პრეზენტაციის თემა: ვარსკვლავების დაბადება და ევოლუცია. პრეზენტაცია თემაზე "ვარსკვლავების ევოლუცია" პრეზენტაცია ასტრონომიაზე ვარსკვლავების ევოლუციის თემაზე

ვარსკვლავურ ცაზე, ვარსკვლავებთან ერთად, არის ღრუბლები, რომლებიც შედგება გაზისა და მტვრის ნაწილაკებისგან (წყალბადი). ზოგიერთი მათგანი იმდენად მკვრივია, რომ გრავიტაციული მიზიდულობის გავლენით იწყებენ შეკუმშვას. გაზის შეკუმშვისას ის თბება და იწყებს ინფრაწითელი სხივების გამოსხივებას. ამ ეტაპზე ვარსკვლავს პროტოვარსკვლავს უწოდებენ, როდესაც პროტოვარსკვლავის შიგნით ტემპერატურა 10 მილიონ გრადუსს აღწევს, თერმობირთვული რეაქცია იწყებს წყალბადის ჰელიუმად გარდაქმნას და პროტოვარსკვლავი იქცევა ჩვეულებრივ ვარსკვლავად, რომელიც ასხივებს შუქს. მზის მსგავსი საშუალო ზომის ვარსკვლავები ანათებენ საშუალოდ 10 მილიარდი წლის განმავლობაში. ითვლება, რომ მზე ჯერ კიდევ მასზეა, რადგან ის სიცოცხლის ციკლის შუაშია.

მთელი წყალბადი თერმობირთვული რეაქციის დროს გადაიქცევა ჰელიუმად, იქმნება ჰელიუმის ფენა. თუ ჰელიუმის ფენაში ტემპერატურა 100 მილიონ კელვინზე ნაკლებია, ჰელიუმის ბირთვების აზოტად და ნახშირბადის ბირთვებად გარდაქმნის შემდგომი თერმობირთვული რეაქცია არ ხდება, თერმობირთვული რეაქცია ვარსკვლავის ცენტრში კი არ ხდება, არამედ მხოლოდ წყალბადის შრეში. ჰელიუმის ფენის მიმდებარედ, ხოლო ვარსკვლავის შიგნით ტემპერატურა თანდათან იზრდება. როდესაც ტემპერატურა 100 მილიონ კელვინს მიაღწევს, ჰელიუმის ბირთვში იწყება თერმობირთვული რეაქცია, ხოლო ჰელიუმის ბირთვები გადაიქცევა ნახშირბადის, აზოტის და ჟანგბადის ბირთვებად. ვარსკვლავის სიკაშკაშე და ზომა იზრდება, ჩვეულებრივი ვარსკვლავი ხდება წითელი გიგანტი ან სუპერგიგანტი. ვარსკვლავების ცირკულარული გარსი, რომლის მასა არ აღემატება 1,2 მზის მასას, თანდათან ფართოვდება და საბოლოოდ იშლება ბირთვიდან და ვარსკვლავი იქცევა თეთრ ჯუჯად, რომელიც თანდათან კლებულობს და ქრება. თუ ვარსკვლავის მასა მზის მასაზე დაახლოებით ორჯერ აღემატება, მაშინ ასეთი ვარსკვლავები სიცოცხლის ბოლოს არასტაბილური ხდებიან და ფეთქდებიან, სუპერნოვაებად იქცევიან და შემდეგ ნეიტრონულ ვარსკვლავებად ან შავ ხვრელად გადაიქცევიან.

სიცოცხლის ბოლოს წითელი გიგანტი თეთრ ჯუჯად იქცევა. თეთრი ჯუჯა არის წითელი გიგანტის სუპერმკვრივი ბირთვი, რომელიც შედგება ჰელიუმის, აზოტის, ჟანგბადის, ნახშირბადისა და რკინისგან. თეთრი ჯუჯა ძლიერ შეკუმშულია. მისი რადიუსი დაახლოებით 5000 კმ-ია, ანუ ზომით დაახლოებით უდრის ჩვენს დედამიწას. უფრო მეტიც, მისი სიმკვრივეა დაახლოებით 4 × 10 6 გ / სმ 3, ანუ ასეთი ნივთიერება დედამიწაზე წყალზე ოთხ მილიონზე მეტს იწონის. ტემპერატურა მის ზედაპირზე არის 10000K. თეთრი ჯუჯა ძალიან ნელა კლებულობს და იარსებებს სამყაროს დასასრულამდე.

სუპერნოვა არის ვარსკვლავი მისი ევოლუციის დასრულების მომენტში გრავიტაციული კოლაფსის დროს. სუპერნოვას წარმოქმნა წყვეტს 8-10 მზის მასაზე მეტი მასის მქონე ვარსკვლავების არსებობას. გიგანტური სუპერნოვას აფეთქების ადგილას რჩება ნეიტრონული ვარსკვლავი ან შავი ხვრელი, და ამ ობიექტების ირგვლივ აფეთქებული ვარსკვლავის ჭურვების ნაშთები გარკვეული დროის განმავლობაში შეინიშნება. ჩვენს გალაქტიკაში სუპერნოვას აფეთქება საკმაოდ იშვიათი მოვლენაა. საშუალოდ, ეს ხდება ყოველ ას წელიწადში ერთხელ ან ორჯერ, ამიტომ ძალიან ძნელია დაიჭირო მომენტი, როდესაც ვარსკვლავი ასხივებს ენერგიას კოსმოსში და იმ წამს ანათებს მილიარდობით ვარსკვლავივით.

