2002-01-18T16:42+0300

2008-06-04T19:55+0400

https://site/20020118/54771.html

https://cdn22.img..png

RIA News

https://cdn22.img..png

RIA News

https://cdn22.img..png

თერმობირთვული რეაქციები ხდება მზეზე

(Ter.Ink. N03-02, 18/01/2002) ვადიმ პრიბიტკოვი, თეორიული ფიზიკოსი, Terra Incognita-ს მუდმივი კორესპონდენტი. მეცნიერებმა კარგად იციან, რომ მზეზე მიმდინარე თერმობირთვული რეაქციები, ზოგადად, წყალბადის ჰელიუმად და მძიმე ელემენტებად გარდაქმნას გულისხმობს. მაგრამ აი, როგორ სრულდება ეს გარდაქმნები, არ არის აბსოლუტური სიცხადე, უფრო ზუსტად, სრული გაურკვევლობა ჭარბობს: ყველაზე მნიშვნელოვანი საწყისი რგოლი აკლია. აქედან გამომდინარე, გამოიგონეს ფანტასტიკური რეაქცია ორი პროტონის დეიტერიუმში გაერთიანებისთვის პოზიტრონისა და ნეიტრინოს გათავისუფლებით. თუმცა, ასეთი რეაქცია რეალურად შეუძლებელია, რადგან პროტონებს შორის მოქმედებენ მძლავრი ამაღელვებელი ძალები. ----რა ხდება სინამდვილეში მზეზე? პირველი რეაქცია არის დეიტერიუმის დაბადება, რომლის ფორმირება ხდება მაღალი წნევის დროს დაბალი ტემპერატურის პლაზმაში წყალბადის ორი ატომის მჭიდრო კავშირით. ამ შემთხვევაში, წყალბადის ორი ბირთვი მოკლე პერიოდის განმავლობაში თითქმის ახლოს არის, ხოლო მათ შეუძლიათ დაიჭირონ ერთი ...

(Ter Inc. N03-02, 18/01/2002)

ვადიმ პრიბიტკოვი, თეორიული ფიზიკოსი, Terra Incognita-ს მუდმივი კორესპონდენტი.

მეცნიერებმა კარგად იციან, რომ მზეზე მიმდინარე თერმობირთვული რეაქციები, ზოგადად, წყალბადის ჰელიუმად და მძიმე ელემენტებად გარდაქმნას გულისხმობს. მაგრამ აი, როგორ სრულდება ეს გარდაქმნები, არ არის აბსოლუტური სიცხადე, უფრო ზუსტად, სრული გაურკვევლობა ჭარბობს: ყველაზე მნიშვნელოვანი საწყისი რგოლი აკლია. აქედან გამომდინარე, გამოიგონეს ფანტასტიკური რეაქცია ორი პროტონის დეიტერიუმში გაერთიანებისთვის პოზიტრონისა და ნეიტრინოს გათავისუფლებით. თუმცა, ასეთი რეაქცია რეალურად შეუძლებელია, რადგან პროტონებს შორის მოქმედებენ მძლავრი ამაღელვებელი ძალები.

რა ხდება სინამდვილეში მზეზე?

პირველი რეაქცია არის დეიტერიუმის დაბადება, რომლის ფორმირება ხდება მაღალი წნევის დროს დაბალი ტემპერატურის პლაზმაში წყალბადის ორი ატომის მჭიდრო კავშირით. ამ შემთხვევაში, წყალბადის ორი ბირთვი მოკლე პერიოდის განმავლობაში თითქმის ახლოს არის, ხოლო მათ შეუძლიათ დაიჭირონ ერთ-ერთი ორბიტალური ელექტრონი, რომელიც ქმნის ნეიტრონს ერთ-ერთ პროტონთან.

მსგავსი რეაქცია შეიძლება მოხდეს სხვა პირობებშიც, როდესაც პროტონი შედის წყალბადის ატომში. ამ შემთხვევაში ასევე ხდება ორბიტალური ელექტრონის დაჭერა (K-capture).

და ბოლოს, შეიძლება მოხდეს ასეთი რეაქცია, როდესაც ორი პროტონი მოკლე პერიოდის განმავლობაში იკრიბება, მათი გაერთიანებული ძალები საკმარისია გამვლელი ელექტრონის დასაჭერად და დეიტერიუმის შესაქმნელად. ყველაფერი დამოკიდებულია პლაზმის ან გაზის ტემპერატურაზე, რომელშიც ეს რეაქციები მიმდინარეობს. ამ შემთხვევაში გამოიყოფა 1,4 მევ ენერგია.

დეიტერიუმი არის რეაქციების შემდგომი ციკლის საფუძველი, როდესაც დეიტერიუმის ორი ბირთვი წარმოქმნის ტრიტიუმს პროტონის გამოთავისუფლებით, ან ჰელიუმ-3 ნეიტრონის გამოთავისუფლებით. ორივე რეაქცია თანაბრად სავარაუდოა და კარგად არის ცნობილი.

ამას მოჰყვება ტრიტიუმის დეიტერიუმთან, ტრიტიუმის ტრიტიუმთან, ჰელიუმ-3 დეიტერიუმთან, ჰელიუმ-3 ტრიტიუმთან, ჰელიუმ-3 ჰელიუმ-3-თან შეერთების რეაქციები ჰელიუმ-4-ის წარმოქმნით. ეს ათავისუფლებს მეტ პროტონებს და ნეიტრონებს. ნეიტრონები იჭერს ჰელიუმ-3 ბირთვს და ყველა ელემენტს, რომელსაც აქვს დეიტერიუმის ბმები.

ამ რეაქციებს ადასტურებს ის ფაქტიც, რომ მზის ქარის ნაწილის სახით მზიდან გამოიდევნება დიდი რაოდენობით მაღალი ენერგიის პროტონები. ყველა ამ რეაქციაში ყველაზე გასაოცარი ის არის, რომ მათ დროს არც პოზიტრონები და არც ნეიტრინოები წარმოიქმნება. ყველა რეაქცია ათავისუფლებს ენერგიას.

ბუნებაში ყველაფერი ბევრად უფრო ადვილი ხდება.

გარდა ამისა, დეიტერიუმის, ტრიტიუმის, ჰელიუმ-3, ჰელიუმ-4 ბირთვებიდან იწყება უფრო რთული ელემენტების ფორმირება. ამ შემთხვევაში მთელი საიდუმლო იმაში მდგომარეობს, რომ ჰელიუმ-4-ის ბირთვები ერთმანეთთან უშუალოდ ვერ აკავშირებენ, რადგან ისინი ერთმანეთს მოგერიებენ. მათი კავშირი ხდება დეიტერიუმის და ტრიტიუმის შეკვრებით. ოფიციალური მეცნიერებაც საერთოდ არ ითვალისწინებს ამ მომენტს და ჰელიუმ-4 ბირთვს ერთ გროვაში ყრის, რაც შეუძლებელია.

ისევე ფანტასტიკური, როგორც წყალბადის ოფიციალური ციკლი, არის ეგრეთ წოდებული ნახშირბადის ციკლი, რომელიც გამოიგონა G. Bethe-მ 1939 წელს, რომლის დროსაც ჰელიუმ-4 წარმოიქმნება ოთხი პროტონისგან და, სავარაუდოდ, ასევე გამოიყოფა პოზიტრონები და ნეიტრინოები.

ბუნებაში ყველაფერი ბევრად უფრო ადვილი ხდება. ბუნება არ იგონებს ახალ ნაწილაკებს, როგორც ამას თეორეტიკოსები აკეთებენ, არამედ იყენებს მხოლოდ მათ, რაც აქვს. როგორც ვხედავთ, ელემენტების წარმოქმნა იწყება ორი პროტონის მიერ ერთი ელექტრონის დამატებით (ე.წ. K-დაჭერა), რის შედეგადაც მიიღება დეიტერიუმი. K-დაჭერა ნეიტრონების შექმნის ერთადერთი მეთოდია და ფართოდ გამოიყენება ყველა სხვა უფრო რთული ბირთვით. კვანტური მექანიკა უარყოფს ელექტრონების არსებობას ბირთვში, მაგრამ შეუძლებელია ბირთვების აშენება ელექტრონების გარეშე.

> რისგან არის შექმნილი მზე?

Გაგება, რისგან არის შექმნილი მზე: ვარსკვლავის სტრუქტურისა და შემადგენლობის აღწერა, ქიმიური ელემენტების ჩამონათვალი, ფენების რაოდენობა და მახასიათებლები ფოტოთი, დიაგრამა.

დედამიწიდან მზე ცეცხლის გლუვ ბურთულას ჰგავს და კომიკური ხომალდის გალილეოს მიერ მზის ლაქების აღმოჩენამდე, ბევრი ასტრონომი ფიქრობდა, რომ იგი იდეალურად იყო ჩამოყალიბებული, ხარვეზების გარეშე. ახლა ჩვენ ეს ვიცით მზე შედგენილიადედამიწის მსგავსად რამდენიმე ფენიდან, რომელთაგან თითოეული ასრულებს თავის ფუნქციას. მზის ეს სტრუქტურა, ისევე როგორც მასიური ღუმელი, არის დედამიწაზე არსებული მთელი ენერგიის მიმწოდებელი, რაც აუცილებელია მიწიერი სიცოცხლისთვის.

რა ელემენტებისაგან შედგება მზე?

თუ შეგეძლოთ ვარსკვლავის დაშორება და შემადგენელი ელემენტების შედარება, მიხვდებით, რომ შემადგენლობა 74% წყალბადისა და 24% ჰელიუმისაა. ასევე, მზე შედგება 1% ჟანგბადისგან, ხოლო დარჩენილი 1% არის პერიოდული ცხრილის ისეთი ქიმიური ელემენტები, როგორიცაა ქრომი, კალციუმი, ნეონი, ნახშირბადი, მაგნიუმი, გოგირდი, სილიციუმი, ნიკელი, რკინა. ასტრონომები თვლიან, რომ ჰელიუმზე მძიმე ელემენტი მეტალია.

როგორ გაჩნდა მზის ყველა ეს ელემენტი? დიდი აფეთქების შედეგად წარმოიქმნა წყალბადი და ჰელიუმი. სამყაროს ფორმირების დასაწყისში ელემენტარული ნაწილაკებიდან გაჩნდა პირველი ელემენტი წყალბადი. მაღალი ტემპერატურისა და წნევის გამო, სამყაროში პირობები ვარსკვლავის ბირთვში იყო. მოგვიანებით, წყალბადი შერწყმული იყო ჰელიუმში, სანამ სამყაროში მაღალი ტემპერატურა იყო შერწყმის რეაქციისთვის. წყალბადისა და ჰელიუმის არსებული პროპორციები, რომლებიც ახლა სამყაროშია, დიდი აფეთქების შემდეგ ჩამოყალიბდა და არ შეცვლილა.

მზის დარჩენილი ელემენტები იქმნება სხვა ვარსკვლავებში. წყალბადის შერწყმა ჰელიუმში მუდმივად მიმდინარეობს ვარსკვლავების ბირთვებში. ბირთვში მთელი ჟანგბადის წარმოქმნის შემდეგ, ისინი გადადიან უფრო მძიმე ელემენტების ბირთვულ შერწყმაზე, როგორიცაა ლითიუმი, ჟანგბადი, ჰელიუმი. ბევრი მძიმე ლითონი, რომლებიც მზეშია, სხვა ვარსკვლავებშიც წარმოიქმნა მათი სიცოცხლის ბოლოს.

უმძიმესი ელემენტების, ოქროსა და ურანის ფორმირება მოხდა მაშინ, როდესაც ჩვენს მზეზე მრავალჯერ დიდი ვარსკვლავები აფეთქდნენ. შავი ხვრელის წარმოქმნის წამის ნაწილს ელემენტები დიდი სიჩქარით შეეჯახნენ ერთმანეთს და წარმოიქმნა უმძიმესი ელემენტები. აფეთქებამ ეს ელემენტები მთელ სამყაროში მიმოფანტა, სადაც ისინი დაეხმარნენ ახალი ვარსკვლავების ჩამოყალიბებას.

ჩვენმა მზემ შეაგროვა დიდი აფეთქების შედეგად შექმნილი ელემენტები, მომაკვდავი ვარსკვლავების ელემენტები და ვარსკვლავების ახალი დეტონაციების ნაწილაკები.

რა არის მზის ფენები?

ერთი შეხედვით, მზე მხოლოდ ჰელიუმისა და წყალბადის ბურთია, მაგრამ უფრო ახლოს ხედავთ, რომ იგი შედგება სხვადასხვა ფენებისგან. ბირთვისკენ გადაადგილებისას იზრდება ტემპერატურა და წნევა, რის შედეგადაც შეიქმნა ფენები, ვინაიდან წყალბადს და ჰელიუმს სხვადასხვა პირობებში განსხვავებული მახასიათებლები აქვთ.

მზის ბირთვი

დავიწყოთ ჩვენი მოძრაობა ფენების მეშვეობით, ბირთვიდან მზის შემადგენლობის გარე ფენამდე. მზის შიდა ფენაში - ბირთვში, ტემპერატურა და წნევა ძალიან მაღალია, რაც ხელს უწყობს ბირთვული შერწყმის დინებას. მზე წყალბადისგან ჰელიუმის ატომებს ქმნის, ამ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება სინათლე და სითბო, რომლებიც აღწევს მდე. ზოგადად მიღებულია, რომ მზეზე ტემპერატურა დაახლოებით 13,600,000 გრადუსია კელვინი, ხოლო ბირთვის სიმკვრივე 150-ჯერ აღემატება წყლის სიმკვრივეს.

მეცნიერები და ასტრონომები თვლიან, რომ მზის ბირთვი მზის რადიუსის სიგრძის დაახლოებით 20%-ს აღწევს. ხოლო ბირთვის შიგნით, მაღალი ტემპერატურა და წნევა ხელს უწყობს წყალბადის ატომების პროტონებად, ნეიტრონებსა და ელექტრონებად დაშლას. მზე გარდაქმნის მათ ჰელიუმის ატომებად, მიუხედავად მათი თავისუფალი მცურავი მდგომარეობისა.

ასეთ რეაქციას ეგზოთერმული ეწოდება. ამ რეაქციის დროს გამოიყოფა დიდი რაოდენობით სითბო, უდრის 389 x 10 31 ჯ. წამში.

მზის რადიაციული ზონა

ეს ზონა სათავეს იღებს ბირთვის საზღვარზე (მზის რადიუსის 20%) და აღწევს მზის რადიუსის 70%-მდე სიგრძეს. ამ ზონის შიგნით არის მზის მატერია, რომელიც საკმაოდ მკვრივი და შემადგენლობით ცხელია, ამიტომ მასში სითბოს დაკარგვის გარეშე გადის თერმული გამოსხივება.

მზის ბირთვის შიგნით მიმდინარეობს ბირთვული შერწყმის რეაქცია – პროტონების შერწყმის შედეგად ჰელიუმის ატომების წარმოქმნა. ამ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება დიდი რაოდენობით გამა გამოსხივება. ამ პროცესში ენერგიის ფოტონები გამოიყოფა, შემდეგ შეიწოვება რადიაციის ზონაში და ხელახლა გამოიყოფა სხვადასხვა ნაწილაკებით.

