Si lindin yjet

“Si lindin dhe si vdesin yjet?
Shkencëtarët duan të dinë këto sekrete.”

((Motoja e veprës së paraqitur në vitin 1958 në konkursin e Shoqatës Gjermane të Natyralistëve dhe Mjekëve dhe u dha një çmim.))

Ne ndoqëm jetën e një ylli nga ndezja e hidrogjenit në rininë e tij deri në pleqërinë e tij gri. Por çfarë ndodhi edhe më herët? Nga vijnë yjet, fati i të cilëve ne vëzhguam? Si lindin ato?

Meqenëse jetëgjatësia e yjeve është e kufizuar, ata duhet të lindin në një kohë të kufizuar. Si mund të mësojmë diçka rreth këtij procesi? A është e mundur të shohësh yje që formohen në qiell? A jemi dëshmitarë të lindjes së tyre? Qindra miliarda yje formojnë spiralen e sheshtë të galaktikës sonë; A ka ndonjë të dhënë këtu se si formohen yjet?

Yjet kanë lindur sot

Çelësi i zgjidhjes është dhënë nga fakte tashmë të njohura për ne. Ne kemi parë që yjet masive, më shumë se dhjetë masa diellore, plaken me shpejtësi. Ata harxhojnë në mënyrë joserioze hidrogjenin e tyre dhe largohen nga sekuenca kryesore. Prandaj, kur vëzhgojmë një yll masiv të sekuencës kryesore, ne e dimë se ai nuk mund të jetë i vjetër. Një yll i tillë dallohet nga shkëlqimi i madh: për shkak të temperaturës shumë të lartë të sipërfaqes, ai shkëlqen blu. Kështu, yjet e ndritshëm blu janë ende të rinj - mosha e tyre nuk i kalon një milion vjet. Kjo, natyrisht, është shumë e shkurtër në krahasim me miliarda vitet gjatë të cilave dielli ynë shkëlqen. Pra, kushdo që dëshiron të gjejë se ku lindin yjet në Univers duhet të përdorë yjet e ndritshëm blu të sekuencës kryesore si udhërrëfyes. Nëse gjeni një vend ku yjet janë formuar së fundmi, mund të ndodhë që yjet të lindin atje edhe sot.

Në qiell mund të gjeni grupime të tëra yjesh blu të ndezur. Pse janë të mrekullueshëm për ne? Zbulohen rajone në të cilat dendësia e yjeve të rinj është e lartë - ato ndodhen midis yjeve të vjetër, por ka akoma më shumë prej tyre se kudo tjetër. Duket se jo shumë kohë më parë yjet e rinj u ngritën midis yjeve të vjetër, të cilët tani ngadalë po përzihen me mjedisin e tyre. Ndërsa yjet në grupe janë të vendosura afër njëri-tjetrit dhe nuk lëvizin larg njëri-tjetrit, të mbajtur nga forca e tërheqjes reciproke, këta yje të rinj shpejt "shpërndahen" dhe "humbin nga sytë njëri-tjetrin". Këto të ashtuquajtura shoqata yjore tërhoqën vëmendjen e astronomit sovjetik V. A. Ambartsumyan. A mund të na tregojnë se si formohen yjet? Akumulimet e dendura të gazit dhe pluhurit mund të shihen midis yjeve këtu. Një shembull është Mjegullnaja Orion (Fig. 12.1). Këtu ka shumë yje blu të shndritshëm, më pak se një milion vjet të vjetër. Në yjësinë e Shigjetarit, yjet e rinj fshihen nga re të dendura pluhuri. Vetëm me vëzhgime në rrezen infra të kuqe të valëve të gjata, Hans Elsösser dhe kolegët e tij nga Observatori Spanjolo-Gjerman në Calar Alto ishin në gjendje të bënin fotografi përmes reve të pluhurit dhe të studionin për herë të parë yjet në zhvillim.

Oriz. 12.1. Mjegullnaja e ndritur e Orionit. Në një rajon rreth 15 vite dritë të gjerë, gazi ndëryjor është shumë i ngjeshur; një centimetër kub përmban deri në 10.000 atome hidrogjeni. Megjithëse kjo është një densitet shumë i lartë sipas standardeve ndëryjore, rrallimi i gazit këtu është shumë më i lartë se në instalimet më të mira të vakumit në Tokë. E gjithë masa e gazit të ndritshëm është afërsisht 700 diellore. Shkëlqimi i gazit në mjegullnajë ngacmohet nga drita e yjeve blu të shndritshëm. Mjegullnaja e Orionit përmban yje më pak se një milion vjet të vjetër. Prania e ngjeshjeve sugjeron që formimi i yjeve vazhdon këtu edhe sot e kësaj dite. Drita nga mjegullnaja që marrim sot u emetua nga mjegullnaja gjatë Migrimit të Madh. (Foto nga Observatori Detar i SHBA, Uashington.)

Ne tashmë e dimë se hapësira midis yjeve nuk është plotësisht bosh: ajo është e mbushur me gaz dhe pluhur. Dendësia e gazit është afërsisht një atom hidrogjeni për centimetër kub, dhe temperatura e tij korrespondon me minus 170 gradë Celsius. Pluhuri ndëryjor është shumë më i ftohtë (minus 260 gradë Celsius). Por aty ku ka yje të rinj, situata është ndryshe. Retë e errëta të pluhurit bllokojnë dritën e yjeve pas tyre. Retë e gazit shkëlqejnë: këtu dendësia e tyre është dhjetëra mijëra atome për centimetër kub, dhe rrezatimi nga yjet e rinj aty pranë i ngroh ato deri në 10,000 gradë Celsius. Në rrezen e radios, mund të vëzhgohen frekuencat karakteristike të rrezatimit nga molekulat komplekse: alkooli, acidi formik. Përqendrimi i lëndës ndëryjore në këto rajone sugjeron që yjet formohen nga gazi ndëryjor.

Kjo mbështetet edhe nga konsideratat e shprehura fillimisht nga astrofizikani anglez James Jeans, një bashkëkohës i Eddington. Le të imagjinojmë hapësirën e mbushur me gaz ndëryjor. Nga ana e secilit prej atomeve, forca gravitacionale e tërheqjes vepron mbi të tjerët dhe gazi tenton të ngjesh. Kjo parandalohet kryesisht nga presioni i gazit. Ekuilibri këtu është tamam si ai që gjendet brenda yjeve, ku forcat gravitacionale balancohen nga presioni i gazit. Le të marrim një sasi të caktuar gazi ndëryjor dhe ta ngjeshim mendërisht. Kur kompresohen, atomet afrohen më shumë dhe forca e tërheqjes rritet. Megjithatë, presioni i gazit rritet më shpejt dhe gazi i ngjeshur tenton të kthehet në gjendjen e mëparshme. Ekuilibri i gazit ndëryjor thuhet se është i qëndrueshëm. Megjithatë, Gine tregoi se një ekuilibër i qëndrueshëm mund të prishet. Nëse një sasi mjaft e madhe e lëndës është e ngjeshur në të njëjtën kohë, atëherë forcat gravitacionale mund të rriten më shpejt se presioni i gazit dhe reja do të fillojë të ngjesh vetë. Që ky proces të ndodhë nën ndikimin e forcave gravitacionale të vetë resë, nevojitet një sasi shumë e madhe lënde: të paktën 10,000 masa diellore të materies ndëryjore nevojiten që të zhvillohet paqëndrueshmëria. Kjo është ndoshta arsyeja pse yjet e rinj vërehen gjithmonë vetëm në grupe: ata kanë shumë të ngjarë të lindin në grupe të mëdha. Kur 10,000 masa diellore të gazit dhe pluhurit ndëryjor fillojnë të ngjeshen me një ritëm gjithnjë në rritje, duket se formohen kondensime individuale, të cilat më tej ngjeshen. Dhe çdo ngjeshje e tillë bëhet një yll më vete.

Modeli kompjuterik i lindjes së yllit

Procesi i lindjes së yjeve u përshkrua në disertacionin e doktoraturës të përgatitur në Institutin e Teknologjisë në Kaliforni nga astrofizikani i ri kanadez Richard Larson në vitin 1969. Disertacioni i tij është bërë një klasik i literaturës moderne astrofizike. Larson hetoi formimin e një ylli të vetëm nga materia ndëryjore. Zgjidhjet që ai mori përshkruajnë në detaje fatin e një reje gazi individuale.

Larson shikoi një re sferike me një masë të barabartë me një masë diellore dhe, duke përdorur një kompjuter, vëzhgoi zhvillimin e saj të mëtejshëm me një saktësi të tillë sa ishte e mundur vetëm atëherë. Reja që ai mori ishte në vetvete një kondensim, një fragment i një vëllimi të madh në kolaps të mediumit ndëryjor. Prandaj, dendësia e tij ishte më e lartë se dendësia e gazit ndëryjor: një centimetër kub përmbante 60,000 atome hidrogjeni. Diametri i resë fillestare Larson ishte 5 milionë rreze diellore. Dielli u formua nga kjo re, dhe ky proces, në një shkallë astrofizike, merr një kohë shumë të shkurtër: vetëm 500,000 vjet.

