძლევა უნიკალურ შესაძლებლობას ობიექტის გაუსვლელად შესწავლა. მზის სისტემა. მიღებული ინფორმაცია საშუალებას მოგცემთ გაიგოთ დეტალურად, თუ როგორ არის აგებული სხვა ვარსკვლავები, რამდენად სწრაფად იშლება ეს გიგანტური სითბოს წყაროები, როგორია ვარსკვლავის განვითარების ეტაპები და როგორი იქნება ამ ბრწყინვალე ცხოვრების დასასრული - მშვიდი და ბუნდოვანი. ან ცქრიალა, ფეთქებადი.

დიდი აფეთქების შემდეგ პაწაწინა ნაწილაკებიჩამოყალიბდა ვარსკვლავთშორისი ღრუბლები, რომლებიც იქცა „სამშობიარო საავადმყოფოდ“ ტრილიონობით ვარსკვლავისთვის. დამახასიათებელია, რომ ყველა ვარსკვლავი ერთდროულად დაიბადა შეკუმშვისა და გაფართოების შედეგად. კოსმოსური აირის ღრუბლებში შეკუმშვა მოხდა მისივე გრავიტაციის და მსგავსი პროცესების გავლენის ქვეშ ახალ ვარსკვლავებში მეზობლად. გაფართოება წარმოიშვა ვარსკვლავთშორისი გაზის შიდა წნევის და გაზის ღრუბელში მაგნიტური ველების გავლენის შედეგად. ამავდროულად, ღრუბელი თავისუფლად ბრუნავდა მისი მასის ცენტრის გარშემო.

აფეთქების შემდეგ წარმოქმნილი გაზის ღრუბლები შედგება 98% ატომური და მოლეკულური წყალბადისა და ჰელიუმისგან. ამ მასივის მხოლოდ 2% შედგება მტვრისგან და მყარი მიკროსკოპული ნაწილაკებისგან. ადრე ითვლებოდა, რომ ნებისმიერი ვარსკვლავის ცენტრში დევს რკინის ბირთვი, რომელიც თბება მილიონ გრადუსამდე ტემპერატურამდე. სწორედ ამ ასპექტმა ახსნა ვარსკვლავის გიგანტური მასა.

დაპირისპირებაში ფიზიკური ძალაშეკუმშვის ძალები ჭარბობდა, რადგან ენერგიის გამოყოფის შედეგად მიღებული შუქი არ აღწევს გაზის ღრუბელში. სინათლე, გამოთავისუფლებული ენერგიის ნაწილთან ერთად, ვრცელდება გარედან, რის შედეგადაც იქმნება ნულოვანი ტემპერატურა და დაბალი წნევის ზონა გაზის მკვრივი დაგროვების შიგნით. ამ მდგომარეობაში ყოფნისას, კოსმოსური გაზი სწრაფად იკუმშება, გრავიტაციული მიზიდულობის ძალების გავლენა იწვევს იმ ფაქტს, რომ ნაწილაკები იწყებენ ვარსკვლავური მატერიის ფორმირებას. როდესაც გაზის შეგროვება მკვრივია, ინტენსიური შეკუმშვა იწვევს ვარსკვლავური მტევნის წარმოქმნას. როდესაც გაზის ღრუბლის ზომა მცირეა, შეკუმშვა იწვევს ერთი ვარსკვლავის წარმოქმნას.

მოკლე აღწერა იმისა, რაც ხდება, არის ის, რომ მომავალი ვარსკვლავი გადის ორ ეტაპს - სწრაფი და ნელი შეკუმშვა პროტოვარსკვლავის მდგომარეობამდე. მარტივად რომ ვთქვათ და მკაფიო ენაზე, სწრაფი შეკუმშვა არის ვარსკვლავური მატერიის დაცემა პროტოვარსკვლავის ცენტრისკენ. ნელი შეკუმშვა უკვე ხდება პროტოვარსკვლავის ჩამოყალიბებული ცენტრის ფონზე. მომდევნო ასობით ათასი წლის განმავლობაში ახალი წარმონაქმნი მცირდება ზომით და მისი სიმკვრივე მილიონჯერ იზრდება. თანდათანობით, პროტოვარსკვლავი ხდება გაუმჭვირვალე ვარსკვლავური მატერიის მაღალი სიმკვრივის გამო და მიმდინარე შეკუმშვა იწვევს შინაგანი რეაქციების მექანიზმს. შიდა წნევისა და ტემპერატურის ზრდა იწვევს მომავალი ვარსკვლავის საკუთარი სიმძიმის ცენტრის ფორმირებას.

პროტოვარსკვლავი ამ მდგომარეობაში რჩება მილიონობით წლის განმავლობაში, ნელ-ნელა გამოსცემს სითბოს და თანდათან მცირდება, ზომაში მცირდება. შედეგად, ახალი ვარსკვლავის კონტურები ჩნდება და მისი მატერიის სიმკვრივე ხდება წყლის სიმკვრივესთან შედარებით.

საშუალოდ, ჩვენი ვარსკვლავის სიმკვრივეა 1,4 კგ/სმ3 – თითქმის იგივეა, რაც წყლის სიმკვრივე მარილიან მკვდარ ზღვაში. ცენტრში მზეს აქვს 100 კგ/სმ3 სიმკვრივე. ვარსკვლავური მატერია არ არის თხევად მდგომარეობაში, მაგრამ არსებობს პლაზმის სახით.

უზარმაზარი წნევის და დაახლოებით 100 მილიონი K ტემპერატურის გავლენის ქვეშ იწყება წყალბადის ციკლის თერმობირთვული რეაქციები. შეკუმშვა ჩერდება, ობიექტის მასა იზრდება, როდესაც გრავიტაციული ენერგია გარდაიქმნება წყალბადის თერმობირთვულ წვად. ამ მომენტიდან ახალი ვარსკვლავი, რომელიც ასხივებს ენერგიას, იწყებს მასის დაკარგვას.

ვარსკვლავის წარმოქმნის ზემოთ აღწერილი ვერსია მხოლოდ პრიმიტიული დიაგრამაა, რომელიც აღწერს ვარსკვლავის ევოლუციისა და დაბადების საწყის ეტაპს. დღეს ასეთი პროცესები ჩვენს გალაქტიკაში და მთელ სამყაროში პრაქტიკულად უხილავია ვარსკვლავური მასალის ინტენსიური ამოწურვის გამო. ჩვენი გალაქტიკის დაკვირვების მთელ შეგნებულ ისტორიაში აღინიშნა ახალი ვარსკვლავების მხოლოდ იზოლირებული გამოჩენა. სამყაროს მასშტაბით, ეს მაჩვენებელი შეიძლება გაიზარდოს ასობით და ათასობით ჯერ.

