ვფიქრობ, არავისთვის არ არის საიდუმლო, რომ ჩვენი მზე და ვარსკვლავები, რომლებსაც ღამით ცაზე ვხედავთ, ერთნაირია. უბრალოდ, "ღამის" ვარსკვლავები ჩვენგან უფრო შორს არიან, ვიდრე მზე.

ვარსკვლავები- ეს არის ცხელი აირის უზარმაზარი სფერული აკუმულაციები. როგორც წესი, ვარსკვლავები შედგება მეტი 99% გაზისგან, პროცენტის დარჩენილი ფრაქციები შეიცავს ელემენტების უზარმაზარ რაოდენობას (მაგალითად, ჩვენს მზეზე დაახლოებით 60 მათგანია). სხვადასხვა ტიპის ვარსკვლავების ზედაპირების ტემპერატურა 2000-დან 60000 გრადუს ცელსიუსამდე მერყეობს.

რა ასხივებს ვარსკვლავებს სინათლეს? უძველესი მოაზროვნეები ფიქრობდნენ, რომ მზის ზედაპირი გამუდმებით ცეცხლში იყო და ამიტომ ასხივებდა სინათლეს და სითბოს. თუმცა, ეს ასე არ არის. ჯერ ერთი, სითბოს და სინათლის გამოსხივების მიზეზი გაცილებით ღრმაა, ვიდრე ვარსკვლავის ზედაპირი, კერძოდ ბირთვი. და მეორეც, ვარსკვლავების სიღრმეში მიმდინარე პროცესები სულაც არ ჰგავს წვას.

პროცესს, რომელიც მიმდინარეობს ვარსკვლავების ინტერიერში ე.წ. მოკლედ, თერმობირთვული შერწყმა არის მატერიის ენერგიად გარდაქმნის პროცესი და წარმოუდგენელი რაოდენობის ენერგია გამოიყოფა მატერიის მინიმალური რაოდენობით.

მეცნიერული თვალსაზრისით, ეს არის რეაქცია, რომელშიც უფრო მსუბუქი ატომური ბირთვები - ჩვეულებრივ წყალბადის იზოტოპები(დეიტერიუმი და ტრიტიუმი) ერწყმის უფრო მძიმე ბირთვებს - ჰელიუმი. იმისათვის, რომ ეს რეაქცია მოხდეს, საჭიროა წარმოუდგენლად მაღალი ტემპერატურა - რამდენიმე მილიონი გრადუსი.

ეს რეაქცია ხდება ჩვენს მზეზე: 12 000 000 გრადუს ტემპერატურაზე წყალბადის 4 ატომი ერწყმის 1 ჰელიუმის ბირთვს და წარმოუდგენელი რაოდენობის ენერგია გამოიყოფა: სითბო, სინათლე და ელექტრომაგნიტიზმი.

როგორ გამოიცანი მზე სამუდამოდ, დროთა განმავლობაში ის „დაიწვება“. მეცნიერები თვლიან, რომ მასში ჯერ კიდევ არის საკმარისი მატერია დაახლოებით 4-6 მილიარდი წლის განმავლობაში, ე.ი. სადღაც მანამ, სანამ ის უკვე არსებობდა.

ვარსკვლავები ასხივებენ უზარმაზარ რაოდენობას სითბოს და შუქს მრავალი მილიარდი წლის განმავლობაში, რაც მოითხოვს საწვავის უზარმაზარ მოხმარებას. მეოცე საუკუნემდე ვერავინ წარმოიდგენდა, რა სახის საწვავი იყო ეს. ფიზიკაში ყველაზე დიდი პრობლემა იყო დიდი კითხვა - საიდან იღებენ ვარსკვლავებს ენერგია? ერთადერთი, რაც შეგვეძლო, იყო ცაში ახედა და იმის გაგება, რომ ჩვენს ცოდნაში უზარმაზარი „ხვრელი“ იყო. ვარსკვლავების საიდუმლოს გასაგებად საჭირო იყო აღმოჩენის ახალი ძრავა.

ჰელიუმი სჭირდებოდა საიდუმლოს გასახსნელად. ალბერტ აინშტაინის თეორიამ დაამტკიცა, რომ ვარსკვლავებს შეუძლიათ ენერგიის მიღება ატომებიდან. ვარსკვლავების საიდუმლო არის აინშტაინის განტოლება, რომელიც არის ფორმულა E \u003d ms 2. გარკვეული გაგებით, ატომების რაოდენობა, რომლებიც ქმნიან ჩვენს სხეულს, არის კონცენტრირებული ენერგია, შეკუმშული ენერგია, ენერგია შეკუმშული ატომებად (კოსმოსური მტვრის ნაწილაკებით), რომლებიც ქმნიან ჩვენს სამყაროს. აინშტაინმა დაამტკიცა, რომ ეს ენერგია შეიძლება გამოიყოს ორი ატომის შეჯახებით. ამ პროცესს თერმობირთვული შერწყმა ჰქვია, სწორედ ეს ძალა კვებავს ვარსკვლავებს.

წარმოიდგინეთ, მაგრამ მცირე, სუბატომური ნაწილაკის ფიზიკური თვისებები განსაზღვრავს ვარსკვლავების სტრუქტურას. აინშტაინის თეორიის წყალობით, ჩვენ ვისწავლეთ როგორ გავათავისუფლოთ ეს ენერგია ატომის შიგნით. ახლა მეცნიერები ცდილობენ ვარსკვლავური ენერგიის წყაროს სიმულაციას, რათა მიიღონ ძალა ლაბორატორიაში შერწყმის ძალაზე.

ლაბორატორიის კედლებში, ინგლისში, ოქსფორდის მახლობლად, არის მანქანა, რომელსაც ენდრიუ კირკი და მისი გუნდი "ვარსკვლავურ" ლაბორატორიად აქცევენ. ამ ინსტალაციას ტოკამაკი ჰქვია. ეს ძირითადად დიდი მაგნიტური ბოთლია, რომელიც ინახავს ძალიან ცხელ პლაზმას, რომელსაც შეუძლია ვარსკვლავის შიგნით არსებული პირობების სიმულაცია.

ტოკამაკის შიგნით წყალბადის ატომები უპირისპირდებიან ერთმანეთს. იმისათვის, რომ ატომები ერთმანეთს უბიძგოს, ტოკამაკი მათ 166 მილიონ გრადუსამდე ათბობს, ამ ტემპერატურაზე ატომები ისე სწრაფად მოძრაობენ, რომ ვერ აცილებენ ერთმანეთს შეჯახებას. გათბობა მოძრაობაა, გაცხელებული ნაწილაკების მოძრაობა საკმარისია საგრებელი ძალის დასაძლევად. მოგზაურობისას ათასობით კილომეტრით წამში, წყალბადის ეს ატომები ეჯახებიან ერთმანეთს და გაერთიანდებიან ახალი ქიმიური ელემენტის, ჰელიუმის და მცირე რაოდენობით სუფთა ენერგიის წარმოქმნით.

წყალბადი ჰელიუმზე ოდნავ მეტს იწონის, წვის პროცესში მასა იკარგება, დაკარგული მასა ენერგიად გარდაიქმნება. ტოკამაკს შეუძლია წამის ნაწილის შერწყმა, მაგრამ ვარსკვლავის ინტერიერში ბირთვების შერწყმა მილიარდობით წლის განმავლობაში არ ჩერდება, მიზეზი მარტივია - ვარსკვლავის ზომა.

ვარსკვლავი ცხოვრობს გრავიტაციით. ამიტომაა ვარსკვლავები დიდი, უზარმაზარი. ვარსკვლავის შეკუმშვისთვის საჭიროა უზარმაზარი მიზიდულობის ძალა, რათა გამოუშვათ წარმოუდგენელი ენერგია, რომელიც საკმარისია თერმობირთვული შერწყმისთვის. ეს არის ვარსკვლავების საიდუმლო, ამიტომ ანათებენ ისინი.

მზის ვარსკვლავის ბირთვში სინთეზი ყოველ წამს წარმოქმნის იმ ძალას, რომელიც საკმარისი იქნება მილიარდი ბირთვული ბომბისთვის. ვარსკვლავი გიგანტური წყალბადის ბომბია. მაშინ რატომ არ იშლება ნაწილებად? ფაქტია, რომ გრავიტაცია შეკუმშავს ვარსკვლავის გარე ფენებს. გრავიტაცია და სინთეზი აწარმოებს გრანდიოზულ ომს, რომლის მიზიდულობას სურს ვარსკვლავის ჩახშობა და შერწყმის ენერგია, რომელსაც სურს ვარსკვლავის შიგნიდან აფეთქება, ეს კონფლიქტი და ეს წონასწორობა ქმნის ვარსკვლავს.

