Originea galaxiilor și a stelelor. Structura galaxiei noastre. Evoluția stelelor. Sinteza elementelor chimice în stele. Supernovas și Quasars
Există un punct de vedere că, de la început, proto-materia, de unde sa format ulterior Universul, a început să se extindă la o viteză extraordinară. La etapa inițială, această substanță densă sa risipit, împrăștiată în toate direcțiile, reprezentând un amestec turbulent omogen de particule instabile, care se prăbușeau constant în coliziune. Racirea și interacționând pentru milioane de ani, întreaga masă a materiei împrăștiate în spațiu concentrat în formarea mari și mici de gaz, care, pentru sute de milioane de ani, convergente și fuzionează, transformat în complexe uriașe. La rândul lor, la rândul lor, au apărut părți mai densi, unde s-au format stele și chiar galaxii întregi.
Stelele din jurul Soarelui și chiar Soarele formează o mică parte din grupul gigantic de stele și nebuloase, care se numește Galaxia. Galaxia are o structură destul de complexă. În prima, cea mai grosieră aproximare, putem presupune că stelele și nebuloasele din care ea constă umple un volum care are forma unui elipsoid de revoluție puternic comprimat. De fapt, totul este mult mai complicat, iar imaginea este prea dură. În realitate, diferite tipuri de stele se concentrează în moduri diferite spre centrul galaxiei și la "planul ei ecuatorial". De exemplu, nebuloasele de gaze, precum și stelele masive foarte calde, se concentrează puternic pe planul ecuatorial al Galaxiei. Pe de altă parte, stelele și grupurile stelare de unele tipuri nu prezintă aproape nici o concentrare în planul ecuatorial, dar ele se caracterizează printr-o mare concentrare în centru. O parte semnificativă a stelelor din Galaxie se află într-un disc gigant cu un diametru de aproximativ 100 mii și o grosime de aproximativ 1500 de ani-lumină. În acest disc există mai mult de sute de miliarde de miliarde de stele de cele mai diverse tipuri. Soarele nostru este unul dintre astfel de stele situate pe periferia Galaxiei în apropierea planului său ecuatorial. Galaxia conține, de asemenea, detalii structurale de o scară mult mai mare.
Stelele și nebuloasele din Galaxie se mișcă într-un mod destul de complicat. Mai întâi, ei participă la rotația galaxiei în jurul unei axe perpendiculare pe planul său ecuatorial. Diferite părți ale Galaxiei au perioade diferite de rotație. Stelele sunt foarte departe una de cealaltă. (o coliziune într-un milion de ani). Numărul de stele din galaxie este de ordinul unui trilion. Cei mai numeroși dintre ei sunt pitici cu mase, cam de 10 ori mai mici decât masa Soarelui. Există, de asemenea, stele duble si multiple si roiuri stelare-grupuri de stele, cuplate de forțele gravitaționale și de mișcare în spațiu ca un întreg. În diferite constelații se găsesc pete de ceață, care constau în principal din gaz și praf - nebuloasa. Interesant este o nebuloasă mică difuză, numită Crab. Este o sursă nu numai de radiație optică, ci și de emisie radio, de raze X și de quanta gamma. În centrul nebuloasei crabului există o sursă de radiație electromagnetică pulsată - un pulsar. Dar chiar și în cazul în care nu puteți vedea stelele sau nebuloasele, spațiul nu este gol. Se umple cu gaz interstelar foarte rar și praf interstelar. În spațiul interstelar există diverse câmpuri (gravitaționale și magnetice). Galaxy poate fi exprimat foarte simplist sub forma unui disc cu un nucleu în centru și brațele spirale uriașe, cea mai mare parte care conține cele mai fierbinți și mai strălucitoare stele și nori masive de gaze naturale. Discul cu brațe spirale formează baza subsistemului planar al Galaxiei. Și obiectele care se concentrează pe miezul Galaxiei și penetrează doar parțial discurile aparțin subsistemului sferic. Galaxia se învârte în jurul regiunii sale centrale. O mică parte a stelelor este concentrată în centrul galaxiei. De aceea, pe măsură ce Galaxia se rotește cu o creștere a distanței față de centru, atât viteza unghiulară (descrescătoare), cât și liniar (crește) vitezele de rotație ale schimbării Galaxiei.
Galaxiile sunt eliptice (elipsoide, cu diferite grade de compactitate (giganți roșii)), în spirală (Calea Lactee, galaxia Andromeda), greșit (nu au un nucleu central, legile nu se găsesc în ele).
În cursul formării structurii, stelele au apărut în Univers, aceste "focuri" nucleare, a căror ardere este susținută de reacțiile nucleosintetice care au loc în adâncimi. spre deosebire de primar, se numea nucleosinteza stelelor. O varietate de tipuri de stele și reacții nucleosinteza stelare, respectiv, modificarea condițiilor de curgere ale acestor reacții a lungul timpului a creat o situație radical diferită de cea care a existat în epoca nucleosinteză primordiale. Din aceasta a apărut convingerea că elementele mai grele decât heliul s-au născut (și continuă să se nască) în intestinul stelelor, că sunt cenușă și zgură de focuri de stele. Cum a făcut nucleosinteza stelară ceea ce a fost dincolo de puterea nucleosintezei primare - a biruit "crăpăturile maselor"?
Ideea unui mecanism pentru o astfel de depășire a fost exprimată pentru prima dată de astrofizicianul englez F. Hoyle (p. 1915). Hoyle a declarat idee: în anumite etape ale anumitor tipuri de stele apar condiții pentru combinarea a trei nuclee de heliu (trei particule) în miez de carbon 12 C. o astfel de reacție rezolvă problema depășirii „diferența de masă“, lăsând în urmă o dată la ambele bariere. Mai mult, se deschid posibilitățile de formare a nucleelor de neon, oxigen, siliciu etc., care sunt mai grele decât carbonul.
Conform ideilor moderne, elementele grele prezente în mediul interstelar au apărut în stele, cum ar fi giganții roșii. Piticii galbeni cum ar fi Soarele nostru își mențin statul în principal ca urmare a reacțiilor nucleare, numit ciclul de hidrogen. Deci, stelele de acest tip nu creează elemente mai grele decât heliul. Giganții roșii au o masă de câteva ori mai mare decât soarele, iar hidrogenul în ele arde foarte repede. În centrul, unde heliul este concentrat, temperatura ajunge la câteva sute de milioane de grade, ceea ce este suficient pentru reacțiile ciclului de carbon. În acest ciclu, trei nuclee de heliu se combină pentru a forma un nucleu excitat de carbon. Aceasta, la rândul său, poate atașa încă un nucleu de heliu și formează nucleul oxigenului, apoi neonul, și deci, până la siliciu. Miezul arzător al stelei se micșorează, iar temperatura se ridică la 3-10 miliarde de grade. În astfel de condiții, reacțiile de punere în comun continuă până la formarea nucleelor de fier.
Din 1963, descoperirea surselor de emisie radio - cvasiari. Acum sunt deschise mai mult de o mie. Cel mai strălucit quasar, având denumirea 3C 273, este văzută ca o stea. În realitate, acest quasar, care este la aproximativ 3 miliarde de ani-lumină distanță de noi, emite mai multă energie în gama optică decât cele mai stralucitoare galaxii. Acest quasar sa dovedit a fi una dintre cele mai puternice surse de radiații cu raze X. Luminozitatea quasarului nu rămâne constantă, ceea ce ne permite să estimăm mărimea quasarului. Acestea depășesc dimensiunea unui an luminos. În consecință, quasarul este mai mare decât stelele obișnuite, dar mult mai mic decât galaxia noastră. Quasars nu arată ca niște vedete obișnuite cu masele lor. Masele de quasari ajung la multe milioane de mase solare.
Originea și compoziția sistemului solar. Studii de planete de către nave spațiale.
Două întrebări fundamentale ale planificării: este formarea sistemelor planetare în univers, regula sau singurul sistem solar cunoscut al omenirii a apărut ca urmare a unei coincidențe rare a circumstanțelor, ceea ce o face unică? Care este mecanismul de formare a sistemului solar? Nu există încă răspunsuri evidente la aceste întrebări.
Gândirea științifică modernă respinge cu fermitate prezumția de formare accidentală și natura excepțională a unui eveniment de o asemenea importanță ca apariția unei comunități complexe de stele și a unui grup de planete asociate. În favoarea acestui punct de vedere, faptele cunoscute până în prezent, obținute din studiul stelelor din cartierele galactice apropiate de Soare, vorbesc. Majoritatea astronomilor au o opinie clară asupra acestui punct: astronomia modernă oferă argumente serioase în favoarea existenței sistemelor planetare în multe stele, în favoarea tipicității lor, și nu a exclusivității.
În ultimii 50 de ani, au fost primite în mod regulat informații care sunt interpretate ca argumente în favoarea prezenței corpurilor planetare sau a condițiilor necesare pentru formarea lor în apropierea unui număr mare de stele în raza a aproximativ 20 de parseci de la Soare. Informațiile deosebit de bogate au început să sosească după lansarea sateliților astronomici echipați cu diferite instrumente de cercetare de înaltă precizie. În mod semnificativ îmbunătățit și supravegherea la sol, au dezvoltat metode fundamentale noi de prelucrare a datelor obținute cu ajutorul lor.
Din anul 1983, satelitul IRAS SUA, ale căror servicii au fost observate în ceea ce privește contribuția sa la modelul „fierbinte“ de formare a galaxiei, găsit în aproximativ 10% din stelele, soarele fiind în vecinătatea, lumina infraroșie în exces. Potrivit experților, este asociată cu prezența în jurul unor astfel de stele de discuri de praf care conțin particule solide mici. Analiza detaliată a acestor stele confirmă astfel de ipoteze.
Mecanismul de formare a planetelor, în special în sistemul solar, nu are, de asemenea, concluzii universale recunoscute. Sistemul solar este estimat la aproximativ 5 miliarde de ani în urmă, iar Soarele este steaua celei de-a doua generații (sau chiar mai târziu). Deci, sistemul solar a apărut pe produsele vieții stelelor generațiilor anterioare, acumulate în nori de praf de gaz. Această circumstanță oferă motive pentru a numi sistemul solar o mică parte a prafului stelar. Știința știe mai puțin despre originea sistemului solar și evoluția sa istorică decât este necesară pentru construirea teoriei formării planetei. Din primele ipoteze științifice prezentate cu aproximativ 250 de ani în urmă, un număr mare de modele diferite de origine și dezvoltare a sistemului solar au fost propuse până în ziua de astăzi, dar niciunuia dintre aceștia nu i sa acordat statutul de teorie universal recunoscută. Majoritatea ipotezelor prezentate mai devreme sunt de interes istoric.
Sistemul solar este o formație naturală foarte complexă, combinând diversitatea elementelor constitutive cu cea mai înaltă stabilitate a sistemului ca întreg.
Cu un astfel de număr și varietate de elementele constitutive ale sistemului, în conformitate cu relațiile complexe care se stabilesc între ele, sarcina descrierii teoretice a sistemului solar, să nu mai vorbim de problema determinării mecanismului de formare a acesteia, este foarte dificil.
Conform ideilor moderne, soluția sistemului solar necesită luarea în considerare a unui câmp magnetic, starea de plasmă a materiei, efecte de interacțiune a câmpurilor magnetice cu plasma, fenomene magnetohidrodinamice și dinamică gaz, elemente de interacțiuni chimice. Deși reprezentarea de astăzi a procesului de formare a sistemului solar este departe de a fi completă, o idee bine conturată solidă de natura regulată a acestui tip de procese care au loc în fluxul general al universului auto structurale. structuri locale formate cu participarea a două mecanisme opuse dar legate: fractionare mari formațiuni neorganizate (cum ar fi nori de gaz și praf) și acreția de particule mici de substanță, pentru a forma o mai organizate obiecte mari, apoi în curs de dezvoltare ca un corp natural. O condiție necesară pentru acțiunea comună a acestor mecanisme - un dezechilibru substanțială a mediului în care formarea structurilor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: