Сутегінің гелийге айналуы кезінде

Құс Жолы: біздің галактиканың құрылысы мен қозғалысы

Біздің Құс Жолы — спираль тәрізді галактика. Ол шамамен 150 млрд жұлдыздан тұрады, өз ядросы және бірнеше спираль тармақтары бар. Галактиканың мөлшері шамамен 100 мың жарық жылы.

Құс Жолындағы жұлдыздардың басым бөлігі қалыңдығы шамамен 1500 жарық жылы болатын алып диск ішінде шоғырланған. Қазіргі кезде галактикамыз ғарыш кеңістігінде шамамен секундына 550 км жылдамдықпен қозғалып келеді. Оның екі серігі бар: Үлкен және Кіші Магеллан бұлттары.

Негізгі өлшемдер

Диаметрі (экватор бойынша): 3,08×10¹³ км
Ядросының көлденең өлшемі: шамамен 30 жарық жылы
Заттың басым бөлігі атомдық күйде, оның 99%-ы — сутегі

Айналу ерекшелігі

Галактика жұлдыздарының ядроны айнала қозғалысы күрделі және қатты не сұйық денелер қозғалысына ұқсамайды. Айналу периоды әр жұлдыздың массасына және галактикалық орталықтан қашықтығына байланысты өзгеріп отырады.

Біздің Күн жүйеміз галактиканың шеткері бөлігінде, ядродан шамамен 30 жарық жылы қашықтықта орналасқан деп беріледі. Күн ең жақын жұлдыздармен салыстырғанда Лира шоқжұлдызына қарай шамамен 20 км/с жылдамдықпен қозғалады. Сонымен бірге Күн көршілерімен бірге галактика кеңістігінде Аққу шоқжұлдызына қарай 250 км/с жылдамдықпен айналады.

Күн галактика орталығын шамамен 180 млн жыл ішінде бір рет айналып шығады. Демек, бір галактикалық жыл шамамен 180–190 млн жыл. Күнге ең жақын жұлдыздар: Центаврдің Альфасы (Проксима) және Сириус.

Күн: құрылымы, белсенділігі және энергия көзі

Күн — қатты қызған плазмалық шар: беткі температурасы шамамен 6000 °C, орташа тығыздығы шамамен 1,4 г/см³. Оның айналасында лаулаған от пен протуберанецтер байқалатын тәж (корона) бар.

Күн белсенділігінің циклі

Күн сәуле шығаруы мен белсенділігі 11 жылдық цикл бойынша өзгеріп отырады. Белсенділіктің ең жоғарғы шегінде Күн бетінде дақтар ерекше көп байқалады.

Ішкі қабаттары (аталған ретпен)

1 Гелийлік ядро
2 Конвекция зонасы
3 Хромосфера
4 Фотосфера
5 Күн дақтары
6 Протуберанецтер
7 Тәж

Энергияның шығу тегі

Күн энергиясының көзі — термоядролық реакциялар: сутегінің гелийге айналуы кезінде орасан зор энергия бөлінеді. Термоядролық реакцияларға қажетті температураны теориялық түрде алғаш Артур Эддингтон есептеп шығарған. Ал неміс физигі Ганс Бете (1967 жылғы Нобель сыйлығы) Күндегі сутегі–гелий синтезі реакцияларын есептеген.

Күн жүйесінің пайда болуы: негізгі алғышарттар мен гипотезалар

Күн жүйесі мен жұлдыздардың пайда болуы туралы кез келген мәселе немесе гипотезаның түбінде Ғаламның үш іргелі ерекшелігі жатады.

1) Химиялық құрам

Заттардың басым бөлігі сутегі (75%) мен гелийден (25%) және өзге элементтердің аз үлесінен тұрады.

2) Жұлдызаралық орта

Ғаламның кез келген нүктесінде жұлдызаралық газ бен шаң бар.

3) Қозғалыс

Барлық заттар айналмалы және турбулентті қозғалыста: галактикалар спираль, жұлдыздар айналады, планеталар Күнді айналады.

Сондай-ақ Күн жүйесінің жасы шамамен 5 млрд жыл екені белгілі. Бұл дерек Ғаламның біз орналасқан бөлігінің тарихын елестетуге мүмкіндік береді.

Негізгі гипотезалар

Өткен ғасырда И. Кант ұсынған идеяны П. Лаплас қолдады.
Кейін В. Фесенков пен О. Шмидт жаңа гипотезалар ұсынды: планеталар бастапқы ыстық компоненттерден емес, суық күйдегі заттардан түзілген.
Швед астрофизигі Х. Альвен ұсынып, кейін Ф. Хойл жетілдірген электромагниттік нұсқа кең таралған.

Жұлдыздардың түзілуі және эволюциясы

Жұлдыздардың пайда болу үдерісі галактикада үздіксіз жүреді: газ бен шаң турбуленттік күштердің әсерінен гравитациялық ядроларға — протожұлдыз элементтеріне — үнемі қосылып отырады. Пайда болған глобула бастапқыдан-ақ гравитациялық ядролардан қалған айналмалы қозғалысқа ие болады.

Термоядролық «іске қосылу»

Глобула ұлғайған сайын қызуы артып, белгілі бір шекке жеткенде атомдық синтез реакциялары басталады. Температура шамамен 15 млн градусқа жеткенде ядролық синтез іске қосылады: сутегі ядролары энергия бөле отырып гелий ядроларын түзеді.

А. Эддингтон Күнді «термоядролық қазан» ретінде қарастырып, жұлдыз ішіндегі тұрақты тепе-теңдікті түсіндірді: тартылыс газды сығады, ал газ қысымы сығылуға қарсы әсер етеді. Сонымен бірге жұлдыз ішінде радиациялық қысым да маңызды болуы мүмкін, өйткені сәуле шығару өте интенсивті.

Отынның таусылуы және келесі кезеңдер

Жұлдыз массасына қарай сутегі «жану» үдерісі ұзақ немесе жылдам жүреді. Күн массасына жуық жұлдыздарда сутегі миллиардтаған жыл бойы жанып тұруы мүмкін, бірақ қоры бәрібір таусылады. Сутегі азайған соң, шамамен 100 млн градус температурада гелий «жана бастайды» деген жорамал айтылады; нәтижесінде «күл» ретінде көміртек пен оттегі түзіледі.

Күннің алыс болашағы

Гелий ауыр болғандықтан, ол жанып біткен соң орталықта жиналады; сутегі қабықта жанады, ал орталықтағы гелийлік шар қызған сайын ұлғаяды. Күннің көлемі өсуі ықтимал, бұл бүкіл Күн жүйесіне қатты әсер етуі мүмкін: Жерде мұздықтар еруі, мұхиттардың булануы, атмосфералық өзгерістер және апатты климаттық салдарлар сипатталады. Ақырында сыртқы қабықша кеңістікке шашырап, Күн ақ карликке айналуы мүмкін.

Массасы үлкен жұлдыздар және аса жаңа жұлдыз жарылысы

Егер жұлдыз массасы үлкен болса, синтез үдерісі неон, магний, кремний, фосфор, күкірт, никель сияқты ауыр элементтер түзілгенге дейін жалғасуы мүмкін. Алайда темірге жеткенде процесс тоқтайды, өйткені темір «жанбайды». Қысым мен температура шектен шыққанда электрондар мен протондар сығылысып, нейтрондар басым орта пайда болуы ықтимал; бұл жағдай аса жаңа жұлдыздың жарылысына алып келуі мүмкін. Осындай жарылыстар кезінде периодтық жүйедегі көптеген элементтер түзіліп, Ғаламға таралады.

Протожұлдызбен қатар протопланеталық бұлт та қалыптаса бастайды: оның жазықтығы әдетте жұлдыздың айналу осіне перпендикуляр бағытталады.

Күн жүйесі: планеталар, қашықтықтар және ортақ заңдылықтар

Күн жүйесі 9 планетадан тұрады: Меркурий, Венера, Жер, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Олардың барлығы бір бағытта, негізінен бір жазықтықта (Плутоннан басқасы), жуық шеңберге ұқсас орбиталар бойымен айналады.

Қашықтық

Күн жүйесінің орталығынан шетіне дейінгі қашықтық (Плутонға дейін) шамамен 5,5 жарық сағаты.

Жер орбитасы

Күннен Жерге дейінгі орташа қашықтық 149 млн км, бұл қашықтық Жердің шамамен 107 диаметріне тең.

Атмосфера

Кіші планеталардың көпшілігінде (және көптеген серіктерде) атмосфера жоқ: газды ұстап тұруға тартылыс күші жеткіліксіз.

Құрам айырмашылығы

Ішкі (жер тектес) планеталар

Меркурий, Венера, Жер, Марста ауыр элементтер көбірек, ал гелий, неон сияқты газдар аз: әлсіз тартылыс салдарынан жеңіл газдар ғарышқа ұшып кеткен.

Сыртқы алып планеталар

Юпитер, Сатурн, Уран, Нептунның құрамы бастапқы тұмандықтағы жағдайларды жақсырақ сақтайды және жалпы Ғалам құрамына жақын.

Венера атмосферасында көмірқышқыл газы басым, ал Юпитер атмосферасында аммиак көп екені айтылады. Айда және Марста вулкандық жолмен пайда болған кратерлер бар.

Юпитер: алып планетаның құрылысы, энергиясы және құбылыстары

Өлшемі

Юпитердің диаметрі шамамен 144 000 км: бұл Жерден 12 есе үлкен.

Массасы

Массасы Жерден шамамен 300 есе көп.

Тартылыс күші

Бетіндегі тартылыс Жермен салыстырғанда шамамен 2,5 есе жоғары.

Юпитер затының тығыздығы өзгеше: ол негізінен сутегі мен гелий қоспасынан, сондай-ақ метан, аммиак, күкіртті газдар және басқа қосылыстардан тұрады. Жоғары тартылыс әсерінен үстіңгі қабаттардағы қысым планетаны сығып, ішкі бөліктерде зат тығыздығын арттырады.

Құрылысы туралы түсінік

Юпитердің құрылымы газды–сұйықты деп сипатталады. Орталығында тас тәріздес ядро болуы мүмкін. Оны сутегі қоршайды: аса зор қысымда сутегі электр тогы мен жылуды өткізетін металдық күйге ауысуы ықтимал.

Юпитер Күн сияқты газды-шаңды тұманнан пайда болған деп есептеледі, мұны оның химиялық құрамы да меңзейді. Бірақ оның массасы термоядролық реакциялар тұрақты жүруі үшін жеткіліксіз: әйтпесе жүйемізде қос жұлдыз пайда болып, оның Жердегі тіршілікке ықпалы қандай болары белгісіз еді.

Ішкі жылу және жолақтар

Юпитер инфрақызыл сәулелерді шығарады. Температура орталыққа қарай артылып, ең ортасында бірнеше мың градусқа жетуі мүмкін. Жоғары температуралар конвективті қозғалыстарды күшейтіп, экваторға параллель көлденең жолақтардың қалыптасуына ықпал етеді.

Магнит өрісі және қауіп

Юпитердің күшті магнит өрісі Күннен келген зарядталған бөлшектерді ұстап, тіршілікке ғана емес, электронды құрылғыларға да қауіпті ағындар тудыруы мүмкін.

Бақылаулар: «Вояджер» деректері

Полярлық шұғылалар және атмосферадағы найзағай жарқылдары тіркелген.
Жойқын дауылдардың жылдамдығы шамамен 400 км/сағ деп сипатталған.
Юпитер серіктері зерттеліп, олардың бірінде — Иода — белсенділікке меңзейтін сегіз вулкан табылған.