Ինչպես և երբ կմեռնի արեգակնային համակարգը

2024 Հեղինակ: Malcolm Clapton | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 03:59

Մենք դեռ մի քիչ ավելի ժամանակ ունենք՝ մոտ 5-7 միլիարդ տարի։

Նախկինում երկու արբանյակներ պտտվում էին Երկրի շուրջ, որոնք հետո միաձուլվեցին։ Տիտանը` Սատուրնի արբանյակը, մեր մոլորակի իդեալական անալոգն է, այն կարող է կյանք ունենալ: Իսկ աստերոիդները, որոնք գտնվում են Յուպիտերի և Պլուտոնի միջև, չգիտես ինչու, կոչվում են «կենտավրոսներ»։ Տիեզերքի մասին այս և այլ փաստերի մասին կարող եք իմանալ «Երբ Երկիրն ուներ երկու Լուսին» գրքից. Մարդակեր մոլորակներ, սառցե հսկաներ, ցեխի գիսաստղեր և գիշերային երկնքի այլ լուսատուներ», որը վերջերս հրապարակվել է «Alpina non-fiction» հրատարակչության կողմից:

Արեգակնային համակարգի պատմության մեջ հետաքրքրաշարժ էքսկուրսիայի հեղինակը ամերիկացի մոլորակագետ և աստղագետ Էրիկ Ասֆոգն է: Հեղինակը ոչ միայն աշխատում է Տուսոնի մոլորակների և լուսնի ուսումնասիրության լաբորատորիայում, այլև ակտիվորեն մասնակցում է ՆԱՍԱ-ի արշավներին։ Օրինակ՝ «Գալիլեո» առաքելությունը, որն ուսումնասիրել է Յուպիտերը և նրա արբանյակները: Lifehacker-ը հրապարակում է մի հատված գիտնականի աշխատանքի առաջին գլխից։

Ներքին այրման շարժիչի նման, որը երբեմն ցուրտ սկսելու ժամանակ նորից բռնկվում է, երիտասարդ Արեգակը առաջին մի քանի միլիոն տարիների ընթացքում բարձր ակտիվության անկանոն պայթյուններ է ունեցել: Զարգացման այս փուլով անցնող աստղերը կոչվում են T Tauri աստղեր՝ համապատասխան համաստեղության լավ ուսումնասիրված ակտիվ աստղի անունով: Անցնելով ծննդաբերության փուլը՝ աստղերն ի վերջո ենթարկվում են այն կանոնին, որ դրանցից ամենածանրն ու ամենապայծառը դառնում են կապույտ, հսկայական և շատ տաք, իսկ ամենափոքրը՝ կարմիր, սառը և ձանձրալի։

Եթե բոլոր հայտնի աստղերը գծեք գծապատկերի վրա՝ ձախում՝ կապույտ աստղերով, աջում՝ կարմիր, ներքևում՝ մութ աստղերով և վերևում՝ վառ աստղերով, դրանք սովորաբար կշարվեն վերևի ձախից ընթացող գծի երկայնքով։ անկյուն դեպի ներքևի աջ անկյուն: Այս տողը կոչվում է հիմնական հաջորդականություն, իսկ դեղին Արեգակը գտնվում է հենց դրա մեջտեղում։ Բացի այդ, հիմնական հաջորդականությունն ունի բազմաթիվ բացառություններ, ինչպես նաև ճյուղեր, որտեղ ապրում են երիտասարդ աստղերը, որոնք դեռ չեն զարգացել դեպի հիմնական հաջորդականությունը, և հին աստղերը, որոնք արդեն լքել են այն:

Արեգակը, որը շատ սովորական աստղ է, իր ջերմությունն ու լույսն արտանետում է գրեթե մշտական ինտենսիվությամբ 4,5 միլիարդ տարի շարունակ: Այն այնքան փոքր չէ, որքան կարմիր թզուկները, որոնք չափազանց տնտեսապես այրվում են։ Բայց ոչ այնքան մեծ, որ այրվի 10 միլիոն տարի հետո, ինչպես դա տեղի է ունենում կապույտ հսկաների դեպքում, որոնք վերածվում են գերնոր աստղերի:

Մեր Արևը լավ աստղ է, և մենք դեռ բավականաչափ վառելիք ունենք մեր տանկում:

Նրա պայծառությունն աստիճանաբար մեծանում է, իր սկզբնավորման օրվանից աճելով մոտ մեկ քառորդով, ինչը մի փոքր տեղաշարժեց այն հիմնական հաջորդականության երկայնքով, բայց դրա վերաբերյալ այլ պահանջներ չեք ներկայացնի: Իհարկե, ժամանակ առ ժամանակ մենք հանդիպում ենք կորոնային զանգվածի արտանետումների, երբ Արևը դուրս է արձակում մագնիսաէլեկտրական պղպջակ և մեր մոլորակը ողողում է ճառագայթման հոսքերով: Ճակատագրի հեգնանքով, այսօր մեր արհեստական ցանցն առավել խոցելի է կորոնային զանգվածի արտանետման ազդեցության նկատմամբ, քանի որ Այս իրադարձության հետ կապված էլեկտրամագնիսական իմպուլսը կարող է խաթարել էլեկտրացանցերի մեծ հատվածների աշխատանքը մի քանի շաբաթից մինչև երկու տարի ժամկետով: 1859 թվականին ժամանակակից պատմության մեջ ամենամեծ պսակի արտանետումը կայծեր առաջացրեց հեռագրական գրասենյակներում և հոյակապ բևեռափայլերում: 2013 թվականին լոնդոնյան Lloyd's ապահովագրական ընկերությունը գնահատել է, որ ժամանակակից Միացյալ Նահանգներում նման կորոնային արտանետումների վնասը կկազմի 0,6-ից 2,6 տրիլիոն դոլար: … Բայց համեմատած այն ամենի հետ, ինչ տեղի է ունենում այլ մոլորակային համակարգերում, այս գործունեությունը լիովին անվնաս է:

Բայց միշտ չէ, որ այդպես կլինի։ Մոտ 5-7 միլիարդ տարի հետո մեզ համար կսկսվի «աստվածների մթնշաղը»՝ վերջին եռուզեռը, որի ընթացքում մոլորակները կլքեն իրենց ուղեծրերը։Հիմնական հաջորդականությունից դուրս գալուց հետո Արևը կդառնա կարմիր հսկա և մի քանի միլիոն տարի անց կկլանի Մերկուրին, Վեներան և, հնարավոր է, Երկիրը: Այնուհետև այն կծկվի՝ տարածություն նետելով իր զանգվածի կեսը։ Հարևան աստղերի աստղագետները կկարողանան իրենց երկնքում դիտել շողշողացող գազի «նոր», ընդարձակվող թաղանթ, որը կվերանա մի քանի հազար տարի հետո:

Արևն այլևս չի պահի Օորտի արտաքին ամպը, որի մարմինները կթափառեն միջաստղային տարածության միջով որպես տիեզերական ուրվականներ: Աստղից մնացածը կծկվի այնքան ժամանակ, մինչև այն դառնա սպիտակ թզուկ, չափազանց խիտ մարմին, որը փայլում է իր գրավիտացիոն էներգիայի սպիտակ լույսով. հազիվ կենդանի, բայց պայծառ, Երկրի չափով, բայց միլիարդ անգամ ավելի ծանր: Մենք հավատում ենք, որ դա մեր Արեգակնային համակարգի ճակատագիրն է, մասամբ այն պատճառով, որ Արևը սովորական աստղ է, և մենք տեսնում ենք նման աստղերի բազմաթիվ օրինակներ էվոլյուցիայի տարբեր փուլերում, և մասամբ այն պատճառով, որ նման գործընթացների մեր տեսական ըմբռնումը առաջ է ցատկել և լավ համընկնում է դիտարկումների արդյունքների հետ։

