Күн жүйесі қалай және қашан өледі

2024 Автор: Malcolm Clapton | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 04:02

Бізде әлі біраз уақыт бар, шамамен 5-7 миллиард жыл.

Бұрын екі ай Жерді айналып, кейін олар біріктірілген. Титан, Сатурнның серігі - біздің планетамыздың тамаша аналогы, онда өмір болуы мүмкін. Ал Юпитер мен Плутонның арасында орналасқан астероидтар қандай да бір себептермен «кентаврлар» деп аталады. Ғарыш туралы осы және басқа фактілер туралы «Жердің екі айы болған кезде. Каннибал планеталары, мұз алыптары, балшық кометалары және түнгі аспанның басқа шамдары », оны жақында «Альпина фантастика» баспасы басып шығарды.

Күн жүйесінің тарихына қызықты экскурсияның жасаушысы - американдық планета ғалымы және астрономы Эрик Асфог. Автор Туксондағы планеталар мен айды зерттеу зертханасында жұмыс істеп қана қоймай, NASA экспедицияларына белсенді қатысады. Мысалы, Юпитер мен оның серіктерін зерттеген Галилео миссиясы. Лайфхакер ғалымның еңбегінің бірінші тарауынан үзінді жариялайды.

Кейде суық басталғанда қайта жанатын іштен жану қозғалтқышы сияқты, жас Күн алғашқы бірнеше миллион жыл бойы тұрақты емес жоғары белсенділікті бастан кешірді. Осы даму сатысынан өтетін жұлдыздар сәйкес шоқжұлдыздағы жақсы зерттелген белсенді жұлдыздың атымен Т таури жұлдыздары деп аталады. Туу азабы кезеңінен өтіп, жұлдыздар ең ауыры және ең жарқыны көк, үлкен және өте ыстық болады, ал ең кішкентайлары қызыл, салқын және күңгіртке айналады деген ережеге бағынады.

Егер сіз барлық белгілі жұлдыздарды сызбаға түсірсеңіз, сол жақта көк жұлдыздар, қызыл жұлдыздар оң жақта, күңгірттер төменгі жағында және жарықтары жоғарыда болса, олар әдетте жоғарғы сол жақтан өтетін сызық бойымен қатар түзіледі. төменгі оң жақ бұрышқа бұрыш. Бұл сызық негізгі тізбек деп аталады, ал сары Күн оның дәл ортасында орналасқан. Сондай-ақ, негізгі тізбекте көптеген ерекшеліктер бар, сонымен қатар негізгі реттілікке әлі дамымаған жас жұлдыздар және одан шығып кеткен ескі жұлдыздар тұратын бұтақтар.

Күн, өте қарапайым жұлдыз, 4,5 миллиард жыл бойы тұрақты дерлік қарқындылықпен жылу мен жарық шығарады. Бұл өте үнемді жанып кететін қызыл ергежейлілер сияқты кішкентай емес. Бірақ 10 миллион жылдан кейін өртеніп кететіндей үлкен емес, суперноваға айналатын көк алыптар сияқты.

Біздің Күн жақсы жұлдыз, ал біздің резервуарда әлі де жанармай жеткілікті.

Оның жарқырауы бірте-бірте артып келеді, ол құрылған сәттен бастап шамамен төрттен біріне өсті, бұл оны негізгі реттілік бойымен аздап ауыстырды, бірақ сіз оған басқа талаптарды ұсынбайсыз. Әрине, біз анда-санда Күн магнитоэлектрлік көпіршікті шығарып, планетамызды радиация ағындарымен жуған кезде тәждік массаның лақтырылуын кездестіреміз. Бір қызығы, бүгінгі күні біздің жасанды желі тәждік массаның лақтырылуының әсеріне ең осал, өйткені осы оқиғаға байланысты электромагниттік импульс электр желісінің үлкен учаскелерінің жұмысын бірнеше аптадан екі жылға дейін бұзуы мүмкін. 1859 жылы қазіргі тарихтағы ең үлкен тәждің лақтырылуы телеграф кеңселерінде және керемет полярлық сәулелерде ұшқын тудырды. 2013 жылы Лондондық Lloyd's сақтандыру компаниясы қазіргі Америка Құрама Штаттарында мұндай тәждік эмиссиядан келтірілген залал 0,6-дан 2,6 триллион долларға дейін болады деп есептеді. … Бірақ басқа планеталық жүйелерде болатын жағдаймен салыстырғанда, бұл әрекет мүлдем зиянсыз.

Бірақ бұл әрқашан бола бермейді. Шамамен 5-7 миллиард жылдан кейін біз үшін «құдайлардың ымырты» басталады, планеталар өз орбиталарын тастап кететін соңғы күйзеліс. Негізгі тізбектен шыққаннан кейін Күн қызыл алыпқа айналады және бірнеше миллион жылдан кейін Меркурийді, Венераны және мүмкін Жерді жұтады. Содан кейін ол өзінің массасының жартысын ғарышқа лақтыра отырып, жиырылады. Көрші жұлдыздардың астрономдары өздерінің аспанында бірнеше мың жылдан кейін жоғалып кететін жарқыраған газдың «жаңа» кеңейетін қабығын бақылай алады.

Күн бұдан былай сыртқы Оорт бұлтын ұстамайды, оның денелері ғарыштық елестер ретінде жұлдызаралық кеңістікте кезіп кетеді. Жұлдыздың қалған бөлігі ақ ергежейліге, гравитациялық энергиясынан ақ сәулемен жарқырайтын өте тығыз денеге айналғанша жиырылады - әрең тірі, бірақ жарқыраған, Жердің өлшемі, бірақ миллиард есе ауыр. Бұл біздің Күн жүйесінің тағдыры деп санаймыз, бір жағынан Күн кәдімгі жұлдыз болғандықтан және біз эволюцияның әртүрлі кезеңдерінде мұндай жұлдыздардың көптеген мысалдарын көреміз, ал ішінара мұндай процестер туралы теориялық түсінігіміз алға жылжып, бақылау нәтижелерімен жақсы сәйкес келеді.

Қызыл алыптың кеңеюі аяқталып, Күн ақ ергежейліге айналғаннан кейін оған планеталар, астероидтар және ішкі Күн жүйесінің басқа қалдықтары спираль түрінде түсе бастайды - алдымен газдың тежелуіне байланысты, содан кейін толқындық күштердің әрекеті - өте тығыз қалдықтарға дейін жұлдыздар планеталарды бір-бірлеп жарып жібермейді. Ақыр соңында, негізінен Жер мен Венераның жыртылған мантияларынан тұратын жерге ұқсас материалдардың дискісі пайда болады, олар жойылған жұлдызға спиральмен түседі.

Бұл жай ғана қиял емес: астрономдар бұл суретті көршілес бірнеше «ластанған ақ ергежейлілердің» спектроскопиялық көрсеткіштерінен көреді, мұнда тау жыныстарын құрайтын элементтер - магний, темір, кремний, оттегі - жұлдыз атмосферасында сәйкес мөлшерде болады. оливин сияқты силикат класындағы минералдардың құрамы. Бұл өткендегі Жерге ұқсас планеталардың соңғы еске салуы.

***

Күннен әлдеқайда үлкен жұлдыздардың айналасында пайда болатын планеталардың тағдыры азырақ қызықты болады. Массивті жұлдыздар жүздеген миллион градус температурада жанып, күшті синтезде сутегі, гелий, көміртегі, азот, оттегі және кремнийді тұтынады. Бұл реакциялардың өнімдері жұлдыз критикалық күйге жеткенше және супернова сияқты жарылып, оның ішкі бөліктерін диаметрі бойынша бірнеше жарық жылының айналасында шашыратып, сонымен бірге барлық дерлік ауыр элементтерді түзгенше ауыр элементтерге айналады. Оның айналасында қалыптасуы мүмкін планеталық жүйенің болашағы туралы мәселе риторикалық мәселеге айналады.

Қазір баршаның назары Орион шоқжұлдызының сол жақ иығын құрайтын жарық жұлдыз Бетельгейзеге ауды. Ол Жерден 600 жарық жылы қашықтықта орналасқан, бұл тым алыс емес, бірақ бақытымызға орай, ең жақын көршілеріміздің арасында емес. Бетельгейзенің массасы Күннен сегіз есе көп, ал эволюциялық модельдер бойынша оның жасы шамамен 10 миллион жыл.

Бір-екі апта ішінде бұл жұлдыздың жарылуы Айдың жарқырауымен салыстыруға болады, содан кейін ол сөне бастайды; егер бұл сізге әсер етпесе, 1 астрономиялық бірлік қашықтықтан жақын маңдағы аулада сутегі бомбасының жарылғанын көру сияқты екенін есте сақтаңыз. Геологиялық уақыт ішінде суперновалар Жерге әлдеқайда жақынырақ жарылып, планетамызды сәулелендіріп, кейде онда жаппай жойылып кетуге әкелді, бірақ бізге жақын жұлдыздардың ешқайсысы қазір жарылып кетпейді.

Бұл супернованың «хит аймағы» 25-тен 50 жарық жылына дейін, сондықтан Бетельгейзе бізге қауіп төндірмейді.

Ол салыстырмалы түрде жақын және үлкен өлшемге ие болғандықтан, бұл жұлдыз біз телескоп арқылы егжей-тегжейлі көре алдық. Суреттердің сапасы нашар болғанымен, олар Бетельгейзенің 30 жылда өз осінде бір рет төңкеріс жасайтын жартылай сөнген шарға ұқсайтын біртүрлі ретсіз сфероид екенін көрсетеді. Біз Пьер Кервелла және т.б., «The Close Circumstellar Environment of Betelgeuse V. Rotation Velocity and Molecular Envelope Properties from ALMA», Astronomy & Astrophysics 609 (2018), жаһандық термалдылық әсерінен болуы мүмкін үлкен шлейф немесе деформацияны көріп отырмыз. Ол шынымен де кез келген сәтте жарылуға дайын сияқты. Бірақ, шындығында, бұл оқиғаның нұрын көруге кез келгеніміздің мүмкіндігі болуы үшін Бетельгейзе Кеплер мен Шекспирдің күндерінде ұсақ-түйекке ұшып кетуі керек еді.

Үлкен жұлдыз жарылғанда, оның химиялық асханасының есіктері топсаларынан ұшып кетеді. Термоядролық ошақтың күлі жан-жақты шашырап, гелий, көміртегі, азот, оттегі, кремний, магний, темір, никель және басқа да синтез өнімдері секундына жүздеген километр жылдамдықпен таралады. Қозғалыс барысында максималды массасы 60 атомдық бірлікке жететін бұл атом ядролары ыдырап жатқан жұлдыз ядросынан шығатын жоғары энергиялы нейтрондардың (массалары протондарға тең, бірақ электр заряды жоқ бөлшектер) ағынымен жаппай бомбаланады..

Анда-санда атом ядросымен соқтығысқан нейтрон оған бекітіледі; осының барлығының нәтижесінде супернованың жарылысы өмір сүру үшін қажетті деп саналатын күрделі элементтердің, сондай-ақ көптеген радиоактивті элементтердің жылдам синтезімен бірге жүреді. Бұл изотоптардың кейбіреулерінің жартылай ыдырау периоды бар-жоғы секунд, басқалары, мысалы ⁶⁰Fe және ²⁶Al, шамамен миллион жыл ішінде ыдырау, ол біздің протопланетарлық тұмандық пайда болды, ал үшінші, айталық ²³⁸U, ұзақ жол бар: олар миллиардтаған жылдар бойы геологиялық жылынуды қамтамасыз етеді. Үстіңгі сызба ядродағы протондар мен нейтрондардың жалпы санына сәйкес келеді - бұл атомдық масса деп аталады.

Бетельгейзе жарылғанда осылай болады. Бір секундта оның ядросы нейтрондық жұлдыздың өлшеміне дейін кішірейеді - затының бір шай қасық салмағы миллиард тоннаға жететін тығыз нысан - және мүмкін қара тесікке айналады. Дәл осы сәтте Бетелгейсе шамамен 10 атқылайды⁵⁷ нейтрино, энергияны тез алып кететін, соққы толқыны жұлдызды жарып жібереді.

Бұл атом бомбасының жарылысы сияқты, бірақ триллион есе күштірек болады.

Жерден келген бақылаушылар үшін Betelgeuse бірнеше күн ішінде жұлдыз аспанның бір бөлігін жарықпен толтырғанша жарықтылықты арттырады. Келесі екі апта ішінде ол сөніп қалады, содан кейін ортасында ықшам құбыжық сәулеленген газ бұлтының жарқыраған тұмандығына енеді.

Екі нейтрондық жұлдыздар өзара тартылыс тұзағына түсіп, спираль соқтығысқан кезде пайда болатын килондық жарылыстармен салыстырғанда суперновалар бозғылт түсті. Мүмкін, килоновтардың арқасында ғарышта алтын мен молибден сияқты ауыр элементтер пайда болды. … Бұл екі дене қазірдің өзінде ақылға сыймайтын тығыз - әрқайсысында 10 шақырымдық астероидтың көлеміне жинақталған Күннің массасы бар - сондықтан олардың қосылуы гравитациялық толқындарды, кеңістік пен уақыт құрылымындағы толқындарды тудырады.

Ұзақ болжанған гравитациялық толқындар алғаш рет 2015 жылы LIGO деп аталатын миллиард долларлық аспаппен тіркелді. Бірінші гравитациялық толқынды 2015 жылдың қыркүйегінде лазерлік интерферометр гравитациялық-толқын обсерваториясы (LIGO) тіркеді. 1,3 қашықтықтағы екі қара тесіктің қосылуы. Жерден миллиард жарық жылы. (Лазерлі интерферометр гравитациялық-толқын обсерваториясы, «Лазер-интерферометриялық гравитациялық-толқын обсерваториясы»). Кейінірек, 2017 жылы гравитациялық толқын 1,7 секунд айырмашылығымен мүлде басқа құрылғымен жазылған гамма-сәулеленудің жарылуымен келді - найзағай мен найзағай жарқылы сияқты.

Гравитациялық және электромагниттік толқындардың (яғни, фотондардың) миллиардтаған жылдар бойы кеңістік пен уақыт бойымен жүріп өткені таңқаларлық, және олар бір-бірінен мүлдем тәуелсіз (ауырлық күші мен жарық әр түрлі нәрсе) сияқты көрінеді, бірақ соған қарамастан, соңғы нүктеге жетті. сол уақытта. Мүмкін, бұл тривиальды немесе болжауға болатын құбылыс, бірақ жеке мен үшін гравитация мен жарықтың бұл синхрондылығы Әлемнің бірлігін терең мағынаға толтырды. Миллиардтаған миллиард жыл бұрын, миллиард жарық жыл бұрын болған жарылыс қоңыраудың алыстағы дыбысы сияқты көрінеді, оның дыбысы ғарыш тереңдігінде болуы мүмкін адамдармен бұрын-соңды болмағандай әсер етеді. Айға қарап, жақындарыңды ойлап, олардың да көретінін еске түсіргендей.

Егер сіз Әлемнің қалай пайда болғанын, өмірдің тағы қай жерде болуы мүмкін екенін және планеталар неге соншалықты әртүрлі екенін білгіңіз келсе, бұл кітап сізге арналған. Эрик Асфог күн жүйесінің және жалпы ғарыштың өткені мен болашағы туралы егжей-тегжейлі әңгімелейді.

Alpina Non-Fiction журналы Lifehacker оқырмандарына TWOMOONS промо-кодын пайдаланып Жерде екі ай болған кезде қағаз нұсқасына 15% жеңілдік береді.