ეს არის ბრძოლა ძალაუფლებისთვის, რომელიც გრძელდება ვარსკვლავის მთელი ცხოვრების განმავლობაში. სწორედ ეს ბრძოლები ვარსკვლავებზე ქმნის სინათლეს და ვარსკვლავური მოგზაურობის თითოეული სხივი წარმოუდგენელ მოგზაურობას აკეთებს, სინათლე საათში 1080 მილიონ კილომეტრს გადის. ერთ წამში სინათლის სხივს შეუძლია შვიდჯერ შემოუაროს დედამიწას, სამყაროში არაფერი მოძრაობს ასე სწრაფად.

ვინაიდან ვარსკვლავების უმეტესობა ძალიან შორს არის, სინათლე ასობით, ათასობით, მილიონობით და თუნდაც მილიარდობით წელიწადს მოგზაურობს ჩვენამდე მისასვლელად. როდესაც ჰაბლის ორბიტაზე მოძრავი კოსმოსური სადგური ჩვენი სამყაროს შორეულ კუთხეებში იყურება, ის ხედავს შუქს, რომელიც მოგზაურობდა მილიარდობით წლის განმავლობაში. Etequilia ვარსკვლავის შუქი, რომელსაც დღეს ვხედავთ, გაემგზავრა მოგზაურობაში - 8000 წლის წინ, ბეთელგეიზეს სინათლე დაფრინავს მას შემდეგ, რაც კოლუმბმა აღმოაჩინა ამერიკა - 500 წლის წინ. მზის შუქიც კი 8 წუთის განმავლობაში მიფრინავს ჩვენთან.

როდესაც მზე ასინთეზებს ჰელიუმს წყალბადისგან, წარმოიქმნება სინათლის ნაწილაკი, ფოტონი. სინათლის ამ სხივს გრძელი და რთული გზა აქვს მზის ზედაპირზე. მთელი ვარსკვლავი ხელს უშლის მას, როცა ფოტონი გამოჩნდება, ეჯახება სხვა ატომს, სხვა პროტონს, სხვა ნეიტრონს, არ აქვს მნიშვნელობა, ის შეიწოვება, შემდეგ აირეკლება სხვა მიმართულებით და ისე ქაოტურად მოძრაობს მზეში, ის უნდა გატყდეს. გარეთ.

ფოტონს მოუწევს ველური ჩქარობა, მილიარდჯერ დაეჯახოს გაზის ატომებს და სასოწარკვეთილი გამოვიდეს გარეთ. სასაცილოა, მზის ბირთვიდან გამოსასვლელად ფოტონს სჭირდება ათასობით წელი და მხოლოდ 8 წუთი მზის ზედაპირიდან დედამიწამდე ფრენას. ფოტონები სითბოს და სინათლის წყაროა, რომლის წყალობითაც ჩვენს პლანეტაზე დედამიწაზე მრავალფეროვანი და გასაოცარი სიცოცხლე მხარდაჭერილია!

გამოთვლილია, რომ საშუალოდ მზის ზედაპირის თითოეული კვადრატული მეტრიდან გამომავალი რადიაციის რაოდენობა არის 62 ათასი კილოვატი, რაც დაახლოებით უდრის ვოლხოვის ჰიდროელექტროსადგურის სიმძლავრეს. მთელი მზის რადიაციული სიმძლავრე უდრის 5 მილიარდი მილიარდი (5 10 18) ასეთი ელექტროსადგურის მუშაობას!

მოდით, კიდევ ერთი ფიგურა მოვიყვანოთ: მზის ზედაპირის ყოველი კვადრატული მეტრი ასხივებს იმდენ სინათლეს, რამდენსაც 5 მილიონი 100 ვატიანი ნათურა გამოსცემდა... ასე რომ, დაუღალავად, ჩვენი გასხივოსნებული სანათი „მუშაობს“ არა საუკუნეების ან თუნდაც ათასწლეულების განმავლობაში, არამედ მილიარდობით წელი!

რა ხდება მზეზე? საიდან იღებს ის მუდმივად ჭეშმარიტად კოლოსალურ ენერგიას?

1920 წელს გამოჩენილმა ინგლისელმა ასტრონომმა არტურ ედინგტონმა (1882-1944) პირველად გამოთქვა ვარაუდი, რომ თერმობირთვული შერწყმა შეიძლება იყოს მზის ენერგიის წყარო. შემდგომში სხვა მეცნიერებმა განავითარეს ეს იდეა. თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, ბირთვული რეაქციები მიმდინარეობს მზისა და მსგავსი ვარსკვლავების სიღრმეში, ანუ პროცესები, რომლის დროსაც წარმოიქმნება არა ქიმიური ნაერთები, არამედ ახალი ქიმიური ელემენტების ბირთვები. და მნათობის ცხელ ნაწლავებში, სადაც ტემპერატურა შეიძლება მიაღწიოს 15 მილიონ გრადუსს, წყალბადის ატომების ბირთვები - პროტონები, ურთიერთმოგერიების ძალის გადალახვით, უახლოვდებიან ერთმანეთს და, "შერწყმა", ქმნიან ჰელიუმის ბირთვებს. წყალბადის ჰელიუმად გარდაქმნის ეს პროცესი შედგება სამი თანმიმდევრული ბირთვული ურთიერთქმედების ჯაჭვისაგან, ე.წ. პროტონ-პროტონის ციკლი, რის შედეგადაც წყალბადის ოთხი ბირთვისგან წარმოიქმნება ერთი ჰელიუმის ბირთვი. მაგრამ ჰელიუმის ბირთვის მასა ოდნავ ნაკლებია, ვიდრე ოთხი პროტონის მასა. ასე რომ, 1 გ წყალბადის სინთეზში „მასობრივი დეფექტი“ არის 7 მგ. ამის ცოდნა და მისი გამოყენება აღმოაჩინა ალბერტ აინშტაინმა (1879-1955) მასისა და ენერგიის ურთიერთობის კანონი, შეგვიძლია გამოვთვალოთ, რომ მხოლოდ 1გ წყალბადის „დაწვისას“ გამოიყოფა 150 მილიარდი კალორია! მზის თერმობირთვულ „ქვაბეში“ ყოველ წამში 564 მილიონი ტონა წყალბადი უნდა „იწვას“, ანუ გადაიქცეს 560 მილიონ ტონა ჰელიუმად. და თუ მზეზე დარჩენილი წყალბადის მარაგის ნახევარი წავიდა თერმობირთვულ შერწყმაზე, მაშინ მზე ანათებს და გაათბებს დედამიწას შეუპოვარი ძალით კიდევ 30 მილიარდი წლის განმავლობაში. ეს ნიშნავს, რომ თერმობირთვული პროცესი შეიძლება იყოს მზის ენერგიის ის ამოუწურავი წყარო, რომელიც ამდენი ხნის განმავლობაში ვერ მოხერხდა.

თერმობირთვული რეაქციები მიმდინარეობს მხოლოდ 10 მილიონ გრადუსზე მაღალ ტემპერატურაზე. ასეთი მაღალი ტემპერატურა შეიძლება დომინირებდეს მხოლოდ მზის ყველაზე "ცენტრალურ" რეგიონში, რომლის რადიუსი უდრის მზის დაახლოებით მეოთხედს. ენერგია ამ თვითმართულ თერმობირთვულ რეაქტორში გამოიყოფა მძიმე გამა სხივების სახით.

მზის ცენტრიდან ზედაპირზე რადიაციის „გაჟონვა“ უკიდურესად ნელია. ამ შემთხვევაში, ენერგიის გადაცემის პროცესში ფენიდან ფენაში ხდება გამა კვანტების დამსხვრევა. ჯერ ისინი გადაიქცევიან რენტგენის კვანტად, შემდეგ ულტრაიისფერში... დაახლოებით 10 მილიონი წელი დასჭირდება, სანამ ვარსკვლავის ნაწლავებში დაბადებული გამა კვანტები მისგან ხილული სინათლის ფოტონების სახით გამოვა. ამრიგად, მზის მიერ დღეს გამოსხივებული შუქი წარმოიქმნა მესამეული პერიოდის ბოლოს, ანუ დედამიწაზე თანამედროვე ადამიანის ტიპის გაჩენამდე დიდი ხნით ადრე.

მაგრამ მზის ოპტიკური (ხილული) გამოსხივება არ ასახავს ვარსკვლავის სიღრმეში მომხდარი ფენომენების ფიზიკურ არსს. და თუ ასეა, მაშინ მზის თერმობირთვული შერწყმა მხოლოდ ჰიპოთეზაა, რომელიც უნდა დადასტურდეს.

მზის მასა არის მთელი მზის სისტემის მასის 99,9%. ძირითადი ელემენტები, რომელთაგან შედგება წყალბადი (73%) და ჰელიუმი (25%). სხვა ელემენტებია რკინა, ნიკელი, აზოტი, ჟანგბადი, გოგირდი, სილიციუმი, ნახშირბადი, მაგნიუმი, კალციუმი, ქრომი, ნეონი. ვარსკვლავის სიმკვრივე დაბალია - 1,4 გ / სმ 3, ხოლო მისი ტიპი ყვითელი ჯუჯაა. თუ მზეს შევადარებთ, მაშინ დიამეტრის თანაფარდობა იქნება 109:1, მასა 333,000:1 და მოცულობა 1,300,000:1. ჩვენი მნათობის ასაკი 4,57 მილიარდი წელია.

მზიანი ქარი

მზიანი ქარი- მზის წარმოშობის პლაზმის უწყვეტი ნაკადი, რომელიც ვრცელდება მზის ატმოსფეროდან და ავსებს მზის სისტემას. მზის გვირგვინის მაღალი ტემპერატურის გამო, ზემოდან მყოფი ფენების წნევა ვერ აბალანსებს კორონას მატერიის წნევას. ეს ნივთიერება კოსმოსში გამოიდევნება მზის ქარის სახით და ვრცელდება მანძილამდე 100 a.u. ა.უ. - ასტრონომიული ერთეული 1 ასტრონომიული ერთეული = 149 597 871 კილომეტრი. ეს არის საშუალო მანძილი დედამიწიდან მზემდე.

ნახატზე, ცენტრში ცარიელი ველი ფარავს მზის ზომაზე 32-ჯერ დიდ სივრცეს. გამოსახულების დიამეტრი ორბიტის დიამეტრის ნახევარია. წერტილები მზის უკან არის ვარსკვლავები.

რატომ ანათებს მზე

მზის ნათება- მის ბირთვში თერმობირთვული რეაქციის წარმოქმნის შედეგად გამოთავისუფლებული უზარმაზარი ენერგიის გამოთავისუფლების შედეგი. იხარჯება ცოტა ნივთიერება, გამოიყოფა ბევრი ენერგია (მილიონჯერ მეტი, ვიდრე ჩვეულებრივი წვის დროს).

ადრე ითვლებოდა, რომ მზე ანათებს მის შემადგენლობაში შემავალი ელემენტების დაწვის გამო. მაგრამ უხეში შეფასებით, თუნდაც უხეში, მას არ შეუძლია "დაწვა" მილიარდობით წლის განმავლობაში, მზე საკმაოდ დიდი ხნის წინ უნდა მომკვდარიყო, დაკარგა მასა, რითაც დაარღვია გრავიტაციული ბალანსი პლანეტების სისტემაში. მაგრამ მზე მილიარდობით წელია ანათებს და მალე არ აპირებს ჩასვლას.

Მზის დაბნელება

მზის დაბნელება არის ასტრონომიული ფენომენი, რომლის დროსაც მთვარე მთლიანად ან ნაწილობრივ ბლოკავს მზეს დედამიწაზე მყოფი ადამიანისგან. დაბნელების დროს შესაძლებელია მზის გვირგვინის დაკვირვება.

სუპერნოვა. მთავარი თეორიის მიხედვით, მზე და მზის სისტემა გაზისა და მტვრის ღრუბლისგან წარმოიქმნა, რომელიც სწორედ სუპერნოვას აფეთქების ნარჩენი იყო.

ცნობილია ჩვენი ვარსკვლავის რამდენიმე ტყუპი. ისინი მსგავსია მასით, სიკაშკაშეთ, ასაკითა და ტემპერატურით. ეს არის 18 მორიელი, 37 ტყუპები, Beta Canis Hounds, HD 44594 და HIP56948.

დედამიწაზე მთელი სიცოცხლის სასიცოცხლო აქტივობა მხარს უჭერს მზის შუქს. ის არის სითბოს, ზრდის, განვითარების წყარო. მრავალი საუკუნის განმავლობაში კაცობრიობას აინტერესებს, საიდან მოდის უსასრულო ძალა მნათობში? განსაკუთრებით რა არის ასეთი ბზინვის მიზეზი და რამდენ ხანს გაგრძელდება?

მცდარი ვარაუდები მზის ნათების შესახებ

საუკუნეების მანძილზე მეცნიერები დარწმუნებულნი იყვნენ, რომ მზე ძალიან მკვრივია, აალებადი მასალისგან შედგება და მუდმივად იწვის. მაგრამ ცნობილია, რომ არცერთ ლითონს, ქვას ან სხვა ნივთიერებას არ შეუძლია ამის გაკეთება უსასრულოდ. ხანძარი ერთ დღეს ჩაქრება.

წითელი ცხელი ვარსკვლავის ასაკი დიდი ხანია დადგენილია. ის თავის ირგვლივ ასხივებს პლანეტურ სისტემას მრავალი მილიარდი წლის განმავლობაში (პირველი ადამიანის გამოჩენამდე დიდი ხნით ადრე). მხოლოდ ზედაპირის ტემპერატურაა 6000 გრადუსი. ირკვევა, რომ „ფუჭი“ დღემდე არ იქნება საკმარისი. მიწამდე უნდა დამწვარიყო.

დაკავშირებული მასალები:

სხვა პლანეტები და პლანეტარული სისტემები

სხვა მეცნიერები ეძებენ მუდმივი სინათლის საიდუმლოს ციური სხეულის გაუთავებელ შეჯახებაში მილიონობით მეტეორიტთან, რომელსაც ის იზიდავს. მაგრამ ეს თეორია მცდარი აღმოჩნდა. მკაცრი მათემატიკური გამოთვლებით, მეტეორიტების მასა მნიშვნელოვნად აჭარბებდა მზის მასას მრავალმილიარდწლიანი არსებობის ისტორიაში. მას მსგავსი ბომბდამშენები განადგურდნენ.

: დედამიწიდან მზემდე მანძილი საშუალოდ 150 მილიონი კილომეტრია. მზის სინათლე მას 8,3 წუთში გადალახავს.

წამოაყენეს ვერსიები მზის ნაწილაკების გადაჭარბებული მიზიდულობის შესახებ, რამაც გამოიწვია მანათობელი ვარსკვლავის მოცულობის შეკუმშვა. მაგრამ ყოველ ჯერზე ახალი ხარვეზები გამოვლინდა.

მხოლოდ გასული საუკუნის დასაწყისში ფიზიკოსებმა ყურადღება მიაქციეს შინაგან სტრუქტურას და მის მახასიათებლებთან დაკავშირებულ პროცესებს.

მზე არის ცხელი აირისებრი ბურთი, რომელიც აღემატება დედამიწის მასას 1,3 მილიონჯერ. ცენტრში არის ბირთვი, რომლის ტემპერატურა 15 000 000 გრადუსს აჭარბებს. ის ასრულებს ბირთვული რეაქტორის ფუნქციას. მისგან ზედაპირზე გამოყოფენ რამდენიმე ზონას: რადიაციული გადაცემის, კონვექციური, ფოტოსფეროს, ქრომოსფეროს, კორონას. მზე შედგება:

• წყალბადი (74%)
• ჰელიუმი (25%)
• კიდევ 60 ელემენტი (დაახლოებით 1%).

დაკავშირებული მასალები:

რატომ ანათებენ ვარსკვლავები?

მზის ნათება

ყოველ წამში ცენტრში იწვება მსუბუქი წყალბადი, რომელიც მას მძიმე ჰელიუმად გარდაქმნის. 1 ჰელიუმის ბირთვის ფორმირებისთვის საჭიროა 4 წყალბადის ბირთვის შერწყმა. ეს პროცესი ატომური ბომბის რეაქციების იდენტურია, მხოლოდ ნელი. და მას თერმობირთვული შერწყმა ჰქვია.