უკიდურესი ძალები, რომლებიც წარმოიქმნება ნეიტრონული ვარსკვლავის წარმოქმნის დროს, შეკუმშავს ატომებს ისე, რომ ბირთვებში დაჭერილი ელექტრონები გაერთიანდებიან პროტონებთან და წარმოქმნიან ნეიტრონებს. ამრიგად, ვარსკვლავი იბადება, რომელიც თითქმის მთლიანად შედგება ნეიტრონებისაგან. ზემკვრივი ბირთვული სითხე, დედამიწაზე მოტანის შემთხვევაში, ბირთვული ბომბივით აფეთქდება, მაგრამ ნეიტრონულ ვარსკვლავში ის სტაბილურია უზარმაზარი გრავიტაციული წნევის გამო. თუმცა, ნეიტრონული ვარსკვლავის გარე ფენებში (როგორც, მართლაც, ყველა ვარსკვლავის) წნევა და ტემპერატურა ეცემა, რაც ქმნის მყარ ქერქს დაახლოებით კილომეტრის სისქის. ითვლება, რომ ის ძირითადად რკინის ბირთვებისგან შედგება.

შავი ხვრელები ვარსკვლავური ევოლუციის ჩვენი ამჟამინდელი გაგების თანახმად, როდესაც ვარსკვლავი, რომლის მასა აღემატება 30 მზის მასას, კვდება სუპერნოვას აფეთქების შედეგად, მისი გარე გარსი იშლება და შიდა ფენები სწრაფად იშლება ცენტრისკენ და ქმნის შავ ხვრელს. ვარსკვლავის ადგილი, რომელმაც გამოიყენა საწვავის მარაგი. ამ წარმოშობის შავი ხვრელის იდენტიფიცირება, რომელიც იზოლირებულია ვარსკვლავთშორის სივრცეში, პრაქტიკულად შეუძლებელია, რადგან ის იშვიათ ვაკუუმშია და არანაირად არ ვლინდება გრავიტაციული ურთიერთქმედების თვალსაზრისით. თუმცა, თუ ასეთი ხვრელი ორობითი ვარსკვლავური სისტემის ნაწილი იყო (ორი ცხელი ვარსკვლავი, რომელიც ბრუნავს მათი მასის ცენტრის გარშემო), შავ ხვრელს მაინც ექნება გრავიტაციული ეფექტი მის პარტნიორ ვარსკვლავზე. ვარსკვლავები აუცილებლად „მოედინება“ მიმართულებით. შავი ხვრელი. საბედისწერო საზღვართან მიახლოებისას შავი ხვრელის ძაბრში ჩაწოვილი მატერია აუცილებლად კონდენსდება და გაცხელდება ხვრელის მიერ შთანთქმული ნაწილაკების უფრო ხშირი შეჯახების გამო, სანამ არ გაცხელდება რენტგენის ტალღების გამოსხივების ენერგიამდე. დიაპაზონი. ასტრონომებს შეუძლიათ ამ ტიპის რენტგენის ინტენსივობის ცვლილების სიხშირე გაზომონ და სხვა ხელმისაწვდომ მონაცემებთან შედარების გზით გამოთვალონ ობიექტის სავარაუდო მასა, რომელიც მატერიას „მიზიდავს“ საკუთარ თავზე. თუ ობიექტის მასა აჭარბებს ჩანდრასეხარის ზღვარს (1,4 მზის მასა), ეს ობიექტი არ შეიძლება იყოს თეთრი ჯუჯა, რომელშიც ჩვენი მნათობი განზრახული იქნება გადაგვარებისთვის. ასეთ ორმაგ რენტგენის ვარსკვლავებზე დაკვირვების უმეტეს შემთხვევაში, ნეიტრონული ვარსკვლავი მასიური ობიექტია. თუმცა, უკვე იყო ათზე მეტი შემთხვევა, როდესაც ერთადერთი გონივრული ახსნა არის შავი ხვრელის არსებობა ბინარულ ვარსკვლავურ სისტემაში. ჩანდრასეხარის ლიმიტი.

თერმობირთვული რეაქციების დროს, რომლებიც ხდება ვარსკვლავის სიღრმეში, თითქმის მთელი სიცოცხლის განმავლობაში, წყალბადი გარდაიქმნება ჰელიუმად. მას შემდეგ, რაც წყალბადის მნიშვნელოვანი ნაწილი ჰელიუმად გადაიქცევა, მის ცენტრში ტემპერატურა იზრდება. როდესაც ტემპერატურა დაახლოებით 200 მილიონ კ-მდე მოიმატებს, ჰელიუმი იქცევა ბირთვულ საწვავად, რომელიც შემდეგ გადაიქცევა ჟანგბადად და ნეონად. ვარსკვლავის ცენტრში ტემპერატურა თანდათან იზრდება 300 მილიონ კ-მდე. მაგრამ ასეთ მაღალ ტემპერატურაზეც კი ჟანგბადი და ნეონი საკმაოდ სტაბილურია და არ შედის ბირთვულ რეაქციებში. თუმცა, გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ტემპერატურა გაორმაგდება, ახლა უკვე უდრის 600 მლნ კ. და შემდეგ ნეონი ხდება ბირთვული საწვავი, რომელიც რეაქციების დროს იქცევა მაგნიუმად და სილიკონად. მაგნიუმის წარმოქმნას თან ახლავს თავისუფალი ნეიტრონების გამოყოფა. თავისუფალი ნეიტრონები, რომლებიც რეაგირებენ ამ ლითონებთან, ქმნიან მძიმე მეტალების ატომებს - ურანამდე - ყველაზე მძიმე ბუნებრივ ელემენტებს.