Në fillim gazi është transparent. Çdo grimcë pluhuri lëshon vazhdimisht dritë dhe nxehtësi, dhe ky rrezatim nuk vonohet nga gazi përreth, por shkon lirshëm në hapësirë. Ky është modeli origjinal transparent; fati i mëtejshëm i topit të gazit është si vijon: gazi bie lirshëm drejt qendrës; Prandaj, lënda grumbullohet në rajonin qendror. Një top gazi fillimisht homogjen formon një bërthamë me një densitet më të lartë në qendër, e cila rritet më tej (Fig. 12.2). Përshpejtimi i gravitetit pranë qendrës bëhet më i madh dhe shpejtësia e materies në rënie rritet më fort pranë qendrës. Pothuajse i gjithë hidrogjeni shkon në formë molekulare: atomet e hidrogjenit janë të lidhur në çifte në molekula të forta. Në këtë kohë, temperatura e gazit është e ulët dhe ende nuk rritet. Gazi është ende aq i rrallë saqë i gjithë rrezatimi kalon përmes tij në pjesën e jashtme dhe nuk e ngroh topin që shembet. Vetëm pas disa qindra mijëra vjetësh dendësia në qendër rritet në atë masë sa që gazi bëhet i errët ndaj rrezatimit që mbart nxehtësinë. Si rezultat, një bërthamë e nxehtë (rrezja e së cilës është afërsisht 1/250 e rrezes origjinale të topit) formohet në qendër të topit tonë të madh të gazit, i rrethuar nga materie në rënie. Me rritjen e temperaturës rritet edhe presioni dhe në një moment kompresimi ndalon. Rrezja e rajonit të ngjeshjes është afërsisht e barabartë me rrezen e orbitës së Jupiterit; Në këtë kohë, afërsisht 0.5% e masës së të gjithë lëndës që merr pjesë në proces është e përqendruar në bërthamë. Materia vazhdon të bjerë në bërthamën relativisht të vogël. Lënda në rënie mbart energji, e cila kur bie shndërrohet në rrezatim. Bërthama kontraktohet dhe nxehet gjithnjë e më shumë.

Oriz. 12.2. Modeli i Larsonit për formimin e Diellit. Reja e pluhurit ndëryjor fillon të tkurret (a). Në fillim, dendësia brenda saj është pothuajse e njëjtë kudo. Pas 390,000 vjetësh, dendësia në qendër të resë rritet 100 herë (b). 423,000 vjet pas fillimit të procesit, një bërthamë e nxehtë shfaqet në qendër të ngjeshjes, e cila fillimisht ndalon ngjeshjen (c). Figura e tregon atë në një shkallë të zmadhuar. Dendësia e tij është 10 milionë herë më e lartë se dendësia e saj origjinale. Megjithatë, pjesa më e madhe e masës, si më parë, bie mbi renë kontraktuese përreth. Pas një kohe të shkurtër, molekulat e hidrogjenit në bërthamë shpërbëhen në atome, bërthama tkurret përsëri dhe formohet një bërthamë e re, e cila ka madhësinë e Diellit (në figurë të dyfishuar) (d). Edhe pse në fillim masa e saj është e vogël, përfundimisht e gjithë lënda e resë kalon tek ajo. Bërthama në qendër nxehet deri në atë masë sa fillon reaksioni termonuklear i hidrogjenit dhe bëhet një yll i sekuencës kryesore me masë të barabartë me Diellin.

Kjo vazhdon derisa temperatura të arrijë afërsisht 2000 gradë. Në këtë temperaturë, molekulat e hidrogjenit fillojnë të shpërbëhen në atome individuale. Ky proces ka pasoja të rëndësishme për bërthamën. Bërthama fillon të tkurret përsëri dhe tkurret derisa energjia e çliruar i kthen të gjitha molekulat e hidrogjenit në atome individuale. Bërthama e re është vetëm pak më e madhe se Dielli ynë. Mbetjet e materies përreth bien në këtë bërthamë, dhe ajo përfundimisht formon një yll me një masë të barabartë me Diellin. Tani e tutje, vetëm kjo bërthamë është me interes parësor.

Për shkak se kjo bërthamë përfundimisht do të bëhet një yll, quhet protoyll. Rrezatimi i tij absorbohet nga lënda që bie mbi të; Dendësia dhe temperatura rritet, atomet humbasin predha e tyre elektronike - siç thonë ata, atomet jonizohen. Nuk mund të shihet ende shumë nga jashtë. Protoylli është i rrethuar nga një guaskë e dendur gazi dhe masa pluhuri që bien mbi të, e cila nuk lejon që rrezatimi i dukshëm të kalojë; e ndriçon këtë guaskë nga brenda. Vetëm kur pjesa më e madhe e masës së guaskës bie në bërthamë, guaska do të bëhet transparente dhe ne do të shohim dritën e yllit. Ndërsa mbetjet e guaskës bien në bërthamë, ajo tkurret dhe temperatura në thellësitë e saj rritet si rezultat. Kur temperatura në qendër arrin 10 milionë gradë, fillon djegia termonukleare e hidrogjenit. Një re në kolaps, masa e së cilës është e barabartë me masën e Diellit, bëhet një yll krejtësisht normal i sekuencës kryesore; ky është, si të thuash, Dielli stërgjyshër (Dielli i ri), historia e mëtejshme e të cilit përshkruhet në fillimi i këtij libri.

Kah fundi i fazës protoyllore, edhe para se ylli të arrijë sekuencën kryesore, transferimi konvektiv i energjisë ndodh në thellësitë e tij në rajone më të mëdha. Ndodh përzierje aktive e lëndës diellore. Kjo jep një të dhënë për paradoksin diellor të litiumit të diskutuar në kapitullin. 5. Atomet e këtij elementi lehtësisht të shkatërruar transportohen më thellë në zonën e nxehtë, ku shndërrohen në atome të heliumit sipas reaksioneve të dhëna - kjo ndodh përpara se ylli të bëhet një yll i sekuencës kryesore.

Lindja e yjeve në natyrë

U njohëm me zgjidhjet e Larson-it, të cilat u morën për një problem të idealizuar që mund të llogaritet në një kompjuter. Por a korrespondon procesi i përshkruar me realitetin? A realizohet realisht në natyrë? Le të kthehemi në qiell, atje ku shfaqen yjet - le të kthehemi te yjet e ndritshëm, blu, dhe për këtë arsye të rinj! Ne do të kërkojmë gjurmë të formimit të yjeve, objekte ekzistenca e të cilave duhet të pritet bazuar në zgjidhjet e Larson.

Yjet blu të ndezur janë shumë të nxehtë, me temperatura të sipërfaqes që arrijnë 35,000 gradë. Prandaj, rrezatimi i tyre ka energji shumë të lartë. Ky rrezatim mund të heqë elektronet nga atomet e hidrogjenit në gazin ndëryjor, duke lënë pas bërthamat atomike të ngarkuara pozitivisht. Hidrogjeni jonizohet - yjet masive të ndritshme jonizojnë masat e gazit përreth. Në galaktikën tonë, këto rajone zbulohen nga shkëlqimi i tyre, i cili ndodh kur atomet e hidrogjenit të jonizuar rikapin elektronet dhe lëshojnë dritë. Rrezatimi termik nga këto zona mund të zbulohet gjithashtu në rrezen e radios.

Avantazhi i matjeve në rrezen e radios është se sinjalet e radios nuk shtrembërohen nga thithja e masave të pluhurit. Shembulli më i mirë i një pjesëmarrjeje të tillë në qiell, ku shkëlqimi i materies ndëryjore ngacmohet nga yje masivë të shndritshëm, është përsëri Mjegullnaja e Orionit (shih). A ka objekte këtu që kanë ndonjë lidhje me proceset e llogaritura nga Larson? Pjesa më e madhe e jetës së tij, protoylli është i fshehur nën një guaskë pluhuri, e cila ngadalë vendoset mbi të. Pluhuri thith rrezatimin nga bërthama; në të njëjtën kohë, nxehet deri në disa qindra gradë dhe rrezaton në përputhje me këtë temperaturë. Ky rrezatim termik duhet të vëzhgohet në intervalin IR.

Në vitin 1967, Eric Böcklin dhe Jerry Neugebauer nga Instituti i Teknologjisë i Kalifornisë në Pasadena zbuluan një yll infra të kuqe në Mjegullnajën e Orionit, shkëlqimi i të cilit ishte rreth 1000 herë më i lartë se shkëlqimi i Diellit dhe temperatura e rrezatimit ishte 700 gradë. Diametri i objektit ishte rreth 1000 herë diametri i Diellit. Kjo është pikërisht ajo që duhet të duket guaska e gazit dhe pluhurit të një protoylli. Kohët e fundit, është bërë e qartë se në ato zona të Rrugës sonë të Qumështit ku ka më shumë gjasa formimi i yjeve të rinj, ka burime kompakte që lëshojnë jo vetëm në rrezet infra të kuqe, por edhe në rrezen e radios. Në Mjegullnajën e Orionit, astronomi i radios në Bon, Peter Metzger dhe kolegët e tij zbuluan rajone me densitet të lartë hidrogjeni, nga të cilat buron një emetim veçanërisht i fuqishëm i radios. Në këto zona, përqendrimi i elektroneve të lira të ndara nga atomet e hidrogjenit është njëqind herë më i lartë se në hapësirën përreth. Krahasuar me Mjegullnajën e Orionit, madhësia e objektit që lëshon është jashtëzakonisht e vogël: vlerësohet të jetë 500,000 herë diametri i Diellit, rreth katër herë më i vogël se diametri i resë që bie në bërthamë në modelin e Larson.

