Agjencia Federale për Arsimin
GOU VPO
Akademia Shtetërore e Ekonomisë dhe Shërbimit Ufa
departamenti i Fizikës
PROVIMI
në disiplinën "Konceptet e shkencës moderne natyrore"
me temën "Yjet dhe evolucioni i tyre"
Përfunduar nga: Lavrinenko R.S.
grupi SZ-12
Kontrolluar nga: A.V. Altayskaya
Ufa-2010
Hyrje ………………………………………………………………………… ... 3
Fazat e evolucionit të yjeve 5 ……………………………………………………………
Karakteristikat dhe përbërja kimike e yjeve ……………………… ................... 11
Parashikimi i evolucionit të Diellit ………………………………………… ................... 20
Burimet e energjisë termike të yjeve …………………………………… ......... 21
Përfundim ……………………………………………………… ..............
Literatura
Prezantimi
Në një natë të pastër pa hënë, rreth 3,000 yje mund të shihen mbi horizont me sy të lirë. Dhe çdo herë, duke parë qiellin me yje, i bëjmë vetes pyetjen - cilat janë yjet? Një vështrim i përkohshëm do të gjejë ngjashmëri midis yjeve dhe planetëve. Mbi të gjitha, planetët, kur vëzhgohen me një sy të thjeshtë, janë të dukshëm si pika me shkëlqim me shkëlqim të ndryshëm. Sidoqoftë, tashmë disa mijëvjeçarë para nesh, vrojtues të vëmendshëm të qiellit - barinj dhe fermerë, lundrues dhe pjesëmarrës në kalimet e karvaneve - arritën në përfundimin se yjet dhe planetët janë fenomene të natyrës së ndryshme. Planetët, si Hëna dhe Dielli, ndryshojnë pozicionin e tyre në qiell, lëvizin nga një konstelacion në tjetrën dhe arrijnë të kalojnë një distancë të konsiderueshme brenda një viti, ndërsa yjet janë të palëvizshëm në krahasim me njëri-tjetrin. Edhe njerëzit e moshuar të thellë i shohin skicat e yjesive saktësisht njësoj si i panë në fëmijëri.
Yjet nuk mund t'i përkasin sistemit diellor. Nëse do të ishin afërsisht në të njëjtën distancë me planetët, atëherë do të ishte e pamundur të gjesh një shpjegim për palëvizshmërinë e tyre të dukshme. Naturalshtë e natyrshme të supozohet se yjet lëvizin gjithashtu në hapësirë, por ato janë larg nesh, se lëvizja e tyre e dukshme është e papërfillshme. Krijohet iluzioni i palëvizshmërisë së yjeve. Por nëse yjet janë kaq larg, atëherë me një shkëlqim të dukshëm të krahasueshëm me shkëlqimin e dukshëm të planetëve, ata duhet të studiojnë shumë herë më fuqishëm se planetët. Kjo linjë arsyetimi çoi në idenë se yjet janë trupa të ngjashëm në natyrë me Diellin. Kjo ide u mbrojt nga Giordano Bruno. Por pyetja u zgjidh përfundimisht pas dy zbulimeve. E para u bë nga Halley në 1718. Ai tregoi konvencionin e emrit tradicional "yje të fiksuar". Për të sqaruar preçesionin e vazhdueshëm, ai krahasoi katalogët e tij bashkëkohorë të yjeve me ato të antikitetit, dhe mbi të gjitha me katalogun e Hiparkut (rreth 129 pes) - katalogu i parë i yjeve, i cili përmendet në dokumentet historike dhe me katalogun në Ptolemeut " Almagest 1 "(AD 138). Në sfondin e një figure homogjene, një zhvendosje të rregullt të të gjithë yjeve, Halley zbuloi një fakt mahnitës: "Tre yje: ... ose Syri i Demit, Aldebaran, Sirius dhe Arcturus kundërshtonin drejtpërdrejt këtë rregull". Kështu që lëvizja e vetë yjeve u zbulua. Ajo mori njohjen përfundimtare në vitet '70 të shekullit të 18-të, pas matjeve të lëvizjeve të duhura të dhjetëra yjeve nga astronomi gjerman Tobias Mayer dhe astronomi anglez Neville Maskelyne. Zbulimi i dytë u bë në 1824 nga Joseph Fraunhofer, duke bërë vëzhgimet e para të spektrave të yjeve. Më vonë, studimet e hollësishme të spektrit të yjeve çuan në përfundimin se yjet, si Dielli, përbëhen nga gazi me një temperaturë të lartë, dhe gjithashtu se spektrat e të gjithë yjeve mund të shpërndahen në disa klasa dhe spektri i Diellit i përket një nga këto klasa. Nga kjo rrjedh se drita e yjeve është e së njëjtës natyrë me dritën e Diellit.
Dielli është një nga yjet. Ky është një yll shumë afër nesh, me të cilin Toka është e lidhur fizikisht, rreth së cilës lëviz. Por ka shumë yje, ata kanë shkëlqim të ndryshëm, ngjyra të ndryshme, ata rrezatojnë një sasi të madhe energjie në hapësirë \u200b\u200bdhe për këtë arsye, duke humbur këtë energji, ata nuk mund të mos ndryshojnë: ata duhet të kalojnë nëpër një lloj rruge evolucionare.
Fazat e evolucionit të yjeve
Yjet janë sisteme të mëdha plazmatike në të cilat karakteristikat fizike, struktura e brendshme dhe përbërja kimike ndryshojnë me kalimin e kohës. Koha e evolucionit yjor është shumë e gjatë dhe nuk është e mundur të gjurmohet drejtpërdrejt evolucioni i një ylli të veçantë. Kjo kompensohet nga fakti se secili prej yjeve të shumtë në qiell kalon nëpër një fazë të evolucionit. Duke përmbledhur vëzhgimet, është e mundur të rikthehet drejtimi i përgjithshëm i evolucionit yjor (sipas diagramit Hertzsprung - Russell (Figura 1), ai shfaqet nga sekuenca kryesore dhe nga devijimi nga ajo lart e poshtë).
Figura 1. Diagrami Hertzsprung-Russell
Në diagramin Hertzsprung-Russell, yjet janë shpërndarë në mënyrë të pabarabartë. Rreth 90% e yjeve janë të përqendruar në një brez të ngushtë që kalon diagramin diagonalisht. Kjo shirit quhet sekuenca kryesore. Fundi i tij i sipërm ndodhet në zonën e yjeve të ndritshëm blu. Dallimi në popullatën e yjeve që ndodhen në sekuencën kryesore dhe rajonet ngjitur me sekuencën kryesore është disa rende të madhësisë. Arsyeja është se yjet kryesorë të sekuencës janë në fazën e djegies së hidrogjenit, e cila përbën pjesën më të madhe të jetës së yllit. Dielli është në sekuencën kryesore. Rajonet e ardhshme më të populluara pas sekuencës kryesore janë xhuxhët e bardhë, gjigandët e kuq dhe super-gjigandët e kuq. Gjigandët dhe supergjigandët e kuq janë kryesisht yje në fazën e djegies së heliumit dhe bërthamave më të rënda.
Teoria moderne e strukturës dhe evolucionit të yjeve shpjegon rrjedhën e përgjithshme të evolucionit yjor në marrëveshje të mirë me të dhënat vëzhguese.
Fazat kryesore në evolucionin e një ylli janë lindja e tij (formimi i yjeve); një periudhë e gjatë e ekzistencës (zakonisht e qëndrueshme) e një ylli si një sistem integral në ekuilibrin hidrodinamik dhe termik; dhe, së fundmi, periudha e "vdekjes" së saj, d.m.th. çekuilibër i pakthyeshëm, i cili çon në shkatërrimin e yllit ose në tkurrjen e tij katastrofike.
Sipas hipotezës së pranuar përgjithësisht të një reje gazi dhe pluhuri, një yll lind si rezultat i shtypjes gravitacionale të një gazi dhe re pluhuri ndëryjor. Ndërsa një re e tillë trashet, së pari formohet një protostar, temperatura në qendër të saj rritet vazhdimisht derisa të arrijë kufirin e nevojshëm që shpejtësia e lëvizjes termike të grimcave të tejkalojë pragun, pas së cilës protonet janë në gjendje të kapërcejnë forcat makroskopike të zmbrapsje reciproke elektrostatike dhe të hyjë në një reagim të bashkimit termonuklear.
Si rezultat i një reaksioni bashkimi termonuklear shumëfazësh, një bërthamë heliumi (2 protone + 2 neutrone) formohet përfundimisht nga katër protone dhe lirohet një burim i tërë i grimcave të ndryshme elementare. Në gjendjen përfundimtare, masa totale e grimcave të formuara është më e vogël se masa e katër protoneve fillestare, që do të thotë se energjia e lirë lirohet gjatë reagimit. Për shkak të kësaj, bërthama e brendshme e një ylli të porsalindur nxehet shpejt në temperatura ultra të larta, dhe energjia e tepërt e tij fillon të spërkatet drejt sipërfaqes së saj më pak të nxehtë - dhe jashtë. Në të njëjtën kohë, presioni në qendër të yllit fillon të rritet. Kështu, duke "djegur" hidrogjen gjatë një reaksioni termonuklear, ylli nuk lejon që forcat e tërheqjes gravitacionale të ngjeshen në një gjendje super të dendur, duke kundërshtuar presionin e brendshëm termik të rinovuar vazhdimisht ndaj shembjes gravitacionale, si rezultat i së cilës një lind ekuilibri i energjisë. Yjet që djegin në mënyrë aktive hidrogjen thuhet se janë në "fazën kryesore" të ciklit të tyre jetësor ose evolucionit. Transformimi i disa elementeve kimikë në të tjerë brenda një ylli quhet bashkim bërthamor ose nukleosintezë.
Në veçanti, Dielli ka qenë në fazën aktive të djegies së hidrogjenit në procesin e nukleosintezës aktive për rreth 5 miliardë vjet, dhe rezervat e hidrogjenit në bërthamë për vazhdimin e tij duhet të jenë të mjaftueshme për yllin tonë për 5.5 miliardë vjet të tjera. Sa më shumë yll të jetë ylli, aq më shumë karburant hidrogjeni ka, por për t'iu kundërvënë forcave të shembjes gravitacionale, i duhet të digjet hidrogjen me një intensitet që tejkalon normën e rritjes së rezervave të hidrogjenit ndërsa masa e yllit rritet. Për yjet me një masë 15 herë më të madhe se masa diellore, koha e ekzistencës së qëndrueshme është vetëm rreth 10 milion vjet. Kjo është një kohë jashtëzakonisht e parëndësishme nga standardet kozmike, sepse koha e caktuar për Diellin tonë është 3 rende e madhësisë më e lartë - rreth 10 miliardë vjet.
Herët ose vonë, çdo yll do të konsumojë të gjithë hidrogjenin e përshtatshëm për djegie në furrën e tij termobërthamore. Kjo gjithashtu varet nga masa e yllit. Dielli (dhe të gjithë yjet që nuk e tejkalojnë atë në masë më shumë se tetë herë) i japin fund jetës time në një mënyrë shumë banale. Ndërsa rezervat e hidrogjenit në brendësi të yllit po shterojnë, forcat e ngjeshjes gravitacionale, duke pritur me durim për këtë orë që nga momenti i lindjes së yllit, fillojnë të fitojnë epërsinë - dhe nën ndikimin e tyre ylli fillon të tkurret dhe të trashet. Ky proces çon në një efekt të dyfishtë: Temperatura në shtresat menjëherë rreth bërthamës së yllit rritet në një nivel në të cilin hidrogjeni që përmbahet aty hyn në një reagim të bashkimit termonuklear për të formuar helium. Në të njëjtën kohë, temperatura në vetë bërthamë, e cila tani përbëhet nga pothuajse një helium, rritet aq shumë sa vetë heliumi - një lloj "hiri" i reaksionit nukleosintezë primar që vdes - hyn në një reagim të ri të bashkimit termonuklear: një karbon bërthama formohet nga tre bërthama heliumi. Ky reaksion sekondar termonuklear i shkrirjes, i nxitur nga produktet kryesore të reaksionit, është një nga momentet kryesore në ciklin jetësor të yjeve.
Me djegien dytësore të heliumit në bërthamën e yllit, çlirohet aq shumë energji sa ylli fjalë për fjalë fillon të fryhet. Në veçanti, guaska e Diellit në këtë fazë të jetës do të zgjerohet përtej orbitës së Venusit. Në këtë rast, energjia totale e rrezatimit të yllit mbetet afërsisht në të njëjtin nivel si gjatë fazës kryesore të jetës së tij, por meqenëse kjo energji tani rrezatohet përmes një sipërfaqe shumë më të madhe, shtresa e jashtme e yllit ftohet deri në pjesa e kuqe e spektrit. Ylli shndërrohet në një gjigant të kuq.
Për yjet e klasës së Diellit, pas zbrazjes së karburantit që ushqen reagimin dytësor të nukleosintezës, faza e shembjes gravitacionale fillon përsëri - kësaj here ajo e fundit. Temperatura brenda bërthamës nuk është më në gjendje të rritet në nivelin e kërkuar për të filluar nivelin tjetër të reaksionit termonuklear. Prandaj, ylli tkurret derisa forcat e tërheqjes gravitacionale të ekuilibrohen nga pengesa tjetër e forcës. Roli i tij luhet nga presioni i një gazi elektron të degjeneruar. Elektronet, të cilat deri në këtë fazë luanin rolin e ekstra të papunë në evolucionin e yllit, pa marrë pjesë në reagimet e bashkimit bërthamor dhe lëvizin lirisht midis bërthamave në procesin e bashkimit, në një fazë të caktuar të kompresimit janë të privuar nga "hapësira e jetesës" dhe fillojnë të "rezistojnë" në ngjeshjen e mëtejshme gravitacionale të yllit. Gjendja e yllit stabilizohet dhe shndërrohet në një xhuxh të bardhë të degjeneruar, i cili do të rrezatojë nxehtësinë e mbetur në hapësirë \u200b\u200bderisa të ftohet plotësisht.
Yjet më masivë se Dielli do të kenë një fund shumë më spektakolar. Pas djegies së heliumit, masa e tyre nën shtypje rezulton të jetë e mjaftueshme për të ngrohur bërthamën dhe guaskën në temperaturat e kërkuara për të shkaktuar reagimet e ardhshme nukleosinteze - karboni, pastaj silici, magnezi - dhe kështu me radhë, ndërsa masat bërthamore rriten. Për më tepër, në fillim të çdo reagimi të ri në bërthamën e yllit, ai i mëparshmi vazhdon në zarfin e tij. Në fakt, të gjithë elementët kimikë deri në hekur që përbëjnë universin u formuan pikërisht si rezultat i nukleosintezës në zorrët e yjeve që vdesin të këtij lloji. Por hekuri është kufiri; nuk mund të shërbejë si karburant për bashkimin bërthamor ose reaksionet e prishjes në çdo temperaturë dhe presion, meqenëse kërkohet një fluks i energjisë së jashtme si për kalbjen e tij ashtu edhe për shtimin e nukleoneve shtesë në të. Si rezultat, ylli masiv gradualisht grumbullon një bërthamë hekuri brenda vetes, e cila nuk është e aftë të shërbejë si karburant për çdo reagim të mëtejshëm bërthamor.
Sapo temperatura dhe presioni brenda bërthamës të arrijnë një nivel të caktuar, elektronet fillojnë të bashkëveprojnë me protonet e bërthamave të hekurit, duke rezultuar në formimin e neutroneve. Dhe në një periudhë shumë të shkurtër kohe (disa teoricienë besojnë se duhen vetëm disa sekonda), falas, gjatë gjithë evolucionit të mëparshëm të yllit, elektronet shpërndahen fjalë për fjalë në protonet e bërthamave të hekurit. E gjithë lënda e bërthamës së yllit shndërrohet në një tufë të vazhdueshme neutronesh dhe fillon të tkurret me shpejtësi në kolapsin gravitacional, pasi presioni i gazit të degjeneruar elektron që e kundërshton atë bie në zero. Predha e jashtme e yllit, nga poshtë së cilës rrëzohet e gjithë mbështetja, shembet drejt qendrës. Energjia e përplasjes së guaskës së jashtme të shembur me bërthamën neutron është aq e lartë sa që kërcej dhe shpërndahet në të gjitha drejtimet nga bërthama me një shpejtësi të jashtëzakonshme - dhe ylli fjalë për fjalë shpërthen në një shpërthim verbues të supernovës. Në pak sekonda, gjatë një shpërthimi të supernovës, më shumë energji mund të lëshohet në hapësirë \u200b\u200bsesa të gjitha yjet e galaktikës të kombinuara gjatë së njëjtës kohë.
Pas një shpërthimi të supernovës dhe zgjerimit të zarfit, në yjet me një masë prej rreth 10-30 masa diellore, shembja gravitacionale e vazhdueshme çon në formimin e një ylli neutron, substanca e të cilit është e ngjeshur derisa të fillojë presioni i neutroneve të degjeneruara për ta bërë veten të ndjerë. Me fjalë të tjera, tani neutronet (ashtu si elektronet më parë) fillojnë të rezistojnë në ngjeshjen e mëtejshme, duke kërkuar hapësirë \u200b\u200bpër të jetuar për veten e tyre. Kjo zakonisht ndodh kur një yll arrin rreth 15 km në diametër. Rezultati është një yll neutroni me rotacion të shpejtë që lëshon impulse elektromagnetike në frekuencën e tij rrotulluese; yje të tillë quhen pulsarë. Më në fund, nëse masa e bërthamës së yllit tejkalon 30 masa diellore, asgjë nuk mund të ndalojë rënien e saj të mëtejshme gravitacionale, dhe si rezultat i një shpërthimi supernova, formohet një vrimë e zezë.
Nga globulat lindin yjet, mos harroni se gjithçka yjet lëshojnë dhe e tyre rrezatimi ka ... atëherë periudha e qarkullimit të të dyve yjet relativisht e tyre qendra e përgjithshme e gravitetit është e barabartë me ... fazat e fundit të saj evolucioni humbin stabilitetin e tyre. Të tilla yjet mund të shpërthejë si ...
Evolucioni yje (6)
Abstrakt \u003e\u003e BiologjiDiagrami i varësisë nga ndriçimi yjet nga e tyre klasat spektrale (diagrami ..., në afërsi të Diellit, shumica yjet përqendruar përgjatë një brezi relativisht të ngushtë ... në distanca të ndryshme. Yjet po evoluojnë dhe e tyre evolucioni e pakthyeshme, pasi gjithçka është në ...
Evolucioni gazeta në Rusi
Abstrakt \u003e\u003e GazetariPrezantimi ................................................. .................................................. ......... 3 Kapitulli I. Evolucioni gazeta në Rusi në ... të cilat, pasi i kanë privuar tre yjet Hero i Punës Socialiste ... gjatë gjithë rrugës e tyre evolucionie cila nuk është ...
Shkrirja termonukleare në zorrët e yjeve
Në këtë kohë, për yjet me një masë më të madhe se 0.8 masa diellore, bërthama bëhet transparente ndaj rrezatimit, dhe transferimi i energjisë rrezatuese në bërthamë do të mbizotërojë, ndërsa mbështjellësi i sipërm mbetet konvektiv. Askush nuk e di me siguri se cilët yje me masë më të vogël arrijnë në sekuencën kryesore, pasi koha e kaluar nga këta yje në kategorinë e të rinjve tejkalon moshën e Universit. Të gjitha idetë tona në lidhje me evolucionin e këtyre yjeve bazohen në llogaritjet numerike.
Ndërsa ylli zvogëlohet, presioni i gazit elektron të degjeneruar fillon të rritet dhe në një rreze të yllit, ky presion ndalon rritjen e temperaturës qendrore dhe pastaj fillon ta zvogëlojë atë. Dhe për yjet më pak se 0,08, kjo rezulton të jetë fatale: energjia e lëshuar gjatë reagimeve bërthamore nuk do të jetë kurrë e mjaftueshme për të mbuluar koston e rrezatimit. Nën-yje të tillë quhen xhuxhë kafe dhe fati i tyre është shtypja e vazhdueshme derisa presioni i gazit të degjeneruar ta ndalojë atë, dhe pastaj ftohja graduale me ndërprerjen e të gjitha reaksioneve bërthamore.
Yje të rinj me masë të ndërmjetme
Yjet e rinj me masë të ndërmjetme (nga 2 në 8 masa diellore) evoluojnë në mënyrë cilësore në të njëjtën mënyrë si motrat e tyre më të vogla, me përjashtim që ato nuk kanë zona konvektive deri në sekuencën kryesore.
Objektet e këtij lloji shoqërohen me të ashtuquajturat. Yjet e herbitit Ae \\ Be si ndryshore të parregullta të tipit spektral B-F5. Ata gjithashtu kanë disqe jet bipolare. Shkalla e daljes, shkëlqimi dhe temperatura efektive janë dukshëm më të larta se ato për të τ Demi, kështu që ata në mënyrë efektive ngrohin dhe shpërndajnë mbetjet e reve protostellar.
Yje të rinj me masa më të mëdha se 8 masa diellore
Në fakt, këto janë tashmë yje normalë. Ndërsa masa e bërthamës hidrostatike po grumbullohej, ylli arriti të kapërcejë të gjitha fazat e ndërmjetme dhe të nxehte reagimet bërthamore në një masë të tillë që ata të kompensonin humbjet e rrezatimit. Këta yje kanë një rrjedhje të masës dhe shkëlqimi është aq i madh sa që jo vetëm ndalon kolapsin e rajoneve të jashtme të mbetura, por i shtyn ata prapa. Kështu, masa e yllit të formuar është dukshëm më e vogël se masa e reve protostellar. Më shumë gjasa, kjo shpjegon mungesën në galaktikën tonë të yjeve më të mëdha se 100-200 masa diellore.
Mes-jeta e një ylli
Midis yjeve të formuar, ekziston një larmi e madhe ngjyrash dhe madhësish. Në llojin spektral, ato variojnë nga blu e nxehtë në të kuqe të ftohtë, në masë - nga 0,08 në më shumë se 200 masa diellore. Shkëlqimi dhe ngjyra e një ylli varet nga temperatura e sipërfaqes së saj, e cila, nga ana tjetër, përcaktohet nga masa e saj. Të gjithë yjet e rinj "zënë vendin" e tyre në rendin kryesor sipas përbërjes kimike dhe masës së tyre. Ne nuk po flasim për zhvendosjen fizike të yllit - vetëm për pozicionin e tij në diagramin e treguar, në varësi të parametrave të yllit. Kjo është, ne po flasim, në fakt, vetëm për ndryshimin e parametrave të yllit.
Çfarë do të ndodhë në të ardhmen përsëri varet nga masa e yllit.
Vitet e mëvonshme dhe vdekja e yjeve
Yje të vjetër me masë të ulët
Deri më sot, nuk dihet me siguri se çfarë ndodh me yjet e lehta pas shterimit të furnizimit me hidrogjen. Meqenëse mosha e universit është 13.7 miliardë vjet, gjë që nuk është e mjaftueshme për të zbrazur furnizimin me karburant hidrogjeni, teoritë moderne bazohen në simulimet kompjuterike të proceseve që ndodhin në yje të tillë.
Disa yje mund të sintetizojnë helium vetëm në disa rajone aktive, gjë që shkakton paqëndrueshmëri dhe erëra të forta diellore. Në këtë rast, formimi i një mjegullnaje planetare nuk ndodh, dhe ylli vetëm avullohet, duke u bërë edhe më i vogël se një xhuxh kafe.
Por një yll me një masë prej më pak se 0.5 diellore nuk do të jetë kurrë në gjendje të sintetizojë helium edhe pasi të ndërpriten reagimet me pjesëmarrjen e hidrogjenit në bërthamë. Predha e tyre yjore nuk është aq masive sa të kapërcejë presionin e gjeneruar nga bërthama. Këta yje përfshijnë xhuxhët e kuq (të tillë si Proxima Centauri), të cilët kanë jetuar në sekuencën kryesore për qindra miliarda vjet. Pas përfundimit të reaksioneve termonukleare në bërthamën e tyre, ato, gradualisht duke u ftohur, do të vazhdojnë të lëshojnë dobët në rrezet infra të kuqe dhe mikrovalët të spektrit elektromagnetik.
Yje të mesëm
Kur një yll arrin një madhësi mesatare (nga 0.4 në 3.4 masa diellore) të fazës gjigande të kuqe, shtresat e jashtme të tij vazhdojnë të zgjerohen, bërthama zvogëlohet dhe fillojnë reagimet e sintezës së karbonit nga heliumi. Bashkimi çliron shumë energji, duke i dhënë yllit një pushim të përkohshëm. Për një yll të përmasave të ngjashme me Diellin, ky proces mund të zgjasë rreth një miliard vjet.
Ndryshimet në sasinë e energjisë së emetuar bëjnë që ylli të kalojë periudha paqëndrueshmërie, të cilat përfshijnë ndryshime në madhësi, temperaturë sipërfaqe dhe çlirimin e energjisë. Lirimi i energjisë zhvendoset drejt rrezatimit me frekuencë të ulët. E gjithë kjo shoqërohet me një humbje në rritje të masës për shkak të erërave të forta diellore dhe pulsimeve intensive. Yjet në këtë fazë janë emëruar yje të tipit të vonë, Yjet OH -IR ose yje të ngjashëm me botën, në varësi të karakteristikave të tyre të sakta. Gazi i dëbuar është relativisht i pasur me elementë të rëndë të prodhuar në brendësi të yllit, siç janë oksigjeni dhe karboni. Gazi formon një zarf në zgjerim dhe ftohet ndërsa largohet nga ylli, duke lejuar që të formohen grimca pluhuri dhe molekula. Rrezatimi i fortë infra të kuq i yllit qendror në zarfë të tillë formon kushte ideale për aktivizimin e maserëve.
Reaksionet e djegies së heliumit janë shumë të ndjeshme ndaj temperaturës. Kjo ndonjëherë çon në paqëndrueshmëri të madhe. Ndodhin pulsime të dhunshme, të cilat në fund të fundit japin mjaft energji kinetike në shtresat e jashtme që të nxirren dhe të kthehen në një mjegullnaje planetare. Në qendër të mjegullnajës, mbetet bërthama e yllit, e cila, ndërsa ftohet, kthehet në një xhuxh të bardhë helium, zakonisht që ka një masë deri në 0,5-0,6 diellore dhe një diametër të rendit të diametrit të Tokës.
Xhuxhët e bardhë
Shumica dërrmuese e yjeve, përfshirë Diellin, i japin fund evolucionit të tyre, duke u tkurrur derisa presioni i elektroneve të degjeneruara të ekuilibrojë gravitetin. Në këtë gjendje, kur madhësia e yllit zvogëlohet njëqind herë dhe dendësia bëhet një milion herë më e madhe se uji, ylli quhet një xhuxh i bardhë. Oidshtë i lirë nga burimet e energjisë dhe, gradualisht duke u ftohur, bëhet i errët dhe i padukshëm.
Në yjet më masivë se Dielli, presioni i elektroneve të degjeneruara nuk mund të përmbajë ngjeshjen e bërthamës dhe vazhdon derisa shumica e grimcave të kthehen në neutrone, të paketuara aq fort sa madhësia e yllit matet në kilometra dhe dendësia është 100 milion herë më shumë se dendësia e ujit. Një objekt i tillë quhet një yll neutron; ekuilibri i saj mbahet nga presioni i materies së degjeneruar të neutronit.
Yje supermasivë
Pas shtresave të jashtme të një ylli, me një masë më të madhe se pesë masa diellore, të shpërndara për të formuar një supergjigand të kuq, bërthama fillon të tkurret për shkak të forcave gravitacionale. Ndërsa kompresimi vazhdon, temperatura dhe dendësia rriten dhe fillon një sekuencë e re e reaksioneve termonukleare. Në reagime të tilla, sintetizohen elementë të rëndë, të cilët përkohësisht frenojnë kolapsin e bërthamës.
Në fund të fundit, ndërsa gjithnjë e më shumë elementë të rëndë të tabelës periodike formohen, hekuri -56 sintetizohet nga silici. Deri në këtë pikë, sinteza e elementeve çliron një sasi të madhe energjie, por është bërthama e hekurit -56 ajo që ka defektin maksimal të masës dhe formimi i bërthamave më të rënda është i pafavorshëm. Prandaj, kur bërthama e hekurt e një ylli arrin një vlerë të caktuar, presioni në të nuk është më në gjendje të përballojë forcën kolosale të gravitetit dhe një kolaps i menjëhershëm i bërthamës ndodh me neutronizimin e lëndës së tij.
Se çfarë do të ndodhë më pas nuk është plotësisht e qartë. Por sido që të jetë, brenda pak sekondash çon në një shpërthim supernova me një fuqi të pabesueshme.
Shpërthimi shoqërues i neutrinos provokon një valë shoku. Avionë të fortë të neutrinove dhe një fushë magnetike rrotulluese dëbojnë pjesën më të madhe të materialit të grumbulluar nga ylli - të ashtuquajturit elementë ulësesh, përfshirë hekurin dhe elementët më të lehtë. Lënda shpërndarëse bombardohet nga neutronet e nxjerra nga bërthama, duke i kapur ato dhe duke krijuar kështu një sërë elementësh më të rëndë se hekuri, përfshirë ato radioaktivë, deri në uranium (dhe ndoshta edhe në kalifornium). Kështu, shpërthimet e supernovës shpjegojnë praninë e elementeve më të rëndë se hekuri në materiet ndëryjore.
Vala e shpërthimit dhe avionët e neutrinove e çojnë materialin larg nga ylli që vdes në hapësirën ndëryjore. Më pas, duke lëvizur nëpër hapësirë, ky material i supernovës mund të përplaset me mbeturinat e tjera hapësinore dhe ndoshta të marrë pjesë në formimin e yjeve, planetëve ose satelitëve të rinj.
Proceset që ndodhin gjatë formimit të një supernova janë ende duke u studiuar, dhe deri më tani nuk ka asnjë qartësi për këtë çështje. Alsoshtë gjithashtu e diskutueshme se çfarë mbetet në fakt nga ylli origjinal. Sidoqoftë, dy mundësi janë duke u shqyrtuar:
Yjet neutron
Dihet që në disa supernova, graviteti i fortë në brendësinë e një supergjigande detyron elektronet të bien mbi bërthamën atomike, ku ato bashkohen me protonet për të formuar neutrone. Forcat elektromagnetike që ndajnë bërthamat aty pranë zhduken. Bërthama e yllit tani është një top i dendur me bërthama atomike dhe neutrone individuale.
Yje të tillë, të njohur si yje neutroni, janë jashtëzakonisht të vegjël - jo më shumë se madhësia e një qyteti të madh - dhe kanë një dendësi të lartë në mënyrë të paimagjinueshme. Periudha e tyre e revolucionit bëhet jashtëzakonisht e vogël ndërsa madhësia e yllit zvogëlohet (për shkak të ruajtjes së momentit këndor). Disa bëjnë 600 revolucione në sekondë. Kur boshti që lidh polet magnetike veriore dhe jugore të këtij ylli që rrotullohet shpejt tregon Tokën, një impuls rrezatimi mund të regjistrohet duke përsëritur në intervale të barabarta me periudhën e revolucionit të yllit. Yje të tillë neutroni u quajtën "pulsarë" dhe u bënë yjet e parë neutronë që u zbuluan.
Vrimat e zeza
Jo të gjitha supernovat bëhen yje neutrone. Nëse ylli ka një masë mjaft të madhe, atëherë shembja e yllit do të vazhdojë dhe vetë neutronet do të fillojnë të bien përbrenda derisa rrezja e tij të bëhet më e vogël se rrezja Schwarzschild. Pas kësaj, ylli bëhet një vrimë e zezë.
Ekzistenca e vrimave të zeza ishte parashikuar nga relativiteti i përgjithshëm. Sipas relativitetit të përgjithshëm, materia dhe informacioni nuk mund të lënë një vrimë të zezë në asnjë kusht. Sidoqoftë, mekanika kuantike bën përjashtime të mundshme nga ky rregull.
Mbeten një numër pyetjesh të hapura. Shefi mes tyre: "A ka vrima të zeza fare?" Në të vërtetë, për të thënë me siguri se një objekt i caktuar është një vrimë e zezë, është e nevojshme të vëzhgoni horizontin e tij të ngjarjes. Të gjitha përpjekjet për ta bërë këtë kanë përfunduar pa sukses. Por ka ende shpresë, pasi që disa objekte nuk mund të shpjegohen pa tërhequr mbledhje dhe mbledhje mbi një objekt pa një sipërfaqe të fortë, por vetë ekzistenca e vrimave të zeza nuk e vërteton këtë.
Pyetjet janë gjithashtu të hapura: a është e mundur që një yll të shembet drejtpërdrejt në një vrimë të zezë, duke anashkaluar një supernova? A ka supernova që më vonë do të bëhen vrima të zeza? Cili është efekti i saktë i masës fillestare të një ylli në formimin e objekteve në fund të ciklit të tij jetësor?
Secili prej nesh të paktën një herë në jetën e tij shikoi në qiellin me yje. Dikush e shikoi këtë bukuri, duke përjetuar ndjenja romantike, një tjetër u përpoq të kuptonte se nga vjen e gjithë kjo bukuri. Jeta në hapësirë, ndryshe nga jeta në planetin tonë, rrjedh me një shpejtësi tjetër. Koha në hapësirën e jashtme jeton në kategoritë e veta, distancat dhe madhësitë në Univers janë kolosale. Ne rrallë mendojmë për faktin se evolucioni i galaktikave dhe yjeve po ndodh vazhdimisht para syve tanë. Çdo objekt në hapësirën e gjerë është pasojë e disa proceseve fizike. Galaktikat, yjet dhe madje edhe planetët kanë fazat kryesore të zhvillimit.
Planeti ynë dhe të gjithë jemi të varur nga ylli ynë. Për sa kohë do të na gëzojë dielli me ngrohtësinë e tij, duke i dhënë frymë jetës në sistemin diellor? Çfarë na pret në të ardhmen në miliona dhe miliarda vjet? Në këtë drejtim, është kurioze të dimë më shumë për fazat e evolucionit të objekteve astronomike, nga vijnë yjet dhe si mbaron jeta e këtyre ndriçuesve të mrekullueshëm në qiellin e natës.
Origjina, lindja dhe evolucioni i yjeve
Evolucioni i yjeve dhe planetëve që banojnë në galaktikën tonë Rruga e Qumështit dhe të gjithë Universit, për pjesën më të madhe, është studiuar mirë. Në hapësirë, ligjet e fizikës janë të palëkundura, të cilat ndihmojnë për të kuptuar origjinën e objekteve hapësinore. Në këtë rast, pranohet të mbështetemi në teorinë e Shpërthimit të Madh, e cila tani është doktrina dominuese për procesin e origjinës së Universit. Ngjarja që tronditi universin dhe çoi në formimin e universit, sipas standardeve kozmike, është e shpejtë. Për hapësirën, momentet kalojnë nga lindja e një ylli në vdekjen e tij. Distancat e mëdha krijojnë iluzionin e qëndrueshmërisë së universit. Një yll që shpërtheu në distancë shkëlqen për ne për miliarda vjet, në atë kohë mund të mos ekzistojë më.
Teoria e evolucionit të galaktikave dhe yjeve është një zhvillim i teorisë së Big Bengut. Doktrina e lindjes së yjeve dhe origjina e sistemeve yjore ndryshon në shkallën e asaj që po ndodh dhe në kornizën kohore, e cila, ndryshe nga Universi në tërësi, mund të vëzhgohet me mjete moderne të shkencës.
Duke studiuar ciklin jetësor të yjeve, mund të përdorni shembullin e yllit më të afërt me ne. Dielli është një nga njëqind trilion yjet në fushën tonë të vizionit. Përveç kësaj, distanca nga Toka në Diell (150 milion km) ofron një mundësi unike për të studiuar objektin pa u larguar nga sistemi diellor. Informacioni i marrë do të na lejojë të kuptojmë në detaje se si janë rregulluar yjet e tjerë, sa shpejt shterohen këto burime gjigande të nxehtësisë, cilat janë fazat e zhvillimit të një ylli dhe cila do të jetë përfundimi i kësaj jete të shkëlqyeshme - i qetë dhe i zbehtë ose me gaz , shpërthyese.
Pas Big Bengut, grimcat më të vogla formuan re ndëryjore, të cilat u bënë "materniteti" për triliona yje. Shtë karakteristike që të gjithë yjet kanë lindur në të njëjtën kohë si rezultat i tkurrjes dhe zgjerimit. Kompresimi i gazit kozmik në re u ngrit nën ndikimin e gravitetit të tij dhe proceseve të ngjashme në yjet e rinj në afërsi. Zgjerimi lindi nga presioni i brendshëm i gazit ndëryjor dhe nga fushat magnetike brenda reve të gazit. Reja rrotullohej lirshëm rreth qendrës së saj të masës.
Retë e gazit të formuara pas shpërthimit janë 98% të përbëra nga hidrogjen dhe helium atomik dhe molekular. Vetëm 2% në këtë masiv janë pluhur dhe grimca të ngurta mikroskopike. Më herët besohej se në qendër të çdo ylli qëndron bërthama e hekurit, e nxehtë në një temperaturë prej një milion gradë. Ishte ky aspekt që shpjegoi masën gjigande të yllit.
Në kundërshtimin e forcave fizike, forcat e shtypjes mbizotëruan, pasi drita që rezulton nga çlirimi i energjisë nuk depërton në renë e gazit. Drita, së bashku me një pjesë të energjisë së lëshuar, përhapet jashtë, duke krijuar një temperaturë nën zero dhe një zonë me presion të ulët brenda një akumulimi të dendur gazi. Ndërsa në këtë gjendje, gazi kozmik është i ngjeshur me shpejtësi, ndikimi i forcave të tërheqjes gravitacionale çon në faktin se grimcat fillojnë të formojnë materie yjore. Kur një akumulim i gazit është i dendur, kompresimi intensiv bën që të formohet një grumbull yjesh. Kur madhësia e resë së gazit është e vogël, kompresimi rezulton në formimin e një ylli të vetëm.
Një përshkrim i shkurtër i asaj që po ndodh është se ylli i ardhshëm kalon nëpër dy faza - shtypje e shpejtë dhe e ngadaltë në gjendjen e një protostari. Në një gjuhë të thjeshtë dhe të kuptueshme, kompresimi i shpejtë është rënia e lëndës yjore drejt qendrës së një protostari. Kompresimi i ngadaltë ndodh tashmë në sfondin e qendrës së formuar të protostarit. Gjatë qindra mijëra viteve të ardhshme, formacioni i ri zvogëlohet në madhësi dhe dendësia e tij rritet miliona herë. Gradualisht, protostari bëhet i errët për shkak të dendësisë së lartë të lëndës yjore, dhe shtypja e vazhdueshme shkakton mekanizmin e reaksioneve të brendshme. Një rritje e presionit të brendshëm dhe temperaturave çon në formimin e një ylli të ardhshëm të qendrës së vet të gravitetit.
Protostari mbetet në këtë gjendje për miliona vjet, ngadalë jep nxehtësi dhe gradualisht zvogëlohet, duke u zvogëluar në madhësi. Si rezultat, konturet e një ylli të ri përshkruhen dhe dendësia e materies së tij bëhet e krahasueshme me dendësinë e ujit.
Dendësia mesatare e yllit tonë është 1.4 kg / cm3 - pothuajse e njëjtë me dendësinë e ujit në Detin e Vdekur të kripur. Në qendër, Dielli ka një dendësi prej 100 kg / cm3. Lënda yjore nuk është në gjendje të lëngët, por në formën e plazmës.
Nën ndikimin e presionit dhe temperaturës së madhe prej rreth 100 milion K, fillojnë reagimet termonukleare të ciklit të hidrogjenit. Ngjeshja ndalet, masa e objektit rritet, kur energjia e gravitetit kthehet në një djegie termonukleare të hidrogjenit. Nga ky moment, ylli i ri, duke lëshuar energji, fillon të humbasë masën.
Versioni i mësipërm i formimit të një ylli është vetëm një skemë primitive që përshkruan fazën fillestare të evolucionit dhe lindjes së një ylli. Sot, procese të tilla në galaktikën tonë dhe në të gjithë Universin janë praktikisht të padukshme për shkak të shterimit intensiv të materialit yjor. Në të gjithë historinë e ndërgjegjshme të vëzhgimeve të Galaktikës sonë, janë vërejtur vetëm disa yje të rinj. Në shkallën e Universit, kjo shifër mund të rritet qindra e mijëra herë.
Për pjesën më të madhe të jetës së tyre, protostarët fshihen nga syri i njeriut nga një predhë me pluhur. Rrezatimi nga bërthama mund të vërehet vetëm në intervalin infra të kuqe, e cila është mënyra e vetme për të parë lindjen e një ylli. Për shembull, në Mjegullnajën e Orionit në 1967, astrofizikantët zbuluan një yll të ri në kufirin infra të kuq, temperatura e rrezatimit e të cilit ishte 700 gradë Kelvin. Më pas, doli se vendlindja e protostareve janë burime kompakte që janë të pranishme jo vetëm në galaktikën tonë, por edhe në cepat e tjerë të Universit larg nesh. Përveç rrezatimit infra të kuq, vendet e lindjes së yjeve të rinj shënohen nga radio sinjale intensive.
Procesi i studimit dhe diagrami i evolucionit të yjeve
I gjithë procesi i njohjes së yjeve mund të ndahet afërsisht në disa faza. Në fillim, duhet të përcaktoni distancën deri tek ylli. Informacioni se sa larg është ylli nga ne, sa kohë i shkon drita, jep një ide se çfarë i ka ndodhur yllit gjatë gjithë kësaj kohe. Pasi një person mësoi të matte distancën nga yjet e largët, u bë e qartë se yjet janë të njëjtët diell, vetëm me madhësi të ndryshme dhe me fat të ndryshëm. Duke ditur distancën tek ylli, nga niveli i dritës dhe sasia e energjisë së emetuar, mund të gjurmohet procesi i bashkimit termonuklear të yllit.
Pas përcaktimit të distancës nga ylli, mund të përdorni analizë spektrale për të llogaritur përbërjen kimike të yllit dhe për të gjetur strukturën dhe moshën e tij. Falë ardhjes së spektrografit, shkencëtarët ishin në gjendje të studionin natyrën e dritës së yjeve. Kjo pajisje mund të përcaktojë dhe matë përbërjen e gazit të lëndës yjore, të cilën një yll e posedon në faza të ndryshme të ekzistencës së tij.
Duke studiuar analizën spektrale të energjisë së Diellit dhe yjeve të tjerë, shkencëtarët kanë arritur në përfundimin se evolucioni i yjeve dhe planetëve ka rrënjë të përbashkëta. Të gjithë trupat kozmikë kanë të njëjtin lloj, përbërje kimike të ngjashme dhe kanë origjinën nga e njëjta lëndë, e cila lindi si rezultat i Big Bengut.
Lënda yjore përbëhet nga të njëjtat elemente kimike (deri në hekur) si planeti ynë. Dallimi është vetëm në sasinë e elementeve të caktuara dhe në proceset që ndodhin në Diell dhe brenda kufijve të tokës. Kjo është ajo që i dallon yjet nga objektet e tjera në univers. Origjina e yjeve duhet parë gjithashtu në kontekstin e një disipline tjetër fizike, mekanikës kuantike. Sipas kësaj teorie, materia që përcakton materien yjore konsiston në ndarjen e vazhdueshme të atomeve dhe grimcave elementare që krijojnë mikrokozmosin e tyre. Në këtë dritë, struktura, përbërja, struktura dhe evolucioni i yjeve është me interes. Siç doli, pjesa më e madhe e yllit tonë dhe shumë yjeve të tjerë janë vetëm dy elementë - hidrogjeni dhe heliumi. Një model teorik që përshkruan strukturën e një ylli do të bëjë të mundur të kuptohet struktura e tyre dhe ndryshimi kryesor nga objektet e tjera hapësinore.
Karakteristika kryesore është se shumë objekte në Univers kanë një madhësi dhe formë të caktuar, ndërsa një yll mund të ndryshojë madhësinë ndërsa zhvillohet. Gazi i nxehtë është një kombinim i atomeve që janë të lidhur lirshëm me njëri-tjetrin. Miliona vjet pas formimit të një ylli, fillon ftohja e shtresës sipërfaqësore të lëndës yjore. Ylli jep pjesën më të madhe të energjisë së tij në hapësirë, duke u zvogëluar ose rritur në madhësi. Transferimi i nxehtësisë dhe energjisë ndodh nga brendësia e yllit në sipërfaqe, duke ndikuar në intensitetin e rrezatimit. Me fjalë të tjera, një dhe i njëjti yll duket ndryshe në periudha të ndryshme të ekzistencës së tij. Proceset termonukleare të bazuara në reagimet e ciklit të hidrogjenit nxisin shndërrimin e atomeve të dritës së hidrogjenit në elementë më të rëndë - helium dhe karbon. Sipas astrofizikanëve dhe shkencëtarëve bërthamorë, një reagim i tillë termonuklear është më i efektshmi për sa i përket sasisë së nxehtësisë së gjeneruar.
Pse shkrirja bërthamore termonukleare nuk përfundon me shpërthimin e një reaktori të tillë? Gjë është se forcat e fushës gravitacionale në të mund të mbajnë materien yjore brenda vëllimit të stabilizuar. Nga kjo, mund të nxirret një përfundim i qartë: çdo yll është një trup masiv që ruan madhësinë e tij për shkak të ekuilibrit midis forcave të gravitetit dhe energjisë së reaksioneve termonukleare. Rezultati i këtij dizajni ideal natyral është një burim nxehtësie që mund të funksionojë për një kohë të gjatë. Supozohet se format e para të jetës në Tokë u shfaqën 3 miliard vjet më parë. Dielli në ato kohë të largëta ngrohu planetin tonë ashtu si tani. Si pasojë, ylli ynë ka ndryshuar pak, pavarësisht nga fakti se shkalla e nxehtësisë së rrezatuar dhe energjisë diellore është kolosale - më shumë se 3-4 milion ton çdo sekondë.
Nuk është e vështirë të llogaritet se sa gjatë viteve të ekzistencës së tij ylli ynë ka humbur peshë. Kjo do të jetë një shifër e madhe, megjithatë, për shkak të masës së saj të madhe dhe dendësisë së lartë, humbje të tilla në shkallën e Universit duken të papërfillshme.
Fazat e evolucionit yjor
Fati i yllit varet nga masa fillestare e yllit dhe përbërja kimike e tij. Ndërsa rezervat kryesore të hidrogjenit janë të përqendruara në bërthamë, ylli mbetet në të ashtuquajturën sekuencë kryesore. Sapo të ketë një tendencë drejt një rritje në madhësinë e një ylli, kjo do të thotë që burimi kryesor për bashkimin termonuklear është tharë. Filloi rruga e gjatë përfundimtare e transformimit të trupit qiellor.
Ndriçuesit e formuar në Univers fillimisht ndahen në tre lloje më të zakonshëm:
- yje normalë (xhuxhët e verdhë);
- yje xhuxh;
- yje gjigande.
Yjet me masë të ulët (xhuxhët) djegin ngadalë rezervat e tyre të hidrogjenit dhe e jetojnë jetën e tyre me qetësi.
Shumica e yjeve të tillë në Univers dhe ylli ynë - një xhuxh i verdhë - u përket atyre. Me fillimin e pleqërisë, xhuxh i verdhë bëhet një gjigant i kuq ose supergjigand.
Bazuar në teorinë e origjinës së yjeve, procesi i formimit të yjeve në Univers nuk ka mbaruar. Yjet më të ndritshëm në galaktikën tonë nuk janë vetëm më të mëdhenjtë në krahasim me Diellin, por edhe më të rinjtë. Astrofizikanët dhe astronomët i quajnë këta yje supergjigandë blu. Në fund, ata përballen me të njëjtin fat që triliona yje të tjerë po kalojnë. Së pari, një lindje e shpejtë, një jetë e shkëlqyer dhe e zjarrtë, pas së cilës fillon një periudhë e kalbjes së ngadaltë. Yjet aq të mëdhenj sa dielli kanë cikle të gjata të jetës në sekuencën kryesore (në mes).
Duke përdorur të dhëna për masën e një ylli, mund të supozohet rruga e tij evolucionare e zhvillimit. Një ilustrim i qartë i kësaj teorie është evolucioni i yllit tonë. Asgjë nuk është e përjetshme. Si rezultat i bashkimit termonuklear, hidrogjeni shndërrohet në helium, prandaj, rezervat e tij fillestare konsumohen dhe zvogëlohen. Dikur, jo shumë shpejt, këto stoqe do të mbarojnë. Duke gjykuar nga fakti që Dielli ynë vazhdon të shkëlqejë për më shumë se 5 miliardë vjet, pa ndryshuar në madhësinë e tij, mosha e pjekur e një ylli mund të zgjasë përafërsisht të njëjtën periudhë.
Shterimi i rezervave të hidrogjenit do të çojë në faktin se nën ndikimin e gravitetit, bërthama e diellit do të fillojë të tkurret shpejt. Dendësia e bërthamës do të bëhet shumë e lartë, si rezultat i së cilës proceset termobërthamore do të lëvizin në shtresat ngjitur me bërthamën. Kjo gjendje quhet shembje, e cila mund të shkaktohet nga kalimi i reaksioneve termonukleare në shtresat e sipërme të yllit. Si rezultat i presionit të lartë, reagimet termonukleare shkaktohen me pjesëmarrjen e heliumit.
Rezervat e hidrogjenit dhe heliumit në këtë pjesë të yllit do të zgjasin për miliona vjet të tjera. Nuk do të jetë shumë shpejt që shterimi i rezervave të hidrogjenit do të çojë në një rritje të intensitetit të rrezatimit, në një rritje në madhësinë e zarfit dhe madhësinë e vetë yllit. Si pasojë, Dielli ynë do të bëhet shumë i madh. Nëse e imagjinojmë këtë fotografi në dhjetëra miliarda vjet, atëherë në vend të një disku të ndritshëm verbues, një disk i kuq i nxehtë me përmasa gjigante do të varet në qiell. Gjigandët e kuq janë një fazë natyrore e evolucionit të një ylli, gjendja e tij kalimtare në kategorinë e yjeve të ndryshueshëm.
Si rezultat i një transformimi të tillë, distanca nga Toka në Diell do të zvogëlohet, në mënyrë që Toka të bjerë në zonën e ndikimit të koronës diellore dhe të fillojë të "skuqet" në të. Temperatura në sipërfaqen e planetit do të rritet dhjetëfish, gjë që do të çojë në zhdukjen e atmosferës dhe në avullimin e ujit. Si rezultat, planeti do të shndërrohet në një shkretëtirë shkëmbore të pajetë.
Fazat e fundit të evolucionit të yjeve
Pasi të ketë arritur fazën e një gjigandi të kuq, një yll normal bëhet një xhuxh i bardhë nën ndikimin e proceseve gravitacionale. Nëse masa e një ylli është afërsisht e barabartë me masën e Diellit tonë, të gjitha proceset kryesore në të do të vazhdojnë me qetësi, pa impulse dhe reagime shpërthyese. Xhuxhi i bardhë do të vdesë për një kohë të gjatë, duke u djegur për tokë.
Në rastet kur ylli fillimisht kishte 1.4 herë masën e Diellit, xhuxh i bardhë nuk do të jetë faza e fundit. Me një masë të madhe brenda yllit, proceset e ngjeshjes së lëndës yjore fillojnë në nivelin atomik, molekular. Protonet shndërrohen në neutrone, dendësia e yllit rritet dhe madhësia e tij zvogëlohet me shpejtësi.
Yjet neutronë të njohur për shkencën kanë një diametër prej 10-15 km. Me një madhësi kaq të vogël, një yll neutron ka një masë kolosale. Një centimetër kub i lëndës yjore mund të peshojë miliarda tonë.
Në rast se fillimisht kishim të bënim me një yll me masë të madhe, faza përfundimtare e evolucionit merr forma të tjera. Fati i një ylli masiv është një vrimë e zezë - një objekt me një natyrë të pashkelur dhe sjellje të paparashikueshme. Masa e madhe e yllit rrit forcat gravitacionale që drejtojnë forcat shtypëse. Nuk është e mundur të pezullohet ky proces. Dendësia e materies rritet derisa të kthehet në pafundësi, duke formuar një hapësirë \u200b\u200btë veçantë (teoria e relativitetit të Ajnshtajnit). Rrezja e një ylli të tillë përfundimisht do të bëhet zero, duke u bërë një vrimë e zezë në hapësirën e jashtme. Do të kishte dukshëm më shumë vrima të zeza nëse yjet masivë dhe supermasivë do të zinin pjesën më të madhe të hapësirës në hapësirë.
Duhet të theksohet se kur gjigandi i kuq shndërrohet në një yll neutron ose një vrimë të zezë, Universi mund të përjetojë një fenomen unik - lindjen e një objekti të ri hapësinor.
Lindja Supernova është faza përfundimtare më spektakolare në evolucionin yjor. Këtu vepron ligji natyror i natyrës: ndërprerja e ekzistencës së një trupi lind një jetë të re. Periudha e një cikli siç është lindja e supernovës kryesisht ka të bëjë me yjet masivë. Rezervat e harxhuara të hidrogjenit çojnë në faktin se heliumi dhe karboni përfshihen në procesin e bashkimit termonuklear. Si rezultat i këtij reagimi, presioni rritet përsëri, dhe një bërthamë hekuri formohet në qendër të yllit. Nën ndikimin e forcave më të forta gravitacionale, qendra e masës zhvendoset në pjesën qendrore të yllit. Bërthama bëhet aq e rëndë sa nuk është në gjendje të përballojë gravitetin e saj. Si pasojë, fillon një zgjerim i shpejtë i bërthamës, duke çuar në një shpërthim të menjëhershëm. Lindja e një supernova është një shpërthim, një valë tronditëse e forcës monstruoze, një flakërim i ndritshëm në shtrirjet e mëdha të Universit.
Duhet të theksohet se Dielli ynë nuk është një yll masiv, prandaj, një fat i tillë nuk e kërcënon atë, dhe planeti ynë nuk duhet të ketë frikë nga një fund i tillë. Në shumicën e rasteve, shpërthimet e supernovës ndodhin në galaktikat e largëta, gjë që shpjegon zbulimin e tyre mjaft të rrallë.
Më në fund
Evolucioni i yjeve është një proces që përfshin dhjetëra miliarda vjet. Ideja jonë për proceset e vazhdueshme është vetëm një model teorik matematik dhe fizik. Koha tokësore është vetëm një moment në ciklin e madh kohor në të cilin Universi ynë jeton. Ne vetëm mund të vëzhgojmë atë që ka ndodhur miliarda vjet më parë dhe të mendojmë se me çfarë mund të përballen gjeneratat e ardhshme të tokësorëve.
Nëse keni ndonjë pyetje - lini ato në komentet poshtë artikullit. Ne ose vizitorët tanë do të jemi të lumtur t'u përgjigjemi atyre
Jetëgjatësia e yjeve përbëhet nga disa faza, duke kaluar nëpër të cilat për miliona dhe miliarda vjet ndriçuesit po përpiqen vazhdimisht për një fund të pashmangshëm, duke u kthyer në flakërime të ndritshme ose në vrima të zeza të zymta.
Jetëgjatësia e një ylli të çdo lloji është një proces tepër i gjatë dhe kompleks, i shoqëruar nga fenomene të një shkalle kozmike. Shkathtësia e tij është thjesht e pamundur për të gjurmuar dhe studiuar plotësisht, madje edhe duke përdorur të gjithë arsenalin e shkencës moderne. Por në bazë të asaj njohurie unike të grumbulluar dhe përpunuar gjatë gjithë periudhës së ekzistencës së astronomisë tokësore, shtresa të tëra të informacionit më të vlefshëm bëhen të disponueshme për ne. Kjo bën të mundur lidhjen e sekuencës së episodeve nga cikli jetësor i ndriçuesve në teori relativisht koherente dhe simulimin e zhvillimit të tyre. Cilat janë këto faza?
Mos harroni aplikacionin interaktiv vizual ""!
Episodi I. Protostars
Rruga e jetës së yjeve, si të gjitha objektet e makrokozmosit dhe mikrokozmosit, fillon që nga lindja. Kjo ngjarje ka origjinën në formimin e një reje tepër të madhe, brenda së cilës shfaqen molekulat e para, prandaj formimi quhet molekular. Ndonjëherë përdoret gjithashtu një term tjetër që zbulon drejtpërdrejt thelbin e procesit - djepin e yjeve.
Vetëm kur ndodhet në një re të tillë, për shkak të rrethanave të pakapërcyeshme, ndodh një ngjeshje jashtëzakonisht e shpejtë e grimcave përbërëse të saj me masë, d.m.th., shembje gravitacionale, një yll i ardhshëm fillon të formohet. Arsyeja për këtë është shpërthimi i energjisë gravitacionale, një pjesë e së cilës ngjesh molekulat e gazit dhe ngroh renë mëmë. Pastaj transparenca e formimit fillon gradualisht të zhduket, gjë që kontribuon në ngrohje edhe më të madhe dhe një rritje të presionit në qendër të tij. Episodi i fundit në fazën protostellar është grumbullimi i materies që bie në bërthamë, gjatë së cilës ylli që po lind, rritet dhe bëhet i dukshëm pasi presioni i dritës së emetuar fjalë për fjalë të heq të gjithë pluhurin në periferi.
Gjeni protostarë në Mjegullnajën Orion!
Kjo panoramë e madhe e Mjegullnajës Orion është marrë nga imazhet. Kjo mjegullnaje është një nga djepet më të mëdha dhe më të afërta të yjeve për ne. Mundohuni të gjeni protostarë në këtë mjegullnaje, pasi zgjidhja e kësaj panorama ju lejon ta bëni këtë.
Episodi II. Yje të rinj
Fomalhaut, imazh nga katalogu i DSS. Ka ende një disk protoplanetar rreth këtij ylli.
Faza ose cikli tjetër i jetës së një ylli është periudha e fëmijërisë së tij kozmike, e cila, nga ana tjetër, ndahet në tre faza: yjet e rinj të vegjël (<3), промежуточной (от 2 до 8) и массой больше восьми солнечных единиц. На первом отрезке образования подвержены конвекции, которая затрагивает абсолютно все области молодых звезд. На промежуточном этапе такое явление не наблюдается. В конце своей молодости объекты уже во всей полноте наделены качествами, присущими взрослой звезде. Однако любопытно то, что на данной стадии они обладают колоссально сильной светимостью, которая замедляет или полностью прекращает процесс коллапса в еще не сформировавшихся солнцах.
Episodi III. Lulëzimi i rrugës jetësore të një ylli
Dielli qëlloi në vijën alfa H. Ylli ynë është në kulmin e tij.
Në mes të jetës së tyre, ndriçuesit kozmikë mund të kenë një larmi të gjerë ngjyrash, masash dhe dimensionesh. Paleta e ngjyrave varion nga hije kaltërosh në të kuqe, dhe masa e tyre mund të jetë shumë më e vogël se dielli, ose ta tejkalojë atë me më shumë se treqind herë. Sekuenca kryesore e ciklit jetësor të yjeve zgjat rreth dhjetë miliardë vjet. Pas kësaj, hidrogjeni mbaron në bërthamën e trupit kozmik. Ky moment konsiderohet të jetë kalimi i jetës së objektit në fazën tjetër. Për shkak të pakësimit të burimeve të hidrogjenit në bërthamë, reagimet termonukleare ndalen. Sidoqoftë, gjatë periudhës së tkurrjes së re të yllit, fillon rënia, e cila çon në shfaqjen e reaksioneve termonukleare tashmë me pjesëmarrjen e heliumit. Ky proces stimulon një zgjerim të pabesueshëm të yllit. Dhe tani ajo konsiderohet si një gjigant i kuq.
Episodi IV. Fundi i ekzistencës së yjeve dhe vdekja e tyre
Yjet e vjetër, ashtu si homologët e tyre të rinj, ndahen në disa lloje: yje me masë të ulët, të mesme, super masive, etj. Sa i përket objekteve me një masë të vogël, është akoma e pamundur të thuash saktësisht se cilat procese ndodhin me ta në fazat e fundit të ekzistencës së tyre. Të gjitha fenomenet e tilla janë përshkruar hipotetikisht duke përdorur simulime kompjuterike, dhe jo në bazë të vëzhgimeve të kujdesshme të tyre. Pas djegies përfundimtare të karbonit dhe oksigjenit, zarfi atmosferik i yllit rritet dhe përbërësi i tij i gazit humbet me shpejtësi. Në fund të rrugës së tyre evolucionare, ndriçuesit kompresohen vazhdimisht dhe dendësia e tyre, përkundrazi, rritet ndjeshëm. Një yll i tillë konsiderohet të jetë një xhuxh i bardhë. Pastaj në fazën e tij të jetës ndjek periudhën e supergjigandit të kuq. E fundit në ciklin e ekzistencës së një ylli është shndërrimi i tij, si rezultat i një kompresimi shumë të fortë, në një yll neutroni. Sidoqoftë, jo të gjithë trupat e tillë kozmikë bëhen të tillë. Disa, më shpesh më të mëdhenjtë për nga parametrat (më shumë se 20-30 masa diellore), bëhen vrima të zeza si rezultat i shembjes.
Fakte interesante nga ciklet jetësore të yjeve
Një nga informacionet më të veçanta dhe të jashtëzakonshme nga jeta yjore e hapësirës është se shumica dërrmuese e yjeve në tonën janë në fazën e xhuxhëve të kuq. Objekte të tilla kanë një masë dukshëm më të vogël se ajo e Diellit.
Alsoshtë gjithashtu mjaft interesante që tërheqja magnetike e yjeve neutron është miliarda herë më e lartë se ajo e një ylli tokësor.
Efekti i masës në një yll
Një tjetër fakt po aq argëtues është kohëzgjatja e ekzistencës së llojeve më të mëdhenj të njohur të yjeve. Për shkak të faktit se masa e tyre është e aftë për qindra herë më shumë se masa diellore, çlirimi i energjisë së tyre është gjithashtu shumë herë më i madh, ndonjëherë edhe miliona herë. Si pasojë, periudha e tyre e jetës zgjat shumë më pak. Në disa raste, ekzistenca e tyre përshtatet vetëm disa miliona vjet, përkundrejt miliarda viteve të jetës për yjet me një masë të vogël.
Një fakt interesant është gjithashtu e kundërta e vrimave të zeza ndaj xhuxhëve të bardhë. Vlen të përmendet se të parat lindin nga yjet më gjigantë në masë, dhe të dytat, përkundrazi, nga ato më të voglat.
Ekziston një numër i madh i fenomeneve unike në Univers, për të cilat ne mund të flasim pafund, sepse hapësira është studiuar dhe eksploruar jashtëzakonisht dobët. E gjithë njohuria njerëzore rreth yjeve dhe cikleve të tyre të jetës që posedon shkenca moderne merret kryesisht nga vëzhgimet dhe llogaritjet teorike. Fenomene dhe objekte të tilla pak të studiuara sjellin punë të vazhdueshme për mijëra studiues dhe shkencëtarë: astronomë, fizikanë, matematikan, kimistë. Falë punës së tyre të vazhdueshme, kjo njohuri vazhdimisht grumbullohet, plotësohet dhe ndryshohet, duke u bërë kështu më e saktë, e besueshme dhe më gjithëpërfshirëse.
\u003e Cikli jetësor i një ylli
Përshkrim jeta dhe vdekja e yjeve: fazat e zhvillimit me foto, re molekulare, protostar, T Tauri, sekuenca kryesore, gjigand i kuq, xhuxh i bardhë.
Gjithçka në këtë botë po zhvillohet. Çdo cikël fillon me lindjen, rritjen dhe përfundon me vdekjen. Sigurisht, në yje, këto cikle zhvillohen në një mënyrë të veçantë. Le të kujtojmë se afatet e tyre kohore janë më të gjera dhe maten në miliona dhe miliarda vjet. Përveç kësaj, vdekja e tyre ka pasoja të caktuara. Si duket cikli jetësor i yjeve?
Cikli i parë i jetës së një ylli: Retë molekulare
Le të fillojmë me lindjen e një ylli. Imagjinoni një re të madhe me gaz molekular të ftohtë që mund të ekzistojë në mënyrë të sigurt në univers pa ndonjë ndryshim. Por papritmas një supernova shpërthen jo shumë larg saj, ose godet një re tjetër. Për shkak të kësaj shtytjeje, procesi i shkatërrimit aktivizohet. Ajo është e ndarë në pjesë të vogla, secila prej tyre është tërhequr në vetvete. Siç e keni kuptuar tashmë, të gjitha këto grumbuj po përgatiten të bëhen yje. Graviteti ngroh temperaturën dhe vrulli i depozituar mbështet procesin e rrotullimit. Diagrami i poshtëm tregon qartë ciklin e yjeve (jeta, fazat e zhvillimit, opsionet e transformimit dhe vdekja e një trupi qiellor me një foto).
Cikli i dytë i jetës së yjeve:Protostar
Materiali trashet më dendur, nxehet dhe largohet nga kolapsi gravitacional. Një objekt i tillë quhet protostar, rreth të cilit formohet një disk materiali. Pjesa tërhiqet nga objekti, duke rritur masën e tij. Pjesa tjetër e mbeturinave do të grupohet dhe do të krijojë një sistem planetar. Zhvillimi i mëtejshëm i yllit të gjitha varet nga masa.
Cikli i tretë i jetës së një ylli:Demi
Kur materiali godet një yll, çlirohet një sasi e madhe energjie. Faza e re yjore u emërua pas prototipit - T Demi. Isshtë një yll i ndryshueshëm që ndodhet 600 vjet dritë larg.
Mund të bëhet shumë e ndritshme sepse materiali prishet dhe çliron energji. Por në pjesën qendrore nuk ka temperaturë të mjaftueshme për të mbështetur shkrirjen bërthamore. Kjo fazë zgjat 100 milion vjet.
Cikli i katërt i jetës së një ylli:Sekuenca kryesore
Në një moment të caktuar, temperatura e një trupi qiellor rritet në nivelin e kërkuar, duke aktivizuar shkrirjen bërthamore. Të gjithë yjet e kalojnë këtë. Hidrogjeni shndërrohet në helium, duke çliruar një sasi të madhe nxehtësie dhe energjie.
Energjia lirohet si rrezet gama, por për shkak të lëvizjes së ngadaltë të yllit, ajo bie me gjatësi vale. Drita shtyhet përjashta dhe përballet me gravitetin. Mund të konsiderohet se këtu krijohet një ekuilibër perfekt.
Sa kohë do të jetë ajo në sekuencën kryesore? Ne duhet të vazhdojmë nga masa e yllit. Xhuxhët e kuq (gjysma e masës diellore) janë të aftë të shpenzojnë qindra miliarda (triliona) vjet karburant. Yjet mesatarë (si) jetojnë 10-15 miliardë. Por ato më të mëdhatë janë miliarda ose miliona vjet. Shikoni se si duket evolucioni dhe vdekja e yjeve të klasave të ndryshme në diagram.
Cikli i pestë i jetës së një ylli:Gjigandi i kuq
Gjatë procesit të shkrirjes, hidrogjeni përfundon, dhe heliumi grumbullohet. Kur nuk mbetet më hidrogjen, të gjitha reagimet e fuqishme ngrijnë dhe ylli fillon të tkurret për shkak të gravitetit. Zarfi i hidrogjenit rreth bërthamës nxehet dhe ndizet, duke bërë që objekti të rritet 1.000 deri në 10.000 herë. Në një moment të caktuar, Dielli ynë do ta përsërisë këtë fat, duke u rritur në orbitën e tokës.
Majat e temperaturës dhe presionit dhe siguresat e heliumit në karbon. Në këtë pikë, ylli kontraktohet dhe pushon së qeni një gjigant i kuq. Me masivitet më të madh, objekti do të djegë elementë të tjerë të rëndë.
Cikli i gjashtë i jetës së një ylli:Xhuxh i bardhë
Një yll me masë diellore nuk ka presion të mjaftueshëm gravitacional për të shkrirë karbonin. Prandaj, vdekja ndodh me mbarimin e heliumit. Shtresat e jashtme nxirren dhe shfaqet një xhuxh i bardhë. Në fillim është e nxehtë, por pas qindra miliarda vitesh do të qetësohet.