ფოტონის ტრაექტორიას „შემთხვევითი სიარული“ ეწოდება. მზის ზედაპირისკენ სწორ გზაზე გადაადგილების ნაცვლად, ფოტონი ზიგზაგისებურად მოძრაობს. შედეგად, თითოეულ ფოტონს სჭირდება დაახლოებით 200 000 წელი მზის რადიაციის ზონის დასაძლევად. ერთი ნაწილაკიდან მეორე ნაწილაკზე გადასვლისას ფოტონი კარგავს ენერგიას. დედამიწისთვის ეს კარგია, რადგან ჩვენ მხოლოდ მზისგან გამომავალი გამა გამოსხივების მიღება შეგვეძლო. ფოტონს, რომელიც კოსმოსში შედის, დედამიწაზე გასამგზავრებლად 8 წუთი სჭირდება.

ვარსკვლავების დიდ რაოდენობას აქვს გამოსხივების ზონები და მათი ზომა პირდაპირ დამოკიდებულია ვარსკვლავის მასშტაბზე. რაც უფრო პატარაა ვარსკვლავი, მით უფრო მცირე იქნება ზონები, რომელთა უმეტესობას კონვექციური ზონა დაიკავებს. ყველაზე პატარა ვარსკვლავებს შეიძლება არ ჰქონდეს გამოსხივების ზონები, ხოლო კონვექციური ზონა მიაღწევს მანძილს ბირთვამდე. ყველაზე დიდი ვარსკვლავებისთვის სიტუაცია საპირისპიროა, რადიაციის ზონა ვრცელდება ზედაპირზე.

კონვექციური ზონა

კონვექციური ზონა არის რადიაციული ზონის გარეთ, სადაც მზის შიდა სითბო მიედინება ცხელი აირის სვეტებში.

თითქმის ყველა ვარსკვლავს აქვს ასეთი ზონა. ჩვენს მზეზე ის ვრცელდება მზის რადიუსის 70%-დან ზედაპირამდე (ფოტოსფერო). ვარსკვლავის სიღრმეში, სწორედ ბირთვში, გაზი თბება და ზედაპირზე ამოდის, როგორც ცვილის ბუშტები ნათურაში. ვარსკვლავის ზედაპირზე მიღწევისას ხდება სითბოს დაკარგვა, გაციებისას გაზი ისევ ცენტრში იძირება, თერმული ენერგიის განახლებისთვის. მაგალითად, შეგიძლიათ ქვაბში მდუღარე წყალი მიიტანოთ ცეცხლზე.

მზის ზედაპირი ფხვიერ ნიადაგს ჰგავს. ეს დარღვევები არის ცხელი აირის სვეტები, რომლებიც ატარებენ სითბოს მზის ზედაპირზე. მათი სიგანე 1000 კმ-ს აღწევს, ხოლო გაფანტვის დრო 8-20 წუთს აღწევს.

ასტრონომები თვლიან, რომ დაბალი მასის ვარსკვლავებს, როგორიცაა წითელი ჯუჯები, აქვთ მხოლოდ კონვექციური ზონა, რომელიც ვრცელდება ბირთვამდე. მათ არ აქვთ რადიაციის ზონა, რასაც მზეზე ვერ ვიტყვით.

ფოტოსფერო

მზის ერთადერთი ფენა, რომელიც დედამიწიდან ჩანს. ამ ფენის ქვემოთ მზე გაუმჭვირვალე ხდება და ასტრონომები სხვა მეთოდებს იყენებენ ჩვენი ვარსკვლავის ინტერიერის შესასწავლად. ზედაპირის ტემპერატურა 6000 კელვინს აღწევს მოყვითალო-თეთრად ანათებს დედამიწიდან.

მზის ატმოსფერო მდებარეობს ფოტოსფეროს უკან. მზის იმ ნაწილს, რომელიც მზის დაბნელების დროს ჩანს, ეწოდება.

მზის სტრუქტურა დიაგრამაში

NASA-მ სპეციალურად საგანმანათლებლო მიზნებისთვის შეიმუშავა მზის სტრუქტურისა და შემადგენლობის სქემატური წარმოდგენა, რომელიც მიუთითებს ტემპერატურაზე თითოეული ფენისთვის:

• (ხილული, IR და UV გამოსხივება) არის ხილული გამოსხივება, ინფრაწითელი და ულტრაიისფერი გამოსხივება. ხილული გამოსხივება არის სინათლე, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ მზისგან. ინფრაწითელი გამოსხივება არის სითბო, რომელსაც ჩვენ ვგრძნობთ. ულტრაიისფერი გამოსხივება არის გამოსხივება, რომელიც გვაძლევს რუჯს. მზე ამ გამოსხივებას ერთდროულად აწარმოებს.
• (Photosphere 6000 K) - ფოტოსფერო არის მზის ზედა ფენა, მისი ზედაპირი. ტემპერატურა 6000 კელვინი უდრის 5700 გრადუს ცელსიუსს.
• რადიო გამოსხივება - ხილული გამოსხივების, ინფრაწითელი და ულტრაიისფერი გამოსხივების გარდა, მზე აგზავნის რადიო გამოსხივებას, რომელიც ასტრონომებმა რადიოტელესკოპით დააფიქსირეს. მზის ლაქების რაოდენობის მიხედვით, ეს ემისია იზრდება და მცირდება.
• კორონალური ხვრელი - ეს არის ადგილები მზეზე, სადაც გვირგვინს აქვს დაბალი პლაზმური სიმკვრივე, რის შედეგადაც ხდება უფრო მუქი და ცივი გვირგვინი.
• 2100000 K (2100000 კელვინი) - მზის რადიაციის ზონას აქვს ეს ტემპერატურა.
• კონვექციური ზონა/ტურბულენტური კონვექცია (ტრანს. კონვექციური ზონა/ტურბულენტური კონვექცია) - ეს არის ადგილები მზეზე, სადაც ბირთვის თერმული ენერგია გადადის კონვექციის გზით. პლაზმური სვეტები აღწევს ზედაპირს, ასხივებენ სითბოს და ისევ ქვევით ეშვებიან, რათა კვლავ გაცხელონ.
• კორონალური მარყუჟები (ტრანს. კორონალური მარყუჟები) - მზის ატმოსფეროში პლაზმისგან შემდგარი მარყუჟები, რომლებიც მოძრაობენ მაგნიტური ხაზების გასწვრივ. ისინი ჰგავს უზარმაზარ თაღებს, რომლებიც ზედაპირიდან ათობით ათასი კილომეტრის მანძილზეა გადაჭიმული.
• ბირთვი (პერ. Core) არის მზის გული, რომელშიც ხდება ბირთვული შერწყმა მაღალი ტემპერატურისა და წნევის გამოყენებით. მთელი მზის ენერგია ბირთვიდან მოდის.
• 14,500,000 K (14,500,000 კელვინზე) - მზის ბირთვის ტემპერატურა.
• რადიაციული ზონა (ტრანს. რადიაციული ზონა) - მზის ფენა, სადაც ენერგია გადადის რადიაციის გამოყენებით. ფოტონი გადალახავს რადიაციის ზონას 200000-ს მიღმა და კოსმოსში გადის.
• ნეიტრინოები (ტრანს. ნეიტრინო) არის უმნიშვნელო მასის ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება მზისგან ბირთვული შერწყმის რეაქციის შედეგად. ყოველ წამში ასიათასობით ნეიტრინო გადის ადამიანის სხეულში, მაგრამ ისინი არანაირ ზიანს არ მოგვაყენებენ, ჩვენ მათ არ ვგრძნობთ.
• ქრომოსფერული აფეთქება (ტრან. Chromospheric Flare) - ჩვენი ვარსკვლავის მაგნიტური ველი შეიძლება გადატრიალდეს, შემდეგ კი უეცრად გატყდეს სხვადასხვა ფორმით. მაგნიტური ველების შესვენების შედეგად ჩნდება მძლავრი რენტგენის აფეთქებები, რომლებიც წარმოიქმნება მზის ზედაპირიდან.
• მაგნიტური ველის მარყუჟი - მზის მაგნიტური ველი მდებარეობს ფოტოსფეროს ზემოთ და ჩანს, როდესაც ცხელი პლაზმა მოძრაობს მზის ატმოსფეროში მაგნიტური ხაზების გასწვრივ.
• ლაქა - მზის ლაქა (ტრან. მზის ლაქები) - ეს არის ადგილები მზის ზედაპირზე, სადაც მაგნიტური ველები გადის მზის ზედაპირზე და ტემპერატურა უფრო დაბალია, ხშირად მარყუჟში.
• ენერგეტიკული ნაწილაკები (ტრანს. ენერგეტიკული ნაწილაკები) - ისინი მზის ზედაპირიდან მოდიან, რის შედეგადაც იქმნება მზის ქარი. მზის ქარიშხლების დროს მათი სიჩქარე სინათლის სიჩქარეს აღწევს.
• რენტგენის სხივები (ტრან. რენტგენი) - ადამიანის თვალისთვის უხილავი სხივები, რომლებიც წარმოიქმნება მზეზე აფეთქების დროს.
• ნათელი ლაქები და ხანმოკლე მაგნიტური რეგიონები (ტრან. Bright spots and short-lived magnetic regions) - ტემპერატურული სხვაობის გამო მზის ზედაპირზე ჩნდება ნათელი და ბუნდოვანი ლაქები.

ეჭვგარეშეა, რომ დიდი აფეთქების შემდეგ ადრეულ პერიოდში, პაწაწინა, ძალიან ცხელი სამყარო გაფართოვდა და გაცივდა მანამ, სანამ პროტონებმა და ნეიტრონებმა შეძლეს ერთმანეთთან შერწყმა ატომის ბირთვების შესაქმნელად. რა ბირთვები იქნა მიღებული და რა პროპორციით? ეს არის ძალიან საინტერესო პრობლემა კოსმოლოგებისთვის (მეცნიერები, რომლებიც დაინტერესებულნი არიან სამყაროს წარმოშობით), პრობლემა, რომელიც საბოლოოდ გვაბრუნებს ახალი და სუპერნოვაების განხილვაში. ასე რომ, მოდით შევხედოთ მას ცოტა დეტალურად.

ატომის ბირთვებს მრავალი სახეობა აქვთ. ამ ჯიშების გასაგებად, ისინი კლასიფიცირდება ამ ბირთვებში არსებული პროტონების რაოდენობის მიხედვით. ეს რიცხვი მერყეობს 1-დან 100-მდე ან მეტი.

თითოეულ პროტონს აქვს +1 ელექტრული მუხტი. ბირთვებში არსებული სხვა ნაწილაკები არის ნეიტრონები, რომლებსაც არ აქვთ ელექტრული მუხტი. ამრიგად, ატომის ბირთვის მთლიანი ელექტრული მუხტი უდრის მასში შემავალი პროტონების რაოდენობას. ბირთვს, რომელიც შეიცავს ერთ პროტონს, აქვს მუხტი +1, ბირთვს ორი პროტონით აქვს მუხტი +2, თხუთმეტი პროტონის მქონე ბირთვს აქვს მუხტი +15 და ა.შ. პროტონების რაოდენობა მოცემულ ბირთვში (ან რიცხვს, რომელიც გამოხატავს ბირთვის ელექტრულ მუხტს) ეწოდება ატომური რიცხვი.

სამყარო სულ უფრო და უფრო გრილდება და თითოეულ ბირთვს უკვე შეუძლია ელექტრონების გარკვეული რაოდენობის დაჭერა. თითოეულ ელექტრონს აქვს ელექტრული მუხტი -1 და იმის გამო, რომ საპირისპირო მუხტები იზიდავს, უარყოფითად დამუხტული ელექტრონი დადებითად დამუხტულ ბირთვთან ახლოს რჩება. ნორმალურ პირობებში, ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც შეიძლება დაიჭიროს ერთ ბირთვში, უდრის ამ ბირთვის პროტონების რაოდენობას. როდესაც ბირთვში პროტონების რაოდენობა უდრის მის გარშემო მყოფი ელექტრონების რაოდენობას, ბირთვისა და ელექტრონების მთლიანი ელექტრული მუხტი ნულის ტოლია და მათი კომბინაცია იძლევა ნეიტრალურ ატომს. პროტონების ან ელექტრონების რაოდენობა შეესაბამება ატომურ რიცხვს.

ნივთიერებას, რომელიც შედგება იგივე ატომური ნომრის ატომებისგან, ელემენტი ეწოდება. მაგალითად, წყალბადი არის ელემენტი, რომელიც შედგება ატომებისგან, რომელთა ბირთვები შეიცავს ერთ პროტონს და ერთ ელექტრონს მის მახლობლად. ასეთ ატომს „წყალბადის ატომი“ ეწოდება, ხოლო ასეთი ატომის ბირთვს „წყალბადის ბირთვი“. ამრიგად, წყალბადის ატომური რიცხვია 1. ჰელიუმი შედგება ჰელიუმის ატომებისგან, რომლებიც შეიცავს ბირთვებს ორი პროტონით, შესაბამისად ჰელიუმის ატომური რიცხვია 2. ანალოგიურად, ლითიუმს აქვს ატომური ნომერი 3, ბერილიუმს - 4, ბორს - 5, ნახშირბადს - 6, აზოტი - 7 , ჟანგბადი - 8 და ა.შ.

დედამიწის ატმოსფეროს, ოკეანისა და ნიადაგის ქიმიური ანალიზის დახმარებით დადგინდა, რომ არსებობს 81 სტაბილური ელემენტი, ანუ 81 ელემენტი, რომლებიც ბუნებრივ პირობებში განუსაზღვრელი ვადით არ განიცდიან ცვლილებას.

დედამიწაზე ყველაზე ნაკლებად რთული ატომი (სინამდვილეში) არის წყალბადის ატომი. ატომური რიცხვის ზრდა მიგვიყვანს დედამიწაზე ყველაზე რთულ სტაბილურ ატომამდე. ეს არის ბისმუტის ატომი, რომლის ატომური ნომერია 83, ანუ თითოეული ბისმუტის ბირთვი შეიცავს 83 პროტონს.

ვინაიდან სულ 81 სტაბილური ელემენტია, ორი რიცხვი უნდა გამოტოვოთ ატომური რიცხვების სიიდან და ასეც არის: ატომები 43 პროტონით და 61 პროტონებით არასტაბილურია, ელემენტები ატომური ნომრებით 43 და 61, რომლებმაც გაიარეს ქიმიური ანალიზი არ არის. ნაპოვნია ბუნებრივ მასალებში.

თუმცა, ეს არ ნიშნავს იმას, რომ ელემენტები ატომური ნომრებით 43 და 61, ან 83-ზე მეტი რიცხვებით ვერ იარსებებს დროებით. ეს ატომები არამდგრადია, ამიტომ ადრე თუ გვიან, ერთი ან მეტი ნაბიჯით, ისინი დაიშლება სტაბილურად დარჩენილ ატომებად. ეს სულაც არ ხდება მყისიერად, მაგრამ შეიძლება დიდი დრო დასჭირდეს. თორიუმს (ატომის ნომერი 90) და ურანს (ატომური ნომერი 92) სჭირდება მილიარდობით წლის ატომური დაშლა, რათა გახდეს ტყვიის სტაბილური ატომები (ატომური ნომერი 82).

სინამდვილეში, დედამიწის არსებობის მთელი მილიარდობით წლის განმავლობაში, თორიუმის და ურანის მხოლოდ ნაწილმა, რომლებიც თავდაპირველად მის სტრუქტურაში იყო, მოახერხა დაშლა. თავდაპირველი თორიუმის დაახლოებით 80% და ურანის 50% გადაურჩა გახრწნას და დღესაც შეიძლება მოიძებნოს დედამიწის ზედაპირის ქანებში.

მიუხედავად იმისა, რომ 81-ვე სტაბილური ელემენტი (პლუს თორიუმი და ურანი) იმყოფება დედამიწის ქერქში (მის ზედა ფენებში), მაგრამ სხვადასხვა რაოდენობით. ყველაზე გავრცელებულია ჟანგბადი (ატომური ნომერი 8), სილიციუმი (14), ალუმინი (13) და რკინა (26). ჟანგბადი შეადგენს დედამიწის ქერქის 46,6%-ს, სილიციუმი - 27,7%, ალუმინი - 8,13%, რკინა -5%. ეს ოთხი ქმნის დედამიწის ქერქის თითქმის შვიდ მერვედს, ერთი მერვე - ყველა სხვა ელემენტს.

რა თქმა უნდა, ეს ელემენტები იშვიათად არსებობს მათი სუფთა სახით. შერევით, ისინი მიდრეკილნი არიან ერთმანეთთან დაკავშირებას. ატომების ამ კომბინაციებს (ან ელემენტების კომბინაციებს) ნაერთებს უწოდებენ. სილიციუმის და ჟანგბადის ატომები ერთმანეთს ძალიან ახირებული გზით უერთდებიან, აქა-იქ რკინის, ალუმინის და სხვა ელემენტების ატომები უერთდებიან ამ ნაერთს (სილიციუმი/ჟანგბადი). ასეთი ნაერთები - სილიკატები - ჩვეულებრივი ქანებია, რომელთაგან ძირითადად დედამიწის ქერქი შედგება.

ვინაიდან ჟანგბადის ატომები უფრო მსუბუქია, ვიდრე დედამიწის ქერქის სხვა ყველაზე გავრცელებული ელემენტები, ჟანგბადის მთლიანი მასა შეიცავს უფრო მეტ ატომს, ვიდრე სხვა ელემენტების მსგავსი მასა. დედამიწის ქერქის ყოველ 1000 ატომზე 625 ატომია ჟანგბადი, 212 სილიციუმი, 65 ალუმინი და 19 რკინა, ანუ დედამიწის ქერქის ატომების 92%, ასე თუ ისე, ამ ოთხ ელემენტზე მოდის.

დედამიწის ქერქი არ არის სამყაროს და მთლიანად დედამიწის საცდელი ნიმუში. დედამიწის "ბირთი" (ცენტრალური რეგიონი, რომელიც მოიცავს პლანეტის მასის ერთ მესამედს) ითვლება, რომ თითქმის მთლიანად რკინისგან შედგება. თუ ამას გავითვალისწინებთ, მაშინ რკინა შეადგენს მთელი დედამიწის მასის 38%-ს, ჟანგბადი - 28%, სილიციუმი - 15%. მეოთხე ყველაზე უხვი ელემენტი შეიძლება იყოს მაგნიუმი და არა ალუმინი, რომელიც შეადგენს დედამიწის მასის 7%-ს. ეს ოთხი ელემენტი ერთად შეადგენს მთელი დედამიწის მასის შვიდ მერვედს. მაშინ დედამიწაზე ზოგადად ყოველ 1000 ატომზე არის 480 ჟანგბადი, 215 რკინა, 150 სილიციუმი და 80 მაგნიუმი, ანუ ეს ოთხი ერთად შეადგენს დედამიწის ყველა ატომის 92,5%-ს. მაგრამ დედამიწა არ არის ტიპიური პლანეტა მზის სისტემაში. შესაძლოა, ვენერა, მერკური, მარსი და მთვარე, რომლებიც ძალიან ჰგვანან დედამიწას თავიანთი სტრუქტურით, შედგება ქვის მასალებისგან და, ვენერასა და მერკურის მსგავსად, აქვთ რკინით მდიდარი ბირთვი. გარკვეულწილად, იგივე ეხება თანამგზავრებს და ზოგიერთ ასტეროიდს, მაგრამ ყველა ეს კლდოვანი სამყარო (რკინის ბირთვით ან მის გარეშე) არ შეადგენს მზის გარშემო მოძრავი ყველა ობიექტის მთლიანი მასის ნახევარ პროცენტს. მზის სისტემის მასის დარჩენილი 99,5% (მზის მასის გარეშე) ეკუთვნის ოთხ გიგანტურ პლანეტას: იუპიტერს, სატურნს, ურანს და ნეპტუნს. მხოლოდ იუპიტერი (ყველაზე უდიდესი) შეადგენს მთლიანი მასის 70%-ზე მეტს.

სავარაუდოდ იუპიტერს აქვს შედარებით მცირე კლდოვან-ლითონის ბირთვი. გიგანტური პლანეტის სტრუქტურა, სპექტროსკოპიისა და პლანეტების ნიმუშების მიხედვით ვიმსჯელებთ, შედგება წყალბადისა და ჰელიუმისგან. როგორც ჩანს, ეს ასეა სხვა გიგანტურ პლანეტებზეც.

მაგრამ დავუბრუნდეთ მზეს, რომლის მასა 500-ჯერ აღემატება ყველა პლანეტარული სხეულის მასას ერთობლიობაში - იუპიტერიდან მტვრის პაწაწინა ნაწილამდე; ჩვენ აღმოვაჩენთ (ძირითადად სპექტროსკოპიის გამო), რომ მისი მოცულობა ივსება იგივე წყალბადით და ჰელიუმით. სინამდვილეში, მისი მასის დაახლოებით 75% წყალბადზე მოდის, 22% ჰელიუმზე და 3% არის ყველა სხვა ელემენტი გაერთიანებული. მზის ატომების რაოდენობრივი შემადგენლობა ისეთი იქნება, რომ მზის ყოველ 1000 ატომზე იქნება 920 წყალბადის ატომები და 80 ჰელიუმის ატომები. ათასიდან ერთ ატომზე ნაკლები წარმოადგენს ყველა სხვა ელემენტს.

უდავოა, რომ მზეს ლომის წილი აქვს მთელი მზის სისტემის მასაში და ჩვენ არ შევცდებით, როდესაც გადავწყვეტთ, რომ მისი ელემენტარული შემადგენლობა წარმოადგენს მთლიან სისტემას. ვარსკვლავების აბსოლუტური უმრავლესობა ელემენტარული შემადგენლობით მზეს ჰგავს. გარდა ამისა, ცნობილია, რომ იშვიათი აირები, რომლებიც ავსებენ ვარსკვლავთშორის და გალაქტიკურ სივრცეს, ასევე ძირითადად წყალბადი და ჰელიუმია.

აქედან გამომდინარე, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ მთელი სამყაროს 1000 ატომიდან 920 წყალბადია, 80 ჰელიუმი და ერთზე ნაკლები არის ყველაფერი.

წყალბადი და ჰელიუმი

Რატომ არის, რომ? არის თუ არა დაკავშირებული წყალბად-ჰელიუმის სამყარო დიდ აფეთქებასთან? ცხადია, დიახ. ყოველ შემთხვევაში, რაც შეეხება გამოვის მსჯელობის სისტემას, სისტემა გაუმჯობესდა, მაგრამ ძირეულად უცვლელი.

აი, როგორ მუშაობს. დიდი აფეთქებიდან ძალიან მალე, წამის ნაწილად, გაფართოებული სამყარო გაცივდა იქამდე, სადაც წარმოიქმნა ჩვენთვის ცნობილი ატომების შემადგენელი კომპონენტები: პროტონები, ნეიტრონები და ელექტრონები. იმ უზარმაზარ ტემპერატურულ პირობებში, რომელიც ჯერ კიდევ მაშინ ჭარბობდა, უფრო რთული ვერაფერი იარსებებდა. ნაწილაკები ერთმანეთს ვერ უკავშირდებოდნენ: ასეთ ტემპერატურაზე, შეჯახებისას კი მაშინვე აეხნენ სხვადასხვა მიმართულებით.

ეს ჭეშმარიტი რჩება პროტონ-პროტონის ან ნეიტრონ-ნეიტრონის შეჯახებისას, თუნდაც გაცილებით დაბალ ტემპერატურაზე, როგორიცაა დღევანდელი სამყაროს ტემპერატურა. თუმცა, რადგან სამყაროს ევოლუციის ადრეული ეტაპების ტემპერატურა აგრძელებდა ვარდნას, დადგა მომენტი, როდესაც პროტონ-ნეიტრონის შეჯახებისას შესაძლებელი გახდა ორი ნაწილაკის ერთად დარჩენა. მათ აერთიანებს ეგრეთ წოდებული ძლიერი ძალა, ყველაზე ძლიერი ოთხი ცნობილი ძალიდან.

პროტონი-1 არის წყალბადის ბირთვი, როგორც ეს ადრე განვიხილეთ ამ თავში. მაგრამ პროტონ-ნეიტრონის კომბინაცია ასევე წყალბადის ბირთვია, რადგან მას აქვს ერთი პროტონი, რაც საკმარისია წყალბადის ბირთვად კვალიფიკაციისთვის. წყალბადის ბირთვების ამ ორ ტიპს (პროტონი და პროტონი - ნეიტრონი) ეწოდება წყალბადის იზოტოპები და განისაზღვრება მათში შემავალი ნაწილაკების საერთო რაოდენობის მიხედვით. პროტონი მხოლოდ ერთი ნაწილაკით არის წყალბად-1 ბირთვი. პროტონ-ნეიტრონის კომბინაცია, რომელიც მოიცავს მხოლოდ ორ ნაწილაკს, არის წყალბად-2 ბირთვი.

ადრეული სამყაროს მაღალ ტემპერატურაზე, როდესაც სხვადასხვა ბირთვი ჩამოყალიბდა, წყალბად-2 ბირთვი არ იყო ძალიან სტაბილური. იგი ცდილობდა ან ცალკე პროტონებად და ნეიტრონად დაშლას, ან დამატებით ნაწილაკებთან გაერთიანებას, შემდგომში უფრო რთული (მაგრამ შესაძლოა უფრო სტაბილური) ბირთვების წარმოქმნით. წყალბად-2-ის ბირთვს შეუძლია შეეჯახოს პროტონს და შეუერთდეს მას, წარმოქმნას ბირთვი, რომელიც შედგება ორი პროტონისა და ერთი ნეიტრონისგან. ამ კომბინაციაში არის ორი პროტონი და ვიღებთ ჰელიუმის ბირთვს და ვინაიდან ბირთვში სამი ნაწილაკია, ეს არის ჰელიუმ-3.

თუ წყალბადი-2 ეჯახება და იხურება ნეიტრონს, წარმოიქმნება ბირთვი, რომელიც შედგება ერთი პროტონისა და ორი ნეიტრონისაგან (ისევ სამი ნაწილაკი ერთად). შედეგი არის წყალბადი-3.

წყალბადი-3 არამდგრადია ნებისმიერ ტემპერატურაზე, თუნდაც თანამედროვე სამყაროს დაბალ ტემპერატურაზე, ამიტომ განიცდის მარადიულ ცვლილებებს, თუნდაც თავისუფალი იყოს სხვა ნაწილაკების გავლენისგან ან მათთან შეჯახებისგან. წყალბად-3-ის ბირთვში არსებული ორი ნეიტრონიდან ერთი ადრე თუ გვიან გადაიქცევა პროტონად, ხოლო წყალბად-3 ხდება ჰელიუმ-3. დღევანდელ პირობებში, ეს ცვლილება არც თუ ისე სწრაფია: წყალბად-3-ის ბირთვების ნახევარი თორმეტ წელზე ცოტა მეტი ხნის განმავლობაში გადაიქცევა ჰელიუმ-3-ად. ადრეული სამყაროს უზარმაზარ ტემპერატურაზე, ეს ცვლილება უდავოდ უფრო სწრაფი იყო.

ასე რომ, ახლა გვაქვს სამი ტიპის ბირთვი, რომლებიც სტაბილურია თანამედროვე პირობებში: წყალბად-1, წყალბად-2 და ჰელიუმ-3.

ჰელიუმ-3-ის ნაწილაკები ერთმანეთს უფრო სუსტად უკავშირდებიან, ვიდრე წყალბად-2-ის ნაწილაკები და განსაკუთრებით ადრეული სამყაროს ამაღლებულ ტემპერატურაზე, ჰელიუმ-3-ს აქვს ძლიერი მიდრეკილება დაშლის ან ცვლის ნაწილაკების შემდგომი დამატებით.

თუ ჰელიუმ-3 პროტონს შეეჯახებოდა და მას შეერთებოდა, მაშინ გვექნებოდა ბირთვი, რომელიც შედგება სამი პროტონისა და ნეიტრონისგან. ეს იქნება ლითიუმი-4, რომელიც არასტაბილურია ნებისმიერ ტემპერატურაზე, რადგან დედამიწის ზედაპირის გრილ ტემპერატურაზეც კი მისი ერთ-ერთი პროტონი სწრაფად იქცევა ნეიტრონად. შედეგი არის ორი პროტონის ერთობლიობა - ორი ნეიტრონი, ანუ ჰელიუმ-4.

ჰელიუმ-4 არის ძალიან სტაბილური ბირთვი, ყველაზე სტაბილური ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე, გარდა ერთი პროტონისა, რომელიც ქმნის წყალბად-1-ს. ჩამოყალიბების შემდეგ მას თითქმის არ აქვს დაშლის ტენდენცია, თუნდაც ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე.

თუ ჰელიუმ-3 ეჯახება და ნეიტრონს უერთდება, მაშინვე წარმოიქმნება ჰელიუმ-4. თუ ორი წყალბად-2 ბირთვი შეეჯახება და შერწყმულია, კვლავ ჰელიუმ-4 წარმოიქმნება. თუ ჰელიუმ-3 შეეჯახება წყალბად-2-ს ან სხვა ჰელიუმ-3-ს, წარმოიქმნება ჰელიუმ-4 და ჭარბი ნაწილაკები ცალკეული პროტონებისა და ნეიტრონების სახით გამოიყოფა. ამრიგად, ჰელიუმ-4 წარმოიქმნება წყალბად-2-ისა და ჰელიუმ-3-ის ხარჯზე.

სინამდვილეში, როდესაც სამყარო გაცივდა იმ ტემპერატურამდე, რომლის დროსაც პროტონები და ნეიტრონები, როდესაც გაერთიანებულნი იყვნენ, შეძლებდნენ უფრო რთული ბირთვების შექმნას, მაშინ პირველი ასეთი ბირთვი, რომელიც წარმოიქმნა დიდი რაოდენობით, იყო სწორედ ჰელიუმ-4.

როდესაც სამყარო განაგრძობდა გაფართოებას და გაციებას, წყალბად-2 და ჰელიუმ-3 სულ უფრო და უფრო ნაკლებად ცდილობდნენ ცვლილებას და ზოგიერთი მათგანი, ასე ვთქვათ, გაყინული იყო უცვლელად. ამჟამად წყალბადის მხოლოდ ერთი ატომი ყოველი 7000-დან არის წყალბად-2; ჰელიუმ-3 კიდევ უფრო იშვიათია - ჰელიუმის მხოლოდ ერთი ატომი მილიონზე. ასე რომ, წყალბად-2-ისა და ჰელიუმ-3-ის გათვალისწინების გარეშე, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ სამყარო საკმარისად გაცივების შემდეგ, იგი შედგებოდა წყალბად-1-ისა და ჰელიუმ-4-ის ბირთვებისგან. ამრიგად, სამყაროს მასა შედგებოდა 75% წყალბად-1 და 25% ჰელიუმ-4.

დროთა განმავლობაში, იმ ადგილებში, სადაც ტემპერატურა საკმარისად დაბალი იყო, ბირთვები იზიდავდნენ უარყოფითად დამუხტულ ელექტრონებს, რომლებსაც დადებითად დამუხტული ბირთვები ეჭირათ ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების ძალით - მეორე ყველაზე ძლიერი ოთხი ურთიერთქმედებიდან. წყალბად-1-ის ბირთვის ერთი პროტონი, რომელიც დაკავშირებულია ერთ ელექტრონთან და ჰელიუმ-4-ის ბირთვის ორი პროტონი, რომელიც დაკავშირებულია ორ ელექტრონთან. ასე წარმოიქმნა წყალბადის და ჰელიუმის ატომები. რაოდენობრივი თვალსაზრისით, სამყაროში ყოველ 1000 ატომზე არის 920 წყალბად-1 ატომი და 80 ჰელიუმ-4 ატომი.

ეს არის წყალბად-ჰელიუმის სამყაროს ახსნა. მაგრამ ერთი წუთით! რაც შეეხება ჰელიუმზე მძიმე და უფრო მაღალი ატომური წონის ატომებს? (მოდით, შევკრიბოთ ბირთვებში ოთხზე მეტი ნაწილაკის შემცველი ყველა ატომი "მძიმე ატომების" ნიშნით). სამყაროში ძალიან ცოტა მძიმე ატომია, მაგრამ ისინი მაინც არსებობენ. როგორ გამოჩნდნენ ისინი? ლოგიკა გვკარნახობს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ჰელიუმ-4 ძალიან სტაბილურია, მას მაინც აქვს უმნიშვნელო ტენდენცია შერწყმის პროტონთან, ნეიტრონთან, წყალბად-2-თან, ჰელიუმ-3-თან ან სხვა ჰელიუმ-4-თან, რაც ქმნის მცირე რაოდენობით სხვადასხვა მძიმე ატომებს; ეს არის დღევანდელი სამყაროს მასის დაახლოებით 3% წყარო, რომელიც შედგება ამ ატომებისგან.

სამწუხაროდ, ეს პასუხი არ გაუძლებს შემოწმებას. თუ ჰელიუმ-4 შეეჯახება წყალბად-1-ს (ერთი პროტონი) და ისინი გაერთიანდნენ, იქ იქნებოდა ბირთვი სამი პროტონით და ორი ნეიტრონით. ეს იქნება ლითიუმ-5. თუ ჰელიუმ-4 დაეჯახება და შერწყმულია ნეიტრონთან, შედეგი იქნება ბირთვი ორი პროტონით და სამი ნეიტრონით, ანუ ჰელიუმ-5.

არც ლითიუმი-5 და არც ჰელიუმ-5, თუნდაც ჩვენი გაცივებული სამყაროს პირობებში წარმოქმნილი, არ გადარჩება წამის რამდენიმე ტრილიონედი ტრილიონედი წამის განმავლობაში. სწორედ ამ პერიოდის განმავლობაში ისინი იშლება ან ჰელიუმ-4-ად, ან პროტონად ან ნეიტრონად.

ჰელიუმ-4-ის წყალბად-2-თან ან ჰელიუმ-3-თან შეჯახებისა და შერწყმის შესაძლებლობა ძალიან გაუგებარია, იმის გათვალისწინებით, თუ რამდენად იშვიათია ბოლო ორი ბირთვი პირველყოფილ ნარევში. ნებისმიერი მძიმე ატომები, რომლებიც შეიძლებოდა ამ გზით ჩამოყალიბებულიყო, ძალიან ცოტაა იმისთვის, რომ დღეს არსებული ამდენი ატომები იყოს. უფრო შესაძლებელია ერთი ჰელიუმ-4 ბირთვის გაერთიანება მეორე ჰელიუმ-4 ბირთვთან. ასეთი ორმაგი ბირთვი, რომელიც შედგება ოთხი პროტონისა და ოთხი ნეიტრონისგან, უნდა გახდეს ბერილიუმ-8. თუმცა, ბერილიუმი კიდევ ერთი უკიდურესად არასტაბილური ბირთვია: ჩვენი ამჟამინდელი სამყაროს პირობებშიც კი, ის არსებობს წამის ტრილიონედის რამდენიმე მეასედზე ნაკლებ დროში. ჩამოყალიბების შემდეგ ის მაშინვე იყოფა ორ ჰელიუმ-4 ბირთვად.

რა თქმა უნდა, რაღაც გონივრული მოხდებოდა, თუ ჰელიუმ-4-ის სამი ბირთვი შეხვდებოდა „სამმხრივი“ შეჯახების შედეგად და ერთმანეთს მიეკრა. მაგრამ იმედი, რომ ეს მოხდება გარემოში, სადაც ჰელიუმ-4 გარშემორტყმულია წყალბად-1-ით, რომელიც დომინირებს, ძალიან მცირეა გასათვალისწინებელი.

ამიტომ, იმ დროისთვის, როდესაც სამყარო გაფართოვდა და გაცივდა იმ წერტილამდე, სადაც დასრულდა რთული ბირთვების ფორმირება, უხვად არის მხოლოდ წყალბადი-1 და ჰელიუმი-4. თუ თავისუფალი ნეიტრონები რჩება, ისინი იშლება პროტონებად (წყალბად-1) და ელექტრონებად. მძიმე ატომები არ წარმოიქმნება.

ასეთ სამყაროში წყალბად-ჰელიუმის გაზის ღრუბლები იშლება გალაქტიკის ზომის მასებად და ეს უკანასკნელი კონდენსირდება ვარსკვლავებად და გიგანტურ პლანეტებად. შედეგად, ვარსკვლავებიც და გიგანტური პლანეტებიც თითქმის მთლიანად წყალბადისა და ჰელიუმისგან შედგება. და აქვს თუ არა აზრი ფიქრს ზოგიერთ მძიმე ატომზე, თუ ისინი შეადგენენ მასის მხოლოდ 3%-ს და არსებული ატომების რაოდენობის 1%-ზე ნაკლებს?

აზრი აქვს! ამ 3%-ს ახსნა სჭირდება. ჩვენ არ უნდა უგულებელვყოთ მძიმე ატომების უმნიშვნელო რაოდენობა ვარსკვლავებსა და გიგანტურ პლანეტებში, რადგან დედამიწის მსგავსი პლანეტა თითქმის ექსკლუზიურად მძიმე ატომებისგან შედგება. უფრო მეტიც, ადამიანის ორგანიზმში და ზოგადად ცოცხალ არსებებში წყალბადი მასის მხოლოდ 10%-ს შეადგენს, ჰელიუმი კი სრულიად არ არსებობს. მასის მთელი დარჩენილი 90% მძიმე ატომებია.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სამყარო უცვლელი რომ დარჩენილიყო დიდი აფეთქების შემდეგ და ბირთვების წარმოქმნის პროცესი დასრულებულიყო, დედამიწის მსგავსი პლანეტები და მასზე სიცოცხლე გარკვეული ფორმით სრულიად შეუძლებელი იქნებოდა.

სანამ მე და შენ გამოვჩნდებოდით ამ სამყაროში, ჯერ მძიმე ატომები უნდა ჩამოყალიბებულიყო. Მაგრამ როგორ?

გაჟონვა ვარსკვლავებიდან

სინამდვილეში, ეს ჩვენთვის აღარ არის საიდუმლო, რადგან უკვე ვისაუბრეთ იმაზე, თუ როგორ იქმნება ბირთვები ვარსკვლავების სიღრმეში. მაგალითად, ჩვენს მზეში, მის ცენტრალურ რაიონებში, წყალბადი განუწყვეტლივ გარდაიქმნება ჰელიუმად (წყალბადის შერწყმა, რომელიც მზის ენერგიის წყაროს წარმოადგენს. წყალბადის შერწყმა ასევე ხორციელდება ყველა სხვა ძირითადი მიმდევრობის ვარსკვლავებში).

ეს რომ ერთადერთი შესაძლო ტრანსფორმაცია ყოფილიყო და ეს ტრანსფორმაცია განზრახული ყოფილიყო უსასრულოდ გაგრძელებულიყო მისი ამჟამინდელი ტემპით, მაშინ მთელი წყალბადი სინთეზირებული იქნებოდა და სამყარო შედგებოდა სუფთა ჰელიუმისგან დაახლოებით 500 მილიარდი წლის განმავლობაში (30-40-ჯერ აღემატება ჩვენს სამყაროს ასაკს). ) . მიუხედავად ამისა, მასიური ატომების გამოჩენა არ არის ნათელი.

მასიური ატომები, როგორც ახლა ვიცით, წარმოიქმნება ვარსკვლავის ბირთვში. მაგრამ ისინი იბადებიან მხოლოდ მაშინ, როდესაც დროა ასეთი ვარსკვლავი დატოვოს მთავარი მიმდევრობა. ამ კლიმაქტერულ მომენტში ბირთვი იმდენად მკვრივი და ცხელია, რომ ჰელიუმ-4-ის ბირთვები ერთმანეთს ეჯახება უდიდესი სიჩქარით და სიხშირით. დროდადრო სამი ჰელიუმ-4 ბირთვი ეჯახება და ერწყმის ერთ სტაბილურ ბირთვს, რომელიც შედგება ექვსი პროტონისა და ექვსი ნეიტრონისგან. ეს არის ნახშირბად-12.

როგორ შეიძლება მოხდეს სამმაგი შეჯახება ვარსკვლავის ბირთვში ახლა და არა დიდი აფეთქების შემდგომ პერიოდში?

ისე, ვარსკვლავების ბირთვებში, რომლებიც ემზადებიან ძირითადი თანმიმდევრობის გასასვლელად, ტემპერატურა უზარმაზარი წნევის ქვეშ აღწევს დაახლოებით 100,000,000 °C-ს. ასეთი ტემპერატურა და წნევა ასევე თანდაყოლილია ძალიან ახალგაზრდა სამყაროში. მაგრამ ვარსკვლავის ბირთვს აქვს ერთი მთავარი უპირატესობა: ჰელიუმ-4-ის სამმაგი შეჯახება ბევრად უფრო ადვილია, თუ ვარსკვლავის ბირთვში არ არის სხვა ბირთვები, გარდა წყალბად-1-ის ბირთვების, რომლებიც ატარებენ ჰელიუმ-4-ის ბირთვს.

ეს ნიშნავს, რომ სამყაროს მთელი ისტორიის განმავლობაში ვარსკვლავების ინტერიერში მძიმე ბირთვები წარმოიქმნება, მიუხედავად იმისა, რომ ასეთი ბირთვები დიდი აფეთქების შემდეგ დაუყოვნებლივ არ ჩამოყალიბებულა. უფრო მეტიც, როგორც დღეს, ასევე მომავალში, მძიმე ბირთვები წარმოიქმნება ვარსკვლავების ბირთვებში. და არა მხოლოდ ნახშირბადის ბირთვები, არამედ ყველა სხვა მასიური ბირთვი, მათ შორის რკინა, რომელიც, როგორც ითქვა, ვარსკვლავებში ნორმალური შერწყმის პროცესების დასასრულია.

და მაინც რჩება ორი კითხვა: 1) როგორ ვრცელდებიან ვარსკვლავების ცენტრებში გაჩენილი მძიმე ბირთვები სამყაროში ისე, რომ ისინი არიან როგორც დედამიწაზე, ასევე ჩვენში? 2) როგორ ახერხებენ ფორმირებას რკინის ბირთვებზე უფრო მასიური ბირთვების მქონე ელემენტები? ბოლოს და ბოლოს, რკინის ყველაზე მასიური სტაბილური ბირთვია რკინა-58, რომელიც შედგება 26 პროტონისა და 32 ნეიტრონისგან. და მაინც, დედამიწაზე არის კიდევ უფრო მძიმე ბირთვები, ურანი-238-მდე, რომელსაც აქვს 92 პროტონი და 146 ნეიტრონი.

ჯერ პირველ კითხვას გადავხედოთ. არის თუ არა პროცესები, რომლებიც ხელს უწყობს ვარსკვლავური მასალის გავრცელებას სამყაროში?

არსებობს. და ზოგიერთ მათგანს ჩვენ აშკარად ვგრძნობთ ჩვენი მზის შესწავლით.

შეუიარაღებელი თვალით (აუცილებელი სიფრთხილით), მზე შეიძლება ჩანდეს მშვიდი, უხასიათო კაშკაშა ორბიტა, მაგრამ ჩვენ ვიცით, რომ ის მუდმივი ქარიშხლის მდგომარეობაშია. უზარმაზარი ტემპერატურა მის ინტერიერში იწვევს კონვექციურ მოძრაობებს ზედა ფენებში (როგორც წყლის ქვაბში, რომელიც ადუღდება). მზის მატერია განუწყვეტლივ ამოდის აქა-იქ, არღვევს ზედაპირს, ამიტომ მზის ზედაპირი დაფარულია „გრანულებით“, რომლებიც მისთვის კონვექციური სვეტებია. (მზის ზედაპირის ფოტოებში ასეთი გრანულა ძალიან პატარა ჩანს, მაგრამ სინამდვილეში მას აქვს ღირსეული ამერიკული ან ევროპული სახელმწიფოს ფართობი.)

კონვექციური მასალა ფართოვდება და გაცივდება, როდესაც ის ამოდის და, როდესაც ზედაპირზე მოხვდება, ისევ ქვევით მიდის, რათა ადგილი ჰქონდეს ახალი, უფრო ცხელი ნაკადისთვის.

ეს მარადიული ციკლი ერთი წუთითაც არ ჩერდება, ის ხელს უწყობს სითბოს გადატანას ბირთვიდან მზის ზედაპირზე. ზედაპირიდან ენერგია გამოიყოფა კოსმოსში რადიაციის სახით, მისი უმეტესი ნაწილი არის სინათლე, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ და რომელზედაც დამოკიდებულია თავად სიცოცხლე დედამიწაზე.

კონვექციის პროცესმა ზოგჯერ შეიძლება გამოიწვიოს არაჩვეულებრივი მოვლენები ვარსკვლავის ზედაპირზე, როდესაც არა მხოლოდ რადიაცია გადის კოსმოსში, არამედ ნამდვილი მზის მატერიის მთელი გროვა.

1842 წელს სამხრეთ საფრანგეთსა და ჩრდილოეთ იტალიაში მზის სრული დაბნელება დაფიქსირდა. იმ დროს დაბნელებები იშვიათად იყო შესწავლილი დეტალურად, რადგან ისინი ჩვეულებრივ ხდებოდა დიდი ასტრონომიული ობსერვატორიებიდან დაშორებულ ადგილებში და შორ მანძილზე გადაადგილება სპეციალური აღჭურვილობის სრული დატვირთვით სულაც არ იყო ადვილი. მაგრამ 1842 წლის დაბნელებამ ჩაიარა დასავლეთ ევროპის ასტრონომიულ ცენტრებთან და ასტრონომები თავიანთი ინსტრუმენტებით იქ შეიკრიბნენ.

პირველად დაფიქსირდა, რომ მზის რგოლის ირგვლივ არის წითელი ცხელი, მეწამული ფერის ობიექტები, რომლებიც აშკარად ხილული გახდა, როდესაც მზის დისკი მთვარემ დაფარა. იგი კოსმოსში გასროლილ მზის მასალის ნაკადს ჰგავდა და ამ ცეცხლოვან ენებს „განსაკუთრებულები“ ​​ეძახდნენ.

გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, ასტრონომები ჯერ კიდევ ყოყმანობდნენ, ეკუთვნოდა თუ არა ეს გამოჩენები მთვარეს თუ მზეს, მაგრამ 1851 წელს მოხდა კიდევ ერთი დაბნელება, ამჯერად შვედეთში დაკვირვებით და ფრთხილად დაკვირვებამ აჩვენა, რომ გამოჩენილი ფენომენი არის მზის, და მთვარე აქვს. არაფერი აქვს მათთან.

მას შემდეგ გამოჩენები რეგულარულად შეისწავლეს და ახლა მათი დაკვირვება ნებისმიერ დროს შესაძლებელია შესაბამისი ინსტრუმენტებით. ამისათვის თქვენ არ გჭირდებათ სრული დაბნელების ლოდინი. ზოგიერთი თვალსაჩინოება ამოდის მძლავრ რკალში და აღწევს სიმაღლეებს ათიათასობით კილომეტრს მზის ზედაპირიდან. სხვები ფეთქდებიან ზევით 1300 კმ/წმ სიჩქარით. მიუხედავად იმისა, რომ ამონაკვეთები მზის ზედაპირზე დაფიქსირებული ყველაზე სანახაობრივი ფენომენია, ისინი მაინც არ ატარებენ ყველაზე დიდ ენერგიას.

1859 წელს ინგლისელმა ასტრონომმა რიჩარდ კარინგტონმა (1826-1875) შენიშნა მზის ზედაპირზე ციმციმის ვარსკვლავის ფორმის წერტილი, რომელიც იწვა ხუთი წუთის განმავლობაში და შემდეგ გაქრა. ეს იყო პირველი დაფიქსირებული დანახვა, რასაც ჩვენ ახლა მზის აფეთქებას ვუწოდებთ. თავად კერინგტონს ეგონა, რომ მზეზე დიდი მეტეორიტი დაეცა.

კერინგტონის დაკვირვებამ ყურადღება არ მიიპყრო მანამ, სანამ ამერიკელმა ასტრონომმა ჯორჯ ჰეილმა 1926 წელს სპექტროჰელიოსკოპი გამოიგონა. ამან შესაძლებელი გახადა მზის დაკვირვება სპეციალური ტალღის სიგრძის შუქზე. მზის ანთებები შესამჩნევად მდიდარია სინათლის ზოგიერთი ტალღის სიგრძით და როდესაც მზეს ამ ტალღის სიგრძეზე უყურებთ, ანთებები ძალიან კაშკაშა ჩანს.

ახლა ჩვენ ვიცით, რომ მზის ამოფრქვევები ჩვეულებრივი მოვლენაა, ისინი ასოცირდება მზის ლაქებთან და როდესაც მზეზე ბევრი მზის ლაქაა, პატარა ანთებები ხდება რამდენიმე საათში ერთხელ, ხოლო უფრო დიდი - რამდენიმე კვირის შემდეგ.

მზის ანთებები არის მაღალი ენერგიის აფეთქებები მზის ზედაპირზე და ზედაპირის ის უბნები, რომლებიც ანათებენ, ბევრად უფრო ცხელია, ვიდრე სხვა უბნები მათ გარშემო. მზის ზედაპირის მეათასედსაც კი ფარავს ელვარებას შეუძლია გააგზავნოს უფრო მაღალი ენერგიის გამოსხივება (UV, რენტგენი და გამა სხივებიც კი), ვიდრე მზის მთლიანი ნორმალური ზედაპირი გამოაგზავნის.

მიუხედავად იმისა, რომ ამონაკვეთები ძალიან შთამბეჭდავად გამოიყურება და შეიძლება რამდენიმე დღის განმავლობაში არსებობდეს, მზე ძალიან მცირე მატერიას კარგავს მათ მეშვეობით. ფლეშ სულ სხვა საკითხია. ისინი ნაკლებად შესამჩნევია, ბევრი მათგანი მხოლოდ რამდენიმე წუთს გრძელდება, მათგან ყველაზე დიდიც კი სრულიად ქრება რამდენიმე საათის შემდეგ, მაგრამ ისეთი მაღალი ენერგია აქვთ, რომ კოსმოსში ისვრიან მატერიას; ეს საკითხი სამუდამოდ დაკარგულია მზისთვის.

ამის გაგება დაიწყო 1843 წელს, როდესაც გერმანელმა ასტრონომმა სამუელ ჰაინრიხ შვაბემ (1789–1875), რომელიც მზეს ყოველდღიურად აკვირდებოდა ჩვიდმეტი წლის განმავლობაში, განაცხადა, რომ მზის ლაქების რაოდენობა მის ზედაპირზე ცვილით ცვივა და შემცირდა დაახლოებით თერთმეტი წლის განმავლობაში.

1852 წელს ინგლისელმა ფიზიკოსმა ედუარდ საბინმა (1788–1883) შენიშნა, რომ დედამიწის მაგნიტურ ველში დარღვევები („მაგნიტური ქარიშხალი“) იზრდება და ეცემა მზის ლაქების ციკლთან ერთად.

თავიდან ეს მხოლოდ სტატისტიკური განცხადება იყო, რადგან არავინ იცოდა რა კავშირი შეიძლებოდა ყოფილიყო. თუმცა, დროთა განმავლობაში, როდესაც მათ დაიწყეს მზის ანთებების ენერგეტიკული ბუნების გაგება, კავშირი აღმოაჩინეს. ორი დღის შემდეგ, რაც მზის დისკის ცენტრთან ახლოს ამოიფრქვევა დიდი მზის აფეთქება (მაშასადამე, ის პირდაპირ დედამიწისკენ იყო), დედამიწაზე კომპასის ნემსები გაფუჭდა და ჩრდილოეთის ნათებამ სრულიად უჩვეულო სახე მიიღო.

ამ ორდღიან ლოდინს დიდი აზრი ჰქონდა. თუ ეს ეფექტები გამოწვეულია მზის გამოსხივებით, მაშინ დროის ინტერვალი აფეთქებასა და მის შედეგებს შორის იქნება რვა წუთი: მზის რადიაცია დედამიწისკენ მიფრინავს სინათლის სიჩქარით. მაგრამ ორი დღის დაგვიანება იმას ნიშნავდა, რომ როგორიც არ უნდა იყოს ამ ეფექტების გამომწვევი „პრობლემური“, ის მზიდან დედამიწაზე უნდა გადაადგილდეს დაახლოებით 300 კმ/სთ სიჩქარით. რა თქმა უნდა, ის ასევე სწრაფია, მაგრამ არანაირად არ შეესაბამება სინათლის სიჩქარეს. ასეთი სიჩქარე შეიძლება მოსალოდნელი იყოს სუბატომური ნაწილაკებისგან. ეს ნაწილაკები, რომლებიც მზის მოვლენების შედეგად გამოიდევნებოდა დედამიწის მიმართულებით, ატარებდნენ ელექტრული მუხტებით და დედამიწის გავლისას, ამ გზით უნდა ზემოქმედებდნენ კომპასის ნემსებზე და ჩრდილოეთის ნათებაზე. როდესაც მზის მიერ გამოდევნილი სუბატომური ნაწილაკების იდეა გაიაზრეს და გაიაზრეს, მზის კიდევ ერთი თვისება ცხადი გახდა.

როცა მზე სრული დაბნელების მდგომარეობაშია, მაშინ უბრალო თვალით მის ირგვლივ მარგალიტისფერი ნათება ჩანს, ცენტრში, მზის ადგილას არის მოღრუბლული მთვარის შავი დისკი. ეს სიკაშკაშე (ან სიკაშკაშე) არის მზის გვირგვინი, რომელმაც მიიღო სახელი ლათინური სიტყვიდან corona - გვირგვინი (გვირგვინი მზეს აკრავს ერთგვარი გასხივოსნებული გვირგვინით, ან ჰალო).

1842 წლის ხსენებულმა მზის დაბნელებამ განაპირობა თვალსაჩინოებების მეცნიერული შესწავლის დაწყება. შემდეგ პირველად გვირგვინი გულდასმით შეისწავლეს. აღმოჩნდა, რომ ისიც მზეს ეკუთვნის და არა მთვარეს. 1860 წლიდან ფოტოგრაფია და მოგვიანებით სპექტროსკოპია ჩართული იყო კორონას კვლევაში.

1870 წელს, ესპანეთში მზის დაბნელების დროს, ამერიკელმა ასტრონომმა ჩარლზ იანგმა (1834–1908) პირველად შეისწავლა კორონის სპექტრი. სპექტრში მან აღმოაჩინა კაშკაშა მწვანე ხაზი, რომელიც არ შეესაბამება რომელიმე ცნობილი ელემენტის რომელიმე ცნობილი ხაზის პოზიციას. ასევე აღმოაჩინეს სხვა უცნაური ხაზები და იანგმა ჩათვალა, რომ ისინი წარმოადგენდნენ ახალ ელემენტს და დაარქვა მას "კორონია".

რა სარგებლობა მოაქვს ამ „კორონიას“, მხოლოდ და ყველაფერს, რომ არსებობს რაღაც სპექტრული ხაზი. მანამდე არა, სანამ არ იყო აღწერილი ატომის სტრუქტურის ბუნება. აღმოჩნდა, რომ თითოეული ატომი შედგება მძიმე ბირთვისაგან ცენტრში, რომელიც გარშემორტყმულია ერთი ან მეტი მსუბუქი ელექტრონით პერიფერიაზე. ყოველ ჯერზე, როცა ელექტრონი ტოვებს ატომს, იცვლება ამ ატომის მიერ წარმოქმნილი სპექტრული ხაზები. ქიმიკოსებს შეეძლოთ გაერკვიათ ატომების სპექტრი, რომლებმაც დაკარგეს ორი ან სამი ელექტრონი, მაგრამ ელექტრონების დიდი რაოდენობის ამოღებისა და ამ პირობებში სპექტრის შესწავლის ტექნიკა ჯერ კიდევ არ იყო მათთვის ხელმისაწვდომი.

1941 წელს ბენგტ ედლენმა შეძლო ეჩვენებინა, რომ „კორონიუმი“ სულაც არ არის ახალი ელემენტი. ჩვეულებრივი ელემენტები - რკინა, ნიკელი და კალციუმი ზუსტად იგივე ხაზებს ტოვებენ, თუ მათ ათეულ ელექტრონს წაართმევთ. ასე რომ, "კორონიუმი" იყო ჩვეულებრივი ელემენტი, რომელსაც ბევრი ელექტრონი აკლდა.

ელექტრონების ასეთი დიდი დეფიციტი შეიძლება გამოწვეული იყოს მხოლოდ განსაკუთრებულად მაღალი ტემპერატურით და ედლენმა თქვა, რომ მზის გვირგვინს უნდა ჰქონდეს ტემპერატურა ერთი ან ორი მილიონი გრადუსი. თავიდან ამას საერთო ურწმუნოება მოჰყვა, მაგრამ ბოლოს, როდესაც სარაკეტო ტექნოლოგიის საათი დადგა, აღმოჩნდა, რომ მზის გვირგვინი ასხივებს რენტგენის სხივებს და ეს შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ედლენის მიერ ნაწინასწარმეტყველები ტემპერატურაზე.

ასე რომ, გვირგვინი არის მზის გარე ატმოსფერო, რომელიც მუდმივად იკვებება მზის ანთებით გამოდევნილი მატერიით. გვირგვინი უკიდურესად გასხივოსნებული მატერიაა, იმდენად იშვიათია, რომ ერთ კუბურ სანტიმეტრში მილიარდზე ნაკლები ნაწილაკია, რაც ზღვის დონეზე დედამიწის ატმოსფეროს სიმკვრივის დაახლოებით ტრილიონედია.

სინამდვილეში, ეს არის ნამდვილი ვაკუუმი. მზის ზედაპირიდან გამოდევნილი ენერგია მისი ელვარებით, მაგნიტური ველებით და უზარმაზარი ბგერითი ვიბრაციებით განუწყვეტლივ მღელვარე კონვექციური დენებისაგან ნაწილდება ნაწილაკების შედარებით მცირე რაოდენობაზე. მიუხედავად იმისა, რომ გვირგვინში შემავალი მთელი სითბო მცირეა (მისი სამართლიანი მოცულობის გათვალისწინებით), ამ რამდენიმე ნაწილაკიდან თითოეულს გააჩნია სითბოს რაოდენობა საკმაოდ მაღალია და სწორედ ეს „სითბო თითო ნაწილაკზე“ იგულისხმება გაზომულ ტემპერატურაში.

კორონას ნაწილაკები მზის ზედაპირიდან გარედან გამოდევნილი ინდივიდუალური ატომებია, რომელთა ელექტრონების უმეტესი ნაწილი ან ყველა მაღალი ტემპერატურა წაერთვა. იმის გამო, რომ მზე ძირითადად წყალბადისგან შედგება, ამ ნაწილაკების უმეტესობა წყალბადის ბირთვები ანუ პროტონებია. წყალბადს რაოდენობრივი თვალსაზრისით მოსდევს ჰელიუმის ბირთვები. ყველა სხვა მძიმე ბირთვების რაოდენობა საკმაოდ უმნიშვნელოა. და მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი მძიმე ბირთვი იწვევს კორონიუმის ცნობილ ხაზებს, ისინი წარმოდგენილია მხოლოდ კვალის სახით.

კორონას ნაწილაკები მზიდან შორდებიან ყველა მიმართულებით. როგორც ისინი გავრცელდებიან, კორონა სულ უფრო მეტ მოცულობას იკავებს და უფრო იშვიათი ხდება. შედეგად, მისი სინათლე უფრო და უფრო სუსტდება, სანამ მზიდან გარკვეულ მანძილზე ის მთლიანად ქრება.

თუმცა, ის ფაქტი, რომ კორონა სუსტდება დამკვირვებლის თვალებისთვის სრულ გაუჩინარებამდე, არ ნიშნავს იმას, რომ ის არ აგრძელებს არსებობას კოსმოსში შევარდნილი ნაწილაკების სახით. ამერიკელმა ფიზიკოსმა ევგენი პარკერმა (დ. 1927) 1959 წელს ამ სწრაფ ნაწილაკებს მზის ქარი უწოდა.

მზის ქარი, ფართოვდება, აღწევს უახლოეს პლანეტებს და გადის კიდევ უფრო შორს. რაკეტის ტესტებმა აჩვენა, რომ მზის ქარი შესამჩნევია სატურნის ორბიტის მიღმა და, სავარაუდოდ, აღმოჩენილი იქნება ნეპტუნისა და პლუტონის ორბიტების მიღმაც.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ყველა პლანეტა, რომელიც მზის გარშემო ბრუნავს, მოძრაობს მის ყველაზე ფართო ატმოსფეროში. თუმცა, ეს ატმოსფერო იმდენად იშვიათია, რომ რაიმე ხელშესახებ გავლენას არ ახდენს პლანეტების მოძრაობაზე.

და მაინც, მზის ქარი არ არის ისეთი აჩრდილი, რომ იგი არ გამოვლინდეს მრავალი გზით. მზის ქარის ნაწილაკები ელექტრულად დამუხტულია და ეს ნაწილაკები, რომლებიც დატყვევებულია დედამიწის მაგნიტური ველით, ქმნიან „ვან ალენის სარტყლებს“, რომლებიც ანთებენ ავრორას, აბნევენ კომპასებსა და ელექტრონულ აღჭურვილობას. მზის აფეთქებები აძლიერებს მზის ქარს ერთი წუთით და მნიშვნელოვნად ზრდის ამ ეფექტების ინტენსივობას გარკვეული ხნით.

დედამიწის მიდამოებში მზის ქარის ნაწილაკები 400-700 კმ/წმ სიჩქარით ჩქარობენ და მათი რიცხვი 1 სმ 3-ში 1-დან 80-მდე მერყეობს. თუ ეს ნაწილაკები დედამიწის ზედაპირს მოხვდება, მათ ყველაზე მავნე ზემოქმედება ექნებათ. ყველა ცოცხალ არსებაზე, საბედნიეროდ, ჩვენ დაცული ვართ დედამიწის მაგნიტური ველით და მისი ატმოსფეროთი.