Përveç kësaj, objekte të vogla janë zbuluar në Mjegullnajën e Orionit, nga e cila buron rrezatimi molekular, kryesisht rrezatimi i molekulave të ujit. Molekulat lëshojnë valë radio, dhe ky rrezatim mund të merret nga teleskopët radio. Rezulton se dimensionet hapësinore të këtyre objekteve janë vetëm 1000 herë diametri i Diellit. Le të kujtojmë se diametri fillestar i reve të Larsonit ishte disa milionë rreze diellore! Kështu, rrezatimi molekular duhet të vijë me sa duket nga bërthama e protoyllit.

Sigurisht, duhet pasur kujdes në interpretime të këtij lloji. Mund të themi vetëm me siguri se në Mjegullnajën e Orionit ka objekte që, pa u shfaqur në dritën e dukshme, kanë një përqendrim shumë të konsiderueshëm të gazit dhe pluhurit, që korrespondon saktësisht me retë në modelin e Larson.

Megjithatë, ka prova të tjera që burimet e vëzhguara të emetimit infra të kuqe dhe radio janë me të vërtetë protoyje. Kohët e fundit, në institutin tonë, një grup astronomi austriak Werner Charnuter përsëriti llogaritjet e modelit Larson duke përdorur metoda të përmirësuara. Në veçanti, u llogaritën proceset që lidhen me shfaqjen e rrezatimit IR. Koincidenca me vëzhgimet doli të jetë e habitshme: gjithçka sugjeron që ne po vëzhgojmë vërtet protoyje të simuluar në një kompjuter.

Meqenëse jemi shumë afër të kuptojmë origjinën e yjeve, mund të pyesim nëse ky model do të jetë në gjendje të shpjegojë formimin e të gjithë 100 miliardë yjeve në galaktikën tonë. Në Fig. Figura 12.3 tregon në mënyrë skematike strukturën e sistemit tonë yjor. Jo të gjithë yjet shtrihen në të njëjtin rrafsh: yjet më të vjetër janë të shpërndarë në një rajon pothuajse sferik të hapësirës të quajtur halo. Yjet halo janë shumë të vjetër, siç mund të konkludohet nga diagrami G-P për grupimet globulare të pranishme këtu. Krahasuar me Diellin tonë, ata janë kimikisht më të varfër në elementë më të rëndë se heliumi, shpesh më shumë se dhjetë herë. Të gjithë yjet e rinj janë të vendosur në rrafshin galaktik dhe përmbajnë më shumë elementë të rëndë. Megjithëse elementët më të rëndë se heliumi përbëjnë vetëm një përqindje të vogël të masës së tyre, ata na japin çelësin e sekretit të origjinës së galaktikës sonë. Hidrogjeni dhe heliumi kanë qenë këtu që nga fillimi i botës - këto janë, si të thuash, elementë të dhënë nga Zoti. Elementë më të rëndë duhet të kishin lindur më vonë në brendësi të yjeve dhe gjatë shpërthimeve të supernovës. Kështu, ndryshimet kimike midis yjeve halo galaktikë dhe yjeve të planit galaktik shoqërohen me reaksione bërthamore që ndodhin brenda yjeve.

Oriz. 12.3. Diagrami i strukturës së Rrugës së Qumështit. Shumica e yjeve janë të vendosur në një disk të sheshtë (në figurën që po e shohim nga ana). Shigjeta tregon pozicionin e Diellit, shiriti i lehtë në mes përshkruan masat thithëse të pluhurit. Grumbuj globularë (pika të theksuara) dhe yje shumë të vjetër (pika të vogla) formojnë aureolën e Rrugës së Qumështit. Këta yje kanë ekzistuar për një kohë shumë të gjatë. Yjet që lindin sot gjenden vetëm në afërsi të masave të pluhurit në rrafshin qendror të Galaxy.

Momenti dhe retë që shemben

Përshkrimi i botës fizike është thjeshtuar ndjeshëm me futjen e një numri "ligjesh të ruajtjes". Në jetën e përditshme, ne i përdorim ato herë pas here, ndonjëherë pa e kuptuar. Nga shkolla kujtojmë ligjet e ruajtjes së masës dhe energjisë; Ne i hasim këto ligje çdo ditë. Më pak i dukshëm, ndoshta, është fakti se momenti këndor (momenti këndor, momenti këndor) i një trupi rrotullues, i lënë në duart e veta, thjesht nuk mund të zhduket. Megjithatë, një shembull i qartë i funksionimit të këtij ligji të ruajtjes është i njohur për të gjithë. Kur një patinatore e figurave piruetë mbi akull, ajo rrotullohet ngadalë në fillim me krahët e shtrirë anash. Kur ajo përkul krahët, rrotullimi përshpejtohet pa asnjë përpjekje të jashtme. Kjo ndodh për shkak të ligjit të ruajtjes së momentit këndor. E njëjta gjë, edhe pse jo aq emocionuese, vërehet kur një re gazi ndëryjor rrotullohet. Le të bëjë reja së pari një revolucion të plotë në 10 milionë vjet. Kur tkurret në një të dhjetën e diametrit të tij origjinal, do të rrotullohet njëqind herë më shpejt, duke përfunduar një revolucion të plotë në njëqind mijë vjet. Ndërsa reja tkurret më tej, ajo do të rrotullohet edhe më shpejt. Përafërsisht, produkti i numrit të rrotullimeve të një reje për njësi të kohës dhe sipërfaqes së saj (e cila mund të konsiderohet përafërsisht sferike) mbetet konstante gjatë kolapsit. Kështu, sa më e vogël të jetë reja, aq më shpejt ajo rrotullohet.

Në të njëjtën kohë, forca centrifugale që vepron përgjatë planit ekuatorial kundër gravitetit bëhet gjithnjë e më e rëndësishme. Reja që shembet është rrafshuar. Kjo ndikon në formimin e yjeve individuale; Kjo vlen edhe për formimin e Rrugës sonë të Qumështit.

Historia e Rrugës së Qumështit, e rindërtuar nga gjurmët e saj

Nuk e dimë nga erdhi. Njëherë e një kohë, materia që u ngrit në fillim të botës dhe u vërsul nëpër hapësirë, formoi një re prej disa miliardë masash diellore dhe filloi të bëhej më e dendur. Si çdo substancë, edhe ky gaz, i çliruar nga masa e turbullt, fitoi lëvizje rrotulluese. Gradualisht reja u tkurr dhe u bë më e dendur; Zona të veçanta u shfaqën në të, duke u shndërruar në re të vogla gazi të kondensuar në mënyrë të pavarur. U shfaqën yjet e parë. Ato përbëheshin vetëm nga hidrogjen dhe helium, dhe në to ndodhi djegia termonukleare e hidrogjenit (reaksioni i kombinimit të dy protoneve). Shumë shpejt, yjet më masivë shpenzuan furnizimin e tyre me hidrogjen dhe shpërthyen, duke u bërë supernova. Si rezultat, gazi ndëryjor u pasurua me elementë më të rëndë se heliumi. Kjo ndodhi kudo, pasi e gjithë reja galaktike kishte ende një formë sferike (Fig. 12.4, a). Prandaj, yjet më të vjetër dhe grupimet globulare shumë të vjetra gjenden në aureolën galaktike. Yjet e aureolës galaktike u shfaqën së pari, shumë kohë përpara se Rruga e Qumështit të merrte formën e një disku, shumë kohë përpara se të shfaqej Dielli ynë. Ato përmbajnë elementë të rëndë në sasi shumë të vogla: këta yje lindën nga materia që ishte ende pak e pasuruar me atome të formuara si rezultat i reaksioneve bërthamore në yjet e tjerë.

Oriz. 12.4. Diagrami i formimit të Rrugës së Qumështit. Rreth 10 miliardë vjet më parë, një re u formua nga materia primordiale, e cila filloi të bëhej më e dendur për shkak të gravitetit të saj. Me rritjen e densitetit, u formuan yjet e parë (pikat) dhe grupimet globulare (pikat e trasha) (a). Edhe sot ata mbushin rajonin sferik në të cilin kanë origjinën dhe lëvizin në lidhje me qendrën përgjatë trajektoreve të treguara nga shigjetat e kuqe (b). Yjet masivë kaluan shpejt të gjithë rrugën e tyre të zhvillimit dhe lëshuan lëndë të pasuruar me elementë të rëndë përsëri në gazin ndëryjor. Filluan të formoheshin yje, tashmë të pasur me elementë të rëndë. Për shkak të rrotullimit, gazi i ngjeshur formoi një disk. Këtu, deri më sot, shfaqen yjet (c). Ky diagram shpjegon strukturën hapësinore të galaktikës sonë dhe ndryshimet kimike midis yjeve periferikë dhe yjeve në qendër.

