მზის სტრუქტურა და სასიცოცხლო ციკლი

ცოდნის კიდობანი · სამყარო · თავი 08 / სტატია 01

ჩვენი მზის სიღრმეებში. მისი არსებობის მთელი პერიოდის განმავლობაში.

სინათლე, რომელიც თქვენს კანს ათბობს, ვარსკვლავის სიღრმეებში მიმდინარე ბირთვული რეაქციების შედეგად წარმოიქმნება. მიჰყევით მის ენერგიას გარეთ, გაიგეთ, რა აძლევს მზეს ნათების საშუალებას და გაეცანით მის მომავალ გარდაქმნებს.

დაფარული სიღრმეებიწყალბადიდან ჰელიუმამდეცვალებადი ვარსკვლავი

მზისა და მისი მაგნიტური ატმოსფეროს კონცეპტუალური ილუსტრაცია. ფერები და სტრუქტურები საილუსტრაციოა.

4,6 მილიარდი წელიმზის სავარაუდო ასაკი მისი წარმოქმნიდან.[1]

15 მილიონი Kმისი ცენტრის სავარაუდო ტემპერატურა.[2]

~5 მილიარდი წელიდაახლოებით ამდენ ხანს გაგრძელდება მზის ბირთვში წყალბადის ბირთვული სინთეზი.[3]

მზის აგებულება და სასიცოცხლო ციკლი

ყოველდღე ხილული ვარსკვლავი, უჩვეულო სიღრმეებით

დღის სინათლე ახლობელი და ნაცნობი ჩანს. მისი წყარო ვარსკვლავია, რომლის სიღრმეებსაც პირდაპირ ვერ ვხედავთ, თუმცა მათი შესწავლა სინათლის, რხევების, ნაწილაკებისა და ფიზიკის კანონების გამოყენებით შეგვიძლია.

ამ თავის შესავალში მზის სისტემის განვითარებას სხვადასხვა დროით მასშტაბში მივადევნეთ თვალი. აქ უშუალოდ მზით ვიწყებთ: როგორ აძლევს მისი აგებულება სტაბილურად ნათების საშუალებას და რატომ ცვლის იგივე პროცესი ვარსკვლავს თანდათანობით.

ამ ამბავს ორი თემა აერთიანებს: სად წარმოიქმნება ენერგია და როგორ რეაგირებს მასზე ვარსკვლავი. ისინი გვეხმარება გავიგოთ როგორც დღევანდელი, ჩვენთვის ნაცნობი მზე, ისე სრულიად განსხვავებული ობიექტი, რომელიც საბოლოოდ მისგან დარჩება.

გრავიტაცია, წნევა და ენერგიის მარაგი

რა არ აძლევს მზეს შეკუმშვის საშუალებას?

მზე მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავია: ენერგიის უდიდეს ნაწილს ის ბირთვში წყალბადის ბირთვული სინთეზით წარმოქმნის. მისი ნივთიერება ძირითადად წყალბადისა და ჰელიუმისგან შედგება, ხოლო ამ ნივთიერების დიდი ნაწილი პლაზმაა– ნივთიერება, რომელიც თავისუფალ ელექტრონებსა და დამუხტულ იონებს შეიცავს. ხილული მანათობელი შრის ქვეშ მყარი ზედაპირი არ არის.[1]

ფოტოსფეროში წყალბადი მასის დაახლოებით სამ მეოთხედს შეადგენს, ჰელიუმი — თითქმის მეოთხედს, ხოლო მცირე დარჩენილ ნაწილს უფრო მძიმე ელემენტები. ეს პროპორციები ყველა სიღრმეზე ერთნაირი არ არის. ბირთვული სინთეზის შედეგად დროთა განმავლობაში ცენტრალურ არეში ჰელიუმის რაოდენობა საგრძნობლად გაიზარდა.[4], [5]

წნევა ვარსკვლავს წონასწორობაში ინარჩუნებს; ბირთვული სინთეზი მის ენერგიის მარაგს ავსებს

გრავიტაცია შიგნით იზიდავს. წნევა მზის სიღრმეში ყველაზე მაღალია და გარეთ გადაადგილებისას მცირდება, რაც საპირისპიროდ მიმართულ ძალას წარმოშობს. დღევანდელ მზეში გრავიტაციას ძირითადად ცხელი ნაწილაკების წნევა აბალანსებს. ამ ძალების თითქმის სრულ წონასწორობას ჰიდროსტატიკური წონასწორობა ეწოდება. თერმობირთვული სინთეზი ენერგიას წარმოქმნის, რომელიც ცხელი ვარსკვლავის შიდა ნაწილის შენარჩუნებას უწყობს ხელს, მაშინ როცა ის ენერგიას კოსმოსში ასხივებს.[6]