მზის ქარის მეშვეობით მზის მიერ დაკარგული მატერიის რაოდენობა 1 მილიარდ კგ/წმ-ს შეადგენს. ადამიანური სტანდარტებით ეს საშინლად ბევრია, მზისთვის ეს უბრალო წვრილმანია. მზე მთავარ მიმდევრობაზე დაახლოებით 5 მილიარდი წელია და დარჩება მასზე კიდევ 5-6 მილიარდი წელი. თუ მთელი ამ ხნის განმავლობაში ის კარგავდა და განაგრძობს კარგავს მასას ქართან ერთად დღევანდელი ტემპით, მაშინ მზის ჯამური დანაკარგი მისი სიცოცხლის მთელი პერიოდის განმავლობაში, როგორც მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავი იქნება მისი 1/5. მასა.

მიუხედავად ამისა, ნებისმიერი მყარი ვარსკვლავის მასის 1/5 არ არის საშუალო რაოდენობა, რომელიც ემატება მატერიის მთლიან მარაგს ვარსკვლავებს შორის უზარმაზარ სივრცეებში. ეს მხოლოდ მაგალითია იმისა, თუ როგორ შეუძლია მატერიას დაშორება ვარსკვლავებს და შეუერთდეს ვარსკვლავთშორისი გაზის მთლიან მარაგს.

ჩვენი მზე ამ თვალსაზრისით უჩვეულო არ არის. ჩვენ გვაქვს ყველა საფუძველი ვიფიქროთ, რომ ყველა ვარსკვლავი, რომელიც ჯერ კიდევ არ დაინგრა, აგზავნის ვარსკვლავურ ქარს.

რა თქმა უნდა, ჩვენ არ შეგვიძლია ვარსკვლავების შესწავლა ისე, როგორც მზეს, მაგრამ ზოგიერთი განზოგადება შეიძლება. მაგალითად, არის პატარა, მაგარი წითელი ჯუჯები, რომლებიც არარეგულარული ინტერვალებით მოულოდნელად აჩვენებენ სიკაშკაშის ზრდას, რასაც თან ახლავს სინათლის გათეთრება. ეს გაძლიერება გრძელდება რამდენიმე წუთიდან ერთ საათამდე და აქვს ისეთი მახასიათებლები, რომ შეიძლება შეცდომით მივიჩნიოთ პატარა ვარსკვლავის ზედაპირზე ციმციმად.

ამ წითელ ჯუჯებს, შესაბამისად, აფეთქების ვარსკვლავებს უწოდებენ.

მზის ელვარებაზე ნაკლებად სუსტი სიდიდე, გაცილებით შესამჩნევ ეფექტს შეიძენს პატარა ვარსკვლავზე. თუ საკმარისად დიდ ელვარებას შეუძლია მზის სიკაშკაშე 1%-ით გაზარდოს, მაშინ იგივე ელვარება საკმარისი იქნება ბუნდოვანი ვარსკვლავის შუქის 250-ჯერ გასაძლიერებლად.

შედეგად, შეიძლება აღმოჩნდეს, რომ წითელი ჯუჯები აგზავნიან ძალიან შთამბეჭდავი ხარისხის ვარსკვლავურ ქარს.

ზოგიერთი ვარსკვლავი, სავარაუდოდ, გამოსცემს უჩვეულოდ ძლიერ ვარსკვლავურ ქარებს. მაგალითად, წითელ გიგანტებს აქვთ ზედმეტად დაჭიმული სტრუქტურა, რომელთაგან ყველაზე დიდი დიამეტრით მზეზე 500-ჯერ დიდია. აქედან გამომდინარე, მათი ზედაპირის გრავიტაცია შედარებით მცირეა, რადგან უზარმაზარი წითელი გიგანტის დიდი მასა ძლივს დაბალანსებულია ცენტრიდან ზედაპირამდე უჩვეულოდ დიდი მანძილით. გარდა ამისა, წითელი გიგანტები თავიანთი არსებობის დასასრულს უახლოვდებიან და მისი დაშლით დასრულდება. ამიტომ, ისინი უკიდურესად ტურბულენტურები არიან.

აქედან შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ძლიერი მორევები ატარებენ ვარსკვლავურ მატერიას სუსტი ზედაპირის მიზიდულობის მიუხედავად.

დიდი წითელი გიგანტი ბეტელგეიზე ჩვენთან საკმარისად ახლოსაა, რომ ასტრონომებს მის შესახებ გარკვეული მონაცემების შეგროვება შეუძლიათ. მაგალითად, ბეთელგეიზეს ვარსკვლავური ქარი მზეზე მილიარდჯერ ძლიერია. იმის გათვალისწინებითაც კი, რომ ბეთელჰეიზეს მასა 16-ჯერ აღემატება მზეს, ეს მასა ამოწურვის ამ ტემპით შეიძლება მთლიანად დნება დაახლოებით მილიონ წელიწადში (თუ ის ბევრად ადრე არ დაიშლება).

როგორც ჩანს, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ჩვენი ვარსკვლავის მზის ქარი არც თუ ისე შორს არის ზოგადად ყველა ვარსკვლავური ქარის საშუალო ინტენსივობისგან. თუ დავუშვებთ, რომ ჩვენს გალაქტიკაში 300 მილიარდი ვარსკვლავია, მაშინ ვარსკვლავური ქარის შედეგად დაკარგული მთლიანი მასა იქნება 3 x 1020 კგ/წმ.

ეს ნიშნავს, რომ ყოველ 200 წელიწადში, მზის მასის ტოლი მატერია ტოვებს ვარსკვლავებს ვარსკვლავთშორის სივრცეში. თუ ვივარაუდებთ, რომ ჩვენი გალაქტიკა 15 მილიარდი წლისაა და მზის ქარები ამ დროის განმავლობაში ერთნაირად „აბერავენ“, მივიღებთ, რომ ვარსკვლავებიდან კოსმოსში გადატანილი მატერიის მთლიანი მასა უდრის 75 მილიონი ვარსკვლავის მასას, ისევე როგორც ჩვენი მზე. , ანუ გალაქტიკის დაახლოებით 1/3 მასა.

მაგრამ ვარსკვლავური ქარები წარმოიქმნება ვარსკვლავების ზედაპირული ფენებიდან და ეს ფენები მთლიანად (ან თითქმის მთლიანად) შედგება წყალბადისა და ჰელიუმისგან. მაშასადამე, ვარსკვლავური ქარები მთლიანად (ან თითქმის მთლიანად) შეიცავს ერთსა და იმავე წყალბადს და ჰელიუმს და არ შეჰყავს რაიმე მძიმე ბირთვი გალაქტიკურ ნარევში.

ვარსკვლავის ცენტრში წარმოიქმნება მძიმე ბირთვები და ვარსკვლავური ზედაპირისგან შორს ყოფნისას, ვარსკვლავური ქარის ფორმირებისას უმოძრაოდ რჩება.

როდესაც ვარსკვლავური სტრუქტურის ზედა ფენებში არის მძიმე ბირთვების გარკვეული კვალი (როგორც ჩვენ გვაქვს მზეში), ვარსკვლავური ქარი ბუნებრივად მოიცავს ამ რამდენიმე ბირთვს. მძიმე ბირთვები თავდაპირველად არ წარმოიქმნება ვარსკვლავების ინტერიერში, მაგრამ გამოჩნდა იქ, როდესაც ვარსკვლავი უკვე ჩამოყალიბდა. ისინი წარმოიშვა რაიმე გარე წყაროს მოქმედებით, რომელიც ჩვენ უნდა ვიპოვოთ.

გასვლა კატასტროფიდან

თუ ვარსკვლავური ქარები არ არის მექანიზმი, რომლითაც მძიმე ბირთვები ვარსკვლავის ცენტრიდან კოსმოსში გადადის, მაშინ ჩვენ მივმართავთ ძალადობრივ მოვლენებს, რომლებიც ხდება ვარსკვლავის ძირითადი მიმდევრობის დატოვებისას.

აქ ჩვენ დაუყოვნებლივ უნდა გადავკვეთოთ ვარსკვლავების უმეტესობა.

არსებული ვარსკვლავების დაახლოებით 75-80% მზეზე გაცილებით პატარაა. ისინი მთავარ მიმდევრობაში რჩებიან 20-დან 200 მილიარდ წლამდე, იმისდა მიხედვით, თუ რამდენად მცირეა ისინი, რაც ნიშნავს, რომ დღეს არსებული არც ერთი პატარა ვარსკვლავი არ დატოვებს მთავარ მიმდევრობას. მათგან უძველესებსაც კი, რომლებიც სამყაროს გარიჟრაჟზე ჩამოყალიბდნენ დიდი აფეთქების შემდეგ პირველი მილიარდი წლის განმავლობაში, ჯერ არ ჰქონდათ დრო, რომ გამოეყენებინათ წყალბადის საწვავი იმ დონემდე, რომ დატოვონ მთავარი თანმიმდევრობა.

ასევე, როდესაც პატარა ვარსკვლავი ტოვებს მთავარ მიმდევრობას, ის ამას მშვიდად აკეთებს. რამდენადაც ვიცით, რაც უფრო პატარაა ვარსკვლავი მით უფრო მშვიდად ტოვებს ამ თანმიმდევრობას. პატარა ვარსკვლავი (როგორც ზოგადად, ყველა ვარსკვლავი) გაფართოვდება წითელ გიგანტად, მაგრამ ამ შემთხვევაში, ეს გაფართოება გამოიწვევს პატარა წითელი გიგანტის წარმოქმნას. ის ალბათ სხვებზე ბევრად მეტხანს იცოცხლებს, უფრო დიდი და შესამჩნევი და საბოლოოდ, დაშლის შედეგად, მეტ-ნაკლებად მშვიდად გადაიქცევა თეთრ ჯუჯად, რა თქმა უნდა, არა ისეთი მკვრივი, როგორც სირიუს B.

პატარა ვარსკვლავის სიღრმეში წარმოქმნილი მძიმე ელემენტები (ძირითადად ნახშირბადი, აზოტი და ჟანგბადი), რომლებიც მის ბირთვში რჩება მისი ძირითადი თანმიმდევრობით არსებობის განმავლობაში, დარჩება იქ ვარსკვლავის თეთრ ჯუჯად გადაქცევის შემდეგ. ისინი არავითარ შემთხვევაში არ გადავლენ ვარსკვლავთშორისი აირის საცავში უმნიშვნელო რაოდენობით. ძალიან იშვიათი შემთხვევების გარდა, პატარა ვარსკვლავებიდან წარმოქმნილი მძიმე ელემენტები ამ ვარსკვლავებში განუსაზღვრელი ვადით რჩება.

მზის მასის ტოლი ვარსკვლავები (მათი 10–20%) იშლება და გადაიქცევა თეთრ ჯუჯებად, რომლებიც რჩებიან მთავარ მიმდევრობაზე მხოლოდ 5-დან 15 მილიარდი წლის განმავლობაში. ჩვენი მზე, რომელიც მთავარ მიმდევრობაში უნდა ყოფილიყო დაახლოებით 10 მილიარდი წლის განმავლობაში, კვლავ მასზეა, რადგან ის მხოლოდ 5 მილიარდი წლის წინ ჩამოყალიბდა.

მზის მსგავსი ვარსკვლავები, რომლებიც ჩვენს მზეზე უფრო ძველია, უკვე დიდი ხანია დატოვეს მთავარი თანმიმდევრობა. იგივე მოხდა სხვა მსგავს ვარსკვლავებთან, რომლებიც წარმოიშვა ჩვენი სამყაროს ჩვილობის პერიოდში. მზის მასით ტოლი ვარსკვლავები ქმნიან უფრო დიდ წითელ გიგანტებს, ვიდრე პატარა ვარსკვლავებს, და ეს წითელი გიგანტები, რომლებიც მიაღწიეს თეთრ ჯუჯად გადაქცევას, უფრო ძლიერად იშლება, ვიდრე ეს ვარსკვლავები. კოლაფსის ენერგია ფანტავს ვარსკვლავის ზედა ფარებს და ატარებს მათ კოსმოსში, აყალიბებს პლანეტურ ნისლეულს, როგორც ადრე აღწერილი იყო.

მზის ფორმის ვარსკვლავის კოლაფსის დროს წარმოქმნილი გაზის გაფართოებული მუხტი შეიძლება შეიცავდეს მისი თავდაპირველი მასის 10-დან 20%-მდე. თუმცა, ეს მატერია ვარსკვლავის გარე რეგიონებიდან არის გატანილი და მაშინაც კი, როცა ასეთი ვარსკვლავები დაშლის პირას არიან, ეს რეგიონები, არსებითად, სხვა არაფერია, თუ არა წყალბადის და ჰელიუმის ნაზავი.

მაშინაც კი, როდესაც კოლაფსის ადგილზე მდგარი ვარსკვლავის ტურბულენტობის შედეგად, მისი შიგნიდან მძიმე ბირთვები ზედაპირზე ამოდის და კოსმოსში გაზის ნაკადის ნაწილია, ის მაინც არის პატარა, ძლივს შესამჩნევი ნაწილი. იმ მძიმე ბირთვებს, რომლებიც არსებობს ვარსკვლავთშორისი გაზის ღრუბლებში.

მაგრამ რადგან ჩვენ შევჩერდით იმაზე, თუ როგორ წარმოიქმნება თეთრი ჯუჯები, ადეკვატურია კითხვა: რა ხდება იმ განსაკუთრებულ შემთხვევებში, როდესაც თეთრი ჯუჯა არ ნიშნავს დასასრულს, არამედ წარმოადგენს ფაქტორს მატერიის განაწილებაში სივრცეში?

ადრე ამ წიგნში ვისაუბრეთ თეთრ ჯუჯებზე, როგორც მჭიდრო ორობითი სისტემის ნაწილად, რომელსაც შეუძლია მატერიის დაგროვება თანამგზავრი ვარსკვლავის ხარჯზე, რომელიც უახლოვდება წითელი გიგანტის სტადიას. დროდადრო თეთრი ჯუჯის ზედაპირზე ამ ნივთიერების ნაწილი დაფარულია ბირთვული რეაქციით და გამოთავისუფლებული უზარმაზარი ენერგია, რომელიც კოსმოსში შერწყმის პროდუქტებს ძალით აგდებს, მას ახალი სიკაშკაშეთ აფრქვევს.

მაგრამ თეთრი ჯუჯის მიერ აშენებული მასალა ძირითადად წყალბადი და ჰელიუმია გაფართოებული წითელი გიგანტის გარე ფენებიდან. შერწყმის რეაქცია წყალბადს ჰელიუმად აქცევს და სწორედ ჰელიუმის ღრუბელი დაფრინავს კოსმოსში აფეთქების დროს.

ეს ნიშნავს, რომ ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, თუ რომელიმე მძიმე ბირთვი მოვიდა კომპანიონი ვარსკვლავიდან ან ჩამოყალიბდა სინთეზის პროცესში, მაშინ მათი რიცხვი იმდენად უმნიშვნელოა, რომ მათ არ შეუძლიათ ახსნან მრავალი მძიმე ბირთვი, რომელიც მიმოფანტულია ვარსკვლავთშორის ღრუბლებში.

რა დაგვრჩენია?

მძიმე ბირთვების ერთადერთი შესაძლო წყარო სუპერნოვაა.

1 ტიპის სუპერნოვა, როგორც ადრე ავხსენი, ხდება იმავე ნიადაგზე, როგორც ჩვეულებრივი ნოვა: თეთრი ჯუჯა იღებს მატერიას ახლომდებარე კომპანიონისგან, რომელიც მზად არის წითელ გიგანტად იქცეს. განსხვავება ისაა, რომ აქ თეთრი ჯუჯა ჩანდრასეხარის მასის ზღვარზეა, ამიტომ დამატებული მასა საბოლოოდ უბიძგებს მას ამ ლიმიტის მიღმა. თეთრი ჯუჯა განწირულია კოლაფსისთვის. ამავდროულად, მასში ძლიერი ბირთვული რეაქცია ხდება და ის ფეთქდება.

მისი მთელი სტრუქტურა, რომელიც უდრის 1,4 მზის მასის მასას, იშლება მტვერად და იქცევა გაფართოებული გაზის ღრუბლად.

გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ვაკვირდებით მას, როგორც სუპერნოვას, მაგრამ ეს გამოსხივება, პირველ მომენტში ძალიან ძლიერი, თანდათან ქრება. რჩება მხოლოდ გაზის ღრუბელი, რომელიც ფართოვდება მილიონობით წლის განმავლობაში, სანამ არ შეერწყმება ვარსკვლავთშორისი გაზის საერთო ფონს.

როდესაც თეთრი ჯუჯა ფეთქდება, უზარმაზარი რაოდენობით ნახშირბადი, აზოტი, ჟანგბადი და ნეონი (ყველაზე გავრცელებული ელემენტების ყველა მძიმე ბირთვი) იფანტება კოსმოსში. თავად აფეთქების დროს ხდება შემდგომი ბირთვული რეაქცია, რის შედეგადაც წარმოიქმნება მცირე რაოდენობით ნეონზე მძიმე ბირთვები. რა თქმა უნდა, მხოლოდ ძალიან ცოტა თეთრი ჯუჯა არის საკმარისად მასიური და საკმარისად ახლოს დიდ კომპანიონ ვარსკვლავთან, რომ გახდეს 1 ტიპის სუპერნოვა, მაგრამ გალაქტიკის სიცოცხლის 14 მილიარდი წლის განმავლობაში იმდენი ასეთი აფეთქება იყო, რომ მათ შეეძლოთ მეტი. ვიდრე აიხსნება ვარსკვლავთშორის აირში არსებული მძიმე ბირთვების მნიშვნელოვანი რაოდენობა.

დანარჩენი მძიმე ბირთვები არსებობს ვარსკვლავთშორის გარემოში მე-2 ტიპის სუპერნოვას ევოლუციის შედეგად. ჩვენ ვსაუბრობთ, როგორც ითქვა, მასიურ ვარსკვლავებზე, რომლებიც მზეზე 10, 20 და თუნდაც 60-ჯერ მძიმეა.

წითელი გიგანტების სახით ვარსკვლავების არსებობის ეტაპზე მათ ბირთვებში ხდება ბირთვული შერწყმა, რომელიც გრძელდება მანამ, სანამ იქ რკინის ბირთვები დიდი რაოდენობით წარმოიქმნება. რკინის ფორმირება არის ჩიხი, რომლის მიღმაც ვეღარ იარსებებს ბირთვული შერწყმა, როგორც ენერგიის მწარმოებელი მოწყობილობა. ამიტომ ვარსკვლავი კოლაფსს განიცდის.

მიუხედავად იმისა, რომ ვარსკვლავის ბირთვი შეიცავს მძიმე ბირთვების თანმიმდევრულად ღრმა ფენებს, დამთავრებული რკინის ბირთვებით, ვარსკვლავის გარე რეგიონებში ჯერ კიდევ არის შთამბეჭდავი რაოდენობით ხელუხლებელი წყალბადი, რომელიც არასოდეს ექვემდებარება მაღალ ტემპერატურასა და წნევას, რამაც შეიძლება აიძულოს იგი შევიდეს ბირთვულ რეაქციაში.

გიგანტური ვარსკვლავის კოლაფსი იმდენად სწრაფია, რომ იგი განიცდის ტემპერატურისა და წნევის მკვეთრ, კატასტროფულ ზრდას. მთელი წყალბადი (და ჰელიუმიც), რომელიც აქამდე არ იყო შეწუხებული, ახლა რეაგირებს და ერთდროულად. შედეგი არის კოლოსალური აფეთქება, რომელსაც დედამიწიდან ვაკვირდებით, როგორც მე-2 ტიპის სუპერნოვა.

ამ შემთხვევაში გამოთავისუფლებული ენერგია შეიძლება და მიდის ბირთვულ რეაქციებში, რომლებსაც შეუძლიათ წარმოქმნან რკინაზე მძიმე ბირთვები. ბირთვების ასეთი ფორმირება მოითხოვს ენერგიის შემოდინებას, მაგრამ სუპერნოვას მრისხანების შუაგულში ენერგია არ უნდა დაიკავოს... ასე ყალიბდება ბირთვები ურანამდე და უფრო მძიმე. საკმარისი ენერგიაა რადიოაქტიური (ანუ არასტაბილური) ბირთვების ფორმირებისთვის, რომლებიც დროთა განმავლობაში იშლება.

სინამდვილეში, ყველა მძიმე ბირთვი, რომელიც არსებობს სამყაროში, წარმოიქმნა 2 ტიპის სუპერნოვას აფეთქების შედეგად.

რასაკვირველია, ასეთი მასიური ვარსკვლავები, საიდანაც აუცილებლად აღმოჩნდება 2 ტიპის სუპერნოვა, არ არის გავრცელებული. ამისთვის საკმარისი მასა აქვს მილიონში მხოლოდ ერთ ვარსკვლავს, ან შესაძლოა უფრო ნაკლებს. თუმცა, ეს არც ისე იშვიათი შემთხვევაა, როგორც ერთი შეხედვით ჩანს.

ამრიგად, ჩვენს გალაქტიკაში არის ათიათასობით ვარსკვლავი, რომლებიც პოტენციური ტიპის 2 სუპერნოვაა.

ვინაიდან გიგანტურ ვარსკვლავებს შეუძლიათ მთავარ მიმდევრობაში დარჩენა მაქსიმუმ რამდენიმე მილიონი წლის განმავლობაში, ჩვენ გვაქვს უფლება დავინტერესდეთ: რატომ არ აფეთქდნენ და გაქრნენ ისინი დიდი ხნის წინ? ფაქტია, რომ ახალი ვარსკვლავები მუდმივად იქმნება და ზოგიერთი მათგანი ძალიან დიდი მასის ვარსკვლავია. ტიპი 2 სუპერნოვა, რომელსაც ახლა ვაკვირდებით, არის ვარსკვლავების ამოფრქვევები, რომლებიც მხოლოდ რამდენიმე მილიონი წლის წინ ჩამოყალიბდა. ტიპი 2 სუპერნოვა, რომელიც მოხდება შორეულ მომავალში, იქნება დიდი ვარსკვლავების აფეთქებები, რომლებიც დღეს ჯერ არ არსებობს. შესაძლოა სუპერნოვა იყოს და უფრო გრანდიოზული. შედარებით ცოტა ხნის წინ, ასტრონომები დარწმუნებული იყვნენ, რომ მზეზე 60-ჯერ მეტი მასის მქონე ვარსკვლავები, ალბათ, საერთოდ არ არსებობენ. ითვლებოდა, რომ ასეთი ვარსკვლავები მათ ბირთვში გამოიმუშავებდნენ იმდენ სითბოს, რომ ისინი მყისიერად აფეთქდნენ, მიუხედავად უზარმაზარი გრავიტაციისა.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ისინი ვერც კი შეძლებდნენ ჩამოყალიბებას.

თუმცა, 1980-იან წლებში გაირკვა, რომ აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ზოგიერთი ასპექტი არ იყო გათვალისწინებული ამ არგუმენტებში. მას შემდეგ, რაც ეს ასპექტები ასტრონომიულ გამოთვლებში იქნა გათვალისწინებული, აღმოჩნდა, რომ 100 მზის დიამეტრის და მზის მასაზე 2000-ჯერ აღემატება ვარსკვლავებს მაინც სტაბილურები იყვნენ. უფრო მეტიც, რამდენიმე ასტრონომიულმა დაკვირვებამ დაადასტურა ასეთი სუპერმასიური ვარსკვლავების არსებობა.

ბუნებრივია, სუპერმასიური ვარსკვლავები საბოლოოდ დაინგრა და აფეთქდნენ, როგორც სუპერნოვა, რამაც წარმოქმნა ბევრად მეტი ენერგია და გაცილებით გრძელი პერიოდის განმავლობაში, ვიდრე ჩვეულებრივი სუპერნოვა. ეს სუპერაფეთქებები აშკარად უნდა ჩაითვალოს მე-3 ტიპის სუპერნოვაებად.

დაახლოებით ამავე დროს, საბჭოთა ასტრონომმა ვ.პ. უტრობინმა გადაწყვიტა რეტროსპექტულად შეესწავლა გასული წლების ასტრონომიული ჩანაწერები, რათა იქ ეპოვა სუპერნოვა, რომელიც თავისი ბუნებით იქნებოდა მე-3 ტიპის სუპერნოვა. მან ვარაუდობს, რომ სუპერნოვა აღმოაჩინეს 1901 წელს გალაქტიკაში. თანავარსკვლავედი პერსევსი, ზუსტად ასეა. იმის ნაცვლად, რომ პიკს მიაღწიოს დღეებში ან კვირებში, ამ სუპერნოვას მაქსიმალური სიკაშკაშის მისაღწევად მთელი წელი დასჭირდა, რის შემდეგაც ის ძალიან ნელა ქრებოდა და ხილული დარჩა მომდევნო ცხრა წლის განმავლობაში.

მის მიერ გამოსხივებული მთლიანი ენერგია 10-ჯერ აღემატებოდა ჩვეულებრივი სუპერნოვას ენერგიას. ჩვენს დროშიც კი, ასტრონომები ფიქრობდნენ, რომ ეს ფანტასტიკური იყო და ისინი აშკარად გაკვირვებულები იყვნენ.

ასეთი ზემძიმე ვარსკვლავები ძალზე იშვიათია, მაგრამ მათ მიერ წარმოქმნილი მძიმე ბირთვების რაოდენობა ათასჯერ ან მეტია, ვიდრე ჩვეულებრივი სუპერნოვების მიერ წარმოქმნილი ბირთვების რაოდენობა. ეს ნიშნავს, რომ მძიმე ბირთვების წვლილი ვარსკვლავთშორისი გაზის ღრუბლებში, რომლებიც წარმოიქმნება სუპერმძიმე ვარსკვლავების მიერ, ძალიან დიდია. ჩვენს გალაქტიკაში მისი არსებობის მანძილზე, როგორც ჩანს, მოხდა სხვადასხვა სუპერნოვას 300 მილიონი აფეთქება (და მსგავსი რიცხვი, მორგებული ზომის განსხვავებაზე, ერთმანეთში) და ეს სავსებით საკმარისია ვარსკვლავთშორის გაზში მძიმე ბირთვების რეზერვების ასახსნელად. , ჩვეულებრივი ვარსკვლავების გარე ფენებში (და ჩვენი პლანეტარული სისტემის გარდა - ნებისმიერ პლანეტაზე).

ახლა თქვენ ხედავთ, რომ პრაქტიკულად მთელი დედამიწა და ყველა ჩვენგანი თითქმის მთლიანად შედგება ატომებისგან, რომლებიც წარმოიქმნება ვარსკვლავების ინტერიერში (ჩვენი მზის გარდა) და გაფანტულია კოსმოსში ადრეული სუპერნოვას აფეთქებების დროს. ჩვენ არ შეგვიძლია მივუთითოთ ცალკეული ატომები და ვთქვათ, რომელ ვარსკვლავზე დაიბადნენ და როდის გადააგდეს ისინი კოსმოსში, მაგრამ ვიცით, რომ ისინი დაიბადნენ რომელიმე შორეულ ვარსკვლავზე და მოვიდნენ ჩვენთან შორეულ წარსულში აფეთქების შედეგად.

ამრიგად, ჩვენ და ჩვენი სამყარო არა მხოლოდ ვარსკვლავებისგან, არამედ ფეთქებადი ვარსკვლავებისგან წარმოიშვა. ჩვენ მოვედით სუპერნოვებიდან!

შენიშვნები:

დედამიწასთან ყველაზე ახლოს რადიაციული სარტყლის ყველაზე შიდა ნაწილი, "ვან ალენის სარტყელი", წარმოიქმნება პროტონებისა და ელექტრონების მიერ, რომლებიც წარმოიქმნება დედამიწის ატმოსფეროს ზედა ფენებიდან წარმოქმნილი ნეიტრონების დაშლის შედეგად - Შენიშვნა. რედ.

მზის ენერგიის წყარო

Ცოდნა არის ძალა

ნახშირბადის ციკლი

როგორ გარდაიქმნება წყალბადი ჰელიუმად ვარსკვლავების ინტერიერში?ამ კითხვაზე პირველი პასუხი დამოუკიდებლად იპოვეს ჰანს ბეთემ აშშ-ში და კარლ-ფრიდრიხ ფონ ვაიცსაკერმა ქ. გერმანია. 1938 წელს მათ აღმოაჩინეს პირველი რეაქცია, რომელიც წყალბადს გარდაქმნის ჰელიუმად და შეუძლია უზრუნველყოს ვარსკვლავების სიცოცხლის შესანარჩუნებლად საჭირო ენერგია. ამის დროც დადგა: 1938 წლის 11 ივლისს ვეიცეკერის ხელნაწერი მიიღეს ჟურნალ "Zeitschrift für Physik"-ის რედაქტორებმა, ხოლო იმავე წლის 7 სექტემბერს ბეტეს ხელნაწერი მიიღეს ჟურნალის "ფიზიკური" რედაქტორებმა. Მიმოხილვა". ორივე ნაშრომი ასახავდა ნახშირბადის ციკლის აღმოჩენას. ბეთემ და კრიტჩფილდმა უკვე გაგზავნეს ნაშრომი 23 ივნისს, რომელიც შეიცავს პროტონ-პროტონის ციკლის ყველაზე მნიშვნელოვან ნაწილს.

ეს პროცესი საკმაოდ რთულია. მისი წარმოქმნისთვის აუცილებელია, წყალბადის გარდა, ვარსკვლავებში იყოს სხვა ელემენტების ატომები, როგორიცაა ნახშირბადი. ნახშირბადის ატომების ბირთვები ასრულებენ კატალიზატორის როლს. ჩვენ კარგად ვიცით კატალიზატორების შესახებ ქიმიიდან. პროტონები ერთვის ნახშირბადის ბირთვებს, სადაც წარმოიქმნება ჰელიუმის ატომები. შემდეგ ნახშირბადის ბირთვი უბიძგებს პროტონებისგან წარმოქმნილ ჰელიუმის ბირთვებს და თავადაც უცვლელი რჩება ამ პროცესის შედეგად.

ნახატზე ნაჩვენებია ამ რეაქციის სქემა, რომელსაც აქვს დახურული ციკლის ფორმა. განვიხილოთ ეს რეაქციადაწყებული ფიგურის ზემოდან. პროცესი იწყება წყალბადის ატომის ბირთვით, რომელიც ეჯახება ნახშირბადის ბირთვს მასობრივი რიცხვით 12. ჩვენ მას ვნიშნავთ როგორც C 12. გვირაბის ეფექტის გამო, პროტონს შეუძლია გადალახოს ნახშირბადის ბირთვის ელექტრული მოგერიების ძალები და გაერთიანდეს მასთან.

წყალბადის ტრანსფორმაცია ჰელიუმად ბეტეს რეაქციების ნახშირბადის ციკლში ვარსკვლავების ინტერიერში. წითელი ტალღოვანი ისრები აჩვენებს, რომ ატომი ასხივებს ელექტრომაგნიტურ გამოსხივების კვანტს.

ახალი ბირთვი უკვე შედგება ცამეტი მძიმესგან ელემენტარული ნაწილაკები. პროტონის დადებითი მუხტის გამო, თავდაპირველი ნახშირბადის ბირთვის მუხტი იზრდება. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება აზოტის ბირთვი მასობრივი რიცხვით 13. იგი აღინიშნება როგორც N 13. აზოტის ეს იზოტოპი რადიოაქტიურია და გარკვეული პერიოდის შემდეგ გამოყოფს ორ სინათლის ნაწილაკს: პოზიტრონს და ნეიტრინოს - ელემენტარულ ნაწილაკს, რომლის შესახებაც მოგვიანებით გავიგებთ. ამრიგად, აზოტის ბირთვი იქცევა ნახშირბადის ბირთვად, რომლის მასობრივი რიცხვი 13-ია, ე.ი. C 13-ში. ამ ბირთვს ისევ ისეთივე მუხტი აქვს, როგორიც ნახშირბადის ბირთვს ციკლის დასაწყისში, მაგრამ მისი მასური რიცხვი უკვე ერთია. ახლა ჩვენ გვაქვს ნახშირბადის სხვა იზოტოპის ბირთვი. თუ სხვა პროტონი დაეჯახება ამ ბირთვს, მაშინ აზოტის ბირთვი ხელახლა ჩნდება. თუმცა, ახლა მას აქვს 14 მასობრივი რიცხვი, რაც არის N 14. თუ ახალი აზოტის ატომი შეეჯახება სხვა პროტონს, მაშინ ის გადადის O 15-ში, ე.ი. ჟანგბადის ბირთვში მასური რიცხვი 15. ეს ბირთვი ასევე რადიოაქტიურია, ის კვლავ ასხივებს პოზიტრონს და ნეიტრინოს და გადადის N 15-ში - აზოტში 15 მასის რიცხვით. ჩვენ ვხედავთ, რომ პროცესი დაიწყო ნახშირბადით მასით. რიცხვი 12 და გამოიწვია აზოტის გამოჩენა 15 მასით. ამრიგად, პროტონების თანმიმდევრული დამატება იწვევს უფრო მძიმე ბირთვების გაჩენას. დაე, კიდევ ერთი პროტონი შეუერთდეს N 15 ბირთვს, შემდეგ ორი პროტონი და ორი ნეიტრონი ერთად გამოფრინდებიან წარმოქმნილი ბირთვიდან, რომლებიც ქმნიან ჰელიუმის ბირთვს. მძიმე ბირთვი კვლავ იქცევა თავდაპირველ ნახშირბადის ბირთვად. წრე დახურულია.

შედეგად, ოთხი პროტონი გაერთიანდება და ქმნის ჰელიუმის ბირთვს: წყალბადი იქცევა ჰელიუმად. ამ პროცესის დროს გამოიყოფა ენერგია, რაც საკმარისია იმისთვის, რომ ვარსკვლავები ანათებენ მილიარდობით წლის განმავლობაში.

ვარსკვლავური მატერიის გათბობა არ ხდება ჩვენს მიერ განხილული რეაქციების ჯაჭვის ყველა ეტაპზე. ვარსკვლავური მატერია ნაწილობრივ თბება ელექტრომაგნიტური გამოსხივების კვანტების გამო, რომელიც მათ ენერგიას გადასცემს ვარსკვლავურ გაზს, ნაწილობრივ კი პოზიტრონების გამო, რომლებიც თითქმის მაშინვე ანადგურებენ ვარსკვლავური აირის თავისუფალ ელექტრონებს. პოზიტრონებისა და ელექტრონების განადგურების დროს წარმოიქმნება ელექტრომაგნიტური გამოსხივების კვანტებიც. ამ კვანტების ენერგია გადადის ვარსკვლავურ მატერიაში. გამოთავისუფლებული ენერგიის მცირე ნაწილი გამავალი ნეიტრინოებთან ერთად ვარსკვლავიდან გატანილია. ნეიტრინოსთან დაკავშირებულ რამდენიმე ბუნდოვან კითხვას მოგვიანებით განვიხილავთ.

1967 წელს ბეტეს მიენიჭა ნობელის პრემია ფიზიკაში ნახშირბადის ციკლის აღმოჩენისთვის, რომელიც მან 1938 წელს ფონ ვაიცსაკერთან ერთად გააკეთა. ამ შემთხვევაში, როგორც ჩანს, ნობელის კომიტეტს დაავიწყდა, რომ ამ აღმოჩენის პატივი მარტო ბეტას არ ეკუთვნის.

ჩვენ ვიცით, რომ ციკლური ტრანსფორმაცია ხდება კატალიზური ელემენტების: ნახშირბადისა და აზოტის თანდასწრებით. მაგრამ ვარსკვლავურ ინტერიერში სამივე ელემენტი არ უნდა იყოს წარმოდგენილი. ერთი მათგანი საკმარისია. თუ ციკლის ერთი რეაქცია მაინც იწყება, მაშინ ელემენტები-კატალიზატორები გამოჩნდება რეაქციების შემდგომი ეტაპების შედეგად. უფრო მეტიც, ციკლური რეაქციის ნაკადი იწვევს იმ ფაქტს, რომ არსებობს კარგად განსაზღვრული რაოდენობრივი თანაფარდობა უხალისო იზოტოპებს შორის. ეს რაოდენობრივი თანაფარდობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, რომელზედაც მიმდინარეობს ციკლი. ასტროფიზიკოსებს ახლა მათი სპექტროსკოპიული მეთოდების დახმარებით შეუძლიათ კოსმოსური მატერიის საკმაოდ ზუსტი რაოდენობრივი ანალიზის ჩატარება. C 12 , C 13 , N 14 და N 15 იზოტოპების რაოდენობას შორის თანაფარდობით, ხშირად შესაძლებელია არა მხოლოდ იმის დადგენა, რომ ვარსკვლავის ინტერიერში ხდება მატერიის ტრანსფორმაცია ნახშირბადის ციკლის გასწვრივ, არამედ ასევე რა ტემპერატურაზეა ეს. რეაქციები ხდება. თუმცა, წყალბადი შეიძლება გარდაიქმნას ჰელიუმად არა მხოლოდ ნახშირბადის ციკლის მეშვეობით. ნახშირბადის ციკლის რეაქციებთან ერთად სხვა, უფრო მარტივი გარდაქმნებიც ხდება. სწორედ მათ შეაქვთ მთავარი წვლილი (ყოველ შემთხვევაში მზეზე) ენერგიის გამოყოფაში. შემდეგი, ჩვენ მივმართავთ ამ რეაქციების განხილვას.

1930-იანი წლებიდან ასტროფიზიკოსებს ეჭვი არ ეპარებოდათ, რომ მსუბუქ ელემენტებში ბირთვული რეაქციებიდან ერთადერთი, რომელსაც შეუძლია ვარსკვლავების გამოსხივების შენარჩუნება სპექტრი-ნათობის დიაგრამის მთავარ მიმდევრობაში საკმარისად ხანგრძლივი და ენერგიული დროის განმავლობაში, არის ჰელიუმის წარმოქმნა. წყალბადისგან. სხვა რეაქციები ან ძალიან მოკლე დროში გრძელდება (რა თქმა უნდა, კოსმიური მასშტაბით!), ან იძლევა ძალიან მცირე ენერგიას.

თუმცა, წყალბადის ოთხი ბირთვის პირდაპირი გაერთიანების გზა ჰელიუმის ბირთვში შეუძლებელი აღმოჩნდა: ვარსკვლავების სიღრმეში წყალბადის ჰელიუმად გარდაქმნის რეაქცია უნდა გაიაროს "მრგვალი გზები".

პირველი გზა შედგება წყალბადის პირველი ორი ატომის თანმიმდევრული შეერთებით, შემდეგ მათში მესამედის დამატებაში და ა.შ.

მეორე გზა არის წყალბადის ჰელიუმად გადაქცევა აზოტის და განსაკუთრებით ნახშირბადის ატომების „დახმარებით“.

მიუხედავად იმისა, რომ პირველი გზა, როგორც ჩანს, უფრო მარტივია, საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში ის არ სარგებლობდა "სათანადო პატივისცემით" და ასტროფიზიკოსები თვლიდნენ, რომ მთავარი რეაქცია, რომელიც ვარსკვლავებს ენერგიით კვებავს, არის მეორე გზა - "ნახშირბადის ციკლი".

ოთხი პროტონი მიდის ჰელიუმის ბირთვის ასაშენებლად, რომელიც თავისთავად არასოდეს მოისურვებდა α-ნაწილაკების შექმნას, თუ ნახშირბადი არ დაეხმარებოდა მათ.

ამ რეაქციების ჯაჭვში ნახშირბადი ასრულებს აუცილებელი თანამონაწილის და, როგორც იქნა, ორგანიზატორის როლს. ქიმიურ რეაქციებში არსებობენ ისეთი თანამონაწილეებიც, რომლებსაც კატალიზატორები ჰქვია.

ჰელიუმის აგებისას ენერგია არათუ არ იხარჯება, არამედ პირიქით, გამოიყოფა. მართლაც, გარდაქმნების ჯაჭვს თან ახლდა სამი γ-კვანტის და ორი პოზიტრონის ემისია, რომელიც ასევე გადაიქცა γ-რადიაციად. ნაშთია: 10 -5 (4·1,00758-4,00390) = 0,02642·10 -5 ატომური მასის ერთეული.

ამ მასასთან დაკავშირებული ენერგია გამოიყოფა ვარსკვლავის ნაწლავებში, ნელა იღვრება ზედაპირზე და შემდეგ ასხივებს მსოფლიო სივრცეში. ჰელიუმის ქარხანა უწყვეტად მუშაობს ვარსკვლავებში, სანამ ნედლეული, ანუ წყალბადი არ ამოიწურება. რა მოხდება შემდეგ, ამას შემდგომში გეტყვით.

ნახშირბადი, როგორც კატალიზატორი, გაგრძელდება განუსაზღვრელი ვადით.

20 მილიონი გრადუსამდე ტემპერატურაზე ნახშირბადის ციკლის რეაქციების მოქმედება ტემპერატურის მე-17 ხარისხის პროპორციულია! ვარსკვლავის ცენტრიდან გარკვეულ მანძილზე, სადაც ტემპერატურა მხოლოდ 10%-ით დაბალია, ენერგიის გამომუშავება 5-ჯერ იკლებს, ხოლო სადაც ერთნახევარჯერ დაბალია, 800-ჯერ იკლებს! ამიტომ, ცენტრალური, ყველაზე ინკანდესენტური რეგიონიდან არც ისე შორს, წყალბადის გამო ჰელიუმის წარმოქმნა არ ხდება. წყალბადის დარჩენილი ნაწილი ჰელიუმად გადაიქცევა გაზების შერევის შემდეგ მას „ქარხნის“ ტერიტორიაზე - ვარსკვლავის ცენტრამდე მიიყვანს.

ორმოცდაათიანი წლების დასაწყისში გაირკვა, რომ 20 მილიონი გრადუსის ტემპერატურაზე და მით უმეტეს დაბალ ტემპერატურაზე, პროტონ-პროტონის რეაქცია კიდევ უფრო ეფექტურია, რაც ასევე იწვევს წყალბადის დაკარგვას და ჰელიუმის წარმოქმნას. სავარაუდოდ, ის მიმდინარეობს ტრანსფორმაციების ასეთ ჯაჭვში.

შეჯახებისას ორი პროტონი ასხივებს პოზიტრონს და სინათლის კვანტს, გადაიქცევა მძიმე წყალბადის იზოტოპად შედარებით ატომური მასით 2. ეს უკანასკნელი, სხვა პროტონთან შერწყმის შემდეგ, იქცევა მსუბუქი წყალბადის იზოტოპის ატომად შედარებით ატომით. მასა 2. ეს უკანასკნელი სხვა პროტონთან შერწყმის შემდეგ გადაიქცევა ჰელიუმის მსუბუქი ატომის იზოტოპად 3 ფარდობითი ატომური მასით, ხოლო მასის ჭარბი გამოსხივება გამოსხივების სახით. თუ მსუბუქი ჰელიუმის ასეთი ატომები საკმარისად დაგროვდა, მათი ბირთვები შეჯახებისას ქმნიან ნორმალურ ჰელიუმის ატომს ფარდობითი ატომური მასით 4 და დამატებით ორ პროტონს ენერგეტიკული კვანტით. ასე რომ, ამ პროცესში სამი პროტონი დაიკარგა და ორი გაჩნდა - ერთი პროტონი შემცირდა, მაგრამ ენერგია სამჯერ გამოიცა.

როგორც ჩანს, მზე და სიკაშკაშის სპექტრის დიაგრამის მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავები ენერგიას ამ წყაროდან იღებენ.

როდესაც მთელი წყალბადი გარდაიქმნება ჰელიუმად, ვარსკვლავი კვლავ იარსებებს ჰელიუმის უფრო მძიმე ელემენტებად გადაქცევით. მაგალითად, ეს პროცესებია:

4 2 ის + 4 2 ის → 8 4 იყავი + გამოსხივება,

4 2 He + 8 4 Be → 12 6 C + გამოსხივება.

ამ შემთხვევაში, ერთი ჰელიუმის ნაწილაკი იძლევა ენერგიის გამომუშავებას, რომელიც 8-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე იმავე ნაწილაკს იძლევა ზემოთ აღწერილი ნახშირბადის ციკლში.

ახლახან ფიზიკოსებმა დაადგინეს, რომ ზოგიერთ ვარსკვლავში ფიზიკური პირობები იძლევა ჯერ კიდევ მძიმე ელემენტების, როგორიცაა რკინა, და ისინი გამოთვლიან მიღებული ელემენტების პროპორციას იმ ელემენტების სიმრავლის შესაბამისად, რომლებიც ბუნებაში გვხვდება.

გიგანტურ ვარსკვლავებს აქვთ საშუალო ენერგიის გამომუშავება მასის ერთეულზე ბევრად აღემატება მზის ენერგიას. თუმცა, ჯერ კიდევ არ არსებობს ზოგადად მიღებული თვალსაზრისი წითელ გიგანტ ვარსკვლავებში ენერგიის წყაროების შესახებ. მათში არსებული ენერგიის წყაროები და მათი სტრუქტურა ჩვენთვის ჯერ არ არის ნათელი, მაგრამ, როგორც ჩანს, მალე გახდება ცნობილი. ვ.ვ.-ს მიხედვით. სობოლევი, წითელ გიგანტებს შეიძლება ჰქონდეთ იგივე სტრუქტურა, როგორც ცხელი გიგანტები და ჰქონდეთ იგივე ენერგიის წყაროები. მაგრამ ისინი გარშემორტყმულია უზარმაზარი იშვიათი და ცივი ატმოსფეროებით, რაც მათ "ცივი გიგანტების" იერს აძლევს.

ზოგიერთი მძიმე ატომის ბირთვები შეიძლება ჩამოყალიბდეს ვარსკვლავების ინტერიერში მსუბუქი ატომების კომბინაციის გამო და გარკვეულ პირობებში, მათ ატმოსფეროშიც კი.