Por evolucioni shkoi më tej. Gazi ndëryjor pasurohej vazhdimisht me elementë të rëndë. Kokrrat e pluhurit u ngritën në të si rezultat i përplasjeve të grimcave të gazit me bërthamat e kondensimit të nxjerra nga yjet në zhvillim. Së shpejti rrotullimi fitoi një shpejtësi të dukshme. Të gjitha masat kondensuese të gazit dhe pluhurit morën formën e një disku të sheshtë, duke lënë pas një aureolë sferike të yjeve të vjetër dhe grupimeve globulare (). Yjet e rinj u formuan tani vetëm në një zonë gjithnjë e më të rrafshuar, në formë thjerrëze nga materia që përmbante sasi gjithnjë e më të mëdha elementësh të rëndë. Shumica e gazit tashmë ishte konsumuar dhe yjet e fundit po formoheshin në rrafshin galaktik. Ka përfunduar faza e parë e formimit të yjeve.

Kjo foto shpjegon vetitë themelore të galaktikës sonë: yjet më të vjetër i përkasin një halo sferike dhe janë të varfër në elementë të rëndë. Yjet më të rinj formohen sot vetëm në diskun e hollë, pasi vetëm këtu ka mbetur ende një sasi e mjaftueshme gazi.

Momenti këndor i trashëguar nga reja nga e cila u formua Galaxy ynë është përgjegjës për faktin se sistemi ynë yjor ka formën e një disku të sheshtë. Kjo është arsyeja pse ne e shohim Rrugën tonë të Qumështit në qiell si një rrip të ngushtë.

Kush e urdhëron formimin e yjeve?

Çfarë e bën lëndën ndëryjore të kondensohet sot në vende të caktuara në rrafshin e Rrugës sonë të Qumështit dhe të formojë yje? Pse nuk formohen yje në vende të tjera në galaktikën tonë? Rruga e Qumështit, kur shikohet nga hapësira, do të dukej e ngjashme me Mjegullnajën e Andromedës: një disk i sheshtë me një strukturë spirale të theksuar (shih). Në sistemet e tjera të yjeve, struktura spirale shfaqet edhe më qartë (shih). Në fotografitë e galaktikave të largëta, krahët spirale dallohen sepse shkëlqejnë nga hidrogjeni i jonizuar. Siç e dimë tashmë nga shembulli i Mjegullnajës së Orionit, yjet e ndritshëm dhe masiv të sekuencës kryesore janë përgjegjës për jonizimin e hidrogjenit. Kështu, krahët spirale janë rajone ku ka yje të rinj, domethënë rajone ku yjet sapo kanë lindur. Dhe në galaktikën tonë, yjet e rinj rreshtohen përgjatë krahëve spirale.

Me ndihmën e radioastronomisë, është e mundur të studiohet në detaje shpërndarja e gazit ndëryjor në Rrugën tonë të Qumështit; Është zbuluar se në krahët spirale dendësia e gazit është më e lartë se në përgjithësi në rrafshin e galaktikës. Pra, jepet: nga njëra anë, krahët spirale janë rajone me densitet të shtuar të gazit, nga ana tjetër, këtu ndodhen yjet e rinj. Lind pyetja: çfarë është përgjegjëse për strukturën spirale që i bën galaktikat të duken si rrota të zjarrta fishekzjarre?

Për një kohë të gjatë, përpjekjet për të shpjeguar strukturat spirale hasën në vështirësi të mëdha, madje edhe tani shfaqja e tyre nuk mund të konsiderohet plotësisht e qartë. Sistemi yjor po rrotullohet. Shpejtësia e rrotullimit të saj mund të matet (shih); rezulton se sistemi nuk rrotullohet si një trup i ngurtë. Shpejtësia e rrotullimit zvogëlohet drejt periferisë, në mënyrë që pjesa qendrore e galaktikës të rrotullohet më shpejt.

Në pamje të parë, nuk është për t'u habitur që galaktikat shfaqin një strukturë spirale. Strukturat spirale shfaqen edhe kur përzieni kafenë me qumësht në një filxhan, pasi në distanca të ndryshme nga qendra lëngu rrotullohet me shpejtësi të ndryshme. Do të pritej që çdo strukturë fillestare e galaktikës të bëhej spirale pas njëfarë kohe për shkak të ndryshimit në shpejtësinë e rrotullimit në distanca të ndryshme nga qendra.

Carl Friedrich von Weizsäcker dikur tha se Rruga e Qumështit sot do të duhej të kishte një strukturë spirale, edhe nëse dikur do të dukej si një lopë. Shumë vite më parë në Göttingen ne morëm lopën galaktike të Weizsäcker-it; Alfred Baer, ​​i cili deri vonë jepte mësim në Hamburg, na ndihmoi. Rezultati është treguar në Fig. 12.5. Edhe përpara se pjesa më e madhe e yjeve të përfundojnë revolucionin e tyre të parë rreth qendrës, galaktika e lopës do të kthehet në një spirale të bukur. Fatkeqësisht, këtu ka një problem.

Oriz. 12.5. Rruga e Qumështit nuk rrotullohet si një trup i ngurtë. Prandaj, nga një strukturë fillestare arbitrare, një objekt spirale formohet pas 100 milion vjetësh. Fatkeqësisht, krahët spirale të galaktikës sonë kundërshtojnë një shpjegim të tillë.

Duhen më pak se njëqind milionë vjet që struktura jonë fillestare arbitrare të formojë një spirale. Rruga jonë e Qumështit është njëqind herë më e vjetër. Gjatë kësaj kohe, spiralja do të duhej të shtrihej shumë më tepër: si brazdat në një disk që luan gjatë, fijet e spiralës do të duhej të mbështilleshin rreth qendrës njëqind herë ose më shumë. Por ne nuk e shohim këtë. Krahët spirale të galaktikës, siç shihet në , nuk shtriheshin në fije dhe, për rrjedhojë, nuk mund të jenë mbetje të ndonjë strukture origjinale. Meqenëse asnjë nga galaktikat spirale të vëzhguara nuk ka një strukturë spirale filamentare, duhet të pranojmë që spiralja nuk është e zgjatur. Në të njëjtën kohë, krahët spirale përbëhen nga yje dhe gaz që marrin pjesë në lëvizjen rrotulluese. Si të zgjidhet kjo kontradiktë?

Ka vetëm një rrugëdalje. Ne duhet të braktisim supozimin se materia gjithmonë i përket të njëjtëve krahë të spirales dhe të supozojmë se ka një rrjedhë yjesh dhe gazi nëpër krahët e strukturës spirale. Edhe pse yjet dhe gazi marrin pjesë në lëvizjen rrotulluese, krahët e spirales përfaqësojnë vetëm gjendje të caktuara që pranojnë rrjedhën e yjeve dhe gazit.

Le ta ilustrojmë këtë me një shembull nga përvoja e përditshme. Flaka e një djegësi gazi nuk përbëhet nga e njëjta substancë. Ai përfaqëson vetëm një gjendje të caktuar të rrjedhës së gazit: këtu molekulat e gazit hyjnë në reaksione të caktuara kimike. Në të njëjtën mënyrë, krahët spirale janë rajone të diskut galaktik në të cilat rrjedha e yjeve dhe gazit ka një gjendje të caktuar. Kjo gjendje përcaktohet nga veçoritë e forcave gravitacionale të materies së të gjithë galaktikës. Le ta shpjegojmë këtë në më shumë detaje.

Krahët spirale: cilat janë ato?

Në natyrë, rrjedhat e avionëve shpesh krijojnë formacione të rregullta. Ndërveprimi i ujit dhe erës gjeneron valë surf që rrokulliset në mënyrë ritmike në breg. Brigjet detare me rërë shtrihen në palosje me onde. Kur lëngjet me temperatura dhe dendësi të ndryshme përzihen me kujdes, mund të krijohen edhe struktura të rregullta. Një model i rregullt vërehet në sipërfaqen e kakaos së ftohur në filxhan.

Yjet që rrotullohen në rrafshin e galaktikës rreth një qendre të përbashkët dhe që janë në mëshirën e tërheqjes gravitacionale dhe forcës centrifugale shfaqin gjithashtu një tendencë për të formuar struktura.

Le të imagjinojmë një numër të madh yjesh që formojnë një disk rrotullues. Në çdo pikë të diskut, forca centrifugale dhe graviteti janë të balancuara reciproke. Ky ekuilibër është, në përgjithësi, i paqëndrueshëm. Nëse diku dendësia e yjeve është më e lartë, atëherë ata priren të afrohen më shumë, si grimcat e gazit ndëryjor që janë bërë të paqëndrueshme gjatë formimit të yjeve. Megjithatë, forca centrifugale gjithashtu luan një rol të rëndësishëm, dhe kjo e ndërlikon procesin. Situata në shqyrtim mund të simulohet në një kompjuter. Në Fig. Figura 12.6 tregon zgjidhjen e përftuar për një disk rrotullues të përbërë nga 200,000 yje. Zonat e gjata spirale me densitet të shtuar të yjeve formohen plotësisht në mënyrë të pavarur: yjet formojnë krahë spirale! Megjithatë, mëngët nuk shtrihen në fije, pasi ato nuk janë të përbëra nga të njëjtat yje. Një lumë yjesh rrjedh nëpër mëngët. Kur yjet lëvizin në orbitat e tyre rrethore, kur bien në krahë, ata afrohen më shumë. Ndërsa yjet dalin nga krahët, distanca midis tyre rritet. Kështu, krahët spirale janë zona ku yjet afrohen më shumë, ashtu si një flakë djegëse është një zonë ku molekulat e gazit i nënshtrohen reaksioneve kimike.

Oriz. 12.6. Një model i thjeshtuar kompjuterik i lëvizjes së yjeve në galaktikën tonë. 200,000 yje lëvizin në lidhje me qendrën e një disku të sheshtë, ne e shikojmë atë nga lart. Numrat nën foto tregojnë numrin e rrotullimeve që ka bërë sistemi. Mund të shihet se struktura spirale është formuar shumë shpejt. Ndërhyrja e spirales, pra fakti që në çdo moment ato përbëhen nga yje të ndryshëm, mund të shihet në shembullin e krahut të sipërm në figurat 4.5 dhe 5.5. Krahu u zhvendos pak, por gjatë kësaj kohe yjet bënë një revolucion të plotë rreth qendrës. Zgjidhja e dhënë këtu është marrë nga astronomi amerikan Frank Hall në NASA Langley Center (Hampton, Virxhinia, SHBA).

Krahët spirale janë rajone ku dendësia e yjeve është më e lartë se diku tjetër në diskun galaktik. Kjo është qartë e dukshme, por në një galaktikë normale ndryshimet në densitet janë aq të vogla sa nuk mund të vëzhgohen drejtpërdrejt. Megjithatë, së bashku me dendësinë e yjeve, ndryshon edhe dendësia e gazit ndëryjor, i cili merr pjesë së bashku me yjet në lëvizjen rrotulluese: duke kaluar nëpër krahët spirale, gazi bëhet më i dendur. Si rezultat i kësaj ngjeshjeje, krijohen kushtet e nevojshme për formimin e yjeve. Kjo është arsyeja pse yjet formohen në krahë spirale. Midis tyre ka edhe yje masivë. Këta yje blu të ndezur ngacmojnë shkëlqimin e gazit përreth. Janë retë e ndezura të hidrogjenit të jonizuar që krijojnë spektaklin e jashtëzakonshëm të krahëve spirale, dhe jo yjet e mbushura ngushtë.

Tashmë jemi njohur me galaktikën në yjësinë Canes Venatici (shih). Këtu mësojmë edhe më shumë rreth formimit të yjeve në krahët spirale. Ne e shikojmë këtë sistem nga larg: ai shkëlqen përmes yjeve të afërt të Galaxy tonë. Drita prej saj udhëton për dymbëdhjetë milionë vjet përpara se të arrijë në teleskopët tanë. Meqenëse ne e shohim këtë galaktikë, si të thuash, nga lart, pingul me rrafshin e saj, krahët e saj spirale mund të dallohen veçanërisht mirë.

Formimi i yjeve në galaktikë në yjësinë Canes Venatici

Emetimi i radios vjen nga kjo galaktikë tek ne. Elektronet me lëvizje të shpejtë, të cilat kanë fituar shpejtësi të madhe, me sa duket si rezultat i shpërthimeve të supernovës, fluturojnë nëpër sistemin e yjeve, duke emetuar valë radio ndërsa e bëjnë këtë. Këto valë radio merren nga radio teleskopë të ndjeshëm. Madje është e mundur të përcaktohet se nga cilat zona të galaktikës rrezatimi është më i fortë dhe nga cilat është më i dobët. Në vitin 1971, astronomët e radios Donald Mathewson, Piet van der Kruyt dhe Wim Brouw në Hollandë morën një imazh radio të kësaj galaktike (Fig. 12.7). Në këtë imazh, intensiteti i emetimit të radios transmetohet nga zona me dendësi të ndryshme: sa më i fortë të jetë emetimi i radios, aq më e lehtë është zona e imazhit. Megjithëse teleskopi radio nuk prodhon një pamje aq të mprehtë sa teleskopi optik, struktura spirale është qartë e dukshme në imazh. Kështu, krahët spirale lëshojnë jo vetëm dritë të dukshme, por edhe valë radio.

Oriz. 12.7. Një imazh radio i galaktikës i paraqitur në . Në këtë imazh kompjuterik, galaktika duket ashtu siç do ta shihnim nëse sytë tanë do të ishin të ndjeshëm ndaj emetimit të radios në një gjatësi vale prej 21 cm dhe, për më tepër, mund të "shikonin" si dhe teleskopin e madh radio në Westerbork (Hollandë). Emetimi i radios vjen kryesisht nga ato rajone ku densiteti i gazit ndëryjor është rritur. Është gjithashtu e qartë se retë e gazit në këtë galaktikë kanë pothuajse të njëjtën strukturë spirale si shpërndarja e yjeve të rinj. (Fotografia e Observatorit Leiden.)

Pse emetimi i radios i krijuar nga elektronet është më i fortë në disa vende në galaktikë dhe më i dobët në të tjera? Kjo është për shkak të vetë mekanizmit të shfaqjes së këtij rrezatimi, detajet e të cilit nuk do të hyjmë këtu. Mjafton të theksohet se emetimi më i fortë i radios ndodh aty ku densiteti i gazit ndëryjor është më i lartë. Kështu, imazhi radiofonik i galaktikës në yjësinë Canes Venatici dëshmon se në krahët spirale jo vetëm që yjet janë më afër njëri-tjetrit, por edhe gazi ndëryjor ka një densitet më të lartë.

Mjegullnaja Canes Venatici na tregon edhe diçka tjetër. Mund të vërehet se zonat e intensitetit maksimal të emetimit të radios nuk përkojnë saktësisht me krahët e dukshëm të spirales (Fig. 12.8). Rajoni me densitetin më të madh të gazit ndëryjor është zhvendosur pak nga brenda në krahasim me krahun e dukshëm. Çfarë do të thotë kjo? Nëpër krahët spirale ka një rrjedhë yjesh dhe gazi ndëryjor, dhe kjo rrjedhë kalon krahun në mënyrë që të hyjë në të nga ana "e brendshme" (përballë qendrës) dhe të dalë nga jashtë. Një krahasim i krahut të dukshëm, të ndriçuar nga yjet e porsalindur, dhe krahut të radios, që korrespondon me rajonin e kompresimit maksimal të gazit ndëryjor, na lejon të nxjerrim figurën e mëposhtme.

Oriz. 12.8. Zonat e emetimit maksimal të radios (të vizatuara në mënyrë skematike me vija të bardha), të mbivendosura në një imazh optik të galaktikës në yjësinë Canes Venatici. Mund të shihet se krahët spirale me densitet maksimal të gazit dhe strukturat spirale të formuara nga yjet e rinj nuk përkojnë plotësisht. Kështu, duhet bërë dallimi midis krahëve të densitetit (krahëve radio) dhe krahëve të dukshëm të galaktikës.

Yjet dhe lënda ndëryjore rrotullohen rreth qendrës së galaktikës (Fig. 12.9). Duke iu afruar krahut spirale, yjet afrohen me njëri-tjetrin, gazi bëhet më i dendur dhe kështu krijohen kushtet e nevojshme për shfaqjen e yjeve të rinj. Shfaqen retë e gazit ndëryjor; ato shemben dhe shfaqen protoyjet e pare. Pas ca kohësh, yjet dhe gazi ndëryjor dalin nga rajoni i densitetit maksimal (që korrespondon me krahun në imazhin radiofonik të galaktikës). Por procesi i formimit të yjeve që filloi atje vazhdon dhe pas disa kohësh yjet e parë masivë dalin nga protoyjet. Këta yje blu të shndritshëm nxisin shkëlqimin e gazit përreth, dhe ne e shohim këtë si një krah spirale të dukshëm.

Oriz. 12.9. Formimi i yjeve në galaktikë në yjësinë Canes Venatici. Në krye djathtas, struktura e galaktikës është paraqitur në mënyrë skematike (krh.). Zona e shënuar me një katror të ndërprerë tregohet e zmadhuar në fund të figurës. Lënda e një galaktike që rrotullohet në drejtim të kundërt të akrepave të orës së pari kalon nëpër krahët e densitetit (krahët e radios). Në këtë rast, gazi ndëryjor është i ngjeshur. Fillon formimi i yjeve. Pas ca kohësh, shfaqen yjet e parë të rinj, ata ndriçojnë masat fqinje të gazit, të cilat prodhojnë rrezatim të dukshëm (krahët e dukshëm të galaktikës). Meqenëse gazi ka kohë të lëvizë nga momenti i ngjeshjes në momentin e formimit të yllit, krahët e radios dhe krahët e dukshëm nuk përkojnë me njëri-tjetrin. Kjo shpjegon situatën e treguar në. Drejtimi i lëvizjes së substancës tregohet me shigjeta të kuqe.

Pra, substanca së pari kalon nëpër një rajon me densitet të shtuar. Këtu fillon procesi i formimit të yjeve. Pas ca kohësh, yjet e parë ndizen dhe ne vëzhgojmë një krah të dukshëm spirale. Meqenëse ne e dimë se sa shpejt lëvizin yjet dhe gazi në galaktikën në Canes Venatici, dhe mund të matim distancën midis krahut të radios dhe krahut të dukshëm të galaktikës, mund të llogarisim kohën që duhet nga konsolidimi i gazit ndëryjor në shfaqja e yjeve të parë: është afërsisht gjashtë milionë vjet. Në 500,000 vitet e fundit të atyre gjashtë milionëve, ka ndodhur një proces i tipit të përshkruar nga zgjidhjet e Larson. Duhen pesë milionë vjet e gjysmë që materia ndëryjore të formojë renë mbi të cilën Larson bazoi modelin e tij.

Përpara se lënda galaktike të mund të bëjë një revolucion të plotë rreth qendrës galaktike, jetëgjatësia e yjeve masive skadon. Ata kthejnë një pjesë të konsiderueshme të materies së tyre në gazin ndëryjor dhe ata vetë bëhen xhuxhë të bardhë ose shpërthejnë, duke formuar supernova. Lënda që hyn në gazin ndëryjor prej tyre pasurohet me atome të elementeve të rënda që u ngritën në zorrët e yjeve, dhe herën tjetër që kalon nëpër krahun spirale, merr pjesë në formimin e yjeve të rinj. Nga ky cikël materie përjashtohet vetëm lënda e përmbajtur në objekte kompakte - xhuxhët e bardhë ose yjet neutrone, të mbetura pas vdekjes së yjeve.

Njëherë e një kohë, shumë kohë pas formimit të yjeve në aureolën galaktike, materiali i Diellit tonë në formën e gazit ndëryjor kalonte nëpër krahun spirale dhe më pas u formuan shumë yje. Vëllezërit më masivë të Diellit tonë kanë kohë që i kanë dhënë fund jetës së tyre, ndërsa ata më pak masivë, si Dielli ynë, gjatë kësaj kohe, për shkak të rrotullimit të pabarabartë në galaktikën tonë, u shpërndanë në të gjithë galaktikën dhe u zhdukën nga pamja.

Shënime:

Këtu dhe në të gjithë këtë libër, përveç nëse shënohet ndryshe, ne përdorim shkallën absolute të temperaturës, zeroja e së cilës korrespondon me -273° Celsius. Për të kaluar nga temperatura absolute në temperaturë në shkallën Celsius, duhet të zbrisni 273 gradë. Prandaj, temperatura e sipërfaqes së Diellit në Celsius është 5530°

Këto ide i përkasin Isak Njutonit! Dhe Gine e citon atë në librin e tij. - Përafërsisht. Ed.

Osmoza shpesh quhet hapësirë ​​pa ajër, duke sugjeruar që ajo është bosh. Megjithatë, nuk është kështu. Në hapësirën ndëryjore ka pluhur dhe gaz (kryesisht helium dhe hidrogjen, me shumë më tepër nga ky i fundit). Në Univers ka re të tëra pluhuri dhe gazi. Falë këtyre reve, ne nuk mund ta shohim qendrën e Galaxy tonë. Madhësia e këtyre reve mund të jetë qindra vjet dritë dhe pjesë të tyre mund të ngjeshen nën ndikimin e gravitetit.

Gjatë procesit të kompresimit, një pjesë e resë do të bëhet më e dendur, duke u zvogëluar në madhësi dhe në të njëjtën kohë do të nxehet. Nëse masa e një lënde të ngjeshur është e mjaftueshme që reaksionet bërthamore të fillojnë të ndodhin brenda saj gjatë procesit të kompresimit, atëherë një re e tillë prodhon yll.

Duhet theksuar se zakonisht një grup i tërë lind nga një re yjet , e cila zakonisht quhet yjor grumbull. Në këtë re, formohen ngjeshje të veçanta (në të ardhmen do t'i quajmë edhe re), secila prej të cilave mund të gjenerojë yll. Siç u përmend, më e lehtë yjet kanë një masë 12 herë më të vogël se Dielli. Nëse reja që shembet është më pak masive, por jo më pak masive se Dielli për më shumë se njëqind herë, re të tilla formojnë të ashtuquajturat xhuxhë kafe. Xhuxhët kafe janë edhe më të ftohtë se xhuxhët e kuq yjet. Këto objekte nxehen mjaft fort nga forcat e ngjeshjes gravitacionale dhe lëshojnë shumë nxehtësi (rrezatim infra të kuq), por mezi shkëlqejnë. Por reaksionet bërthamore nuk fillojnë te xhuxhët kafe. Në fund, ngjeshja gravitacionale ndalet nga presioni i gazit nga brenda, pjesë të reja të energjisë pushojnë së çliruari dhe xhuxhët kafe ftohen në një kohë relativisht të shkurtër. Një nga xhuxhët kafe më të fundit që është zbuluar është një xhuxh në yjësinë Hidra, madhësia e tij është vetëm 22.3, megjithëse është vetëm 33 vite dritë larg Diellit. Veçantia e këtij xhuxhi kafe të afërt qëndron në faktin se të gjitha objektet e ngjashme të zbuluara më parë ishin pjesë e sistemeve binare, dhe ky është i vetëm. Vihet re vetëm për shkak të afërsisë me Tokën. Planeti Jupiter, më i madhi në sistemin diellor, është 80 herë më i lehtë se ai me masën më të vogël yjet dhe vetëm 8-10 herë më të lehta se xhuxhët kafe. Përsëri vërejmë rolin e masës së një objekti në fatin e tij.

Nëse mjaftueshëm masiv për t'u formuar yjet reja nxehet aq shumë sa fillon të lëshojë në mënyrë aktive nxehtësi dhe, ndoshta, të shkëlqejë paksa me ngjyrë të kuqe të errët (edhe para se të fillojë shkrirja bërthamore), një re e tillë zakonisht quhet protoyll(para- yll). Sapo temperatura në qendër të protoyllit arrin 10,000,000 K, fillon shkrirja bërthamore. Ngjeshja e protoyllit ndalet nga presioni i lehtë, ai bëhet yll. Përsëri, masa përcakton se sa shpejt do të shndërrohet protoylli yll. Yjet lloji i Diellit shpenzojnë në këtë fazë të lindjes së tyre 30 000 000 vjet, yjet tre herë më masiv - 100,000 vjet, dhe dhjetë herë më pak masive - 100 000 000 vjet. Pra, jo masiv yjet Ata bëjnë gjithçka më ngadalë, dhe lindin dhe jetojnë. Siç e kujtojmë, kaq e lehtë tek yjet përfshijnë të kuqe yjet, të cilët kanë përmasa të vogla dhe quhen xhuxhë të kuq. Xhuxhët e kuq janë dhjetë herë më të vegjël se Dielli. Yll lloji i Diellit quhet xhuxh i verdhë, i tillë yjet janë gjithashtu relativisht të vogla. Normalja më e rëndë dhe më e madhe yjet quhen gjigantë blu.

Në moshë të re yllështë ende i rrethuar nga reja e saj mëmë, e cila në formën e një disku gazi ose pluhuri gazi rrotullohet rreth tij. ku yll era - një rrjedhë e të gjitha llojeve të grimcave që dalin nga sipërfaqja yjet me shpejtësi të lartë, ushtron presion mbi substancën e resë, duke u përpjekur ta largojë atë. Meqenëse reja ka një formë disku të sheshtë, lëvizja e grimcave në rrafshin e saj nën presion yjor era është e vështirë. Lënda nxiton përgjatë boshtit të rrotullimit yjet dhe retë, në dy drejtime të kundërta. Ka pak materie në këto drejtime dhe grimcat e reve thuajse të papenguara largohen prej tyre yjet. Kështu vërehen shpesh daljet e materies nga të rinjtë yjet.

Kur dëgjojmë fjalën yll, shpesh imagjinojmë trupa të ndryshëm qiellorë të dukshëm në qiell. Por jo të gjithë janë yje; mund të jenë planetë, grupe yjesh ose thjesht re gazi.

Yllështë një top gazi. Ajo shkëlqen për shkak të temperaturës së saj shumë të lartë. Temperaturat e yjeve variojnë nga 2100 deri në 50000 gradë Celsius. Temperatura e një ylli ndikon drejtpërdrejt në ngjyrën e tij. Kjo mund të krahasohet me metalin e nxehtë që ndryshon ngjyrën në varësi të temperaturës. Yjet më të nxehta duken blu.

Shfaqja e një ylli

Shkencëtarët janë përpjekur prej kohësh të kuptojnë se si formohen yjet. Yjet mund të kenë madhësi të ndryshme. Shumë nga karakteristikat e tjera të tij, si temperatura, ngjyra dhe jetëgjatësia, varen nga madhësia e tij. Yjet janë bërë nga pluhuri dhe gazi kozmik. Forcat e gravitetit kompaktojnë këta përbërës. Ata rrisin shpejtësinë dhe temperaturën e rrotullimit të tyre, gjë që çon në formimin e një protoylli. Kur gazi në thelbin e një protoylli nxehet deri në 12,000,000 gradë, hidrogjeni brenda tij do të fillojë të kthehet në helium. Gjatë këtij procesi, protoylli lëshon shumë energji, si rezultat i së cilës ai ndalon tkurrjen.

Rruga e jetës

Energjia e emetuar nga një yll e bën atë të ndritshëm për shumë vite. Për shembull, një yll i ngjashëm me Diellin jeton dhe ndriçon mesatarisht 10 miliardë vjet. Yjet më të mëdhenj kanë një jetëgjatësi më të shkurtër prej vetëm disa milionë vjetësh. Kjo për faktin se gazi në thellësi të tyre përpunohet më shpejt. Yjet më të vegjël se Dielli ynë prodhojnë më pak nxehtësi dhe dritë dhe jetojnë 50 miliardë vjet ose më shumë.

Grupet e yjeve

Në disa raste, dy ose një grup i tërë yjesh formohen nga i njëjti material burimor në formën e gazit dhe pluhurit. Ata quhen shumëfisha. Shkencëtarët që vëzhgonin yje të tillë vunë re se nganjëherë drita e një ylli tejkalon një tjetër, dhe nganjëherë drita e emetuar prej tyre përmblidhet.

• Gjatë shndërrimit të hidrogjenit në helium, një sasi e madhe energjie lirohet në bërthamën e yllit, e cila ndalon ngjeshjen e mëtejshme të yllit.
• Të ashtuquajturat Pleiada, grupe yjesh të vendosura mjaft larg nga toka, mund të perceptohen me sy të lirë si një vend me mjegull.
• Një yll lind nga një re gazi dhe pluhuri. Forca e gravitetit e kompakton këtë re. Temperatura e gazit rritet, gjë që çon në çlirimin e energjisë, veçanërisht dritës.
• Temperatura e gazit rritet gjatë gjithë kohës, drita e emetuar nga ylli bëhet më e ndritshme.
• Dielli ynë është aktualisht në mes të rrugës së tij të jetës. Sipas shkencëtarëve, ka gaz të mjaftueshëm në të për të jetuar edhe 5 miliardë vjet të tjerë.

Në faqen e internetit mund të gjeni shumë artikuj dhe lajme interesante dhe shkencore për hapësirën

Yjet lindin kur një re gazi dhe pluhuri ndëryjor ngjeshet dhe ngjeshet nga graviteti i saj.
Besohet se ky proces çon në formimin e yjeve. Duke përdorur teleskopët optikë, astronomët mund të shohin këto zona, të cilat duken si pika të errëta në një sfond të ndritshëm. Ata quhen "komplekse gjigante të reve molekulare" sepse hidrogjeni është i pranishëm në formë molekulare. Këto komplekse ose sisteme, së bashku me grupimet yjore globulare, janë strukturat më të mëdha në galaktikë, ndonjëherë duke arritur 1300 vjet dritë në diametër.
Yjet më të rinj, të quajtur "popullata yjore I", u formuan nga mbetjet që rezultojnë nga shpërthimet e yjeve më të vjetër, ata quhen
"popullsia yjore II". Një shpërthim shpërthyes shkakton një valë goditëse që arrin në mjegullnajën më të afërt dhe provokon ngjeshjen e saj.

Bok globulat.

Pra, një pjesë e mjegullnajës është e ngjeshur. Njëkohësisht me këtë proces, fillon formimi i reve të dendura të gazit dhe pluhurit në formë të rrumbullakët të errët. Ata quhen "bock globules". Bok, një astronom amerikan me origjinë holandeze (1906-1983), ishte i pari që përshkroi globulat. Masa e globulave është afërsisht
200 herë më shumë se masa e Diellit tonë.
Ndërsa globula Bok vazhdon të kondensohet, masa e saj rritet, duke tërhequr lëndën nga rajonet fqinje për shkak të gravitetit. Për shkak të faktit se pjesa e brendshme e rruzullit kondensohet më shpejt se pjesa e jashtme, globula fillon të nxehet dhe të rrotullohet. Pas disa qindra mijëra vjetësh, gjatë të cilave ndodh ngjeshja, formohet një protoyll.

Evolucioni i një protoylli.

Për shkak të rritjes së masës, gjithnjë e më shumë materie tërhiqet në qendrën e protoyllit. Energjia e çliruar nga gazi i ngjeshur brenda shndërrohet në nxehtësi. Presioni, dendësia dhe temperatura e protoyllit rriten. Për shkak të rritjes së temperaturës, ylli fillon të shkëlqejë me ngjyrë të kuqe të errët.
Protoylli është shumë i madh dhe megjithëse energjia termike shpërndahet në të gjithë sipërfaqen e tij, ai ende mbetet relativisht i ftohtë. Në bërthamë, temperatura rritet dhe arrin disa milionë gradë Celsius. Rrotullimi dhe forma e rrumbullakët e protoyllit ndryshojnë disi, ai bëhet më i sheshtë. Ky proces zgjat miliona vjet.
Është e vështirë të shohësh yje të rinj, pasi ato janë ende të rrethuar nga një re e errët pluhuri, për shkak të së cilës shkëlqimi i yllit është praktikisht i padukshëm. Por ato mund të shihen duke përdorur teleskopë specialë infra të kuqe. Bërthama e nxehtë e një protoylli është e rrethuar nga një disk rrotullues i materies me një forcë të fortë gravitacionale. Bërthama nxehet aq shumë sa fillon të nxjerrë lëndë nga dy polet, ku rezistenca është minimale. Kur këto emetime përplasen me mjedisin ndëryjor, ato ngadalësohen dhe shpërndahen në të dyja anët, duke formuar një strukturë në formë loti ose të harkuar të njohur si një objekt Herbic-Haro.

Yll apo planet?

Temperatura e një protoylli arrin disa mijëra gradë. Zhvillimet e mëtejshme varen nga dimensionet e këtij trupi qiellor; nëse masa është e vogël dhe është më pak se 10% e masës së Diellit, kjo do të thotë se nuk ka kushte që të ndodhin reaksione bërthamore. Një protoyll i tillë nuk do të jetë në gjendje të shndërrohet në një yll të vërtetë.
Shkencëtarët kanë llogaritur se që një trup qiellor që tkurret të shndërrohet në një yll, masa e tij minimale duhet të jetë së paku 0.08 e masës së Diellit tonë. Një re me përmasa më të vogla që përmban gaz, duke u kondensuar, gradualisht do të ftohet dhe do të shndërrohet në një objekt kalimtar, diçka midis një ylli dhe një planeti, ky është i ashtuquajturi "xhuxhi kafe".
Planeti Jupiter është një objekt qiellor shumë i vogël për t'u bërë yll. Nëse do të ishte më i madh, ndoshta reaksionet bërthamore do të fillonin në thellësitë e tij dhe ai, së bashku me Diellin, do të kontribuonte në shfaqjen e një sistemi yjesh të dyfishtë.

Reaksionet bërthamore.

Nëse masa e një protoylli është e madhe, ai vazhdon të kondensohet nën ndikimin e gravitetit të tij. Presioni dhe temperatura në bërthamë rriten, temperatura gradualisht arrin 10 milion gradë. Kjo është e mjaftueshme për të kombinuar atomet e hidrogjenit dhe heliumit.
Më pas, aktivizohet "reaktori bërthamor" i protostarit dhe ai kthehet në një yll të zakonshëm. Më pas lëshohet një erë e fortë, e cila shpërndan shtresën e pluhurit përreth. Më pas mund të shihet drita që buron nga ylli që rezulton. Kjo fazë quhet “faza T-Demi” dhe mund të zgjasë 30 milionë vjet. Formimi i planetëve është i mundur nga mbetjet e gazit dhe pluhurit që rrethojnë yllin.
Lindja e një ylli të ri mund të shkaktojë një valë shoku. Pasi ka arritur në mjegullnajë, ajo provokon kondensimin e lëndës së re dhe procesi i formimit të yjeve do të vazhdojë përmes reve të gazit dhe pluhurit. Yjet e vegjël janë të dobët dhe të ftohtë, ndërsa yjet e mëdhenj janë të nxehtë dhe të ndritshëm. Për pjesën më të madhe të ekzistencës së tij, ylli balancon në fazën e ekuilibrit.

Institucioni arsimor buxhetor komunal "Gjimnazi"

Abstrakt me temën: Si formohen yjet

Plotësuar nga nxënësi i klasës së 4-të Wolf Vladislav

G. Chernogorsk, RH

1. Prezantimi
2. Një yll ka lindur
3. Obligacionet e Yjeve
4. Lindja e tokës
5. dielli
6. Hëna
7. Yjësitë
8. konkluzioni

Prezantimi

Kohët e fundit, nëna ime më dha librin "Enciklopedia e nxënësit të madh". Isha shumë i lumtur. Kur fillova ta studioja, kuptova se sa magjepsës dhe interesant ishte në përmbajtje. Përfshirë histori për hapësirën, për sistemin diellor, për lindjen e yjeve ose planetëve të rinj. Më pëlqeu shumë dhe vendosa të bëj një raport të vogël që ta dinin edhe fëmijët e tjerë.