მაგრამ ბირთვში არსებული მთელი ნეონი უკვე გამოყენებულია. ბირთვი იწყებს შეკუმშვას და კვლავ შეკუმშვას თან ახლავს ტემპერატურის მატება. შემდეგი ეტაპი იწყება, როდესაც ჟანგბადის ყოველი ორი ატომი, როდესაც გაერთიანებულია, წარმოქმნის სილიციუმის ატომს და ჰელიუმის ატომს. სილიციუმის ატომები, რომლებიც წყვილად აკავშირებენ, ქმნიან ნიკელის ატომებს, რომლებიც მალე რკინის ატომებად იქცევა. ბირთვული რეაქციები, რომლებსაც ახლავს ახალი ქიმიური ელემენტების გაჩენა, მოიცავს არა მხოლოდ ნეიტრონებს, არამედ პროტონებს და ჰელიუმის ატომებს. ჩნდება ისეთი ელემენტები, როგორიცაა გოგირდი, ალუმინი, კალციუმი, არგონი, ფოსფორი, ქლორი და კალიუმი. 2-5 მილიარდი K ტემპერატურაზე იბადება ტიტანი, ვანადიუმი, ქრომი, რკინა, კობალტი, თუთია და სხვა, მაგრამ ყველა ამ ელემენტიდან ყველაზე მეტად რკინაა წარმოდგენილი.

ვარსკვლავი თავისი შიდა აგებულებით ახლა ხახვს წააგავს, რომლის თითოეული ფენა ძირითადად რომელიმე ელემენტით არის სავსე. რკინის წარმოქმნით, ვარსკვლავი დრამატული აფეთქების წინ არის. ვარსკვლავის რკინის ბირთვში მიმდინარე ბირთვული რეაქციები იწვევს პროტონების ნეიტრონად გარდაქმნას. ამ შემთხვევაში, ნეიტრინოების ნაკადები გამოიყოფა, რომლებიც თან ატარებენ ვარსკვლავის ენერგიის მნიშვნელოვან რაოდენობას კოსმოსში. თუ ვარსკვლავის ბირთვში ტემპერატურა მაღალია, მაშინ ამ ენერგიის დანაკარგებს შეიძლება სერიოზული შედეგები მოჰყვეს, რადგან ისინი იწვევს რადიაციული წნევის შემცირებას, რომელიც აუცილებელია ვარსკვლავის სტაბილურობის შესანარჩუნებლად. და ამის შედეგად, გრავიტაციული ძალები კვლავ შემოდის თამაშში, რომლებიც შექმნილია ვარსკვლავისთვის საჭირო ენერგიის მიწოდებისთვის. გრავიტაციული ძალები უფრო და უფრო სწრაფად იკუმშება ვარსკვლავს და ავსებს ნეიტრინოების მიერ წაღებულ ენერგიას.

როგორც ადრე, ვარსკვლავის შეკუმშვას თან ახლავს ტემპერატურის მატება, რომელიც საბოლოოდ 4-5 მილიარდ კ-ს აღწევს. ახლა მოვლენები გარკვეულწილად განსხვავებულად ვითარდება. ბირთვი, რომელიც შედგება რკინის ჯგუფის ელემენტებისაგან, განიცდის სერიოზულ ცვლილებებს: ამ ჯგუფის ელემენტები აღარ რეაგირებენ უფრო მძიმე ელემენტების წარმოქმნით, არამედ იშლება ჰელიუმად, ხოლო ასხივებენ კოლოსალურ ნეიტრონულ ნაკადს. ამ ნეიტრონების უმეტესობა დატყვევებულია ვარსკვლავის გარე ფენების მატერიით და მონაწილეობს მძიმე ელემენტების შექმნაში. ამ ეტაპზე ვარსკვლავი კრიტიკულ მდგომარეობას აღწევს. როცა მძიმეები შეიქმნა ქიმიური ელემენტები, ენერგია გამოიყოფა მსუბუქი ბირთვების შერწყმის შედეგად. ამრიგად, ვარსკვლავი ასობით მილიონი წლის განმავლობაში ასხივებდა მის დიდ რაოდენობას. ახლა ბირთვული რეაქციების საბოლოო პროდუქტები კვლავ იშლება და წარმოქმნის ჰელიუმს: ვარსკვლავი იძულებულია აანაზღაუროს ადრე დაკარგული ენერგია.

ბეტელგეიზი ემზადება აფეთქებისთვის (გ არაბ. „ტყუპის სახლი“) - წითელი სუპერგიგანტი თანავარსკვლავედში ორიონში. ასტრონომებისთვის ცნობილი ერთ-ერთი უდიდესი ვარსკვლავი. მზის ნაცვლად რომ დადებულიყო, მაშინ მისი მინიმალური ზომით შეავსებდა მარსის ორბიტას, ხოლო მაქსიმუმ იუპიტერის ორბიტას მიაღწევდა. ბეთელგეიზის მოცულობა მზეზე თითქმის 160 მილიონი ჯერ აღემატება. და ის ერთ-ერთი ყველაზე კაშკაშაა - მისი სიკაშკაშე მზეზე ჯერ მეტია. მისი ასაკი მხოლოდ კოსმოსური სტანდარტებით არის დაახლოებით 10 მილიონი წელი და ეს წითლად ცხელი გიგანტური სივრცე „ჩერნობილი“ უკვე აფეთქების ზღვარზეა. წითელმა გიგანტმა უკვე დაიწყო ტანჯვა და ზომის შემცირება. 1993 წლიდან 2009 წლამდე დაკვირვების პერიოდში ვარსკვლავის დიამეტრი 15%-ით შემცირდა და ახლა ის უბრალოდ იკუმშება ჩვენს თვალწინ. ნასას ასტრონომები გვპირდებიან, რომ ურჩხული აფეთქება ვარსკვლავის სიკაშკაშეს ათასჯერ გაზრდის. მაგრამ ჩვენგან სინათლის წლების შორეული მანძილის გამო, კატასტროფა არანაირად არ იმოქმედებს ჩვენს პლანეტაზე. და აფეთქების შედეგი იქნება სუპერნოვას წარმოქმნა.

როგორი იქნება ეს უიშვიათესი მოვლენა დედამიწიდან? უცებ ცაში ძალიან კაშკაშა ვარსკვლავი აანთებს.. ასეთი კოსმოსური შოუ გაგრძელდება დაახლოებით ექვს კვირას, რაც ნიშნავს თვენახევარზე მეტს "თეთრი ღამეები" პლანეტის გარკვეულ ნაწილებში, დანარჩენ ადამიანებში. დატკბება ორი-სამი საათის დამატებით დღის სინათლით და ღამით ფეთქებადი ვარსკვლავის სასიამოვნო სანახაობით. აფეთქებიდან ორი-სამი კვირის შემდეგ ვარსკვლავი დაიწყებს გაქრობას და რამდენიმე წელიწადში საბოლოოდ გადაიქცევა კიბორჩხალას მსგავს ნისლეულად მიწიერი დამკვირვებლისთვის. ისე, დამუხტული ნაწილაკების ტალღები აფეთქების შემდეგ დედამიწამდე რამდენიმე საუკუნეში მიაღწევს და დედამიწის მაცხოვრებლები მიიღებენ მაიონებელი გამოსხივების მცირე (4-5 ბრძანებით მაგნიტუდაზე ნაკლებს) დოზას. მაგრამ არავითარ შემთხვევაში არ უნდა ინერვიულოთ - როგორც მეცნიერები ამბობენ, დედამიწას და მის ბინადრებს საფრთხე არ ემუქრება, მაგრამ ასეთი მოვლენა თავისთავად უნიკალურია - დედამიწაზე სუპერნოვას აფეთქების ბოლო მტკიცებულება 1054 წლით თარიღდება.

სლაიდი 1

სლაიდი 2

ვარსკვლავები სამყარო 98% ვარსკვლავებისგან შედგება. ისინი ასევე გალაქტიკის მთავარი ელემენტია. „ვარსკვლავები არის ჰელიუმის და წყალბადის უზარმაზარი ბურთები, ისევე როგორც სხვა აირები. გრავიტაცია იზიდავს მათ შიგნით და ცხელი აირის წნევა უბიძგებს მათ გარეთ, რაც ქმნის წონასწორობას. ვარსკვლავის ენერგია შეიცავს მის ბირთვს, სადაც ყოველი მეორე ჰელიუმი ურთიერთქმედებს წყალბადთან“.

სლაიდი 3

ვარსკვლავების ცხოვრება ცხოვრების გზაცალკე ორგანიზმი. ასტრონომებს არ შეუძლიათ ერთი ვარსკვლავის სიცოცხლის თავიდან ბოლომდე მიკვლევა. ყველაზე ხანმოკლე ვარსკვლავებიც კი არსებობენ მილიონობით წლის განმავლობაში - უფრო დიდხანს ვიდრე არა მხოლოდ ერთი ადამიანის, არამედ მთელი კაცობრიობის სიცოცხლე. თუმცა, მეცნიერებს შეუძლიათ დააკვირდნენ ბევრ ვარსკვლავს მათი განვითარების სხვადასხვა სტადიაზე - ახლახან დაბადებული და კვდება. ვარსკვლავების მრავალრიცხოვან პორტრეტებზე დაყრდნობით, ისინი ცდილობენ აღადგინონ თითოეული ვარსკვლავის ევოლუციური გზა და დაწერონ მისი ბიოგრაფია.

სლაიდი 4

სლაიდი 5

ვარსკვლავთწარმოქმნის რეგიონები ვარსკვლავთწარმოქმნის რეგიონები. გიგანტური მოლეკულური ღრუბლები 105 მზის მასაზე მეტი მასით (მათგან 6000-ზე მეტი ცნობილია გალაქტიკაში) არწივის ნისლეული, 6000 სინათლის წლის მანძილზე, არის ახალგაზრდა ღია ვარსკვლავური გროვა გველების თანავარსკვლავედში, ნისლეულის ბნელი რეგიონები პროტოვარსკვლავებია.

სლაიდი 6

ორიონის ნისლეული ორიონის ნისლეული არის მბზინავი ემისიის ნისლეული მომწვანო ელფერით და მდებარეობს ორიონის სარტყლის ქვემოთ და შეუიარაღებელი თვალითაც კი ჩანს ჩვენგან 1300 სინათლის წლის მანძილზე და სიდიდე 33 სინათლის წელი.

სლაიდი 7

გრავიტაციული შეკუმშვა გრავიტაციული შეკუმშვა შეკუმშვა არის გრავიტაციული არასტაბილურობის შედეგი, ნიუტონის იდეა. მოგვიანებით ჯინსმა დაადგინა ღრუბლების მინიმალური ზომა, რომელშიც შეიძლება დაიწყოს სპონტანური შეკუმშვა. ხდება საშუალების საკმაოდ ეფექტური გაგრილება: გრავიტაციის გამოთავისუფლებული ენერგია გადადის ინფრაწითელ გამოსხივებაში, რომელიც გადადის გარე სივრცეში.

სლაიდი 8

Protostar Protostar როგორც ღრუბლის სიმკვრივე იზრდება, ის გაუმჭვირვალე ხდება რადიაციისთვის. შიდა რეგიონების ტემპერატურა იწყებს მატებას. პროტოვარსკვლავის შიგნით ტემპერატურა აღწევს თერმობირთვული შერწყმის რეაქციების ზღურბლს. შეკუმშვა ჩერდება გარკვეული ხნით.

სლაიდი 9

სტაციონარული მდგომარეობა ახალგაზრდა ვარსკვლავი მოვიდა მთავარ მიმდევრობაზე H-R დიაგრამებიდაიწყო წყალბადის დამწვრობის პროცესი - მთავარი ვარსკვლავური ბირთვული საწვავი პრაქტიკულად არ არის შეკუმშული და ენერგიის რეზერვები აღარ ცვლის ნელ ცვლილებას ქიმიური შემადგენლობამის ცენტრალურ რაიონებში, წყალბადის ჰელიუმად გადაქცევის გამო, ვარსკვლავი გადადის სტაციონარულ მდგომარეობაში.

სლაიდი 10

სლაიდი 11

გიგანტები და სუპერგიგანტები როდესაც წყალბადი მთლიანად იწვება, ვარსკვლავი ტოვებს მთავარ მიმდევრობას გიგანტების ან, დიდი მასებით, სუპერგიგანტებისა და სუპერგიგანტების რეგიონში.

სლაიდი 12

ვარსკვლავის გრავიტაციული შეკუმშვის მასა< 1,4 массы Солнца: БЕЛЫЙ КАРЛИК электроны обобществляются, образуя вырожденный электронный газ гравитационное сжатие останавливается плотность становится до нескольких тонн в см3 еще сохраняет Т=10^4 К постепенно остывает и медленно сжимается(миллионы лет) окончательно остывают и превращаются в ЧЕРНЫХ КАРЛИКОВ Когда все ядерное топливо выгорело, начинается процесс гравитационного сжатия.

სლაიდი 13

ჯუჯები თეთრი ჯუჯა ვარსკვლავთშორისი მტვრის ღრუბელში ორი ახალგაზრდა შავი ჯუჯა კუროს თანავარსკვლავედში

სლაიდი 14

ვარსკვლავის მასა ვარსკვლავის მასა > მზის მასა 1,4: გრავიტაციული შეკუმშვის ძალები ძალიან მაღალია, მატერიის სიმკვრივე აღწევს მილიონ ტონას სმ3-ზე გამოიყოფა უზარმაზარი ენერგია - 10 ^ 45 J ტემპერატურა - 10 ^ 11 კ. სუპერნოვას აფეთქება უმეტესობავარსკვლავები კოსმოსში 1000-5000 კმ/წმ სიჩქარით იფრქვევა ნეიტრინო ნაკადები აციებს ვარსკვლავის ბირთვს - ნეიტრონულ ვარსკვლავს

შინაარსი

• ვარსკვლავების დაბადება
• ვარსკვლავური ცხოვრება
• თეთრი ჯუჯები და ნეიტრონული ხვრელები
• Შავი ხვრელები
• ვარსკვლავების სიკვდილი

Მიზნები და ამოცანები

• გაეცნონ სამყაროში გრავიტაციული ძალების მოქმედებას, რაც იწვევს ვარსკვლავების წარმოქმნას.
• განვიხილოთ ვარსკვლავების ევოლუციის პროცესი.
• მიეცით ვარსკვლავების სივრცითი სიჩქარის კონცეფცია.
• აღწერეთ ვარსკვლავების ფიზიკური ბუნება.

ვარსკვლავის დაბადება

• სივრცეს ხშირად უწოდებენ უჰაერო სივრცეს, მიაჩნიათ, რომ ის ცარიელია. თუმცა, ეს ასე არ არის. ვარსკვლავთშორის სივრცეში არის მტვერი და გაზი, ძირითადად ჰელიუმი და წყალბადი, ეს უკანასკნელი გაცილებით უხვი.
• სამყაროში არის მტვრისა და გაზის მთელი ღრუბლებიც კი, რომლებსაც შეუძლიათ გრავიტაციული ძალების გავლენის ქვეშ კოლაფსირება.

ვარსკვლავის დაბადება

• შეკუმშვის პროცესში ღრუბლის ნაწილი გაცხელდება და კონდენსირდება.
• თუ შეკუმშვის ნივთიერების მასა საკმარისია იმისთვის, რომ შეკუმშვის პროცესის დროს მასში ბირთვული რეაქციები დაიწყოს, მაშინ ვარსკვლავი მიიღება ასეთი ღრუბლიდან.

ვარსკვლავის დაბადება

• ყოველ „ახალშობილ“ ვარსკვლავს, საწყისი მასიდან გამომდინარე, ჰერცსპრუნგ-რასელის დიაგრამაზე გარკვეული ადგილი უჭირავს – გრაფიკს, რომლის ერთ ღერძზე ვარსკვლავის ფერის ინდექსია გამოსახული, მეორეზე კი – მისი სიკაშკაშე, ე.ი. გამოყოფილი ენერგიის რაოდენობა წამში.
• ვარსკვლავის ფერის ინდექსი დაკავშირებულია მისი ზედაპირის ფენების ტემპერატურასთან - რაც უფრო დაბალია ტემპერატურა, მით უფრო წითელია ვარსკვლავი და მისი ფერის ინდექსი უფრო დიდია.

ვარსკვლავური ცხოვრება

• ევოლუციის პროცესში ვარსკვლავები იცვლებიან თავიანთ პოზიციას „სპექტრი-ნათობის“ დიაგრამაზე, გადადიან ერთი ჯგუფიდან მეორეში. ვარსკვლავი თავისი ცხოვრების უმეტეს ნაწილს მთავარ მიმდევრობაზე ატარებს. მისგან მარჯვნივ და ზემოთ არის როგორც ყველაზე ახალგაზრდა ვარსკვლავები, ასევე ვარსკვლავები, რომლებიც შორს წავიდნენ თავიანთი ევოლუციის გზაზე.

ვარსკვლავური ცხოვრება

• ვარსკვლავის სიცოცხლე ძირითადად დამოკიდებულია მის მასაზე. თეორიული გამოთვლების მიხედვით, ვარსკვლავის მასა შეიძლება განსხვავდებოდეს 0,08 ადრე 100 მზის მასები.
• რაც უფრო დიდია ვარსკვლავის მასა, მით უფრო სწრაფად იწვის წყალბადი და უფრო მძიმე ელემენტები შეიძლება წარმოიქმნას მის სიღრმეში თერმობირთვული შერწყმის პროცესში. ევოლუციის გვიან ეტაპზე, როდესაც ჰელიუმის წვა იწყება ვარსკვლავის ცენტრალურ ნაწილში, ის ჩამოდის მთავარი მიმდევრობიდან და ხდება მასის მიხედვით ლურჯი ან წითელი გიგანტი.

ვარსკვლავური ცხოვრება

• მაგრამ დგება მომენტი, როდესაც ვარსკვლავი კრიზისის ზღვარზეა, ის ვეღარ აწარმოებს საჭირო რაოდენობის ენერგიას შიდა წნევის შესანარჩუნებლად და მიზიდულობის ძალების წინააღმდეგობის გაწევისთვის. იწყება უკონტროლო შეკუმშვის (კოლაფსის) პროცესი.
• კოლაფსის შედეგად წარმოიქმნება უზარმაზარი სიმკვრივის მქონე ვარსკვლავები (თეთრი ჯუჯები). ზემკვრივი ბირთვის წარმოქმნის პარალელურად, ვარსკვლავი ცვივა თავის გარე გარსს, რომელიც იქცევა გაზის ღრუბლად - პლანეტურ ნისლეულად და თანდათან იშლება სივრცეში.
• უფრო დიდი მასის ვარსკვლავს შეუძლია შეკუმშოს 10 კმ-ის რადიუსში და გადაიქცეს ნეიტრონულ ვარსკვლავად. ნეიტრონული ვარსკვლავის ერთი სუფრის კოვზი 1 მილიარდ ტონას იწონის! კიდევ უფრო მასიური ვარსკვლავის ევოლუციის ბოლო ეტაპი შავი ხვრელის ფორმირებაა. ვარსკვლავი ისეთ ზომამდე იკლებს, რომ მეორე კოსმოსური სიჩქარე სინათლის სიჩქარის ტოლი ხდება. შავი ხვრელის რეგიონში სივრცე მკვეთრად მოხრილია და დრო ნელდება.

ვარსკვლავური ცხოვრება

• ნეიტრონული ვარსკვლავებისა და შავი ხვრელების წარმოქმნა აუცილებლად დაკავშირებულია ძლიერ აფეთქებასთან. ცაზე ჩნდება ნათელი წერტილი, თითქმის ისეთივე კაშკაშა, როგორც გალაქტიკა, რომელშიც ის აალდა. ეს არის სუპერნოვა. ძველ ქრონიკებში ნაპოვნი ხსენებები ცაში გარეგნობის შესახებ ყველაზე კაშკაშა ვარსკვლავები, ეს სხვა არაფერია, თუ არა კოლოსალური კოსმოსური აფეთქებების მტკიცებულება.

ვარსკვლავის სიკვდილი

• ვარსკვლავი კარგავს მთელ თავის გარე გარსს, რომელიც დიდი სიჩქარით გაფართოების შემდეგ ასობით ათასი წლის შემდეგ კვალის გარეშე იშლება ვარსკვლავთშორის გარემოში, მანამდე კი მას ვაკვირდებით, როგორც გაფართოებულ აირისებრ ნისლეულს.
• პირველი 20000 წლის განმავლობაში გაზის გარსის გაფართოებას თან ახლავს ძლიერი რადიო გამოსხივება. ამ დროის განმავლობაში, ეს არის ცხელი პლაზმური ბურთი, რომელსაც აქვს მაგნიტური ველი, რომელიც ინახავს სუპერნოვაში წარმოქმნილ მაღალი ენერგიით დამუხტულ ნაწილაკებს.
• რაც უფრო მეტი დრო გავიდა აფეთქების შემდეგ, მით უფრო სუსტია რადიოემისია და მით უფრო დაბალია პლაზმის ტემპერატურა.

სლაიდი 1

სლაიდი 2

სამყარო 98% ვარსკვლავებისგან შედგება. ისინი ასევე გალაქტიკის მთავარი ელემენტია. „ვარსკვლავები არის ჰელიუმის და წყალბადის უზარმაზარი ბურთები, ისევე როგორც სხვა აირები. გრავიტაცია იზიდავს მათ შიგნით და ცხელი აირის წნევა უბიძგებს მათ გარეთ, რაც ქმნის წონასწორობას. ვარსკვლავის ენერგია შეიცავს მის ბირთვს, სადაც ყოველი მეორე ჰელიუმი ურთიერთქმედებს წყალბადთან“.

სლაიდი 3

ვარსკვლავების ცხოვრების გზა არის სრული ციკლი - დაბადება, ზრდა, შედარებით მშვიდი აქტივობის პერიოდი, აგონია, სიკვდილი და ჰგავს ცალკეული ორგანიზმის ცხოვრების გზას. ასტრონომებს არ შეუძლიათ ერთი ვარსკვლავის სიცოცხლის თავიდან ბოლომდე მიკვლევა. ყველაზე ხანმოკლე ვარსკვლავებიც კი არსებობენ მილიონობით წლის განმავლობაში - უფრო დიდხანს ვიდრე არა მხოლოდ ერთი ადამიანის, არამედ მთელი კაცობრიობის სიცოცხლე. თუმცა, მეცნიერებს შეუძლიათ დააკვირდნენ ბევრ ვარსკვლავს მათი განვითარების სხვადასხვა სტადიაზე - ახლახან დაბადებული და კვდება. ვარსკვლავების მრავალრიცხოვან პორტრეტებზე დაყრდნობით, ისინი ცდილობენ აღადგინონ თითოეული ვარსკვლავის ევოლუციური გზა და დაწერონ მისი ბიოგრაფია.

სლაიდი 4

სლაიდი 5

ვარსკვლავების წარმოქმნის რეგიონები. გიგანტური მოლეკულური ღრუბლები 105 მზის მასაზე მეტი მასით (მათგან 6000-ზე მეტი ცნობილია გალაქტიკაში) არწივის ნისლეული, 6000 სინათლის წლის მანძილზე, არის ახალგაზრდა ღია ვარსკვლავური გროვა გველების თანავარსკვლავედში, ნისლეულის ბნელი რეგიონები პროტოვარსკვლავებია.

სლაიდი 6

ორიონის ნისლეული არის კაშკაშა ემისიის ნისლეული მომწვანო ელფერით და მდებარეობს ორიონის სარტყლის ქვემოთ და შეუიარაღებელი თვალითაც კი ჩანს ჩვენგან 1300 სინათლის წლის მანძილზე და 33 სინათლის წლის სიდიდეზე.

სლაიდი 7

გრავიტაციული შეკუმშვა შეკუმშვა არის გრავიტაციული არასტაბილურობის შედეგი, ნიუტონის იდეა. მოგვიანებით ჯინსმა დაადგინა ღრუბლების მინიმალური ზომა, რომელშიც შეიძლება დაიწყოს სპონტანური შეკუმშვა. ხდება საშუალების საკმაოდ ეფექტური გაგრილება: გრავიტაციის გამოთავისუფლებული ენერგია გადადის ინფრაწითელ გამოსხივებაში, რომელიც გადადის გარე სივრცეში.

სლაიდი 8

პროტოვარსკვლავი ღრუბლის სიმკვრივის მატებასთან ერთად ის გაუმჭვირვალე ხდება რადიაციისთვის. შიდა რეგიონების ტემპერატურა იწყებს მატებას. პროტოვარსკვლავის შიგნით ტემპერატურა აღწევს თერმობირთვული შერწყმის რეაქციების ზღურბლს. შეკუმშვა ჩერდება გარკვეული ხნით.

სლაიდი 9

ახალგაზრდა ვარსკვლავი შევიდა HR დიაგრამის მთავარ თანმიმდევრობაში, დაიწყო წყალბადის დამწვრობის პროცესი - მთავარი ვარსკვლავური ბირთვული საწვავი პრაქტიკულად არ არის შეკუმშული და ენერგიის რეზერვები აღარ ცვლის ქიმიური შემადგენლობის ნელ ცვლილებას მის ცენტრალურ რეგიონებში. წყალბადის ჰელიუმად გარდაქმნას ვარსკვლავი გადადის სტაციონარულ მდგომარეობაში

სლაიდი 10

სლაიდი 11

როდესაც წყალბადი მთლიანად დაიწვება, ვარსკვლავი ტოვებს მთავარ მიმდევრობას გიგანტების ან, მაღალი მასების, სუპერგიგანტებისა და სუპერგიგანტების რეგიონში.

სლაიდი 12

ვარსკვლავის მასა< 1,4 массы Солнца: БЕЛЫЙ КАРЛИК электроны обобществляются, образуя вырожденный электронный газ гравитационное сжатие останавливается плотность становится до нескольких тонн в см3 еще сохраняет Т=10^4 К постепенно остывает и медленно сжимается(миллионы лет) окончательно остывают и превращаются в ЧЕРНЫХ КАРЛИКОВ Когда все ядерное топливо выгорело, начинается процесс гравитационного сжатия.

სლაიდი 13

თეთრი ჯუჯა ვარსკვლავთშორისი მტვრის ღრუბელში ორი ახალგაზრდა შავი ჯუჯა კუროს თანავარსკვლავედში

სლაიდი 14

ვარსკვლავის მასა > 1,4 მზის მასა: გრავიტაციული შეკუმშვის ძალები ძალიან მაღალია. მატერიის სიმკვრივე მილიონ ტონას აღწევს სმ3-ზე, გამოიყოფა უზარმაზარი ენერგია - 10 ^ 45 J ტემპერატურა - 10 ^ 11 K სუპერნოვას აფეთქება ვარსკვლავის უმეტესი ნაწილი გარე სივრცეში ისროლება სიჩქარე 1000-5000 კმ/წმ ნეიტრინო ნაკადები აციებს ვარსკვლავის ბირთვს - ნეიტრონული ვარსკვლავი

სლაიდი 2

სამყარო 98% ვარსკვლავებისგან შედგება. ისინი ასევე გალაქტიკის მთავარი ელემენტია.

„ვარსკვლავები არის ჰელიუმის და წყალბადის უზარმაზარი ბურთები, ისევე როგორც სხვა აირები. გრავიტაცია მათ უბიძგებს და ცხელი აირის წნევა უბიძგებს მათ გარეთ, რაც ქმნის წონასწორობას.ვარსკვლავის ენერგია ინახება მის ბირთვში, სადაც ჰელიუმი ყოველ წამში ურთიერთქმედებს წყალბადთან“.

სლაიდი 3

ვარსკვლავების ცხოვრების გზა არის სრული ციკლი - დაბადება, ზრდა, შედარებით მშვიდი აქტივობის პერიოდი, აგონია, სიკვდილი და ჰგავს ცალკეული ორგანიზმის ცხოვრების გზას.

ასტრონომებს არ შეუძლიათ ერთი ვარსკვლავის სიცოცხლის თავიდან ბოლომდე მიკვლევა. ყველაზე ხანმოკლე ვარსკვლავებიც კი არსებობენ მილიონობით წლის განმავლობაში - უფრო დიდხანს ვიდრე არა მხოლოდ ერთი ადამიანის, არამედ მთელი კაცობრიობის სიცოცხლე. თუმცა, მეცნიერებს შეუძლიათ დააკვირდნენ ბევრ ვარსკვლავს მათი განვითარების სხვადასხვა სტადიაზე - ახლახან დაბადებული და კვდება. მრავალი ვარსკვლავის პორტრეტებზე დაყრდნობით, ისინი ცდილობენ აღადგინონ თითოეული ვარსკვლავის ევოლუციური გზა და დაწერონ მისი ბიოგრაფია.

სლაიდი 4

ჰერცსპრუნგ-რასელის დიაგრამა

სლაიდი 5

ვარსკვლავების წარმოქმნის რეგიონები.

გიგანტური მოლეკულური ღრუბლები 105 მზის მასაზე მეტი მასით (მათგან 6000-ზე მეტი ცნობილია გალაქტიკაში)

არწივის ნისლეული, ჩვენგან 6000 სინათლის წლის მანძილზე, არის ახალგაზრდა ღია ვარსკვლავური გროვა გველების თანავარსკვლავედში, ნისლეულის ბნელი უბნები პროტოვარსკვლავებია.

სლაიდი 6

ორიონის ნისლეული არის კაშკაშა ემისიის ნისლეული მომწვანო ელფერით და მდებარეობს ორიონის სარტყლის ქვემოთ და შეუიარაღებელი თვალითაც კი ჩანს ჩვენგან 1300 სინათლის წლის მანძილზე და 33 სინათლის წლის სიდიდეზე.

სლაიდი 7

გრავიტაციული შეკუმშვა

შეკუმშვა არის გრავიტაციული არასტაბილურობის შედეგი, ნიუტონის იდეა.

მოგვიანებით ჯინსმა დაადგინა ღრუბლების მინიმალური ზომა, რომელშიც შეიძლება დაიწყოს სპონტანური შეკუმშვა.

ხდება საშუალების საკმაოდ ეფექტური გაგრილება: გრავიტაციის გამოთავისუფლებული ენერგია გადადის ინფრაწითელ გამოსხივებაში, რომელიც გადადის გარე სივრცეში.

სლაიდი 8

პროტოვარსკვლავი

• ღრუბლის სიმკვრივის მატებასთან ერთად ის გაუმჭვირვალე ხდება რადიაციისთვის.
• შიდა რეგიონების ტემპერატურა იწყებს მატებას.
• პროტოვარსკვლავის შიგნით ტემპერატურა აღწევს თერმობირთვული შერწყმის რეაქციების ზღურბლს.
• შეკუმშვა ჩერდება გარკვეული ხნით.

სლაიდი 9

• ახალგაზრდა ვარსკვლავი მოვიდა H-R დიაგრამის მთავარ მიმდევრობაზე
• დაიწყო წყალბადის - მთავარი ვარსკვლავური ბირთვული საწვავის წვის პროცესი
• პრაქტიკულად არ არის შეკუმშვა და ენერგიის რეზერვები აღარ იცვლება
• ქიმიური შემადგენლობის ნელი ცვლილება მის ცენტრალურ რეგიონებში, წყალბადის ჰელიუმად გადაქცევის გამო

ვარსკვლავი გადადის სტაციონარულ მდგომარეობაში

სლაიდი 10

ტიპიური ვარსკვლავის ევოლუციის გრაფიკი

სლაიდი 11

როდესაც წყალბადი მთლიანად იწვის, ვარსკვლავი ტოვებს მთავარ მიმდევრობას გიგანტების ან, მაღალი მასების, სუპერგიგანტების რეგიონში.

გიგანტები და სუპერგიგანტები

სლაიდი 12

• ვარსკვლავის მასა< 1,4 массы Солнца: БЕЛЫЙ КАРЛИК
• ელექტრონები სოციალიზებულია, ქმნიან დეგენერაციულ ელექტრონულ გაზს
• გრავიტაციული შეკუმშვა ჩერდება
• სიმკვრივე ხდება რამდენიმე ტონამდე სმ3-ზე
• კვლავ ინარჩუნებს T=10^4 K
• თანდათან კლებულობს და ნელ-ნელა მცირდება (მილიონობით წელი)
• ბოლოს გაცივდით და გადაიქცევით შავ ჯუჯებად

როდესაც მთელი ბირთვული საწვავი დაიწვა, იწყება გრავიტაციული შეკუმშვის პროცესი.

სლაიდი 13

• თეთრი ჯუჯა ვარსკვლავთშორისი მტვრის ღრუბელში
• ორი ახალგაზრდა შავი ჯუჯა კუროს თანავარსკვლავედში

სლაიდი 14

• ვარსკვლავის მასა > 1,4 მზის მასა:
• გრავიტაციული ძალა ძალიან ძლიერია
• ნივთიერების სიმკვრივე აღწევს მილიონ ტონას სმ3-ზე
• გამოიყოფა უზარმაზარი ენერგია - 10 ^ 45 ჯ
• ტემპერატურა – 10^11K
• სუპერნოვას აფეთქება
• ვარსკვლავის უმეტესი ნაწილი კოსმოსში 1000-5000 კმ/წმ სიჩქარით იფრქვევა.
• ნეიტრინოების ნაკადები აციებენ ვარსკვლავის ბირთვს -

ნეიტრონული ვარსკვლავი