მათი ცხოვრების უმეტესი პერიოდის განმავლობაში, პროტოვარსკვლავები ადამიანის თვალისგან იმალება მტვრიანი ჭურვით. ბირთვიდან გამოსხივება შეიძლება მხოლოდ ინფრაწითელში დაფიქსირდეს, რაც ერთადერთი გზაა ვარსკვლავის დაბადების დასანახად. მაგალითად, 1967 წელს ორიონის ნისლეულში ასტროფიზიკოსებმა აღმოაჩინეს ინფრაწითელ დიაპაზონში ახალი ვარსკვლავი, რომლის რადიაციის ტემპერატურა იყო 700 გრადუსი კელვინი. შემდგომში გაირკვა, რომ პროტოვარსკვლავების სამშობლო არის კომპაქტური წყაროები, რომლებიც არსებობს არა მხოლოდ ჩვენს გალაქტიკაში, არამედ სამყაროს სხვა შორეულ კუთხეებშიც. ინფრაწითელი გამოსხივების გარდა, ახალი ვარსკვლავების დაბადების ადგილი აღინიშნება ინტენსიური რადიოსიგნალებით.

შესწავლის პროცესი და ვარსკვლავების ევოლუცია

ვარსკვლავების შეცნობის მთელი პროცესი შეიძლება დაიყოს რამდენიმე ეტაპად. თავიდანვე უნდა განსაზღვროთ მანძილი ვარსკვლავამდე. ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ რამდენად შორს არის ვარსკვლავი ჩვენგან და რამდენი ხანი მოდის მისგან შუქი, იძლევა წარმოდგენას იმის შესახებ, თუ რა დაემართა ვარსკვლავს მთელი ამ დროის განმავლობაში. მას შემდეგ რაც ადამიანმა ისწავლა მანძილის გაზომვა შორეულ ვარსკვლავებამდე, გაირკვა, რომ ვარსკვლავები იგივეა, რაც მზეები, მხოლოდ სხვადასხვა ზომის და სხვადასხვა ბედი. ვარსკვლავამდე მანძილის ცოდნა, სინათლის დონე და გამოსხივებული ენერგიის რაოდენობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვარსკვლავის თერმობირთვული შერწყმის პროცესის დასათვალიერებლად.

ვარსკვლავამდე მანძილის განსაზღვრის შემდეგ შეგიძლიათ გამოიყენოთ სპექტრალური ანალიზიგამოთვალეთ ვარსკვლავის ქიმიური შემადგენლობა და გაარკვიეთ მისი სტრუქტურა და ასაკი. სპექტროგრაფის გამოჩენის წყალობით მეცნიერებს საშუალება აქვთ შეისწავლონ ვარსკვლავური შუქის ბუნება. ამ მოწყობილობას შეუძლია განსაზღვროს და გაზომოს ვარსკვლავური მატერიის აირის შემადგენლობა, რომელსაც ვარსკვლავი ფლობს სხვადასხვა ეტაპებიმისი არსებობის.

მზისა და სხვა ვარსკვლავების ენერგიის სპექტრული ანალიზის შესწავლით, მეცნიერები მივიდნენ დასკვნამდე, რომ ვარსკვლავებისა და პლანეტების ევოლუციას საერთო ფესვები აქვს. ყველა კოსმოსურ სხეულს აქვს ერთი და იგივე ტიპი, მსგავსი ქიმიური შემადგენლობა და წარმოიშვა ერთი და იგივე მატერიიდან, რომელიც წარმოიშვა დიდი აფეთქების შედეგად.

ვარსკვლავური მატერია შედგება იგივე ქიმიური ელემენტებისაგან (თუნდაც რკინით), როგორც ჩვენი პლანეტა. განსხვავება მხოლოდ გარკვეული ელემენტების რაოდენობასა და მზეზე და დედამიწის მყარ ზედაპირზე მიმდინარე პროცესებშია. ეს არის ის, რაც განასხვავებს ვარსკვლავებს სამყაროს სხვა ობიექტებისგან. ვარსკვლავების წარმოშობა ასევე უნდა განიხილებოდეს სხვა ფიზიკური დისციპლინის კონტექსტში: კვანტური მექანიკა. ამ თეორიის თანახმად, მატერია, რომელიც განსაზღვრავს ვარსკვლავურ მატერიას, შედგება მუდმივად გამყოფი ატომებისა და ელემენტარული ნაწილაკებისგან, რომლებიც ქმნიან საკუთარ მიკროსამყაროს. ამ თვალსაზრისით საინტერესოა ვარსკვლავების სტრუქტურა, შემადგენლობა, სტრუქტურა და ევოლუცია. როგორც გაირკვა, ჩვენი ვარსკვლავისა და მრავალი სხვა ვარსკვლავის მასის ძირითადი ნაწილი მხოლოდ ორი ელემენტისგან შედგება - წყალბადი და ჰელიუმი. ვარსკვლავების სტრუქტურის აღწერის თეორიული მოდელი საშუალებას მოგვცემს გავიგოთ მათი სტრუქტურა და ძირითადი განსხვავება სხვა კოსმოსური ობიექტებისგან.

მთავარი მახასიათებელი ის არის, რომ სამყაროში ბევრ ობიექტს აქვს გარკვეული ზომა და ფორმა, ხოლო ვარსკვლავს შეუძლია შეცვალოს ზომა მისი განვითარებისას. ცხელი გაზი არის ატომების ერთობლიობა, რომლებიც თავისუფლად არის დაკავშირებული ერთმანეთთან. ვარსკვლავის ჩამოყალიბებიდან მილიონობით წლის შემდეგ, ვარსკვლავური მატერიის ზედაპირული ფენა იწყებს გაციებას. ვარსკვლავი თავისი ენერგიის უმეტეს ნაწილს აწვდის გარე სივრცეში, მცირდება ან იზრდება ზომაში. სითბო და ენერგია ვარსკვლავის შიგნიდან ზედაპირზე გადადის, რაც გავლენას ახდენს რადიაციის ინტენსივობაზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, იგივე ვარსკვლავია სხვადასხვა პერიოდებიმისი არსებობა სხვანაირად გამოიყურება. წყალბადის ციკლის რეაქციებზე დაფუძნებული თერმობირთვული პროცესები ხელს უწყობს მსუბუქი წყალბადის ატომების გადაქცევას უფრო მძიმე ელემენტებად - ჰელიუმად და ნახშირბადად. ასტროფიზიკოსებისა და ბირთვული მეცნიერების აზრით, ასეთი თერმობირთვული რეაქცია ყველაზე ეფექტურია წარმოქმნილი სითბოს რაოდენობით.