Si formohen yjet

Kur njerëzit flasin për yje, ata zakonisht nënkuptojnë të gjithë trupat e ndritshëm që mund të shihen në qiellin e natës. Megjithatë, shumë prej tyre nuk janë yje, por planetë, grupe yjesh ose thjesht re gazi.

Një yll është një top gazi i ndezur në një temperaturë të tillë që të shkëlqejë. Temperatura e yjeve varion nga 2100*C deri në 50000*C. Ngjyra e një ylli varet nga temperatura e tij. Imagjinoni sikur një copë metali të nxehet në zjarr. Së pari metali kthehet në të kuqe të ndezur. Pastaj bëhet e bardhë e nxehtë. Yjet e bardhë janë më të nxehtë se yjet e kuq, por yjet më të nxehtë janë blu.

NJË YLL LIND

Për shumë vite, shkencëtarët kanë kërkuar një përgjigje për pyetjen se si lindin yjet. Yjet vijnë në madhësi të ndryshme. Jetëgjatësia e një ylli, shkëlqimi dhe karakteristika të tjera varen nga madhësia e tij. Yjet lindin nga retë e gazit dhe pluhurit kozmik. Nën ndikimin e forcave gravitacionale, reja bëhet më e dendur, shpejtësia e rrotullimit dhe temperatura e saj gradualisht rriten dhe ajo shndërrohet në një protoyll. Kur temperatura në qendër të një protoylli arrin afërsisht 12,000,000 * C, reaksionet termonukleare fillojnë në thellësitë e tij, duke shndërruar hidrogjenin dhe heliumin. Në këtë rast, lëshohet një sasi kaq e madhe energjie saqë ylli ndalon të tkurret nën ndikimin e forcave të veta gravitacionale. Këtu përfundon formimi i yjeve.

Energjia e çliruar jo vetëm që e pengon yllin të tkurret, por edhe e bën atë të shkëlqejë për një kohë shumë të gjatë. Një yll me madhësinë e Diellit tonë mund të jetojë rreth 10 miliardë vjet. Yjet më të mëdhenj djegin gazin më shpejt dhe jetojnë vetëm disa milionë vjet. Yjet më të vegjël se Dielli dhe më të ftohtë mund të jetojnë më shumë se 50 miliardë vjet.

LIVERAT E YJEVE

Ndonjëherë dy yje lindin afër nga një re rrotulluese gazi dhe pluhuri. Për më tepër, të porsalindurit shpesh ndryshojnë në ngjyrë dhe madhësi dhe nuk duken fare si binjakë. Ata janë të lidhur nga forcat e tërheqjes së ndërsjellë dhe lëvizin në orbita, duke u rrotulluar rreth njëri-tjetrit, ashtu si Hëna rrotullohet rreth Tokës. Yje të tillë quhen yje të dyfishtë. Nëse ka më shumë se dy yje në një grup, ata quhen shumëfish. Astronomët krahasojnë shkëlqimin e yjeve të tillë duke i vëzhguar në periudha të ndryshme: kur drita e një ylli e kalon tjetrin ose kur rrezatimi i tyre përmblidhet.

Ka Pleiades - një grumbull yjor i hapur, i cili përfshin më shumë se 100 yje. Ata janë shumë larg nga toka, kështu që shumica e tyre nuk janë të dukshme me sy të lirë dhe perceptohen kolektivisht si një vend me mjegull.

LINDJA E TOKËS

Toka me sa duket u formua rreth 4.6 miliardë vjet më parë (rreth 8.5 - 10.5 miliardë vjet pas lindjes së Universit si rezultat i një çlirimi kolosal të energjisë të quajtur Big Bang). Ajo u formua kur lënda protoplanetare u mblodh në një mpiksje dhe u nxeh. Grimcat e rënda të hekurit dhe nikelit u përqendruan në qendër të këtij topi dhe një shtresë e jashtme, ndoshta e shkrirë u formua nga materiale më të lehta. Pas miliona vitesh, shtresa e jashtme filloi të ftohet dhe të ngurtësohet. Në thellësi të Tokës, substanca është ende e nxehtë, dhe një pjesë e saj është e shkrirë. Nga hapësira, planeti ynë duket blu, sepse pjesa më e madhe e tij është e mbuluar nga oqeane dhe Toka është e rrethuar nga një atmosferë - një guaskë ajri. Ai mbron nga rrezatimi kozmik dhe rregullon temperaturën e Tokës. Më lart, atmosfera bëhet më e hollë derisa të bëhet hapësirë ​​pa ajër. Ajo mbahet nga forca e gravitetit. Toka ka formën e një topi, megjithëse disi e rrafshuar në pole dhe më e gjerë në ekuator, në mes. Fusha magnetike e planetit tonë krijohet nga rrymat e grimcave të ngarkuara në bërthamën e pasur me hekur të tokës.

DIELL

Ylli ynë. Tani është në mes të ciklit të tij jetësor dhe rezervat e tij të gazit do të zgjasin edhe për 5 miliardë vjet të tjera. Nëntë trupa kozmikë të quajtur planetë rrotullohen rreth Diellit në të njëjtin drejtim - në të kundërt të akrepave të orës kur shihen nga lart. Së bashku me Diellin ata përbëjnë Sistemin Diellor. Toka bën një rrotullim të plotë rreth Diellit në një vit (365 ditë) Dielli është në një distancë prej 150 milionë km nga Toka. Dielli është afërsisht 333,000 herë më i rëndë se Toka. Me saktësinë e shikimit vëllimor, rreth 1.300.000 planetë si Toka do të futeshin brenda Diellit. Ashtu si të gjithë yjet, Dielli është një top me gazra të nxehtë, kryesisht hidrogjen dhe helium. Një reaksion termonuklear ndodh në bërthamën diellore, duke shndërruar hidrogjenin në helium. Lëshohet një sasi e madhe energjie, për shkak të së cilës temperatura e bërthamës arrin 15,000,000 * C dhe Dielli shkëlqen.

HËNA

Ky është trupi kozmik më i afërt me Tokën dhe i vetmi satelit i yni

Planetet. Astronomët e quajnë Hënën një satelit sepse ajo rrotullohet rreth Tokës çdo 27.3 ditë. Në të njëjtën kohë, ajo arrin të rrotullohet rreth boshtit të saj, kështu që Hëna gjithmonë përballet me Tokën me të njëjtën anë. Hëna shkëlqen me dritën e reflektuar nga dielli. Gjatë hënës së re, ana e Hënës përballë nesh nuk ndriçohet nga Dielli dhe ne nuk mund ta shohim fare. Ndonjëherë Hëna shfaqet midis Tokës dhe Diellit, duke errësuar Diellin. Pastaj në Tokë ndodh një eklips diellor. Eklipset hënore ndodhin kur Toka kalon midis Diellit dhe Hënës, duke hedhur një hije në sipërfaqen e Hënës. Ato ndodhin më shpesh se ato diellore. Disa shkencëtarë besojnë se 4 miliardë vjet më parë Toka u përplas me një trup të fortë qiellor të quajtur planetesimal. Pas përplasjes, copa u shkëputën nga sipërfaqja e Tokës. Duke lëvizur rreth tij në orbitë, ata gradualisht u afruan, duke formuar Hënën. Nuk ka atmosferë në Hënë dhe të gjithë meteorët bien në sipërfaqen e saj pa u djegur, duke formuar kratere. Temperatura në sipërfaqen e Hënës është nga -170*C deri në 100*C.

Toka planetare

KONSELACIONET

Mijëra yje janë të dukshëm në qiellin e natës. Yjet formojnë modele dhe forma të ndryshme. Grupet e yjeve që krijojnë një model specifik quhen yjësi. Edhe në kohët e lashta, njerëzit vunë re se të gjithë yjet dukej se silleshin rreth Yllit të Veriut. Ajo qëndron gjithmonë në vendin e saj, e palëvizur. E vendosur direkt mbi Polin e Veriut. Në hemisferën jugore, është i përshtatshëm për të lundruar nga konstelacioni i Kryqit Jugor. Forma e yjësive nuk ndryshon, por planetët ndryshojnë pozicionin e tyre ndërsa lëvizin midis yjësive. Astronomët e lashtë i quanin objektet lëvizëse misterioze "planete", që do të thotë "endacakë" në greqishten e lashtë.

ASTRONOMI

Shkenca rreth hapësirës dhe trupave kozmikë. Çdo vit mësojmë gjithnjë e më shumë për Sistemin Diellor, Galaktikën tonë (Rrugën e Qumështit) dhe shumë objekte dhe fenomene të tjera në Univers. Astronomët përdorin pajisjet më moderne shkencore për të depërtuar në sekretet e hapësirës. Falë kërkimeve të tyre, ne kuptojmë strukturën e sistemit diellor dhe universit. Duke shikuar në thellësitë e hapësirës, ​​astronomët punojnë së bashku me kimistët, fizikanët dhe shkencëtarët e tjerë, duke shkëmbyer njohuri dhe ide.