Жұлдыздар жұмбағы

Пән: Астрономия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны І. Кіріспе

ІІ. Негізгі жұлдыз сипаттамалар .

1. Жарқырау және жұлдыздарға дейінгі қашықтық 2. Жұлдыздардың пайда болуы 2. 1 Жұлдызаралық газ

2. 2. Жұлдызаралық шаң

3. Жаңа жұлдыздар неге пайда болуы тиіс? 4. Газды-шаң кешені - жұлдыздар бесігі 4. 1. Пайда болу процесі туралы қысқаша мәлімет 4. 2. Жұлдыздардың дамуы

5. Қорытынды

І. Кіріспе

Табиғаттағы басқа да денелер сияқты жұлдыздар да өзгеріссіз қалмайды, олар да өмірге келеді, дамиды, және «өледі». Жұлдыздардың өмірлік жолын қадағалап, олардың қалай қартаятынын түсіну үшін олардың қалай пайда болатынын білу қажет. Бұған дейін бұл құбылыс біз үшін үлкен жұмбақ болып көрінетін; қазіргі заманғы астрономдар біздің түнгі аспанымыздағы жарқыраған жұлдыздардың пайда болу жолдарын егжей-тегжейлі сипаттап бере алады.

Осыдан аз ғана уақыт бұрын астрономдар жұлдызаралық газ бен шаңнан жұлдыздың пайда болуы үшін миллиондаған жылдар қажет деп есептеген еді. Алайда соңғы жылдары Орион Үлкен Тұмандылығының құрамына кіретін аспан сферасының таңғажайып фотосуреттері алынды, бұл жерде бірнеше жылдар ішінде жұлдыздардың шағын топтасуы байқалуда. Суреттерде 1974 жылы осы арада жұлдыздар тәрізді үш объектілер тобы байқалған.

1954 жылға қарай олардың кейбіреулері сопақша түрде болды, ал 1959 жылы осы сопақша заттар жекелеген жұлдыздарға бөлінді. Міне осылайша адамзат тарихында бірінші рет адамдар жұлдыздардың өмірге келуін қадағалады, осы адам айтса сенгісіз жағдай астрономдарға жұлдыздардың қысқа мерзім ішінде дүниеге келетінін көрсетіп, бұған дейінгі айтылып келген жұлдыздардың топтарда немесе жұлдызды топтасуларда дүниеге келетіні туралы пікірдің дұрыс екенін дәлелдеді.

«Ригведа» деп аталатын ежелгі үнді кітабынан («Гимндер кітабы» деген мағынаны білдіреді) адамзат тарихында ең бірінші рет барлық жер шарын бір тұтас етіп сипаттаған анықтаманы тауып алуға болады. «Ригведаға» сәйкес оның құрылысы соншалықты күрделі емес. Оның ішінде ең алдымен Жер бар. Ол шексіз тегіс қабат - «кең байтақ кеңістік ретінде беріледі. Бұл қабаттың үсті аспанмен жабылған. Аспан - жұлдыздар жыпырлаған көгілдір күмбез. Аспан мен жердің арасында - « жарқыраған ауа».

Бұның бәрі ғылымнан өте алыс еді. Бірақ бұл жерде маңыздысы басқа нәрсе. Бүкіл Жер шарын ойша құшағына алу деген батыл мақсаттың өзі керемет. Осыдан кейін адамзаттың ой-санасы әлемнің құрылымын түсінуге, ой елегінен өткізуге және шешуге, өзінің түйсігінде дүниенің толық көрінісін жасауға қабілетті деп айтуға болады.

ІІ. Негізгі жұлдыздық сипаттамалар 1. Жарқырау және жұлдыздарға дейінгі қашықтық

жулдыз2 Ең алдымен, жұлдыздардың «нүктелік» сәуле көздері ретінде байқалатынын түсіне білуіміз қажет. Бұл олардың бұрыштық мөлшерлерінің өте кішкентай болатынын білдіреді. Ең үлкен телескоптың көмегімен жұлдыздарды «нағыз» дискілер ретінде көру мүмкін емес. «Нағыз» деген сөзге баса назар аударамын, өйткені нақты инструментальдық эффектілерге байланысты, ал ең бастысы атмосфераның тынымсыздығынан, телескоптардың фокальды жазықтығында жұлдыздардың дисктер түріндегі «жалған» бейнесі пайда болады.