რატომ არ მთავრდება ბირთვის თერმობირთვული შერწყმა ასეთი რეაქტორის აფეთქებით? საქმე ისაა, რომ მასში არსებული გრავიტაციული ველის ძალებს შეუძლიათ ვარსკვლავური მატერიის სტაბილიზებული მოცულობის ფარგლებში შეკავება. აქედან შეგვიძლია გამოვიტანოთ ცალსახა დასკვნა: ნებისმიერი ვარსკვლავი არის მასიური სხეული, რომელიც ინარჩუნებს თავის ზომას მიზიდულობის ძალებსა და თერმობირთვული რეაქციების ენერგიას შორის ბალანსის გამო. ამ იდეალური ბუნებრივი მოდელის შედეგია სითბოს წყარო, რომელსაც შეუძლია დიდი ხნის განმავლობაში მუშაობა. ვარაუდობენ, რომ სიცოცხლის პირველი ფორმები დედამიწაზე 3 მილიარდი წლის წინ გაჩნდა. მზე იმ შორეულ დროში ისევე ათბობდა ჩვენს პლანეტას, როგორც ახლა. შესაბამისად, ჩვენი ვარსკვლავი ცოტათი შეიცვალა, მიუხედავად იმისა, რომ გამოსხივებული სითბოს და მზის ენერგიის მასშტაბები კოლოსალურია - ყოველ წამში 3-4 მილიონ ტონაზე მეტი.

ძნელი არ არის გამოვთვალოთ რამდენი წონა დაკარგა ჩვენმა ვარსკვლავმა არსებობის მთელი წლების განმავლობაში. ეს იქნება უზარმაზარი ფიგურა, მაგრამ მისი უზარმაზარი მასისა და მაღალი სიმკვრივის გამო, სამყაროს მასშტაბით ასეთი დანაკარგები უმნიშვნელოდ გამოიყურება.

ვარსკვლავების ევოლუციის ეტაპები

ვარსკვლავის ბედი დამოკიდებულია ვარსკვლავის საწყის მასაზე და მის მასაზე ქიმიური შემადგენლობა. მიუხედავად იმისა, რომ წყალბადის ძირითადი მარაგი კონცენტრირებულია ბირთვში, ვარსკვლავი რჩება ეგრეთ წოდებულ მთავარ მიმდევრობაში. როგორც კი ვარსკვლავის ზომის გაზრდის ტენდენცია შეინიშნება, ეს ნიშნავს, რომ თერმობირთვული შერწყმის მთავარი წყარო დაშრა. დაიწყო ციური სხეულის ტრანსფორმაციის გრძელი საბოლოო გზა.

სამყაროში წარმოქმნილი მნათობები თავდაპირველად იყოფა სამ ყველაზე გავრცელებულ ტიპად:

• ნორმალური ვარსკვლავები (ყვითელი ჯუჯები);
• ჯუჯა ვარსკვლავები;
• გიგანტური ვარსკვლავები.

დაბალი მასის ვარსკვლავები (ჯუჯები) ნელ-ნელა წვავენ წყალბადის მარაგს და საკმაოდ მშვიდად ცხოვრობენ.

ასეთი ვარსკვლავები სამყაროში უმრავლესობაა და ჩვენი ვარსკვლავი, ყვითელი ჯუჯა, ერთ-ერთი მათგანია. სიბერის დაწყებისთანავე ყვითელი ჯუჯა ხდება წითელი გიგანტი ან სუპერგიგანტი.

ვარსკვლავების წარმოშობის თეორიაზე დაყრდნობით, სამყაროში ვარსკვლავების ფორმირების პროცესი არ დასრულებულა. ყველაზე კაშკაშა ვარსკვლავები ჩვენს გალაქტიკაში არა მხოლოდ ყველაზე დიდია მზესთან შედარებით, არამედ ყველაზე ახალგაზრდაც. ასტროფიზიკოსები და ასტრონომები ასეთ ვარსკვლავებს ლურჯ სუპერგიგანტებს უწოდებენ. საბოლოო ჯამში, მათ იგივე ბედი ელის, როგორც ტრილიონობით სხვა ვარსკვლავი. ჯერ არის სწრაფი დაბადება, ბრწყინვალე და მგზნებარე ცხოვრება, რის შემდეგაც მოდის ნელი დაშლის პერიოდი. მზის ზომის ვარსკვლავებს აქვთ ხანგრძლივი სასიცოცხლო ციკლი, არიან მთავარ მიმდევრობაში (მის შუა ნაწილში).

ვარსკვლავის მასის შესახებ მონაცემების გამოყენებით, შეგვიძლია ვივარაუდოთ მისი განვითარების ევოლუციური გზა. ამ თეორიის ნათელი ილუსტრაციაა ჩვენი ვარსკვლავის ევოლუცია. Არაფერია სამუდამო. თერმობირთვული შერწყმის შედეგად წყალბადი გარდაიქმნება ჰელიუმად, შესაბამისად, მისი თავდაპირველი მარაგი იხარჯება და მცირდება. ოდესმე, არც ისე მალე, ეს რეზერვები ამოიწურება. ვიმსჯელებთ იმით, რომ ჩვენი მზე ანათებს 5 მილიარდ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, ზომის შეცვლის გარეშე, მოწიფული ასაკივარსკვლავები შეიძლება კვლავ გაგრძელდეს დაახლოებით იმავე პერიოდში.

წყალბადის მარაგის ამოწურვა გამოიწვევს იმ ფაქტს, რომ გრავიტაციის გავლენის ქვეშ, მზის ბირთვი სწრაფად დაიწყებს შემცირებას. ბირთვის სიმკვრივე გახდება ძალიან მაღალი, რის შედეგადაც თერმობირთვული პროცესები გადავა ბირთვის მიმდებარე ფენებზე. ამ მდგომარეობას ეწოდება კოლაფსი, რომელიც შეიძლება გამოწვეული იყოს ვარსკვლავის ზედა ფენებში თერმობირთვული რეაქციებით. Როგორც შედეგი მაღალი წნევათერმობირთვული რეაქციები, რომლებიც მოიცავს ჰელიუმს, იწვევს.