თვითრეგულაციის ბუნებრივი მექანიზმი

თუ ბირთვი ცხელდება, თერმობირთვული სინთეზი ჩქარდება და ვარსკვლავი გაფართოებისკენ მიდრეკილი ხდება, რაც მის გაგრილებას უწყობს ხელს. თუ ენერგიის გამომუშავება მცირდება, შეკუმშვა, როგორც წესი, ბირთვს ათბობს. ეს უკუკავშირი ეხმარება მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავს დიდხანს იარსებოს, მიუხედავად იმისა, რომ მის შიგნით ქიმიური შემადგენლობა ნელა იცვლება.[6]

მზის პარამეტრები · დამრგვალებული საორიენტაციო მნიშვნელობები
მახასიათებელი	დაახლოებითი მნიშვნელობა	რას აღწერს
მასა	1,99 × 10³⁰ კგ	მატერია, რომელიც მზის გრავიტაციას განსაზღვრავს.
რადიუსი	696 000 კმ	მანძილი ცენტრიდან მზის ხილულ კიდემდე.
სიკაშკაშე	3,83 × 10²⁶ ვატი	სინათლის გამოსხივების სიმძლავრე ყველა ტალღის სიგრძის ჯამში.
ეფექტური ტემპერატურა	5 770 K	ზედაპირის ტემპერატურა, რომლის დროსაც ჯამური გამოსხივების სიმძლავრე იგივე იქნებოდა.

ეს დამრგვალებული მნიშვნელობები დღევანდელ მზეს აღწერს; მის შიგნით ტემპერატურისა და სიმკვრივის მნიშვნელობები ძალიან ფართო დიაპაზონში იცვლება.[7]

სხვადასხვა რეგიონში ენერგია სხვადასხვაგვარად გადაიტანება

როგორ აღწევს ენერგია ზედაპირამდე?

თერმობირთვული სინთეზი თავმოყრილია ცენტრალურ რეგიონში, რომელიც მზის რადიუსის დაახლოებით შიდა მეოთხედს მოიცავს. მის გარეთ გამოსხივების ზონაა. გარე კონვექციური ზონა მზის რადიუსის დაახლოებით 70%-თან იწყება და ზედაპირისკენ გრძელდება. ეს რეგიონები მათში მიმდინარე ფიზიკური პროცესებით განირჩევა — ისინი მყარი გარსები არ არის.[2]

მზის რეგიონები სქემატურადაა გამოსახული; სიცხადისთვის ატმოსფერო გადიდებულია.[2], [1]

გამოსხივება: ენერგიის გადატანა მატერიაში

მზის სიღრმეში გამოსხივება განუწყვეტლივ ურთიერთქმედებს ნაწილაკებთან. გაბნევა მის მიმართულებას ცვლის; შთანთქმისა და გამოსხივების დროს ენერგია მატერიასთან ცვლება. ენერგია ნელ-ნელა დიფუზიით გარეთ ვრცელდება. შეცდომა იქნებოდა ერთი საწყისი გამა-გამოსხივების ფოტონის კვალის მიდევნება მთელ გზაზე დედამიწამდე: გამოსხივება მუდმივად გადანაწილდება და ხელახლა წარმოიქმნება.[8]

კონვექცია: მოძრავი მატერია სითბოს გადააქვს

სიღრმის გარე ნაწილში ცხელი პლაზმა ზემოთ ადის, უფრო გრილი კი ქვემოთ ეშვება და ენერგია გადააქვს. ფოტოსფეროსთან ახლოს ეს ცირკულაცია ქმნის კაშკაშა გრანულებსა და მუქ ზოლებს, რომლებიც მზის დეტალურ გამოსახულებებში ჩანს.[2]

კონვექციური ზონის ფუძესთან ახლოს მდებარე გარდამავალი არე ტაქოკლინს მოიცავს — რეგიონს, სადაც მზის ბრუნვა სიღრმის მიხედვით მკვეთრად იცვლება. ეს წანაცვლება მაგნიტური დინამოს მოდელებისთვის მნიშვნელოვანია.[5]

მზის ფოტოსფერო შედარებით თხელი რეგიონია, საიდანაც მზის ხილული სინათლის უდიდესი ნაწილი გამოდის. ამ საზღვარს განსაზღვრავს ის, თუ რამდენად ადვილად აღწევს გამოსხივება გარეთ, და არა ქერქი, რომელზეც დადგომა შეგვეძლებოდა.[8]

რეაქციების ჯაჭვი ნაცნობ ნათებას წარმოქმნის

როგორ გარდაიქმნება წყალბადი ჰელიუმად?

მზე ენერგიის დიდ ნაწილს პროტონ-პროტონული ჯაჭვებიდან იღებს. ეს ბირთვული რეაქციები წყალბადის ბირთვებისგან ეტაპობრივად წარმოქმნის ჰელიუმს. საბოლოო პროდუქტების უძრაობის მასა საწყისი ნივთიერებების მასაზე ოდნავ ნაკლებია; სხვაობა ენერგიად გარდაიქმნება. მისი ნაწილი ნეიტრინოებთან ერთად გაიტყორცნება, დანარჩენი კი ვარსკვლავს გადაეცემა.[9]

წყალბადი → ჰელიუმი + გამოთავისუფლებული ენერგია

ეს საწვავის გარდაქმნის შეჯამებაა და არა ერთი შეჯახების აღწერა. მთელი ჯაჭვი ერთ ჰელიუმ-4-ის ბირთვის წარმოსაქმნელად ოთხ პროტონს მოიხმარს. თანმდევი რეაქციების შედეგად ისეთი ნაწილაკებიც წარმოიქმნება, როგორიცაა პოზიტრონები და ნეიტრინოები.[6]

განვიხილოთ ყველაზე მარტივი სრული ტოტი: pp I

დეიტერიუმის წარმოქმნა. ორი პროტონი რეაგირებს; ერთი ნეიტრონად გარდაიქმნება. გამოიყოფა პოზიტრონი და ელექტრონული ნეიტრინო.
ჰელიუმ-3-ის წარმოქმნა. დეიტერიუმი კიდევ ერთ პროტონს იჭერს და ფოტონს ასხივებს. პირველი ორი ეტაპი ორჯერ ხდება და ჰელიუმ-3-ის ორ ბირთვს წარმოქმნის.
ჰელიუმ-4-ის წარმოქმნა. ჰელიუმ-3-ის ორი ბირთვი რეაგირებს, წარმოქმნის ჰელიუმ-4-ს და ორ პროტონს პლაზმაში აბრუნებს.

შუალედურ ეტაპებში ექვსი პროტონი მონაწილეობს, მაგრამ ორი უკან ბრუნდება: ჯამში ოთხი იხარჯება. pp ჯაჭვის სხვა ტოტები შუალედური რეაქციების განსხვავებულ გზებს მიჰყვება.[9]

პროტონ-პროტონული რეაქციის პირველი ეტაპი უკიდურესად ნელია, რადგან პროტონი სუსტი ურთიერთქმედების შედეგად ნეიტრონად უნდა გარდაიქმნას. ეს დაბრკოლება მზეს მილიარდობით წლის განმავლობაში საწვავის შენარჩუნებაში ეხმარება.[5]

რეაქციების უფრო ფართო ქსელების, მათ შორის მზის CNO ციკლის მცირე წვლილის შესახებ წაიკითხეთ სტატიაში ბირთვული სინთეზის გზები.

ხილული დისკო ვარსკვლავის მხოლოდ ნაწილია

რატომ არის მზის ატმოსფერო ასეთი აქტიური?

ფოტოსფეროს ზემოთ ქრომოსფერო, მის მიღმა კი შორს გადაჭიმული კორონაა. კორონის გაიშვიათებულმა პლაზმამ შეიძლება მილიონობით კელვინის ტემპერატურას მიაღწიოს და ხილულ ზედაპირზე გაცილებით ცხელი იყოს. ასახსნელია, როგორ აღწევს ენერგია ამ გაიშვიათებულ მატერიამდე და სითბოდ გარდაიქმნება.[10]

მაგნიტურ ტალღებს ენერგიის ზემოთ გადატანა შეუძლიათ, ხოლო მცირე გადართვის მოვლენებს — დაძაბულ მაგნიტურ ველებში შენახული ენერგიის გამოთავისუფლება. დაკვირვებები ორივე მექანიზმის არსებობას ადასტურებს; მკვლევრები არკვევენ, რა წვლილი შეაქვს თითოეულს მზის სხვადასხვა გარემოში.[10], [11]

მზე ნაწილაკების ნაკადსაც ასხივებს გარეთ — მზის ქარს. მისი მაგნიტური აქტივობა დაახლოებით 11-წლიანი ციკლით იცვლება. მზის ლაქები შედარებით გრილი მაგნიტური უბნებია, ამოფრქვევები — გამოსხივების ნაკადები, ხოლო კორონული მასის ამოფრქვევები დამაგნიტებულ პლაზმას გამოტყორცნის. ბირთვში უწყვეტი სინთეზი და ცვალებადი მაგნიტური ატმოსფერო თანაარსებობს.[12]

შემდეგი სტატია, მზის აქტივობა: ამოფრქვევები, ლაქები და კოსმოსური ამინდი, განიხილავს, როგორ ვრცელდება ეს პროცესები მზიდან და როგორ მოქმედებს დედამიწაზე.

სიღრმეში მიმდინარე პროცესები გაზომვად სიგნალებს ტოვებს

საიდან ვიცით, რა ხდება ზედაპირის ქვეშ?

მოუსმინეთ მზის ვიბრაციებს

მზის ზედაპირი ირხევა, როდესაც ტალღები ვარსკვლავში ვრცელდება. მათი სიხშირეები და გადაადგილების დრო გავლილ მატერიაზეა დამოკიდებული. ჰელიოსეისმოლოგია ამ კანონზომიერებებზე დაყრდნობით მზის შინაგან თვისებებზე, მათ შორის ბგერის სიჩქარესა და ბრუნვაზე, მსჯელობის საშუალებას იძლევა და კონვექციის ზონის სიღრმის შემოწმებაში გვეხმარება.[13]

სინთეზის დროს წარმოქმნილი ნაწილაკების აღმოჩენა

ნეიტრინოები მატერიასთან იმდენად სუსტად ურთიერთქმედებენ, რომ მათი უმეტესობა მზიდან პირდაპირ გამოდის. მათი გაზომილი ენერგიები და დროის ერთეულში მოსული ნეიტრინოების რაოდენობა ბირთვში მიმდინარე რეაქციების შემოწმების საშუალებას იძლევა. „ბორექსინოს“ ექსპერიმენტით pp ჯაჭვის ნეიტრინოების სპექტრის რამდენიმე კომპონენტი გაიზომა. ამან მოგვცა მტკიცებულება, რომელიც ზედაპირზე მოღწეულ სინათლეზე დამოკიდებული არ არის.[14]

მოდელი ერთდროულად უნდა შეესაბამებოდეს სხვადასხვა ტიპის დაკვირვების მონაცემებს: მზის ამჟამინდელ ზომასა და ნათებას, მისი ზედაპირის შემადგენლობას, რხევებსა და გამოსხივებული ნეიტრინოების ნაკადს. მონაცემებთან შესაბამისობა მოდელის მიმართ ნდობას აძლიერებს, შეუსაბამობები კი მოდელის არასაკმარისად ზუსტად ცნობილ მონაცემებს ადგენს, მაგალითად, შემადგენლობას ან იმას, თუ როგორ ურთიერთქმედებს გამოსხივება პლაზმასთან.[5]

ასე ხდება ვარსკვლავის უხილავი შიგთავსი კვლევისთვის ხელმისაწვდომი. მის მიერ გამოწვეულ მოვლენებს შემოწმებად გამოთვლებს ვუკავშირებთ.

საწვავის ცვლილებასთან ერთად ვარსკვლავის სტრუქტურაც იცვლება

რა ხდება, როცა ბირთვში წყალბადის მარაგი იწურება?

მზე ჯერ კიდევ მთავარ მიმდევრობაზე ყოფნის ხანგრძლივ ეტაპზეა და ბირთვში წყალბადის სინთეზისთვის დაახლოებით ხუთი მილიარდი წელი კიდევ დარჩა. ეს ევოლუციის ამ ეტაპის მიახლოებითი ხანგრძლივობაა. შემდეგ გიგანტის ეტაპები და თეთრი ჯუჯის წარმოქმნა მოჰყვება.[3]

მზის მასის მქონე ვარსკვლავის ევოლუციის ძირითადი ეტაპები. ზომები და ხანგრძლივობა საილუსტრაციოდ არის მოცემული.[15]

ჯერ წყალბადის სინთეზი ბირთვის გარშემო მდებარე ფენაში გადაინაცვლებს

როდესაც ცენტრში წყალბადის მარაგი იწურება, ჰელიუმით მდიდარი ბირთვი იკუმშება, წყალბადის სინთეზი კი მის გარშემო მდებარე ფენაში გრძელდება. გარე ფენები საოცრად ფართოვდება. ზედაპირი ცივდება, მაგრამ ზომაში საგრძნობლად გაზრდილი ვარსკვლავი მთლიანობაში მეტ სინათლეს ასხივებს: ის წითელ გიგანტად იქცევა. მასში წყალბადი ჯერ კიდევ არის; შეიცვალა სინთეზში მონაწილე საწვავის მდებარეობა.[16]

შემდეგ ჰელიუმი ვარსკვლავის ცენტრში ახალი საწვავი ხდება

მკვრივ ჰელიუმის ბირთვს თავდაპირველად დიდწილად ელექტრონების დეგენერაციის წნევა აკავებს — ეს კვანტური მოვლენაა. როდესაც ტემპერატურა 100 მილიონ K-ს უახლოვდება, ჰელიუმის სინთეზი ჰელიუმის აალების დროს სწრაფად ჩქარდება. რადგან თავდაპირველად წნევის ცვლილებები ტემპერატურაზე მცირედ არის დამოკიდებული, გაფართოება გახურებას მაშინვე ვერ არეგულირებს.

გამოყოფილი ენერგია ცვლის ბირთვის სტრუქტურას და აუქმებს მის დეგენერაციას. ეს შინაგანი პროცესია და არა ზეახალი ვარსკვლავის აფეთქება, რომელიც ვარსკვლავს ანადგურებს. როდესაც ბირთვში ჰელიუმის წვა სტაბილური ხდება, მზე უფრო პატარაა, ვიდრე წითელი გიგანტების შტოს მწვერვალზე იყო. ეს ეტაპი დაახლოებით 100 მილიონ წელს გრძელდება — მთავარ მიმდევრობაზე ყოფნის ეტაპზე გაცილებით ნაკლებს.[17]

ამის შემდეგ გიგანტის მეორე ეტაპი დგება

ჰელიუმის სინთეზისას წარმოიქმნება ნახშირბადი, ხოლო ჰელიუმის ბირთვების შემდგომი მიერთებით — ჟანგბადი. როდესაც ცენტრში ჰელიუმი ამოიწურება, მზე გადადის გიგანტების ასიმპტოტურ განშტოებაზე, ანუ AGB-ზე. ნახშირბად-ჟანგბადის ბირთვი წყალბადისა და ჰელიუმის წვის ცალკეული შრეების ქვეშ მდებარეობს. ჰელიუმის შრეში თერმული იმპულსები ხდება, ხოლო გაბერილი ვარსკვლავის ქარები დიდძალ მატერიას წარიტაცებს.[16]

გარსი იფანტება, კომპაქტური ბირთვი რჩება

რა დარჩება მზისგან?

შესაძლოა, გაშიშვლებული ბირთვის გარშემო ხანმოკლე ნათება გაჩნდეს

თუ გაშიშვლებული ბირთვი საკმარისად სწრაფად გაცხელდება, მისმა ულტრაიისფერმა გამოსხივებამ შეიძლება იონიზაცია გაუკეთოს გაფართოებულ აირს, სანამ ეს მატერია გაიფანტება. ასე წარმოიქმნება პლანეტური ნისლეული, თუმცა მას პლანეტების წარმოქმნასთან პირდაპირი კავშირი არ აქვს. მისი ხილვადობა დამოკიდებულია მასის დაკარგვის, ბირთვის გაცხელებისა და აირის გაფართოების დროის თანაფარდობაზე.

მოდელები მიანიშნებს, რომ მზემ შეიძლება მკრთალი პლანეტური ნისლეული წარმოქმნას. არ უნდა წარმოვიდგინოთ, რომ აუცილებლად გაჩნდება კაშკაშა რგოლი, როგორც რომელიმე კონკრეტულ ტელესკოპურ გამოსახულებაზე. ცენტრალური ნარჩენი და მბზინავი აირი ერთად ევოლუციონირებს; ნარჩენი უცებ არ ჩნდება მხოლოდ ნისლეულის გაქრობის შემდეგ.[18]

დაახლოებით დედამიწის ზომის თეთრი ჯუჯა

მზის ევოლუციის გამოთვლებით შესაძლებელია ნარჩენის პროგნოზირება, რომლის მასაც მზის ამჟამინდელი მასის ნახევარზე ოდნავ მეტი იქნება — ერთ-ერთი ტიპური მოდელის მიხედვით, დაახლოებით 0,54 მზის მასა. ზუსტი საბოლოო მნიშვნელობა დამოკიდებულია იმაზე, რამდენ მატერიას დაკარგავს ვარსკვლავი.[15]

ეს ნახშირბად-ჟანგბადის თეთრი ჯუჯა დაახლოებით დედამიწის ზომის იქნება. შემდგომი კოლაფსისგან მას ძირითადად ელექტრონების დეგენერაციული წნევა დაიცავს, რომელიც მჭიდროდ შეკუმშული ელექტრონების კვანტური ქცევის შედეგად წარმოიქმნება. წონასწორობის შესანარჩუნებლად მას აღარ დასჭირდება ბირთვში განუწყვეტლივ მიმდინარე ბირთვული სინთეზი. ის უმთავრესად დაგროვილი სითბოს ხარჯზე იბრწყინებს, რომელიც გაციებისას ნელ-ნელა გამოიყოფა.[19]

საკმარისად გაციებულ და ჩამქრალ თეთრ ჯუჯას ხშირად შავ ჯუჯას უწოდებენ. ეს შორეული მომავლის თეორიული მდგომარეობაა: სამყაროს ჯერ საკმარისი დრო არ არსებია, რომ ჩვეულებრივ თეთრ ჯუჯებს ამდენად გაცივება მოესწროთ. ამ გაციების დროის უფრო ზუსტად განსაზღვრის ნაცვლად, უმჯობესია არ მივუთითოთ შეცდომაში შემყვანი, ზედმეტად ზუსტი დრო, რომელიც მას აკლია.[20]

სიცოცხლისთვის ვარგისობა და ფიზიკური გადარჩენა სხვადასხვა საკითხებია

რას ნიშნავს ეს ცვლილებები პლანეტებისთვის?

დედამიწა შეიცვლება მანამ, სანამ მზე გიგანტად იქცევა

მთავარი მიმდევრობის ეტაპზე მზის ნათობა თანდათან იზრდება. გეოლოგიური დროის მასშტაბებზე მზის მზარდი გამოსხივება დედამიწას სულ უფრო მეტად გაათბობს. წყლის ორთქლის უკუკავშირი, ღრუბლების ქცევა და კოსმოსში წყლის დაკარგვა გავლენას ახდენს ამ გადასვლის მიმდინარეობაზე. კლიმატური მოდელები განსხვავდება როგორც ზღვრული მნიშვნელობებით, ისე მოვლენების თანმიმდევრობით, ამიტომ კონკრეტული თარიღის დასახელება, როდის გაქრება ყველა ოკეანე ან ეკოსისტემა, ზედმეტად კატეგორიული იქნებოდა.[21]

მთავარი განსხვავება ისაა, რომ დედამიწის ზედაპირზე ჩვენთვის ნაცნობი სიცოცხლისთვის ხელსაყრელი პირობები შესაძლოა პლანეტას შთანთქმის საფრთხე გაცილებით ადრე გაქრეს. კლიმატთან დაკავშირებული საკითხი ეხება სიცოცხლისთვის ხელსაყრელი ზონის ცნებას; ორბიტასთან დაკავშირებული საკითხი კი — ცვალებად ვარსკვლავსა და მის გრავიტაციას.[21]

მასის დაკარგვა და მოქცევითი ძალები ორბიტების ევოლუციას სხვადასხვა მიმართულებით წარმართავს

ვარაუდობენ, რომ მზის გიგანტის ფაზებში გადასვლისას მერკური და ვენერა შთაინთქმება. დედამიწის ფიზიკური ბედი კვლავ დამოკიდებულია არჩეულ მოდელზე: მასის დაკარგვის გამო მისი ორბიტა, ჩვეულებრივ, ფართოვდება, ხოლო ვარსკვლავის მიერ გამოწვეულმა მოქცევითმა ძალებმა შესაძლოა ის უფრო ახლოს მიიზიდოს. 2026 წლის კვლევაში, ამ პროცესების აღწერის სხვადასხვა მეთოდის გამოყენებით, გადარჩენისა და შთანთქმის სცენარები განიხილეს.[22]

უფრო შორეულ ორბიტებზე მოძრავი გიგანტური პლანეტები შესაძლოა ვარსკვლავის გარდაქმნის შემდეგაც გადარჩნენ. გაცილებით ხანგრძლივ პერიოდებში პლანეტებს შორის ურთიერთქმედებამ და ჩამვლელ ვარსკვლავებთან ახლო გავლამ შესაძლოა დარჩენილი სისტემა არასტაბილური გახადოს. ეს მოდელირებული შესაძლო სცენარებია, რომლებიც უზარმაზარ დროის მონაკვეთებს მოიცავს და არა ახლო მომავლის პროგნოზი.[23]

სხვა თეთრი ჯუჯები აჩვენებს, რომ პლანეტების ისტორიები გრძელდება

ზოგიერთი თეთრი ჯუჯის ატმოსფეროში ასტრონომები მძიმე ელემენტებს აღმოაჩენენ, რაც მიუთითებს, რომ მათში კლდოვანი ნამსხვრევები ხვდება. ამგვარად, დაშლილი სხეულების მატერიამ შეიძლება გაზომვადი ქიმიური კვალი დატოვოს მაშინაც კი, როცა მათი ვარსკვლავის გიგანტის ფაზა უკვე დასრულებულია. ასეთი სისტემები გვაწვდის მტკიცებულებებს იმ პროცესების შესახებ, რომლებმაც გრძელვადიან პერსპექტივაში შესაძლოა ჩვენს სისტემაზეც იმოქმედოს.[24]

ამ შედეგებს უფრო დაწვრილებით განვიხილავთ სტატიებში „წითელი გიგანტის ფაზა: შიდა პლანეტების ბედი“ და „მზის სისტემის გრძელვადიანი ევოლუცია“.

ძაფი, რომელიც მთელ თხრობას აერთიანებს

მზე იცვლება, რადგან ანათებს.

ბირთვული სინთეზი წარმოქმნის ენერგიას, რომლის წყალობითაც მზე ჩვენი ყოველდღიურობის მუდმივი ნაწილია. ის ასევე ცვლის ნივთიერებას ბირთვში. დროთა განმავლობაში ვარსკვლავი ამ ცვლილებებზე რეაგირებს: ყალიბდება ახალი სტრუქტურები, ჩნდება ბირთვული წვის ახალი ზონები და ბოლოს რჩება გახსნილი, გაციებადი ნარჩენი.

გვესმის რა თანმიმდევრობა აკავშირებს მზის სინათლეს, რომელიც ყოველდღიურად აღწევს ჩვენამდე, ვარსკვლავების უფრო ფართო ისტორიასთან. დავიწყოთ ენერგიით, მივადევნოთ თვალი საწვავის ცვლილებას და მზის შორეული მომავალი ისტორიად იქცევა, რომლის შესწავლაც შეგვიძლია.

წყაროები და დამატებითი ლიტერატურა

სამეცნიერო სტატიები და სამეცნიერო დაწესებულებების განმარტებები, რომლებიც ამ სტატიაში წარმოდგენილ გაზომვებს, ფიზიკური პროცესების აღწერასა და მოდელებზე დაფუძნებულ პროგნოზებს ამყარებს.

NASA – ჩვენი მზე: ფაქტებიმიმოხილვა მზის ზომის, პლაზმური ბუნების, ხილული ფოტოსფეროს, გარე ატმოსფეროსა და მაგნიტური აქტივობის შესახებ.
NASA-ს მარშალის ცენტრი – მზის შინაგანი აგებულებააღწერს ბირთვს, სადაც ბირთვული სინთეზი მიმდინარეობს, გამოსხივებითი გადატანის შიდა არეს, ტაქოკლინსა და გარე კონვექციურ ზონას, მიუთითებს მათ დაახლოებით რადიალურ საზღვრებსა და ცენტრში არსებულ პირობებზე.
NASA – ვარსკვლავების ტიპებიმზე მთავარ მიმდევრობას მიეკუთვნება და მის ბირთვში წყალბადის სინთეზი კიდევ დაახლოებით ხუთი მილიარდი წელი გაგრძელდება.
ასპლუნდი, ამარსი და გრევესი (2021) – მზის ქიმიური შედგენილობა: 2020 წლის ხედვაგანასხვავებს ფოტოსფეროს ამჟამინდელ ქიმიურ შედგენილობას მზის საწყისი ნივთიერების შედგენილობისგან და განიხილავს, თუ როგორ იძლევა სპექტროსკოპია ელემენტების გავრცელების განსაზღვრის საშუალებას.
კრისტენსენ-დალსგაარდი (2021) — მზის აგებულება და ევოლუციააკავშირებს მზის აგებულებას, ცვალებად ქიმიურ შედგენილობას, ენერგიის წარმოქმნასა და დაკვირვებებით შემოწმებას.
ოჰაიოს შტატის უნივერსიტეტი — ენერგიის წარმოქმნა და თერმული წონასწორობაგანმარტავს წყალბადის ბირთვების სინთეზს, რომლის ჯამური შედეგია ოთხი პროტონის ჰელიუმად გარდაქმნა, ენერგიის გადატანას და რეაქციას, რომელიც მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავის ბირთვის სტაბილურობას ინარჩუნებს.
პრშა და სხვ. (2016) — მზისა და პლანეტების შერჩეული სიდიდეების ნომინალური მნიშვნელობებიგანმარტავს მზის რადიუსის, ნათობის, ეფექტური ტემპერატურისა და გრავიტაციული მასის პარამეტრის საცნობარო მნიშვნელობებს, რომლებიც საერთაშორისო ასტრონომიულმა კავშირმა (IAU) დაადგინა, და მათ კავშირს გაზომილ თვისებებთან.
ბარბარა რიდენი, ოჰაიოს შტატის უნივერსიტეტი — ვარსკვლავების ატმოსფეროებიდეტალურად განიხილავს გამოსხივების გადატანას გაბნევის, შთანთქმისა და თერმული გამოსხივების დროს და განმარტავს გამოსხივების ენერგიის დიფუზიას ვარსკვლავურ ნივთიერებაში.
Acharya და სხვ. (2025) — მზის ბირთვული სინთეზი III: ახალი მონაცემები და თეორია წყალბადის მწველ ვარსკვლავებზეპროტონ-პროტონული ჯაჭვებისა და CNO ციკლების რეაქციების ფიზიკის განახლებული აღწერა.
მზის ეროვნული ობსერვატორია — მზის ატმოსფეროს უხილავი გრეხითი ტალღები არხევსმაგნიტური ტალღების დაკვირვებები და მათი შესაძლო წვლილი მზის გვირგვინის გახურებაში.
NASA — IRIS-მა ნანოჭავლები აღმოაჩინა: მზის გვირგვინის გახურების მექანიზმი იკვეთებამტკიცებულებები მასშტაბით მცირე მაგნიტური ხელახლა შეერთების მოვლენების შესახებ, რომლებიც ენერგიას გვირგვინის პლაზმას გადასცემს.
NASA — მზის ქარიშხლები და ამოფრქვევებიმაგნიტური აქტივობა, ამოფრქვევების გამოსხივება და გვირგვინოვანი მასის ამოფრქვევები.
მზის ეროვნული ობსერვატორია — ჰელიოსეისმოლოგიაგანმარტავს, როგორ ავლენს ზედაპირის რხევები და მათი სიხშირეები მზის სიღრმეში არსებულ, სხვაგვარად უხილავ თვისებებს.
Borexino-ს თანამშრომლობა (2018) — მზის pp ჯაჭვის ნეიტრინოების დეტალური გაზომვებიწარმოდგენილია პროტონ-პროტონული ჯაჭვის რამდენიმე რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი ნეიტრინოების გაზომვები, რომლებიც ამოწმებს მზეში მიმდინარე ბირთვული სინთეზის პროცესებსა და ნეიტრინოების ერთი სახეობიდან მეორეში გარდაქმნას.
Sackmann, Boothroyd და Kraemer (1993) — ჩვენი მზე. III. აწმყო და მომავალიმზის ევოლუციის დეტალური გამოთვლა, რომელიც გვიჩვენებს გვიანი ეტაპების ხანგრძლივობას, მასის დაკარგვაზე დამოკიდებულებას და საბოლოო ნარჩენ მასას, რომელიც მზის მასის დაახლოებით 0,54-ს შეადგენს.
ოჰაიოს შტატის უნივერსიტეტი — მცირე მასის ვარსკვლავებიწყალბადის წვა გარსში, ჰელიუმის წვა ბირთვში, ასიმპტოტური გიგანტების ტოტის (AGB) ვარსკვლავების შრეობრივი სტრუქტურა და თერმული არასტაბილურობები.
Bildsten და სხვ. (2012) — ჰელიუმის აალების აკუსტიკური ნიშნები ბირთვშიწითელი გროვის ფაზაში ჰელიუმის აალების, ელექტრონული დეგენერაციის გაქრობისა და ჰელიუმის სტაბილურ წვაზე გადასვლის მოდელები.
Gesicki, Zijlstra და Miller Bertolami (2018) — პლანეტური ნისლეულების სიკაშკაშის ფუნქციის კაშკაშა ზღვრის იდუმალი დამოუკიდებლობა ასაკისგანმოდელები, რომლებიც ვარსკვლავების გაშიშვლებულ ბირთვებს ნისლეულების ხილვადობას უკავშირებს, მათ შორის პროგნოზი, რომ მზისგან მკრთალი პლანეტური ნისლეული წარმოიქმნება.
NASA — თეთრი ჯუჯებიდედამიწის ზომის ნარჩენები, ელექტრონების დეგენერაციული წნევა, ნახშირბადისა და ჟანგბადისგან შემდგარი სიღრმეები და გაგრილება ბირთვში ხანგრძლივი ბირთვული სინთეზის გარეშე.
Caplan (2020) — შავი ჯუჯის ზეახალი ვარსკვლავი შორეულ მომავალშიუკიდურესად ცივი ვარსკვლავური ნარჩენებისა და იმ ვარაუდების თეორიული მიმოხილვა, რომელთა საფუძველზეც მათი შორეული მომავალი ექსტრაპოლირდება.
Wolf და Toon (2015) — სიცოცხლისთვის ხელსაყრელი კლიმატის ევოლუცია მზის სიკაშკაშის ზრდასთან ერთადკლიმატის მოდელირება, რომელიც მოიცავს მზის მზარდ გამოსხივებას, წყლის ორთქლის უკუკავშირს, ღრუბლებსა და წყლის დაკარგვას.
Esseldeurs, Mathis და Decin (2026, arXiv-ის ვერსია) — დედამიწის ბედი მზის გიგანტის ფაზებშიგანიხილავს, როგორ არის პლანეტების გადარჩენა დამოკიდებული ვარსკვლავის მოქცევით ძალებსა და მასის დაკარგვაზე.
Zink, Batygin და Adams (2020) — დიდი უთანასწორობა და მზის სისტემის გარე ნაწილის დინამიკური დაშლამოდელირებულია გიგანტური პლანეტების გაფართოებული ორბიტები და მათ გვერდით გამავალი ვარსკვლავებით გამოწვეული შემდგომი დარღვევები.
NASA — „ჰაბლი“ აღმოაჩენს პლანეტების ნამსხვრევებით „დაბინძურებულ“ მკვდარ ვარსკვლავებსატმოსფეროს ქიმიური შემადგენლობის ნიშნები აკრეციის შედეგად დაგროვილ კლდოვან მასალაზე მიუთითებს.

გააგრძელეთ კვლევა · თავი 08

მზის სისტემის დინამიკა და მომავალი

Grįžti į tinklaraštį