პატარა ვარსკვლავის სასიცოცხლო ციკლი

ვარსკვლავები ჭეშმარიტად ვარსკვლავური მტვრისგან იბადებიან და რადგან ვარსკვლავები ქარხნებია, რომლებიც აწარმოებენ ყველა მძიმე ელემენტს, ჩვენი სამყარო და ყველაფერი, რაც მასში არის, ასევე ვარსკვლავური მტვრისგან მოდის.

მისი ღრუბლები, რომლებიც ძირითადად წყალბადის გაზის მოლეკულებისგან შედგება, სივრცის წარმოუდგენელ სიცივეში მიცურავენ, სანამ მიზიდულობა არ აიძულებს მათ თვითონ ჩამოიშალონ და შექმნან ვარსკვლავები.

ყველა ვარსკვლავი თანაბრად არის შექმნილი, მაგრამ ადამიანების მსგავსად, ისინი მრავალფეროვანია. ვარსკვლავის მახასიათებლების ძირითადი განმსაზღვრელი არის ვარსკვლავის მტვრის რაოდენობა, რომელიც მონაწილეობს მის წარმოქმნაში.

ზოგიერთი ვარსკვლავი ძალიან დიდია და მათ აქვთ მოკლე, სანახაობრივი ცხოვრება, ზოგი კი იმდენად მცირეა, რომ მათ ძლივს ჰყოფნიდათ მასა, რომ პირველ რიგში ვარსკვლავი გამხდარიყვნენ და მათ უკიდურესად გრძელი სიცოცხლე აქვთ. როგორც NASA– ს და კოსმოსური სხვა ორგანოების განმარტებით, ვარსკვლავის სიცოცხლის ციკლი ძლიერ არის დამოკიდებული მასაზე.

ჩვენი მზის ზომის ვარსკვლავები პატარა ვარსკვლავად ითვლება, მაგრამ ისინი არც ისე წითლები არიან ჯუჯები, რომლებსაც აქვთ მასის მზის მასის დაახლოებით ნახევარი და ისეთივე ახლოს არიან მარადიულთან, როგორც ვარსკვლავს მიიღეთ

მზის მსგავსი დაბალი მასის ვარსკვლავის სიცოცხლის ციკლი, რომელიც კლასიფიცირებულია, როგორც G ტიპის, მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავი (ან ყვითელი ჯუჯა), დაახლოებით 10 მილიარდი წელია. მიუხედავად იმისა, რომ ამ ზომის ვარსკვლავები არ ხდებიან სუპერნოვები, ისინი დრამატული გზით ამთავრებენ თავიანთ ცხოვრებას.

გრავიტაცია, ის საიდუმლოებით მოცული ძალა, რომელიც ჩვენს ფეხებს მიწასთან აწესრიგებს და პლანეტები მათ ორბიტაზე ტრიალებენ, პასუხისმგებელია ვარსკვლავების წარმოქმნაზე. ვარსკვლავთშორისი აირისა და მტვრის ღრუბლებში, რომლებიც სამყაროს გარშემო მიედინება, გრავიტაცია აერთიანებს მოლეკულებს პატარა გროვებად, რომლებიც თავისუფლდებიან მშობელი ღრუბლებისგან და წარმოადგენენ პროტვარსკვლავებს. ზოგჯერ კოლაფსს აჩქარებს კოსმოსური მოვლენა, მაგალითად, სუპერნოვა.

მათი გაზრდილი მასის წყალობით, პროსტარტებს შეუძლიათ უფრო მეტი ვარსკვლავური მტვრის მოზიდვა. იმპულსის შენარჩუნება ნგრევის შედეგად წარმოქმნის მბრუნავ დისკს და ტემპერატურას იზრდება წნევის ზრდისა და გაზის მოლეკულების მიერ გამოთავისუფლებული კინეტიკური ენერგიის გამო ცენტრი

სავარაუდოდ, ორიონის ვარსკვლავი, ორიონის ნისლეულში, სხვათა შორის, არსებობს. ძალიან ახალგაზრდა ძალიან დიფუზიურია, რომ ხილული არ იყოს, მაგრამ მათი შერწყმის შედეგად, ისინი გაუმჭვირვალე ხდება. როგორც ეს ხდება, მატერიის დაგროვება იკავებს ინფრაწითელ გამოსხივებას ბირთვში, რაც კიდევ უფრო ზრდის ტემპერატურასა და წნევას, საბოლოოდ ხელს უშლის მეტი მატერიის ბირთვში ჩავარდნას.

ვარსკვლავის კონვერტი განაგრძობს მატერიის მოზიდვას და ზრდას, მანამ, სანამ რაიმე წარმოუდგენელი არ ხდება.

ძნელი დასაჯერებელია, რომ გრავიტაციამ, რომელიც შედარებით სუსტი ძალაა, შეიძლება დააჩქაროს მოვლენათა ჯაჭვი, რასაც თერმობირთვული რეაქცია მოჰყვება, მაგრამ ეს ხდება. პროტოვარსკვლავი აგრძელებს მატერიის გამოყოფას, ბირთვში ზეწოლა იმდენად მძაფრი ხდება, რომ წყალბადის იწყებს ჰელიუმში შერწყმას, ხოლო პროტოვარსკვლავი ხდება ვარსკვლავი.

თერმობირთვული აქტივობის დადგომა ქმნის ინტენსიურ ქარს, რომელიც ვარსკვლავიდან იმპულსებს ბრუნვის ღერძის გასწვრივ. ვარსკვლავის პერიმეტრის გარშემო მიმოქცევაში მყოფი მასალა ამ ქარს გამოდევნის. ეს არის ვარსკვლავის წარმოქმნის T-Tauri ფაზა, რომელიც ხასიათდება ენერგიული ზედაპირული აქტივობით, მათ შორის აფეთქებებით და ამოფრქვევებით. ამ ფაზაში ვარსკვლავს შეუძლია დაკარგოს მასის 50 პროცენტამდე, რაც მზის ზომის ვარსკვლავისთვის გრძელდება რამდენიმე მილიონი წლის განმავლობაში.

საბოლოოდ, ვარსკვლავის პერიმეტრის გარშემო მასალა იწყებს გაფანტვას და რაც დარჩა, პლანეტებად იკვრება. მზის ქარი ჩაქრება და ვარსკვლავი მთავრდება მიმდევრობის სტაბილურობის პერიოდში. ამ პერიოდში ბირთვში წყალბადის ჰელიუმზე შერწყმული რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი გარე ძალა აბალანსებს მიზიდულობის შინაგან მიზიდვას და ვარსკვლავი არც კარგავს და არც მატერიას იძენს.

ღამის ცაზე ვარსკვლავების უმეტესობა მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავია, რადგან ეს პერიოდი ყველაზე გრძელია ნებისმიერი ვარსკვლავის სიცოცხლის მანძილზე. მთავარი თანმიმდევრობით ყოფნისას, ვარსკვლავი წყალბადს ჰელიუმში ათავსებს და ასე გრძელდება, სანამ წყალბადის საწვავი არ ამოიწურება.

შერწყმა რეაქცია ხდება უფრო სწრაფად მასიურ ვარსკვლავებში, ვიდრე უფრო პატარა, ასე რომ, მასიური ვარსკვლავები უფრო მწვავედ იწვება, თეთრი ან ლურჯი შუქით და ისინი იწვის უფრო მოკლე დროში. ვინაიდან მზის ვარსკვლავი 10 მილიარდ წელს გაგრძელდება, სუპერ მასიური ლურჯი გიგანტი შესაძლოა მხოლოდ 20 მილიონი იყოს.

ზოგადად, თერმობირთვული რეაქციების ორი ტიპი გვხვდება ძირითადი მიმდევრობის ვარსკვლავებში, მაგრამ პატარა ვარსკვლავებში, მაგალითად, მზეში, მხოლოდ ერთი ტიპი ხდება: პროტონულ – პროტონის ჯაჭვი.

პროტონები წყალბადის ბირთვებია და ვარსკვლავის ბირთვში ისინი საკმარისად სწრაფად მიდიან, რომ გადალახონ ელექტროსტატიკური მოგერიება და შეეჯახონ ჰელიუმ -2 ბირთვების წარმოქმნას, ვ-ნეიტრინო და პოზიტრონი პროცესში. როდესაც კიდევ ერთი პროტონი შეეჯახება ახლად წარმოქმნილ ჰელიუმ -2 ბირთვს, ისინი ერწყმიან ჰელიუმ -3-ს და გამოყოფენ გამა ფოტონს. დაბოლოს, ჰელიუმ -3 ორი ბირთვი ეჯახება და ქმნის ერთ ჰელიუმ -4 ბირთვს და კიდევ ორ პროტონს, რომლებიც გრძელდება ჯაჭვური რეაქციის გასაგრძელებლად, ასე რომ, მთლიანობაში, პროტონულ-პროტონის რეაქცია ოთხ პროტონს ხარჯავს.

ძირითადი რეაქციის დროს წარმოქმნილი ერთი ქვე ჯაჭვი წარმოქმნის ბერილიუმ -7 და ლითიუმ -7, მაგრამ ეს არის გარდამავალი ელემენტები, რომლებიც გაერთიანებულია პოზიტრონთან შეჯახების შემდეგ, ქმნის ჰელიუმ -4 ბირთვს. სხვა ქვეჯაჭვი აწარმოებს ბერილიუმ -8-ს, რომელიც არასტაბილურია და სპონტანურად იყოფა ორ ჰელიუმ -4 ბირთვად. ეს ქვეპროცესები მთლიანი ენერგიის წარმოების დაახლოებით 15 პროცენტს შეადგენს.

ადამიანის სიცოცხლის ციკლის ოქროს წლებია ის წლები, როდესაც ენერგია იკლებს და იგივე ითქმის ვარსკვლავისთვის. დაბალი წონის ვარსკვლავის ოქროს წლები ხდება მაშინ, როდესაც ვარსკვლავმა მთელ წყალბადის საწვავი მოიხმარა და ეს პერიოდი ასევე ცნობილია, როგორც მთავარი-მთავარი მიმდევრობა. ბირთვში შერწყმის რეაქცია წყდება, და გარე ჰელიუმის გარსი იშლება, თერმული ენერგიის შექმნით, რადგან ჩამონგრეულ გარსში პოტენციური ენერგია გარდაიქმნება კინეტიკურ ენერგიად.

ზედმეტი სითბო იწვევს წყალში წყალბადის კვლავ შერწყმას, მაგრამ ამჯერად, რეაქცია უფრო მეტ სითბოს გამოიმუშავებს, ვიდრე ეს მოხდა მხოლოდ ბირთვში.

წყალბადის გარსის შრის შერწყმა ვარსკვლავის კიდეებს გარედან უბიძგებს, გარეთა ატმოსფერო ფართოვდება და კლებულობს, რის შედეგადაც ვარსკვლავი წითელ გიგანტად იქცევა. როდესაც ეს მზეს დაემართება დაახლოებით 5 მილიარდ წელიწადში, ის გაფართოვდება დედამიწამდე ნახევარი მანძილით.

გაფართოებას თან ახლავს მომატებული ტემპერატურა ბირთვში, რადგან მეტ ჰელიუმს ღებულობენ წყალში წყალბადის შერწყმის რეაქციები. იმდენად ცხელი ხდება, რომ ჰელიუმის შერწყმა იწყება ბირთვში, წარმოქმნის ბერილიუმს, ნახშირბადს და ჟანგბადს და ამ რეაქციის დაწყებისთანავე (ჰელიუმის ციმციმი ეწოდება) იგი სწრაფად ვრცელდება.

გარსის ჰელიუმის ამოწურვის შემდეგ, პატარა ვარსკვლავის ბირთვს არ შეუძლია წარმოქმნას საკმარისი სითბო, რომ შექმნას უფრო მძიმე ელემენტები, და ბირთვი გარშემორტყმული გარსი ისევ იშლება. ეს კოლაფსი წარმოქმნის მნიშვნელოვან რაოდენობას სითბოს - საკმარისია ჰელიუმის შერწყმა გარსიში - და ახალი რეაქცია იწყებს გაფართოების ახალ პერიოდს, რომლის დროსაც ვარსკვლავის რადიუსი იზრდება თავდაპირველზე 100-ჯერ რადიუსი

როდესაც ჩვენი მზე მივა ამ ეტაპზე, ის გაფართოვდება მარსის ორბიტის მიღმა.

ბავშვებისთვის ვარსკვლავის სასიცოცხლო ციკლის ნებისმიერი ისტორია უნდა შეიცავდეს პლანეტარული ნისლეულების ახსნას, რადგან ისინი სამყაროს ყველაზე თვალშისაცემი ფენომენია. ტერმინი პლანეტარული ნისლეული არასწორი სახელია, რადგან მას პლანეტებთან საერთო არაფერი აქვს.

ეს არის ფენომენი, რომელიც პასუხისმგებელია ღვთის თვალის დრამატულ სურათებზე (Helix Nebula) და სხვა ისეთ სურათებზე, რომლებიც ინტერნეტში გვხვდება. პლანეტარული ბუნება შორს რომ იყოს პლანეტარული ხასიათის, პატარა ვარსკვლავის დაღუპვის ხელმოწერაა.

როგორც ვარსკვლავი ფართოვდება მეორე წითელ გიგანტურ ფაზაში, ბირთვი ერთდროულად იშლება სუპერ-ცხელ თეთრად ჯუჯა, რომელიც მკვრივი ნაშთია, რომელსაც ორიგინალი ვარსკვლავის მასის უდიდესი ნაწილი შეფუთული აქვს დედამიწის ზომის სფერო. თეთრი ჯუჯა გამოყოფს ულტრაიისფერ გამოსხივებას, რომელიც იონიზებს გაზს გაფართოებულ გარსში, წარმოქმნის დრამატულ ფერებსა და ფორმებს.

პლანეტარული ნისლეულები ხანგრძლივი არ არის და იფანტება დაახლოებით 20,000 წლის შემდეგ. თეთრი ჯუჯა ვარსკვლავი, რომელიც პლანეტარული ნისლეულის გაფანტვის შემდეგ რჩება, ძალიან ხანგრძლივია. ძირითადად ეს არის ნახშირბადის და ჟანგბადის ერთიანად შერეული ელექტრონები, რომლებიც ისე მჭიდროდ არის შეფუთული, რომ ამბობენ, რომ ისინი დეგენერატი არიან. კვანტური მექანიკის კანონების თანახმად, მათი შემდგომი შეკუმშვა შეუძლებელია. ვარსკვლავი მილიონჯერ უფრო მკვრივია, ვიდრე წყალი.

შერწყმის რეაქციები არ ხდება თეთრი ჯუჯის შიგნით, მაგრამ ის რჩება ცხელი მცირე ზედაპირის გამო, რაც ზღუდავს მის მიერ გამოსხივებული ენერგიის რაოდენობას. საბოლოოდ გაცივდება, ნახშირბადის შავი, ინერტული მასა და გადაგვარებული ელექტრონები, მაგრამ ამას 10-დან 100 მილიარდ წლამდე დასჭირდება. სამყარო ჯერ არ არის ისეთი ძველი, რომ ეს მომხდარიყო.

მზის ზომის ვარსკვლავი გახდება თეთრი ჯუჯა, როდესაც ის წყალბადის საწვავს მოიხმარს, მაგრამ მასში, რომლის მასაც არის მზის ზომა 1,4-ჯერ მეტი, განსხვავებულ ბედს განიცდის.

ვარსკვლავები ამ მასით, რომელიც Chandrasekhar limit- ით არის ცნობილი, აგრძელებენ კოლაფსს, რადგან გრავიტაციის ძალა საკმარისია ელექტრონების გადაგვარების გარეგნული წინააღმდეგობის დასაძლევად. იმის ნაცვლად, რომ გახდნენ თეთრი ჯუჯები, ისინი ნეიტრონული ვარსკვლავები ხდებიან.

მას შემდეგ, რაც Chandrasekhar- ის მასის ლიმიტი ვრცელდება ბირთვზე მას შემდეგ, რაც ვარსკვლავმა თავისი მასის დიდი ნაწილი გამოსხივება და დაკარგული მასა მნიშვნელოვანია, რომ ვარსკვლავს მზის მასა დაახლოებით რვაჯერ უნდა ჰქონდეს, სანამ წითელ გიგანტურ ფაზაში შევა, ნეიტრონული ვარსკვლავი გახდეს.

წითელი ჯუჯა ვარსკვლავები არიან მზის მასის ნახევარიდან სამ მეოთხედამდე მასა. ისინი ყველაზე მაგარი ვარსკვლავებიდან არიან და მათ ბირთვებში იმდენი ჰელიუმი არ გროვდება. შესაბამისად, ისინი არ გაფართოვდებიან და გახდნენ წითელი გიგანტები, როდესაც მათ ბირთვული საწვავი ამოწურეს. ამის ნაცვლად, ისინი იკუმშებიან პირდაპირ თეთრ ჯუჯებში, პლანეტარული ნისლეულის წარმოების გარეშე. იმის გამო, რომ ეს ვარსკვლავები ასე ნელა იწვებიან, დიდი დრო გაგრძელდება - ალბათ 100 მილიარდი წელიც, სანამ რომელიმე მათგანი გაივლის ამ პროცესს.

ვარსკვლავები, რომელთა მასა 0,5 მზის მასაზე ნაკლებია, ცნობილია როგორც მურა ყავისფერი. ისინი ნამდვილად არ არიან ვარსკვლავები, რადგან მათი წარმოქმნისას მათ არ ჰქონდათ საკმარისი მასა წყალბადის შერწყმის დასაწყებად. სიმძიმის კომპრესიული ძალები წარმოქმნიან საკმარის ენერგიას, რომ ასეთი ვარსკვლავები ასხივონ, მაგრამ ის ძლივს შესამჩნევი შუქითაა სპექტრის შორეულ წითელ ბოლოს.

იმის გამო, რომ საწვავის ხარჯი არ არის, ვერაფერი შეუშლის ხელს, რომ ასეთი ვარსკვლავი დარჩეს ზუსტად ისე, როგორც არის, სანამ სამყარო გრძელდება. შეიძლება იყოს ერთი ან მრავალი მათგანი მზის სისტემის უშუალო სამეზობლოში, და რადგან ისინი იმდენად მკრთალი ანათებენ, ვერასდროს ვიცოდით, რომ ისინი იქ იყვნენ.