1-сурет. Жұлдызды аспан бала көзімен.

Осы дисктің бұрыштық мөлшерлері доғаның бір секундынан да аз болады, ал ең жақын орналасқан жұлдыздар үшін олар доға секундының жүзден бір бөлігінен аз болуы тиіс.

жулдыз5 Осылайша, жұлдыздарды, астрономдардың айтуынша, ең үлкен телескоппен де «шешілуі» мүмкін емес. Бұл біздің әртүрлі спекртлық учаскелердегі жұлдыздардың сәулелендірулерінің ағымын ғана өлшей алатынымызды білдіреді. Жұлдыздың көлемі ағымның көлемін өлшеу бірлігі болып табылады.

Егер жұлдызға дейінгі қашықтық пен көзге көрінетін көлем белгілі болса, жарқырауды анықтауға болады. Астрономия ғылымының көзге көрінетін көлемді айқындау үшін неғұрлым сенімді әдістері бар, ал жұлдыздарға дейінгі қашықтықты анықтау оңай жұмыс емес.

2-сурет. Жұлдыздың жарқырауы.

Ондаған парсектен аспайтын, қашықтыққа жіберілген салыстырмалы түрде жақын орналасқан жұлдыздар үшін қашықтықты анықтау өткен жүзжылдықтың басында белгілі болған тригонометриялық әдіспен жүргізіледі. Аталған әдіске сәйкес жер орбитасының әртүрлі нүктелерінен, яғни жылдың әртүрлі мезгілінде оларды қадағалау кезінде жұлдыздардың өте аз бұрыштық жылжуы өлшенеді.

Бұл әдіс өте сенімді әрі барынша дәлдікке ие. Алайда көптеген басқа да алыстатылған жұлдыздар үшін ол жарамсыз болып табылады: жұлдыздардың орналасуының өте кішкентай ғана жылжуын өлшеу қажет - доға секундының жүзден бір бөлігінен аз! Бұл ретте басқа әдістер көмекке келеді, олардың дәлдігі төмендеу, бірақ соған қарамастан, неғұрлым сенімдірек. Көптеген жағдайларда жұлдыздардың абсолютті көлемін оларға дейінгі қашықтықты өлшемей, олардың сәулелерінің кейбір байқалатын ерекшеліктері бойынша тікелей анықтауға болады.

2. Жұлдыздардың пайда болуы 2. 1. Жұлдызаралық газ

жулдыз6 Жұлдыздар - Күнге аздап болса да ұқсайтын, бірақ бізден адам айтқысыз үлкен қашықтықта орналасқан объектілер болып табылады. Бұл туралы қарапайым әрі ұлы фактіні адамзаттың түсінуі үшін ғылымның мыңдаған жылдар бойы дамуы қажет болды. Жұлдыздарға дейінгі қашықтықты дұрыс бағалаған ең бірінші ғалым Ньютон болды. Осы ұлы ағылшын ғалымынан кейін екі ғасыр бойы жұлдыздар орналасқан тым үлкен мөлшерлі кеңістікті адамдар бос кеңістік деп санады. Тек кейбір жекелеген астрономдар ғана арасына уақыт сала отырып жұлдызаралық ортада жарықтың жұтылуы мүмкіндігі туралы мәселені көтеріп жүрді. 20-шы ғасырдың басында ғана неміс астрономы Гартман жұлдыздар арасындағы кеңістіктің мистикалық бос кеңістік емес екенін сенімді түрде дәлелдеп берді.

3-сурет. Жұлдыздаралық газ.

Кеңістік аздаған, бірақ белгілі тығыздықтағы газбен толтырылған. Бұл керемет жаңалық басқа да көптеген жаңалықтар секілді спектрлік талдаудың көмегімен ашылды.

Жұлдызаралық газды жарты ғасыр бойы пайда болатын жұтылу сызықтарын талдау жолымен зерттеп келдік. Әдетте, осы сызықтардың күрделі құрылымдары болатыны анықталды, яғни олар бір біріне өте жақын орналасқан бірнеше компонентадан тұрады. Әрбір осындай компонента жұлдызаралық ортаның қандай да бір жекелеген бұлтында жұлдыздың жарықты жұтуы кезінде пайда болады, бұлттар бір біріне қатысты секундына 10 км-ге жуық жылдамдықпен қозғалады. Осының салдарынан Доплер эффектісіне байланысты жұтылу сызықтары толқындарының ұзындықтарының аздап жылжуына алып келеді.

Жұлдызаралық газдың химиялық құрамы бірінші жақындауында Күн мен жұлдыздардың химиялық құрамына өте ұқсас болды.

2. 2. Жұлдызаралық шаң

жулдыз11 Осы уақытқа дейін жұлдызаралық орта туралы айтқан кезде біз тек қана жұлдызаралық газды меңзедік, бірақ одан басқа да компонента бар. Сөз жұлдызаралық шаң туралы. Өткен ғасырда жұлдызаралық кеңістіктің мөлдірлігі туралы мәселе жиі қозғалғанын біз жоғарыда айтып өттік. 1930 жылы ғана жұлдызаралық кеңістіктің шын мәнінде мөлдір еместігі дәлелденді. Жарықты жұтатын субстанция галактикалық жазықтық маңайындағы өте жұқа қабықшада орналасқан. Көгілдір және фиолет сәулелері тез жұтылады, ал қызыл сәулелердің жұтуы өте күшті емес.

Бұл қандай субстанция? Қазіргі кезде жарықтың жұтылуына жұлдызаралық шаңның,

4-сурет. Жұлдызаралық шаң .

яғни мөлшерлері микроннан төмен, заттың микроскопиялық бөліктерінің себеп болатыны дәлелденгендей болып көрінеді. Бұл ұнтақтардың химиялық күрделі құрамы бар. Ұнтақтар сопақша нысанда болатыны және олардың тез «бағдарланатыны», яғни олардың созылуы бұлтқа паралелл түрде «түзілетіні» белгілі болды. Осы себепке байланысты жұқа орта арқылы өтетін жұлдыздың жарығы ішінара полярланған болып табылады.

3. Жаңа жұлдыздар неге пайда болуы тиіс?

Қазіргі заманғы астрофизикада газды-шаң кешендерінің маңызы жоғары. Астрономдар өте ертеде жұлдызаралық ортада конденсацияның пайда болуын салыстырмалы түрде разрядталған газды-шаң «диффузды» ортадан жұлдыздардың пайда болуының маңызды процесімен байланыстыратын еді. Газды-шаң кешендері мен жұлдыз жасау процесінің

жулдыз10

5-сурет. Жұлдыз энергиясы.

арасындағы байланыс туралы пікірлер үшін қандай негіздер бар? Ең алдымен біздің ғасырымыздың қырқыншы жылдарынан бастап астрономдар Галактикада жұлдыздар қандай да бір сапалы басқа субстанциядан үздіксіз (яғни біздің «көз алдымызда») жасалуы тиіс екенін түсінгенін айта кету қажет. 1939 жылы жұлдыздар қойнауында жүріп жатқан термоядролық синтез жұлдыз қуатының көзі болып табылатыны белгілі болды. Түсінікті тілмен айтқанда, жұлдыздардың көпшілігінің жарқырауының себебі -олардың қойнауында төрт протон аралық кезеңдер арқылы бір альфа- бөлшекке бірігеді. Бір протонның салмағы 1, 0081 тең (атом бірлігінде), ал гелий (альфа-бөлшектің) ядросының салмағы 4, 0039 тең болғандықтан, бір протонға 0, 007 атом бірлігіне тең болатын артық салмақ энергия ретінде бөлінуі тиіс. Осылайша, сәуле шығару үшін ұдайы жұмсалатын жұлдыздағы ядролық энергияның қоры анықталады.

Таза сутегілік жұлдыздың ең қолайлы жағдайында ядролық энергияның қоры 100 млн жылға жетеді, ал эволюцияның нақты жағдайында жұлдыздың өмірі осы асыра берілген бағадан біраз төмен болады.

Бірақ ондаған миллион жылдар - кемінде 10 миллиардтай өмір сүріп келе жатқан біздің Галактиканың эволюциясы үшін өте аз мерзім. Көлемді жұлдыздардың жасын Жер шарындағы адамдардың жасымен өлшеуге болады. Сонымен, жұлдыздардың ( ең құрығанда, жарқырауы жоғары көлемді жұлдыздар) Галактикада «бастапқыда» болуы, яғни ол пайда болған кезден бастап болуы мүмкін емес. Галактикада жыл сайын ең аз дегенде бір жұлдыз «өледі» екен. Сондықтан «жұлдыздар тайпасы» «құрып кетпеуі» үшін біздің Галактикамызда жылына орта есеппен сонша жұлдыз пайда болуы тиіс. Галактика ұзақ уақыт (миллиардтармен есептегенде) ішінде өзінің негізгі өзгермес ерекшеліктерін (мысалы, жұлдыздарды кластар бойынша немесе спектрлық кластар бойынша бөлу) сақтауы үшін Галактикада пайда болатын жұлдыздар мен «өлетін» жұлдыздар арасындағы динамикалық тепе-теңдік болуы тиіс. Бұл ретте Галактика әр түрдегі және жастағы ағаштардан тұратын алғашқы орманға ұқсайды. Бұндағы ағаштардың жасы орманға қарағанда әлдеқайда жас. Әрине Галактика мен орманның арасында өте маңызды бір айырмашылық бар. Галактикадағы күннің салмағынан аз салмағы бар жұлдыздардың өмірінің уақыты оның жасынан артық болады. Сондықтан, салмағы салыстырмалы түрде аз болатын жұлдыздардың саны біртіндеп көбейеді деп күтілуде, өйткені олар «өліп» үлгерген жоқ, бірақ пайда болуды жалғастыруда. Дегенмен, неғұрлым көлемді жұлдыздар үшін жоғарыда айтылған динамикалық тепе теңдік бұлжытпай орындалуы тиіс.

$F:\ASEL\0001.jpg$

4. Газды-шаң кешені - жұлдыздар бесігі

Біздің Галактикамызда жас және «өте жас» жұлдыздар қайдан пайда болады? Ежелгі уақыттан бері Күн жүйесінің шығу туралы Кант пен Лапластың гипотезасынан бастау алатын дәстүр бойынша астрономдар жұлдыздарды шашыраңқы диффузды газды-шаңдық ортадан пайда болады деп ойлайды. Мұндай пікірдің бір ғана қатаң теориялық негізі болды - бастапқыдан біртектес диффуздық ортаның гравитациялық тұрақсыздығы. Бұндай ортада тығыздықтың аздаған кереғарлығы міндетті түрде болады, яғни қатаң біртектіліктен аздап ауытқушылықтың болуы, бұдан әрі алайда, егер осы конденсаттардың салмағы кейбір шектерден асатын болса, бүкіләлемдік тартылыс күшінің әсерінен аздаған кереғарлықтар ұлғаятын болады және бастапқыда біртектес орта бірнеше конденсаттарға бөлінеді. Гравитация күшінің әсерінен осы конденсаттар тығыздала түсіп, соңында жұлдыздарға айналады.

Бұлттың протожұлдыз мөлшеріне дейін сығымдалуының әдеттегі уақытын кейбір жеделдету әсерінен дененің еркін құлауын сипаттайтын механиканың қарапайым формуласы бойынша бағалауға болады. Мысалы, күннің салмағына тең салмағы бар бұлт миллион жылдың ішінде сығымдалады.

Жаңа ғана сипатталған «еркін құлау сатысы» деп аталатын газды-шаңдық бұлттың жұлдызға айналуының бірінші сатысы үдерісінде гравитациялық энергияның белгілі бір көлемі босатылады. Бұлттың сығымдалуы кезінде босатылған энергияның жартысы инфрақызыл сәуле шығару арқылы бұлттан кетуі тиіс, ал қалған жартысы затты қыздыруға жұмсалады.

Сығымдалған бұлт өзінің инфрақызыл сәулесі үшін мөлдірлігін жоғалтқан кезде оның жарқырауы күрт төмендейді. Ол сығымдалуды жалғастыра береді, бірақ еркін құлау заңы бойынша емес, әлдеқайда ақырын сығымдалады. Оның ішкі салаларының температурасы молекулалық сутегінің ыдырауы процесі аяқталғаннан кейін міндетті түрде артады, өйткені сығымдалу кезінде босатылған гравитациялық энергияның жартысы бұлтты қыздыруға жіберіледі. Бұндай объектіні ендігі жерде бұлт деп атауға болмайды. Бұл енді нағыз протожұлдыз. Осылайша, физиканың қарапайым заңдарынан мынаны күтуге болады: газды - шаңдық кешенінің алдымен протожұлдызға, содан кейін жұлдызға айналуының бірегей әрі заңды үдерісі орын алуы мүмкін. Алайда, мүмкіндік - бұл әлі де нақтылық емес. Аңғарымпаз астрономияның бірінші міндеттерінің бірі, біріншіден, жұлдызаралық ортаның нақты бұлттарын зерттеп, олар өздерінің гравитациясының әсерінен сығымдалуға қабілетті ме соны талдау. Ол үшін олардың мөлшерлерін, тығыздығын және температурасын білу қажет. Екіншіден, «бұлттар мен жұлдыздардың генетикалық жақындығының» (мысалы, олардың химиялық, және изотопиялық құрамының жұқа бөлшектері, жұлдыздар мен бұлттардың және басқалардың генетикалық байланысы) пайдасына қосымша аргументтер алудың маңызы зор. Үшіншіден, Протожұлдыздардың (мысалы, еркін құлаудың соңғы сатысында инфрақызы сәулелердің жарқылы) ерте даму кезеңдерінің болуының дәлелдерін алу маңызды. Бұдан басқа, бұл жерде мүлдем күтпеген құбылыстар байқалатын болады және байқалуда. Протожұлдыздарды жан-жақты зерттеу керек, бірақ ол үшін әуелі оларды «кәдімгі» жұлдыздардан айыра білу қажет.

$F:\ASEL\soul.jpg$

4. 1. Пайда болу процесі туралы қысқаша мәлімет Біз гравитациялық орнықсыздық салдарынан жұлдызаралық ортаның газды-шаңдық кешеніне бөлшектенетін салқын тығыз молекулалық бұлттардың протожұлдыздарға айналуы туралы мәселені толық қарастырдық. Осы жерде бұл процестің заңды, яғни қайтсе де болатын құбылыс екенін атап өту қажет. Шын мәнінде жұлдызаралық ортаның жылулық тұрақсыздығы оны фрагментациялауға, яғни жекелеген, салыстырмалы түрдегі тығыз бұлттарға және жұлдызаралық ортаға бөлінуіне әкеліп соғады. Алайда, ауырлықтың меншікті күші бұлттарды сығымдай алмайды - бұл үшін олардың тығыздығы мен көлемі жеткіліксіз. Бірақ бұл жерде жұлдызаралық магнитті алаң «ойынға кіріседі». Осы алаңның күш беру сызықтарының жүйесінде жұлдызаралық ортаның бұлттары «құйылатын» терең «шұңқырлар» қалай да пайда болады. Бұл үлкен газдық-шаңдық кешендерінің пайда болуына әкеледі. Мұндай кешендерде салқын газдың қабаты пайда болады, өйткені жұлдыздардың жұлдызаралық көміртегіні иондайтын ультрафиолет сәулесі тығыз кешендегі космостық шаңмен барынша жұтылады, ал көміртегінің бейтарап атомдары жұлдызаралық газды қатты салқындатады және оны өте төмен температурада - шамамен 5-10 градуста қалыпқа келтіреді. Салқын қабатта газдың қысымы айналадағы неғұрлым қыздырылған газдың сыртқы қысымына тең болғандықтан, осы қабаттағы тығыздық мейлінше жоғары болады және бірнеше мыңдаған куб сантиметр атомға дейін жетеді. Салқын қабат өз гравитациясының әсерінен қалыңдығы бір парсекке жуық болған кезде жекелеген, бұдан да тығыз түйірлерге бөлінеді, олар өз гравитацияларының әсерінен сығымдала береді. Осындай табиғи жолмен жұлдызаралық ортада протожұлдыздар қауымдастығы пайда болады. Әрбір осындай протожұлдыз өзінің салмағына байланысты жылдамдықпен дамиды. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.