ვარსკვლავის ამ ნაწილში წყალბადის და ჰელიუმის მარაგი მილიონობით წელი გაგრძელდება. დიდი დრო არ იქნება, სანამ წყალბადის მარაგის ამოწურვა გამოიწვევს რადიაციის ინტენსივობის ზრდას, ჭურვის ზომისა და თავად ვარსკვლავის ზომის ზრდას. შედეგად, ჩვენი მზე ძალიან დიდი გახდება. თუ წარმოგიდგენიათ ეს სურათი ათობით მილიარდი წლის შემდეგ, მაშინ კაშკაშა კაშკაშა დისკის ნაცვლად, ცაში გიგანტური პროპორციების ცხელი წითელი დისკი ჩამოიხრჩო. წითელი გიგანტები არის ვარსკვლავის ევოლუციის ბუნებრივი ეტაპი, მისი გადასვლის მდგომარეობა ცვლადი ვარსკვლავების კატეგორიაში.

ამ ტრანსფორმაციის შედეგად, დედამიწიდან მზემდე მანძილი შემცირდება, რის გამოც დედამიწა მოხვდება მზის გვირგვინის გავლენის ზონაში და დაიწყებს მასში „შეწვას“. პლანეტის ზედაპირზე ტემპერატურა ათჯერ გაიზრდება, რაც გამოიწვევს ატმოსფეროს გაქრობას და წყლის აორთქლებას. შედეგად, პლანეტა გადაიქცევა უსიცოცხლო კლდოვან უდაბნოდ.

ვარსკვლავური ევოლუციის ბოლო ეტაპები

წითელი გიგანტის ფაზაში მიღწევის შემდეგ, ჩვეულებრივი ვარსკვლავი გრავიტაციული პროცესების გავლენის ქვეშ ხდება თეთრი ჯუჯა. თუ ვარსკვლავის მასა დაახლოებით ჩვენი მზის მასის ტოლია, მასში არსებული ყველა ძირითადი პროცესი მშვიდად, იმპულსებისა და ფეთქებადი რეაქციების გარეშე მოხდება. თეთრი ჯუჯა დიდხანს მოკვდება, მიწამდე იწვება.

იმ შემთხვევებში, როდესაც ვარსკვლავს თავდაპირველად ჰქონდა მზეზე 1,4-ჯერ მეტი მასა, თეთრი ჯუჯა არ იქნება საბოლოო ეტაპი. ვარსკვლავის შიგნით დიდი მასით, ვარსკვლავური მატერიის დატკეპნის პროცესები იწყება ატომურ და მოლეკულურ დონეზე. პროტონები გადაიქცევა ნეიტრონად, ვარსკვლავის სიმკვრივე იზრდება და მისი ზომა სწრაფად მცირდება.

მეცნიერებისთვის ცნობილი ნეიტრონული ვარსკვლავების დიამეტრი 10-15 კმ-ია. ასეთი მცირე ზომის ნეიტრონულ ვარსკვლავს აქვს კოლოსალური მასა. ვარსკვლავური მატერიის ერთი კუბური სანტიმეტრი შეიძლება მილიარდ ტონას იწონის.

იმ შემთხვევაში, თუ თავდაპირველად საქმე გვქონდა მაღალი მასის ვარსკვლავთან, ევოლუციის ბოლო ეტაპი სხვა ფორმებს იღებს. მასიური ვარსკვლავის ბედი შავი ხვრელია - ობიექტი შეუსწავლელი ბუნებით და არაპროგნოზირებადი ქცევით. ვარსკვლავის უზარმაზარი მასა ხელს უწყობს გრავიტაციული ძალების ზრდას, რაც იწვევს შეკუმშვის ძალებს. ამ პროცესის შეჩერება შეუძლებელია. მატერიის სიმკვრივე იზრდება მანამ, სანამ ის უსასრულო გახდება, რაც ქმნის სინგულარულ სივრცეს (აინშტაინის ფარდობითობის თეორია). ასეთი ვარსკვლავის რადიუსი საბოლოოდ გახდება ნული და გახდება შავი ხვრელი გარე სივრცეში. გაცილებით მეტი შავი ხვრელი იქნებოდა, თუ მასიური და სუპერმასიური ვარსკვლავები კოსმოსში სივრცის უმეტეს ნაწილს დაიკავებდნენ.

უნდა აღინიშნოს, რომ როდესაც წითელი გიგანტი გარდაიქმნება ნეიტრონულ ვარსკვლავად ან შავ ხვრელად, სამყაროს შეუძლია განიცადოს უნიკალური ფენომენი - ახალი კოსმოსური ობიექტის დაბადება.

სუპერნოვას დაბადება ყველაზე შთამბეჭდავია დასკვნითი ეტაპივარსკვლავების ევოლუცია. აქ მოქმედებს ბუნების ბუნებრივი კანონი: ერთი სხეულის არსებობის შეწყვეტა ახალ სიცოცხლეს წარმოშობს. ისეთი ციკლის პერიოდი, როგორიცაა სუპერნოვას დაბადება, ძირითადად ეხება მასიურ ვარსკვლავებს. წყალბადის ამოწურული მარაგი იწვევს ჰელიუმის და ნახშირბადის ჩართვას თერმობირთვული შერწყმის პროცესში. ამ რეაქციის შედეგად წნევა კვლავ იზრდება და ვარსკვლავის ცენტრში წარმოიქმნება რკინის ბირთვი. ძლიერი გრავიტაციული ძალების გავლენით, მასის ცენტრი ვარსკვლავის ცენტრალურ ნაწილზე გადადის. ბირთვი იმდენად მძიმე ხდება, რომ მას არ შეუძლია წინააღმდეგობა გაუწიოს საკუთარ გრავიტაციას. შედეგად, იწყება ბირთვის სწრაფი გაფართოება, რაც იწვევს მყისიერ აფეთქებას. სუპერნოვას დაბადება არის აფეთქება, ურჩხული ძალის დარტყმითი ტალღა, ნათელი ციმციმი სამყაროს უზარმაზარ სივრცეებში.

უნდა აღინიშნოს, რომ ჩვენი მზე არ არის მასიური ვარსკვლავი, ამიტომ მსგავსი ბედი მას არ ემუქრება და ჩვენს პლანეტას ასეთი დასასრულის არ უნდა ეშინოდეს. უმეტეს შემთხვევაში, სუპერნოვას აფეთქებები შორეულ გალაქტიკებში ხდება, რის გამოც ისინი იშვიათად ვლინდება.

ბოლოს და ბოლოს

ვარსკვლავების ევოლუცია არის პროცესი, რომელიც გრძელდება ათობით მილიარდი წლის განმავლობაში. ჩვენი წარმოდგენა მიმდინარე პროცესებზე არის მხოლოდ მათემატიკური და ფიზიკური მოდელი, თეორია. მიწიერი დრო მხოლოდ მომენტია იმ უზარმაზარი დროის ციკლში, რომელშიც ჩვენი სამყარო ცხოვრობს. ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ დავაკვირდეთ, რა მოხდა მილიარდობით წლის წინ და წარმოვიდგინოთ, რა შეიძლება შეხვდნენ დედამიწის შემდგომ თაობებს.

თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვები, დატოვეთ ისინი სტატიის ქვემოთ მოცემულ კომენტარებში. ჩვენ ან ჩვენი სტუმრები სიამოვნებით გიპასუხებთ მათ

წარმოიქმნება ვარსკვლავთშორისი გარემოს კონდენსაციის შედეგად. დაკვირვებით შესაძლებელი გახდა იმის დადგენა, რომ ვარსკვლავები გაჩნდნენ სხვადასხვა დროსდა დღემდე წარმოიქმნება.

ვარსკვლავების ევოლუციის მთავარი პრობლემა არის მათი ენერგიის წარმოშობის საკითხი, რომლის წყალობითაც ისინი ანათებენ და ასხივებენ ენერგიის უზარმაზარ რაოდენობას. ადრე წამოაყენეს მრავალი თეორია, რომლებიც მიზნად ისახავდა ვარსკვლავების ენერგიის წყაროების იდენტიფიცირებას. ითვლებოდა, რომ ვარსკვლავური ენერგიის უწყვეტი წყარო იყო უწყვეტი შეკუმშვა. ეს წყარო, რა თქმა უნდა, კარგია, მაგრამ ვერ ინარჩუნებს შესაბამის გამოსხივებას დიდი ხნის განმავლობაში. მე-20 საუკუნის შუა ხანებში ამ კითხვაზე პასუხი იპოვეს. გამოსხივების წყაროა თერმობირთვული შერწყმის რეაქციები. ამ რეაქციების შედეგად წყალბადი იქცევა ჰელიუმად, გამოთავისუფლებული ენერგია კი ვარსკვლავის ნაწლავებში გადის, გარდაიქმნება და გამოიყოფა გარე სივრცეში (აღსანიშნავია, რომ რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო სწრაფად ხდება ეს რეაქციები; რატომ ტოვებენ ცხელი მასიური ვარსკვლავები მთავარ მიმდევრობას უფრო სწრაფად).

ახლა წარმოიდგინეთ ვარსკვლავის გაჩენა...

ვარსკვლავთშორისი გაზისა და მტვრის ღრუბელმა დაიწყო კონდენსაცია. ამ ღრუბლიდან წარმოიქმნება გაზის საკმაოდ მკვრივი ბურთი. ბურთის შიგნით წნევა ჯერ კიდევ ვერ ახერხებს მიზიდულობის ძალების დაბალანსებას, ამიტომ ის შემცირდება (შესაძლოა ამ დროს ვარსკვლავის გარშემო წარმოიქმნება ნაკლები მასის გროვები, რომლებიც საბოლოოდ პლანეტებად გადაიქცევიან). შეკუმშვისას ტემპერატურა იმატებს. ამრიგად, ვარსკვლავი თანდათან დგება მთავარ მიმდევრობაზე. შემდეგ ვარსკვლავის შიგნით გაზის წნევა აბალანსებს გრავიტაციას და პროტოვარსკვლავი იქცევა ვარსკვლავად.

ვარსკვლავის ევოლუციის ადრეული ეტაპი ძალიან მცირეა და ვარსკვლავი ამ დროს ნისლეულშია ჩაძირული, ამიტომ პროტოვარსკვლავის აღმოჩენა ძალიან რთულია.

წყალბადის ჰელიუმად გარდაქმნა ხდება მხოლოდ ვარსკვლავის ცენტრალურ რაიონებში. გარე ფენებში წყალბადის შემცველობა პრაქტიკულად უცვლელი რჩება. ვინაიდან წყალბადის რაოდენობა შეზღუდულია, ადრე თუ გვიან ის იწვის. ვარსკვლავის ცენტრში ენერგიის გამოყოფა ჩერდება და ვარსკვლავის ბირთვი იკუმშება და გარსი იწყებს შეშუპებას. გარდა ამისა, თუ ვარსკვლავი 1,2 მზის მასაზე ნაკლებია, ის თავის გარე ფენას იშლება (პლანეტარული ნისლეულის ფორმირება).

მას შემდეგ, რაც კონვერტი ვარსკვლავს განშორდება, მისი შიდა, ძალიან ცხელი ფენები იხსნება და ამასობაში კონვერტი უფრო და უფრო შორდება. რამდენიმე ათეული ათასი წლის შემდეგ გარსი დაიშლება და დარჩება მხოლოდ ძალიან ცხელი და მკვრივი ვარსკვლავი, რომელიც თანდათან გაცივდება, ის გადაიქცევა თეთრ ჯუჯად. თანდათან გაცივდება, ისინი გადაიქცევიან უხილავ შავ ჯუჯებად. შავი ჯუჯები ძალიან მკვრივი და მაგარი ვარსკვლავებია, დედამიწაზე ოდნავ აღემატება, მაგრამ მზის მასასთან შედარებით მასით. თეთრი ჯუჯების გაციების პროცესი რამდენიმე ასეული მილიონი წელი გრძელდება.

თუ ვარსკვლავის მასა არის 1,2-დან 2,5 მზემდე, მაშინ ასეთი ვარსკვლავი აფეთქდება. ამ აფეთქებას ე.წ სუპერნოვას აფეთქება. ანთებული ვარსკვლავი რამდენიმე წამში ასობით მილიონჯერ ზრდის მის სიკაშკაშეს. ასეთი აფეთქებები ძალზე იშვიათად ხდება. ჩვენს გალაქტიკაში სუპერნოვას აფეთქება დაახლოებით ას წელიწადში ერთხელ ხდება. ასეთი აფეთქების შემდეგ რჩება ნისლეული, რომელსაც აქვს ბევრი რადიო გამოსხივება და ასევე ძალიან სწრაფად იფანტება და ეგრეთ წოდებული ნეიტრონული ვარსკვლავი (ამაზე ცოტა მოგვიანებით). უზარმაზარი რადიო გამოსხივების გარდა, ასეთი ნისლეული ასევე იქნება რენტგენის გამოსხივების წყარო, მაგრამ ეს გამოსხივება შეიწოვება დედამიწის ატმოსფეროში და, შესაბამისად, შესაძლებელია მხოლოდ კოსმოსიდან დაკვირვება.

არსებობს რამდენიმე ჰიპოთეზა ვარსკვლავების აფეთქების (სუპერნოვას) მიზეზებზე, მაგრამ ჯერ არ არსებობს ზოგადად მიღებული თეორია. არსებობს ვარაუდი, რომ ეს გამოწვეულია ვარსკვლავის შიდა ფენების ცენტრისკენ ძალიან სწრაფი ვარდნით. ვარსკვლავი სწრაფად იკლებს კატასტროფულ ტემპამდე მცირე ზომისდაახლოებით 10 კმ და მისი სიმკვრივე ამ მდგომარეობაში არის 10 17 კგ/მ 3, რაც ახლოსაა ატომის ბირთვის სიმკვრივესთან. ეს ვარსკვლავი შედგება ნეიტრონებისაგან (ამავე დროს ელექტრონები პროტონებად იჭერენ), რის გამოც მას ე.წ. "ნეიტრონი". მისი საწყისი ტემპერატურა დაახლოებით მილიარდი კელვინია, მაგრამ მომავალში ის სწრაფად გაცივდება.

ეს ვარსკვლავი, მისი მცირე ზომისა და სწრაფი გაგრილების გამო დიდი ხანის განმვლობაშიშეუძლებლად ითვლებოდა დაკვირვება. მაგრამ გარკვეული პერიოდის შემდეგ, პულსარები აღმოაჩინეს. ეს პულსარები ნეიტრონული ვარსკვლავები აღმოჩნდა. მათ ასე დაარქვეს რადიო პულსების მოკლევადიანი ემისიის გამო. იმათ. ვარსკვლავი თითქოს "ციმციმებს". ეს აღმოჩენა სრულიად შემთხვევით გაკეთდა და არც ისე დიდი ხნის წინ, კერძოდ 1967 წელს. ეს პერიოდული იმპულსები განპირობებულია იმით, რომ ძალიან სწრაფი ბრუნვის დროს, მაგნიტური ღერძის კონუსი გამუდმებით იცვლის ჩვენს მზერას, რომელიც ქმნის კუთხეს ბრუნვის ღერძთან.

პულსარი ჩვენთვის მხოლოდ მაგნიტური ღერძის ორიენტაციის პირობებშია შესაძლებელი და ეს მათი დაახლოებით 5%-ია. საერთო რაოდენობა. ზოგიერთი პულსარი არ მდებარეობს რადიო ნისლეულებში, რადგან ნისლეულები შედარებით სწრაფად იშლება. ასი ათასი წლის შემდეგ ეს ნისლეულები აღარ ჩანან და პულსარების ასაკი ათობით მილიონი წელია.

თუ ვარსკვლავის მასა აჭარბებს 2,5 მზეს, მაშინ მისი არსებობის ბოლოს ის თითქოს თავისთავად იშლება და საკუთარი წონით დაიმსხვრევა. რამდენიმე წამში ის წერტილად გადაიქცევა. ამ ფენომენს "გრავიტაციული კოლაფსი" უწოდეს და ამ ობიექტს "შავ ხვრელსაც" უწოდეს.

ყოველივე ზემოთ ნათქვამიდან ირკვევა, რომ ვარსკვლავის ევოლუციის საბოლოო ეტაპი დამოკიდებულია მის მასაზე, მაგრამ ასევე აუცილებელია გავითვალისწინოთ სწორედ ამ მასის გარდაუვალი დაკარგვა და ბრუნვა.

ვარსკვლავები, ისევე როგორც ადამიანები, შეიძლება იყვნენ ახალშობილი, ახალგაზრდა, მოხუცი. ყოველ წამს ზოგიერთი ვარსკვლავი კვდება და სხვები ყალიბდებიან. ჩვეულებრივ, მათგან ყველაზე ახალგაზრდა მზის მსგავსია. ისინი წარმოქმნის ეტაპზე არიან და რეალურად პროტოვარსკვლავები არიან. ასტრონომები მათ პროტოტიპის მიხედვით უწოდებენ T-Taurus ვარსკვლავებს. მათი თვისებების მიხედვით - მაგალითად, სიკაშკაშე - პროტოვარსკვლავები ცვალებადია, რადგან მათი არსებობა ჯერ კიდევ არ შესულა სტაბილურ ფაზაში. ბევრ მათგანს აქვს დიდი რაოდენობით მატერია გარშემო. ძლიერი ქარის დინება T- ტიპის ვარსკვლავებიდან მოდის.

პროტოვარსკვლავები: მათი ცხოვრების ციკლის დასაწყისი

თუ მატერია დაეცემა პროტოვარსკვლავის ზედაპირზე, ის სწრაფად იწვის და გადაიქცევა სიცხეში. შედეგად, პროტოვარსკვლავების ტემპერატურა მუდმივად იზრდება. როდესაც ის იმდენად მაღლა იწევს, რომ ვარსკვლავის ცენტრში ბირთვული რეაქციები იწყება, პროტოვარსკვლავი ჩვეულებრივის სტატუსს იძენს. ბირთვული რეაქციების დაწყებისთანავე, ვარსკვლავს აქვს ენერგიის მუდმივი წყარო, რომელიც მხარს უჭერს მის სიცოცხლეს დიდი ხნის განმავლობაში. რამდენი ხანი იქნება ვარსკვლავის სიცოცხლის ციკლი სამყაროში დამოკიდებული მის თავდაპირველ ზომაზე. თუმცა, ითვლება, რომ მზის დიამეტრის ვარსკვლავებს აქვთ საკმარისი ენერგია, რომ კომფორტულად იარსებონ დაახლოებით 10 მილიარდი წლის განმავლობაში. ამის მიუხედავად, ასევე ხდება, რომ კიდევ უფრო მასიური ვარსკვლავები მხოლოდ რამდენიმე მილიონი წლის განმავლობაში ცხოვრობენ. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ისინი საწვავს ბევრად უფრო სწრაფად წვავენ.

ნორმალური ზომის ვარსკვლავები

თითოეული ვარსკვლავი ცხელი აირის გროვაა. მათ სიღრმეში წარმოების მუდმივი პროცესია ბირთვული ენერგია. თუმცა, ყველა ვარსკვლავი მზეს არ ჰგავს. ერთ-ერთი მთავარი განსხვავება ფერია. ვარსკვლავები არა მხოლოდ ყვითელია, არამედ მოლურჯო და მოწითალო.

სიკაშკაშე და სიკაშკაშე

ისინი ასევე განსხვავდებიან ისეთი მახასიათებლებით, როგორიცაა ბზინვარება და სიკაშკაშე. რამდენად კაშკაშა იქნება დედამიწის ზედაპირიდან დაკვირვებული ვარსკვლავი, ეს დამოკიდებულია არა მხოლოდ მის სიკაშკაშეზე, არამედ ჩვენი პლანეტიდან მის დაშორებაზე. დედამიწიდან მათი დაშორების გათვალისწინებით, ვარსკვლავებს შეიძლება ჰქონდეთ სრულიად განსხვავებული სიკაშკაშე. ეს მაჩვენებელი მერყეობს მზის სიკაშკაშის ერთი მეათასედიდან მილიონზე მეტ მზის სიკაშკაშემდე.

ვარსკვლავების უმეტესობა ამ სპექტრის ქვედა ბოლოშია და ბუნდოვანია. მრავალი თვალსაზრისით, მზე საშუალო, ტიპიური ვარსკვლავია. თუმცა, სხვებთან შედარებით, მას გაცილებით დიდი სიკაშკაშე აქვს. ბუნდოვანი ვარსკვლავების დიდი რაოდენობა შეუიარაღებელი თვალითაც კი შეიძლება დაფიქსირდეს. ვარსკვლავების სიკაშკაშის ცვალებადობის მიზეზი მათი მასაა. ფერი, ბზინვარება და სიკაშკაშის ცვლილება დროთა განმავლობაში განისაზღვრება ნივთიერების რაოდენობით.

ვარსკვლავების სასიცოცხლო ციკლის ახსნის მცდელობები

ხალხი დიდი ხანია ცდილობდა ვარსკვლავების ცხოვრების კვალს, მაგრამ მეცნიერთა პირველი მცდელობები საკმაოდ მორცხვი იყო. პირველი წინსვლა იყო ლეინის კანონის გამოყენება გრავიტაციული შეკუმშვის ჰელმჰოლც-კელვინის ჰიპოთეზაზე. ამან ასტრონომიაში ახალი გაგება მოიტანა: თეორიულად, ვარსკვლავის ტემპერატურა უნდა გაიზარდოს (მისი მაჩვენებელი ვარსკვლავის რადიუსის უკუპროპორციულია), სანამ სიმკვრივის მატება არ შეანელებს შეკუმშვის პროცესებს. მაშინ ენერგიის მოხმარება მის შემოსავალზე მეტი იქნება. ამ მომენტში ვარსკვლავი დაიწყებს სწრაფ გაგრილებას.

ჰიპოთეზები ვარსკვლავების ცხოვრების შესახებ

ერთ-ერთი თავდაპირველი ჰიპოთეზა ვარსკვლავის სასიცოცხლო ციკლის შესახებ შემოთავაზებული იყო ასტრონომმა ნორმან ლოკიერმა. მას სჯეროდა, რომ ვარსკვლავები წარმოიქმნება მეტეორიული მატერიიდან. უფრო მეტიც, მისი ჰიპოთეზის დებულებები ეფუძნებოდა არა მხოლოდ ასტრონომიაში არსებულ თეორიულ დასკვნებს, არამედ ვარსკვლავების სპექტრული ანალიზის მონაცემებს. ლოკიერი ამაში დარწმუნებული იყო ქიმიური ელემენტები, რომლებიც მონაწილეობენ ციური სხეულების ევოლუციაში, შედგება ელემენტარული ნაწილაკებისგან - "პროტოელემენტები". თანამედროვე ნეიტრონების, პროტონებისა და ელექტრონებისგან განსხვავებით, მათ აქვთ არა ზოგადი, არამედ ინდივიდუალური ხასიათი. მაგალითად, ლოკიერის მიხედვით, წყალბადი იშლება „პროტოწყალბადად“; რკინა ხდება "პროტორკინა". სხვა ასტრონომები ასევე ცდილობდნენ აღეწერათ ვარსკვლავის სასიცოცხლო ციკლი, მაგალითად, ჯეიმს ჰოპვუდი, იაკოვ ზელდოვიჩი, ფრედ ჰოილი.

გიგანტური ვარსკვლავები და ჯუჯა ვარსკვლავები

დიდი ვარსკვლავები ყველაზე ცხელი და კაშკაშაა. ისინი ჩვეულებრივ თეთრი ან მოლურჯო გარეგნულად არიან. იმისდა მიუხედავად, რომ ისინი გიგანტური ზომისაა, მათში არსებული საწვავი ისე სწრაფად იწვის, რომ სულ რამდენიმე მილიონ წელიწადში ართმევენ მას.

პატარა ვარსკვლავები, გიგანტურისგან განსხვავებით, ჩვეულებრივ არც ისე კაშკაშაა. ისინი წითელი ფერისაა და საკმარისად დიდხანს ცოცხლობენ - მილიარდობით წლის განმავლობაში. მაგრამ ცის კაშკაშა ვარსკვლავებს შორის ასევე არის წითელი და ნარინჯისფერი. ამის მაგალითია ვარსკვლავი ალდებარანი - ეგრეთ წოდებული "ხარის თვალი", რომელიც მდებარეობს კუროს თანავარსკვლავედში; და ასევე თანავარსკვლავედში მორიელი. რატომ შეუძლიათ ამ მაგარ ვარსკვლავებს სირიუსის მსგავს ცხელ ვარსკვლავებთან სიკაშკაშით კონკურენცია?

ეს გამოწვეულია იმით, რომ ისინი ოდესღაც ძალიან გაფართოვდნენ და მათმა დიამეტრმა დაიწყო უზარმაზარი წითელი ვარსკვლავების (სუპერგიგანტების) გადაჭარბება. უზარმაზარი ფართობი საშუალებას აძლევს ამ ვარსკვლავებს გამოაქვეყნონ სიდიდის რიგით მეტი ენერგია, ვიდრე მზე. ეს იმის მიუხედავად, რომ მათი ტემპერატურა გაცილებით დაბალია. მაგალითად, ორიონის თანავარსკვლავედში მდებარე ბეტელგეიზეს დიამეტრი რამდენიმე ასეულჯერ აღემატება მზის დიამეტრს. და ჩვეულებრივი წითელი ვარსკვლავების დიამეტრი, როგორც წესი, მზის ზომის მეათედიც კი არ არის. ასეთ ვარსკვლავებს ჯუჯებს უწოდებენ. თითოეულ ციურ სხეულს შეუძლია გაიაროს ამ ტიპის ვარსკვლავური სასიცოცხლო ციკლები - ერთი და იგივე ვარსკვლავი მისი ცხოვრების სხვადასხვა ეტაპზე შეიძლება იყოს როგორც წითელი გიგანტი, ასევე ჯუჯა.

როგორც წესი, მზის მსგავსი მნათობები მხარს უჭერენ მათ არსებობას შიგნით ნაპოვნი წყალბადის გამო. ვარსკვლავის ბირთვში ის ჰელიუმად იქცევა. მზეს საწვავის უზარმაზარი რაოდენობა აქვს, მაგრამ ისიც კი არ არის უსასრულო - ბოლო ხუთი მილიარდი წლის განმავლობაში, მარაგის ნახევარი იქნა გამოყენებული.

ვარსკვლავების სიცოცხლე. ვარსკვლავების ცხოვრების ციკლი

როდესაც ვარსკვლავის შიგნით წყალბადის მარაგი ამოიწურება, მნიშვნელოვანი ცვლილებები ხდება. დარჩენილი წყალბადი იწყებს წვას არა მისი ბირთვის შიგნით, არამედ ზედაპირზე. ამავდროულად, ვარსკვლავის სიცოცხლის ხანგრძლივობა სულ უფრო მცირდება. ვარსკვლავების ციკლი, ყოველ შემთხვევაში მათი უმეტესობა, ამ პერიოდში გადადის წითელ გიგანტის სტადიაში. ვარსკვლავის ზომა უფრო დიდი ხდება და მისი ტემპერატურა, პირიქით, მცირდება. ასე ჩნდება წითელი გიგანტების და სუპერგიგანტების უმეტესობა. ეს პროცესი ვარსკვლავებში მომხდარი ცვლილებების ზოგადი თანმიმდევრობის ნაწილია, რომელსაც მეცნიერები ვარსკვლავურ ევოლუციას უწოდებენ. ვარსკვლავის სასიცოცხლო ციკლი მოიცავს მის ყველა სტადიას: საბოლოო ჯამში, ყველა ვარსკვლავი ბერდება და კვდება, ხოლო მათი არსებობის ხანგრძლივობა პირდაპირ განისაზღვრება საწვავის რაოდენობით. დიდი ვარსკვლავებიდაასრულეს სიცოცხლე უზარმაზარი, სანახაობრივი აფეთქებით. პირიქით, უფრო მოკრძალებულები კვდებიან, თანდათანობით მცირდებიან თეთრი ჯუჯების ზომამდე. შემდეგ ისინი უბრალოდ ქრება.

რამდენ ხანს ცოცხლობს საშუალო ვარსკვლავი? Ცხოვრების ციკლივარსკვლავი შეიძლება გაგრძელდეს 1,5 მილიონ წელზე ნაკლებიდან 1 მილიარდ წლამდე ან მეტი. ეს ყველაფერი, როგორც ითქვა, დამოკიდებულია მის შემადგენლობასა და ზომაზე. მზის მსგავსი ვარსკვლავები ცოცხლობენ 10-დან 16 მილიარდ წლამდე. ძალიან კაშკაშა ვარსკვლავებს, ისევე როგორც სირიუსს, აქვთ შედარებით ხანმოკლე სიცოცხლე - მხოლოდ რამდენიმე ასეული მილიონი წელი. ვარსკვლავის სასიცოცხლო ციკლის დიაგრამა მოიცავს შემდეგ ეტაპებს. ეს მოლეკულური ღრუბელი არის ღრუბლის გრავიტაციული კოლაფსი - დაბადება სუპერნოვა- პროტოვარსკვლავის ევოლუცია - პროტოვარსკვლავური ფაზის დასასრული. შემდეგ მიჰყევით ეტაპებს: ახალგაზრდა ვარსკვლავის სტადიის დასაწყისი - შუა სიცოცხლე - სიმწიფე - წითელი გიგანტური ეტაპი - პლანეტარული ნისლეული - თეთრი ჯუჯა ეტაპი. ბოლო ორი ფაზა დამახასიათებელია პატარა ვარსკვლავებისთვის.

პლანეტარული ნისლეულების ბუნება

ასე რომ, ჩვენ მოკლედ გადავხედეთ ვარსკვლავის სასიცოცხლო ციკლს. მაგრამ ის, რაც უზარმაზარი წითელი გიგანტიდან თეთრ ჯუჯად გარდაიქმნება, ზოგჯერ ვარსკვლავები აშორებენ თავიანთ გარე ფენებს და შემდეგ ვარსკვლავის ბირთვი მჟღავნდება. გაზის გარსი იწყებს ნათებას ვარსკვლავის მიერ გამოსხივებული ენერგიის გავლენის ქვეშ. ამ საფეხურმა მიიღო სახელი იმის გამო, რომ ამ გარსში გაზის მანათობელი ბუშტები ხშირად პლანეტების გარშემო დისკებს ჰგავს. მაგრამ სინამდვილეში მათ არაფერი აქვთ საერთო პლანეტებთან. ბავშვებისთვის ვარსკვლავების სიცოცხლის ციკლი შეიძლება არ შეიცავდეს ყველა სამეცნიერო დეტალს. შეიძლება მხოლოდ ციური სხეულების ევოლუციის ძირითადი ფაზების აღწერა.

ვარსკვლავური მტევნები

ასტრონომებს უყვართ კვლევა, არსებობს ჰიპოთეზა, რომ ყველა მნათობი იბადება ჯგუფურად და არა ინდივიდუალურად. ვინაიდან ერთი და იგივე გროვის კუთვნილ ვარსკვლავებს აქვთ მსგავსი თვისებები, მათ შორის განსხვავებები მართალია და არა დედამიწამდე მანძილის გამო. რა ცვლილებებიც არ უნდა მოხდეს ამ ვარსკვლავებს, ისინი წარმოიქმნება ერთსა და იმავე დროს და თანაბარ პირობებში. განსაკუთრებით დიდი ცოდნის მიღება შესაძლებელია მათი თვისებების მასაზე დამოკიდებულების შესწავლით. ყოველივე ამის შემდეგ, მტევნებში ვარსკვლავების ასაკი და დედამიწიდან მათი დაშორება დაახლოებით თანაბარია, ამიტომ ისინი განსხვავდებიან მხოლოდ ამ მაჩვენებლით. მტევანი საინტერესო იქნება არა მხოლოდ პროფესიონალი ასტრონომებისთვის - ყველა მოყვარული სიამოვნებით გააკეთებს ლამაზი ფოტო, აღფრთოვანებული ვარ მათი ულამაზესი ხედით პლანეტარიუმში.