Այն բանից հետո, երբ կարմիր հսկայի ընդլայնումն ավարտվի, և Արեգակը կդառնա սպիտակ թզուկ, մոլորակները, աստերոիդները և Արեգակնային համակարգի ներքին համակարգի այլ մնացորդները կսկսեն պարուրաձև ընկնել նրա վրա՝ սկզբում գազի դանդաղման, իսկ հետո՝ մակընթացային ուժերի գործողություն - մինչև գերխիտ մնացորդները աստղերը չեն փչի մոլորակները մեկ առ մեկ: Ի վերջո, կլինի երկրանման նյութերի սկավառակ, որը հիմնականում բաղկացած է Երկրի և Վեներայի պոկված թիկնոցներից, որոնք պարուրաձև պտտվելու են ավերված աստղի վրա:

Սա պարզապես երևակայություն չէ. աստղագետները տեսնում են այս նկարը հարևան մի քանի «աղտոտված սպիտակ թզուկների» սպեկտրոսկոպիկ ցուցիչներում, որտեղ ժայռաստեղծ տարրերը՝ մագնեզիումը, երկաթը, սիլիցիումը, թթվածինը, առկա են աստղի մթնոլորտում՝ համապատասխան քանակությամբ։ սիլիկատային դասի միներալների բաղադրությունը, ինչպիսին է օլիվինը: Սա անցյալի Երկրի նման մոլորակների վերջին հիշեցումն է:

***

Այն մոլորակները, որոնք ձևավորվում են Արեգակից շատ ավելի մեծ աստղերի շուրջ, ավելի քիչ հետաքրքիր ճակատագիր կունենան: Զանգվածային աստղերը այրվում են հարյուր միլիոնավոր աստիճանի ջերմաստիճանի դեպքում՝ դաժան միաձուլման ժամանակ սպառելով ջրածին, հելիում, ածխածին, ազոտ, թթվածին և սիլիցիում: Այս ռեակցիաների արգասիքները դառնում են ավելի ու ավելի ծանր տարրեր, մինչև աստղը հասնում է կրիտիկական վիճակի և պայթում է գերնոր աստղի պես՝ ցրելով նրա ներսը մի քանի լուսային տարվա տրամագծով և միևնույն ժամանակ ձևավորելով գրեթե բոլոր ծանր տարրերը: Մոլորակային համակարգի ապագայի հարցը, որը կարող էր ձևավորվել դրա շուրջ, վերածվում է հռետորականի։

Այժմ բոլոր հայացքներն ուղղված են Բեթելգեյզին՝ պայծառ աստղին, որը կազմում է Օրիոն համաստեղության ձախ ուսը։ Այն գտնվում է Երկրից 600 լուսային տարի հեռավորության վրա, այսինքն՝ շատ հեռու չէ, բայց բարեբախտաբար, մեր ամենամոտ հարևանների մեջ չէ: Բետելգեյզի զանգվածը ութ անգամ գերազանցում է Արեգակին, և ըստ էվոլյուցիոն մոդելների՝ այն մոտ 10 միլիոն տարեկան է։

Մի քանի շաբաթվա ընթացքում այս աստղի պայթյունը պայծառությամբ համեմատելի կլինի Լուսնի պայծառության հետ, այնուհետև այն կսկսի մարել. եթե սա ձեզ չի տպավորել, ապա հիշեք, որ 1 աստղագիտական միավորի հեռավորությունից դա նման է ջրածնային ռումբի պայթեցմանը մոտակա բակում: Երկրաբանական ժամանակի ընթացքում գերնոր աստղերը պայթել են Երկրին շատ ավելի մոտ՝ ճառագայթելով մեր մոլորակը և երբեմն հանգեցնելով դրա վրա զանգվածային անհետացման, բայց մեզ ամենամոտ աստղերից ոչ մեկը չի պայթի հիմա:

Այս տեսակի գերնոր աստղերի «հարվածի գոտին» 25-ից 50 լուսային տարի է, ուստի Բեթելգեյզը մեզ համար վտանգ չի ներկայացնում:

Քանի որ այն համեմատաբար մոտ է և ունի հսկա չափսեր, այս աստղն առաջինն է, որը մենք կարողացանք մանրամասնորեն տեսնել աստղադիտակի միջոցով:Թեև նկարների որակը վատ է, դրանք ցույց են տալիս, որ Բեթելգեյզը տարօրինակ անկանոն գնդաձև է, որը նման է մասամբ փչացած փուչիկի, որը 30 տարում մեկ պտույտ է կատարում իր առանցքի վրա: Մենք տեսնում ենք հսկայական փետուր կամ դեֆորմացիա Պիեռ Կերվելլայի և այլոց կողմից, «Բետելգեյզ Վ.-ի մոտ աստղային միջավայրը. պտտման արագությունը և մոլեկուլային ծրարի հատկությունները ALMA-ից», Աստղագիտություն և աստղաֆիզիկա 609 (2018), հնարավոր է, որ առաջացել է գլոբալ ջերմության պատճառով: Թվում է, թե նա իսկապես պատրաստ է ցանկացած պահի պայթել։ Բայց, իրականում, որպեսզի մեզանից որևէ մեկը հնարավորություն ունենար տեսնելու այս իրադարձության լույսը, Բեթելգեյզը ստիպված էր թռչել Կեպլերի և Շեքսպիրի օրերում:

Երբ հսկայական աստղը պայթում է, նրա քիմիական խոհանոցի դռները պայթում են ծխնիներից: Ջերմամիջուկային օջախի մոխիրը ցրվում է բոլոր ուղղություններով, այնպես որ հելիումը, ածխածինը, ազոտը, թթվածինը, սիլիցիումը, մագնեզիումը, երկաթը, նիկելը և միաձուլման այլ արտադրանքները տարածվում են վայրկյանում հարյուրավոր կիլոմետր արագությամբ: Շարժման ընթացքում այս ատոմային միջուկները, որոնք հասնում են 60 ատոմային միավորի առավելագույն զանգվածի, զանգվածաբար ռմբակոծվում են փլուզվող աստղային միջուկից բխող բարձր էներգիայի նեյտրոնների հոսքով (մասնիկներ, որոնք զանգվածով հավասար են պրոտոններին, բայց առանց էլեկտրական լիցքի):.

Ժամանակ առ ժամանակ նեյտրոնը, բախվելով ատոմի միջուկին, միանում է նրան. այս ամենի արդյունքում գերնոր աստղի պայթյունն ուղեկցվում է կյանքի գոյության համար անհրաժեշտ համարվող ավելի բարդ տարրերի, ինչպես նաև բազմաթիվ ռադիոակտիվ տարրերի արագ սինթեզով։ Այս իզոտոպներից մի քանիսն ունեն ընդամենը վայրկյանների կիսամյակ, մյուսները, օրինակ ⁶⁰Ֆե և ²⁶Ալ, քայքայվել մոտ միլիոն տարվա ընթացքում, որից պահանջվեց մեր նախամոլորակային միգամածության ձևավորումը, իսկ երրորդը, ասենք. ²³⁸U, երկար ճանապարհ կա անցնելու՝ դրանք ապահովում են երկրաբանական ջեռուցում միլիարդավոր տարիների ընթացքում: Գերգրությունը համապատասխանում է միջուկի պրոտոնների և նեյտրոնների ընդհանուր թվին, սա կոչվում է ատոմային զանգված:

Ահա թե ինչ է լինում, երբ Բեթելգեյզը պայթում է։ Մի վայրկյանում նրա միջուկը կփոքրանա մինչև նեյտրոնային աստղի չափը` մի առարկա այնքան խիտ, որ դրա նյութի մեկ թեյի գդալը կշռում է միլիարդ տոննա, և, հնարավոր է, կդառնա սև խոռոչ: Նույն պահին Բետելգեյզը կժայթքի մոտ 10⁵⁷ նեյտրինոներ, որոնք այնքան արագ են տանում էներգիան, որ հարվածային ալիքը կպոկի աստղը։

Դա նման կլինի ատոմային ռումբի պայթյունի, բայց տրիլիոնավոր անգամ ավելի ուժեղ:

Երկրից դիտորդների համար Բեթելգեյզը կմեծանա պայծառությունը մի քանի օրվա ընթացքում, մինչև աստղը ողողի երկնքի իր մասը լույսով: Առաջիկա մի քանի շաբաթվա ընթացքում այն կթուլանա, այնուհետև կմտնի գազային ամպի փայլուն միգամածության մեջ, որը ճառագայթվում է իր կենտրոնում գտնվող կոմպակտ հրեշի կողմից:

Գերնոր աստղերը գունատ են՝ համեմատած կիլոնային պայթյունների հետ, որոնք տեղի են ունենում, երբ երկու նեյտրոնային աստղեր ընկնում են փոխադարձ գրավչության թակարդը և պարուրաձև պտտվում բախման մեջ. Միգուցե կիլոնովների շնորհիվ է, որ տիեզերքում հայտնվեցին ավելի ծանր տարրեր, ինչպիսիք են ոսկին և մոլիբդենը: … Այս երկու մարմիններն արդեն աներևակայելի խիտ են. յուրաքանչյուրն ունի Արեգակի զանգվածը, որը լցված է 10 կիլոմետրանոց աստերոիդի ծավալով, ուստի նրանց միաձուլումը առաջացնում է գրավիտացիոն ալիքներ, ալիքներ տարածության և ժամանակի կառուցվածքում:

Երկար կանխատեսված գրավիտացիոն ալիքներն առաջին անգամ գրանցվել են 2015 թվականին LIGO կոչվող միլիարդ դոլար արժողությամբ գործիքով։ Առաջին գրավիտացիոն ալիքը գրանցել է Լազերային ինտերֆերոմետր Գրավիտացիոն ալիքների աստղադիտարանը (LIGO) 2015 թվականի սեպտեմբերին։ Երկու սև խոռոչների միաձուլումը 1,3 հեռավորության վրա։ միլիարդ լուսային տարի Երկրից: (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, «Laser-interferometeric Gravitational-Wave Observatory»): Ավելի ուշ՝ 2017 թվականին, գրավիտացիոն ալիքը ժամանեց 1,7 վայրկյան տարբերությամբ՝ գամմա ճառագայթման պոռթկումով, որը գրանցված էր բոլորովին այլ սարքի կողմից՝ կայծակի և կայծակի նման:

Զարմանալի է, որ գրավիտացիոն և էլեկտրամագնիսական ալիքները (այսինքն՝ ֆոտոնները) միլիարդավոր տարիներ շրջել են տարածության և ժամանակի միջով, և թվում է, թե դրանք լիովին անկախ են միմյանցից (ձգողականությունն ու լույսը տարբեր բաներ են), բայց այնուամենայնիվ հասել են միեւնույն ժամանակ. Թերևս սա չնչին կամ կանխատեսելի երևույթ է, բայց անձամբ ինձ համար ձգողության և լույսի այս համաժամանակյաությունը խոր իմաստով լցրեց Տիեզերքի միասնությունը: Կիլոնովայի պայթյունը միլիարդ տարի առաջ, միլիարդ լուսային տարի առաջ, կարծես զանգի հեռավոր ձայն լինի, որի ձայնը ստիպում է քեզ զգալ այնպես, ինչպես նախկինում երբեք կապ ունենալ նրանց հետ, ովքեր կարող են գոյություն ունենալ ինչ-որ տեղ տիեզերքի խորքերում: Դա նման է լուսնին նայելուն, մտերիմներիդ մասին մտածելու և հիշելու, որ նրանք նույնպես տեսնում են այն:

Եթե ցանկանում եք իմանալ, թե ինչպես է առաջացել Տիեզերքը, ուրիշ որտեղ կարող է գոյություն ունենալ կյանք և ինչու են մոլորակները այդքան տարբեր, ապա այս գիրքը միանշանակ ձեզ համար է: Էրիկ Ասֆոգը մանրամասն խոսում է Արեգակնային համակարգի և ընդհանրապես տիեզերքի անցյալի ու ապագայի մասին։

Alpina Non-Fiction-ը Lifehacker-ի ընթերցողներին տալիս է 15% զեղչ «Երբ Երկիրն ուներ երկու լուսին» թղթային տարբերակի վրա՝ օգտագործելով TWOMOONS պրոմո կոդը: