Галактикалар мен жұлдызды жүйелердің эволюциясы

Сутегі ядролары орасан зор энергия бөле отырып, гелий ядроларын түзеді. Ағылшын астрофизигі А. Эддингтонның анықтағандай, біздің Күніміз осы ядролық реакциялар жүретін термоядролық қазан болып табылады. Оның ядросының температурасы 15 млн градус, ал бетінің температурасы 60000С-ге тең. Эдингтон Күнді құрайтын газдың тұрақты тепе- теңдігін түсіндірді. Оның түсіндірмесі бойынша  тартылыс күші газдардың сығылуын тудырады, ал  сығылуға газдардың қысымы кері әсер етеді. А.Эддингтон, бұдан басқа радиациялық қысымның жұлдыздардың ішінде бар екендігін ескерді, ал  сәуле шығару жұлдыздың ішінде интенсивті жүретін болғандықтан, радиациялық қысым да елеулі болуы тиіс.

Бұл жерде гелийді күл ретінде қалса, сутегі қанша уақыт жануы мүмкін деген сұрақ пайда болады. Жұлдыздың массасына байланысты бұл үрдіс ұзақ немесе жылдам болуы мүмкін. Массалары Күннің массасындай жұлдыздарда сутегі миллиардтаған жылдар бойы жануы мүмкін. Бірақ сутегінің қоры шексіз емес, олар қашан да болсын таусылады.

Бұл жағдайда галактикадағы сутегінің қоры таусылғаннан кейін 100 млн градус температурада гелий жана бастайды деп жорамалданып отыр. Ендігі күл оттегі мен көміртегі болады. Оттегі мен көміртегі жану үшін біздің күннің массасы жеткіліксіз. Бірақ осы кезге дейін де күнде елеулі процестер өтеді.

Гелий сутегіден ауыр, сондықтан ол жанып біткен соң орталықта жиналып қалады. Енді сутегі қабықтың ішінде жанады. Ал орталықта қалған гелийлік шар, қызған сайын үлкейе бастайды. Оның температурасы да көтеріле бастайды. Біздің Күнңің көлемі үлкейе бастайды. Бұл құбылыс бүкіл Күн жүйесін катастрофалық процестерге алып келеді. Мысалға, Жерде поляр  мұздықтары еріп, мұхиттар буланып, планетаны қалың тұман қаптап, онда үздіксіз жаңбыр жауады. Гелийлік өрт оны қоршаған сутегілік қабықшаны жарып, нәтижесінде  бүкіл планеталық жүйеге таралып, көптеген планеталардың атмосферасын жұлып кетіп, оларды өртеп жібереді.

Бұдан соң ядролық пеш сөнеді. Бірақ Күн гелийлік жарылыста жойылмайды.  Жарылыстың ықпалы күн бетіне жеткенше оның сыртқы қабықшасы суыи бастайды. Гелий осыдан кейін қайта жиналып, жоғарыда көрсетілген реакция қайта басталады. Ішкі қабаттардағы температура өсіп, сыртқы қабаттардағы температура төмендейді. Ақырында атомдар түзілуге қажетті жағдайлар туып, фотондардың ағыны басталады.

Көп мөлшерде жылу бөлінумен қатар жүретін бұл үрдіс белгілі бір шекке жеткенде, Күннің қабықшасы кеңістікке шашырап кетеді, яғни күн жарылады. Сыртқы қабығынан айрылған Күн ақ карликке айналып, тып – тыныш бірнеше  милиондаған жылдарға созылған тіршілігін жалғастыра береді.

Егер Күннің массасы үлкен болғанда сутегінің жану процесі басқа химиялық элементтердің, мысалы, неон, магний, кремний, фосфор, күкірт, никель, т.б. түзілгенге дейін жүре берер еді. Бұл элементтердің барлығы бір-біріне кигізілген матрешкалар секілді жанатын еді, мысалы, магний – неондық қабықта, фосфор - кремнийлік қабықта және т.б. Бірақ, темірге жеткенде бұл процес тоқтайды. Себебі, темір жанбайды.  Бірақ қысым мен температура жоғарылағандығы соншалық, ең соңында электрондар мен протондар бір-бірімен қысылысып, нәтижесінде тек нейтрондар ғана қалатын жағдайға жетеді.

Олардың алатын орны аз болатындықтан жұлдыздардың орталық өзегі одан ары сығылады, сонымен қатар қосымша энергия бөледі, бұл энергияның әсерінен сығылу процесі тездетіле түседі. Нәтижесінде көптеген нейтринолар пайда болады, бұл әлсіз бөлшектер жүйеден тез арада сыртқа шығып кетеді. Жұлдыздардың орталық бөлігінде энергия жетпегендіктен сығылу қайтадан күшейеді. Нейтринолардың ағыны ұлғаяды, бірақ олар енді жұлдыздардан бөлініп шығып кете алмайды, себебі сыртқы қабаттар өздерінің тығыздықтарын ұлғайтады. Бұл кезде гравитациялық күштердің

Күн жүйесі

әсерінен аса жаңа жұлдыздың жарылысы деп аталатын жарылыс болуы мүмкін.

Осы жарылыс кезінде периодты системадағы басқа элементтер де  пайда болады. Бұл элементтер бүкіл Ғалам бойынша босып жүреді.

Біздің Күн мен планеталар аса жаңа жұлдыздың жарылысынан кейін эволюциялаған деп саналады. Глобула протожұлдызымен бірге протопланеталық “бұлт” пайда бола бастайды, бұл бұлттың жазықтығы жұлдыздың айналысының осіне перпендикулярлы болады.

Күн системасы 9 планетадан тұрады: Меркурий, Венера, Жер, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.

Аталған планеталардың барлығы бір бағытта, бір жазықтықта (Плутоннан басқасы), дөңгелек тәріздес орбиталары бойымен айнала қозғалады. Күн системасының орталық нүктесінен оның шетіне дейінгі қашықтық (Плутонға дейін) 5,5 жарық сағатына тең. Күннен Жерге дейінгі қашықтық 149 млн шақырымға тең, бұл қашықтық оның 107 диаметріне тең.

Кішкене планеталарда планеталар серіктерінің басым көпшілігіндегідей атмосфера жоқ, өйткені оларда газдарды ұстап тұратын тартылыс күштері жеткіліксіз. Венераның атмосферасында көмірқышқыл газы басым, ал Юпитердің атмосферасында аммиак көп. Айда және Марста вулкандық жолмен пайда болған кратерлер бар.

Үлкен планеталардың - Юпитер, Сатурн, Уран мен Нептунның құрамы ең алғашқы тұмандықта болған құбылыстарды жақсы көрсетеді. Олардың құрамы жалпы Ғаламның құрамына өте жақын. Ішкі кішігірім, яғни Меркурий, Венера, Жер мен Марс секілді планеталарда ауыр элементтер көп, ал гелий, неон сияқты газдар аз мөлшерде, себебі планеталардың гравитациялық күші әлсіз болғандықтан газды ұстап тұра алмай, олар ұшып кеткен.

Юпитердің диаметрі шамамен 144 000 км. Бұл Жердің диаметрінен 12 есе көп, ал массасы Жердің массасынан 300 есе көп. Бірақ Юпитердегі заттардың тығыздығы бөлек. Ол жеңіл заттардан – сутегі мен гелийдің қоспасынан, сондай – ақ метан, аммиак, күкіртті газдар мен басқа да химиялық элементтерден құралған басқа да қосылыстардан тұрады. Юпитердің бетіндегі тартылыс күші Жермен салыстырғанда екі жарым есе көп, сондықтан жоғарғы қабаттардағы қысым Юпитердің қабықшасын сығып, планетаның ішндегі заттардың тығыздығы жоғарылайды.

Ғылымда бұл планетаның құрылымы газды - сұйықты екендігі белгілі. Оның центрінде ғана тас тәріздес ядро болуы мүмкін. Ол сутегімен қоршалған, ол аса зор қысымның әсерінен электр тогы мен жылуды өткізетін металдық қатты денеге айналған.  Юпитерде Күн сияқты газды-шаңды тұманнан пайда болған. Бұл тұжырымды олардың химиялық құрамы дәлелдейді. Бірақ оның массасы термоядролық реакциялар жүруі үшін жеткіліксіз, әйтпесе біздің планеталық жүйемізде қосарланған жұлдыз болып, бұл жағдайдың Жерде тіршілік пайда болуына қалай әсер ететіні белгісіз еді. Жұлдыз болмаса да Юпитер спектрде инфрақызыл сәулелерді шығарып отырады. Планетаның температурасы орталығына қарай жылжыған сайын жоғарылап, ең орталық нүктесінде бірнеше мыңдаған градусқа жетеді. Жоғары температуралар әсерінен планетаның қабықшасында конвективті қозғалыстар түзіліп, экваторға параллель горизонталды сызықтар пайда болады. Юпитердегі магнит өрісі Күннен бөлінген сәулелерді ұстап, тек қана тіршілікке емес, электронды құралдарға да аса қауіпті зарядталған бөлшектердің ағынын туғызады. “Вояджер” атты автоматты зонд, полярлық шуғылалар мен Юпитер атмосферасындағы көз  шағылыстанатын найзағай жарқылдарын, сондай ақ 400 км/сағ жылдамдықпен жойқын соққан дауылдарды бақылаған. Бұнымен қатар Юпитердің серіктері де анықталған. Олардың бірінде – Иода, серіктің қабығының активтілігі жайлы тұжырым жасауға мүмкіндік беретін сегіз вулкан табылған.

ТАРАУ БОЙЫНША БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ

1. Ғалам эволюциясы жөніндегі идеялар, олардың пайда болуы, дамуы және қалыптасуы.

2. Ғалам эволюциясының моделі және оны жасаушы зерттеуші ғалымдардың еңбектері және стандартты модель.

3. ”Үлкен жарылыс” және реликтілік сәуле шығару құбылыстары.

4. Космология және космогония ғылымдарының түсініктері, галактика, оның құрылымы.

5. Жұлдызды жүйелер, олардың қалыптасуы мен құрылымы.

6. ”Қара ойықтар” түсінігі, оның мәні.

Р.А. Мирзадинов

Жаратылыстану концепциялары

оқулығынан