Астраномія
Выдавец: Народная асвета
Памер: 151с.
Мінск 1977
маладыя. Выходзячы з галіны, яны старэюць.
Зоркі шаравых скапленняў, па сучаснай тэорыі ўнутранай будовы і эвалюцыі зорак, самыя старыя. Ім можа быць да 1010 гадоў. Зразумела, што зорныя сістэмы — галактыкі павінны быць старэйшымі, чым зоркі, з якіх яны складаюцца. Узрост большасці з іх павінен быць не меншы, чым 1010 гадоў. У зорным Сусвеце адбываюцца не толькі павольныя змяненні, але і хуткія, нават катастрафічныя. Напрыклад, за час парадку года звычайная, відаць, зорка ўспыхвае, як «звышновая» (§ 25. 3), і за той жа прыкладна час спадае ў бляску. У выніку яна, верагодна, ператвараецца ў малюсенькую зорку, што складаецца з нейтронаў і верціцца з перыядам парадку секунды і хутчэй. Яе шчыльнасць (пры спадзе) узрастае да шчыльнасці атамных ядзер і нейтронаў (каля 1013г/сж3), і яна становіцца магутнейшым спрамяняльнікам радыё і рэнтгенаўскіх праменняў, што, як і яе святло, пўльсуюць з перыядам вярчэння зоркі. Прыкладам такога пульсара, як іх наз'Ьіваюць, з’яўляецца слабая зорачка ў цэнтры расшыраючайся Крабападобнай радыётуманнасці (§ 25. 3). Астаткаў успышак звышновых зорак у выглядзе пульсараў і радыётуманнасцей, падобных да Крабападобнай, вядома ўжо многа.
У першую чаргу навукай было пастаўлена пытанне аб паходжанні сонечнай сістэмы, але ў далейшым стала зразумела, што яно павінна вырашацца разам з праблемай паходжання і развіцця зорак. Мусіць, і яе цяжка рашыць правільна без ведання таго, як фарміруюцца і развіваюцца галактыкі.
2. Узнікненне галактык і зорак. Акадэмік В. А. Амбарцумян выказаў довады, што галактыкі і, можа быць, Метагалактыка ўтварыліся з якогасьці звышшчыльнага «дазоркавага рэчыда». На яго думку, яно валодае здольнасцю самаадвольна драбіцца і ўтварае галактыкі. Ядры іх шляхам далейшага драбнення параджаюць асацыяцыі «дазоркавых» цел, а тыя, дробячыся, параджаюць і зоркі, і дыфузную матэрыю. Галактыкі з актыўнымі ядрамі, якія радыёспрамяняюць і выкідваюць газы, ён лічыць маладымі.
Большасць вучоных прытрымліваецца, аднак, ранейшай, значна больш падрабязна распрацаванай гіпотэзы аб тым, што зоркі і галактыкі ўзнікалі з воднагеліевага асяроддзя Метагалактыкі шляхам яе распаду на асобныя воблакі. За гэтым ішло ўшчыльненне
6 Астраномія. 10 кл
129
кожнага з іх у сферычнае воблака за кошт цягацення. Яно распадалася на мноства згусткаў, маючых таму таксама сферычнае размеркаванне. Так узніклі першыя зоркі, якія змяшчалі мала цяжкіх элементаў. Гэта зоркі шаравых скапленняў, эліптычных галактык і ядзер спіральных галактык.
У эліптычных галактыках павышаная шчыльнасць газу спрыяла кандэнсацыі яго ў зоркі. Працэс утварэння зорак у эліптычных сістэмах даўно закончыўся. Іх зоркі з’яўляюцца самымі старымі зоркамі.
У 1931 г. аўтарам гэтага падручніка было даказана, што зоркі ў працэсе эвалюцыі выкідваюць столькі газу, што яго дастаткова для фарміравання новых пакаленняў зорак. У нетрах зорак, асабліва звышновых, у працэсе ядзерных рэакцый выпрацоўваюцца цяжкія элементы. Таму газ, які выкідваецца зоркамі, ужо ўзбагачаны імі. Так узніклі і ўзнікаюць шляхам кандэнсацыі паўторна накопленага газу зоркі новага пакалення, больш маладога. Яны адрозніваюцца ад ранейшых сваім хімічным саставам.
У Сусвеце ідзе бесперапыннае развіццё і змяненне не толькі арганічнага, але і неарганічнага рэчыва.
32. РАЗВІЦЦЕ ЗОРАК (для дадатковага чытання)
На карысць узнікнення зорак шляхам гравітацыйнай кандэнсацыі (г. зн. узаемнага цягацення частачак) са шчыльнага газавага або газапылавога асяроддзя гавораць многія факты. На фоне светлых туманнасцей былі адкрыты вельмі маленькія, але надзвы
109. Глобулы — маленькія, чорныя, вельмі шчыльныя газапылавыя
туманнасці.
чай шчыльныя пылавыя туманнасці, названыя глобуламі (рыс. 109). Магчыма, што яны з’яўляюцца зародкамі зорак. Разам з гэтым Ара (Мексіка) і Хербіг (ЗША) у пылавых туманнасцях сузор’я Арыёна выявілі малюсенькія, вельмі слабыя згусткі (рыс. 110). У адным з іх пазней з’явілася туманная зорачка, якую раней тут не бачылі. Можа быць, гэта зарадзілася зорка. Зоркі, што зараджаюцца, называюцца пратазоркамі. Далей, гіпотэза, якая правяраецца шматлікімі разлікамі на аснове тэорыі ўнутранай будовы зорак, рысуе такую карціну.
Пратазоркі на дыяграме К—С знаходзяцца правей галоўнай паслядоўнасці, паколькі іх тэмпература яшчэ ніжэй, чым ва ўзнікшых зорак дадзенай масы і адпавядаючай ёй свяцімасці. Сціскаючыся, зорка «рухаецца» гарызантальна ўлева па дыяграме ^— С, пакуль у нетрах зорак тэмпература не падымецца да некалькіх мільёнаў градусаў. Тады пачнуцца ядзерныя рэакцыі з удзелам лёгкіх элементаў і вылучэннем цяпла. Пераменнасць бляску зорак—знак таго, што яны яшчэ не сталі ўстойлівымі. Награванне ўводзіць у дзеянне рэакцыю ператварэння вадароду ў гелій і спыняе сцісканне. Ціск газу знутры ўраўнаважвае цягаценне да цэнтра. Зорка становіцца ўстойлівай і пападае на галоўную паслядоўнасць. Зорка з масай такой, як у Сонца, сціснулася і з’явілася на галоўнай паслядоўнасці за 108 гадоў. Месца прыходу зоркі на галоўную паслядоўнасць справа тым вышэй, чым больш яе маса. Чым больш масіўная зорка, тым тэмпература ў яе нетрах вышэйшая і хутчэй «выгарае» вадарод, ператвараючыся ў гелій. Блакітныя зоркі «спальваюць» вадарод, знаходзячыся на галоўнай паслядоўнасці, за 106— 107 гадоў, а Сонца толькі за 1010 гадоў. Унутранай энергіі Сонца хопіць яшчэ на мільярды гадоў.
110. Зоркі Ара—Хербіга. Аб'екты, якія з'явіліся на правым здымку (1954 г.) і адсутнічалі на левым здымку (1947 г.), можа быць, з'яўляюцца ўзнікшымі пратазоркамі.
3 выгараннем вадароду ў ядры зоркі пачынаецца трэцяя стадыя эвалюцыі ў форме руху па дыяграме ^ — С управа і ўверх ужо ў якасці чырвонага гіганта. У канцы гэтай стадыі ў чырвоных гігантах ідзе рэакцыя ператварэння гелію ў вуглярод. У трэцяй стадыі гэта рэакцыя спыняецца. Зорка, ушчыльніўшыся, прыходзіць у стан белага, крайне шчыльнага карліка. Пры малой паверхні і таму скупым расходаванні энергіі белы карлік зноў можа свяціць за кошт сціскання вельмі доўгі час.
На рысунку 111 паказана схематычна эвалюцыя Сонца ў мінулым і ў будучым. Лічбы на крывой паказваюць працягласць адпаведных стадый эвалюцыі.
33. УЗНІКНЕННЕ ПЛАНЕТНЫХ СІСТЭМ I ЗЯМЛІ
Рашэнне пытання аб паходжанні сонечнай сістэмы сустракае асноўную цяжкасць у тым, што іншыя падобныя сістэмы ў іншых стадыях развіцця мы не назіраем. Нашу сонечную сістэму няма з чым параўноўваць.
Праўда, каля некаторых найбліжэйшых зорак, відаць, існуюць планеты, таму што гэтыя зоркі выяўляюць ледзь прыкметныя пе
Івяцімасць
10
2
10
L
3
10
111. Схема эвалюцыі Сонца і зорак падобнага з ім тыпу (тэмпература дадзена ў 103/’К),
7
6
5
4
3
Тэмпература паверхні
рыядычныя абарачэнні каля некаторага цэнтра мас. Іх нябачны спадарожнік мае вельмі малую масу і з’яўляецца, відавочна, планетай або групай планет. Але больш аб гэтым пакуль нічога сказаць нельга. Аднак гэта з’ява важная ў тых адносінах, што гаворыць супраць выключнасці сонечнай сістэмы і Зямлі ў прасторы. Сістэмы, падобныя да нашай сонечнай сістэмы, павінны быць дастаткова распаўсюджаны, і іх узнікненне павінна быць не выпадковым, а заканамернай з’явай.
Гістарычна для развіцця матэрыялістычнага светапогляду вельмі вялікую ролю адыгрывалі першыя навуковыя меркаванні аб паходжанні сонечнай сістэмы. Першай была гіпотэза нямецкага філосафа I. Канта. У сярэдзіне XVIII ст. ён выказаў ідэю аб узнікненні сонечнай сістэмы з воблака халодных пылінак, якія знаходзіліся ў хаатычным руху. У 1796 г. французскі вучоны П. Лаплас падрабязна апісаў гіпотэзу ўтварэння Сонца і планет з газавай туманнасці, якая ўжо вярцелася.
Лаплас улічыў асноўныя характэрныя рысы сонечнай сістэмы, якія павінна растлумачыць усякая гіпотэза аб яе паходжанні: асноўная маса сістэмы сканцэнтравана ў Сонцы; арбіты планет і спадарожнікаў амаль кругавыя і ляжаць амаль у адной плоскасці; адлегласйі паміж імі ўзрастаюць па пэўнаму закону; амаль усе планеты не толькі абарачаюцца вакол Сонца, але і верцяцца вакол сваіх восей у адным напрамку.
Пазнейшае развіццё навукі дабавіла неабходнасць растлумачыць размеркаванне моманту колькасці руху ў сонечнай сістэме1.
Момант колькасці руху Сонца вельмі малы ў параўнанні з сумарным момантам колькасці руху планет. Гэта было найбольш сур’ёзнае сярод пярэчанняў супраць гіпотэзы Лапласа. У цяперашні час усе вучоныя прыйшлі да вываду аб тым, што Зямля ніколі не была ні газавай, ні вогненнавадкай, а ўзнікла з халоднай газапылавой масы.
У дадзены перыяд найбольш распрацаванай з’яўляецца гіпотэза савецкага акадэміка О. Ю.Шміта аб узнікненні планет з газапылавога асяроддзя.
Згодна з гіпотэзай Шміта, велізарнае халоднае газапылавое воблака, якое верціцца вакол Сонца, павінна было сплюшчвацца. Гэта выклікалася сутыкненнем частачак і абменам іх энергіяй і колькасцю руху, што вяло да размеркавання частачак па скорасцях і напрамках так, каб сутыкненні былі магчыма больш рэдкімі. Так, пыл размеркаваўся ў выглядзе дыска, які меў таўшчыню ў тысячу разоў меншую за яго дыяметр. Арбіты частачак сталі кругавымі з рухамі ў адным напрамку. Буйныя частачкі далучылі. да сябе дробныя. Хутчэй за ўсё расла маса найбуйнейшых частачак^
1 Момант колькасці руху сонечнай сістэмы можна выразіць велічынёй: Sma • г2, Дзе m — маса планеты, г — яе сярэдняя адлегласць ад Сонца, ш — вуглавая скорасйь.
133
Так узнікла некалькі буйных цел — планет (рыс. 112). Зямля вырасла да яе сучаснай масы па разліках за некалькі сот мільёнаў гадоў. Зямля, халодная на паверхні, стала разагравацца за кошт радыеактыўных элементаў. Гэта прывяло да расплаўлення зямных нетраў. Цяжкія элементы прадыфундзіравалі ўніз, утварыўшы ядро, а лёгкія ўтварылі кару. У роі частачак, якія акружалі зародкі планет, паўтараўся працэс зліпання частачак і ўзніклі спадарожнікі планет. Удары падаючых на планеты цел прывялі планеты ў вярчэнне.
У частках пылавога дыска, аддаленых ад Сонца, была нізкая тэмпература, і вадарод пры фарміраванні вялікіх планет не вы
112. Этапы ўзнікнення Зямлі і планет з газапылавога воблака па гіпотэзе О. Ю. Шміта.
парыўся. Моцнае награванне воблака паблізу Сонца паскарала рассеянне вадароду, і ў планетах зямной групы яго амаль не захавалася. Шміту ўдалося таксама ўпершыню тэарэтычна вывесці назіраемы закон планетных адлегласцей ад Сонца.
КНІГІ ОНЛАЙН
