Kwa upande wa wingi, chembe za vumbi gumu hufanya sehemu isiyo na maana ya Ulimwengu, lakini ni shukrani kwa vumbi la nyota ambayo nyota, sayari na watu wanaosoma nafasi na kupendeza nyota waliibuka na kuendelea kuonekana. Ni aina gani ya dutu hii vumbi la cosmic? Ni nini huwafanya watu kuandaa safari za anga za juu zinazogharimu bajeti ya kila mwaka ya nchi ndogo kwa matumaini, na si kwa imani thabiti, ya kuchimba na kurudisha duniani angalau vumbi dogo la nyota kati ya nyota?
Kati ya nyota na sayari
Katika unajimu, vumbi huitwa ndogo, sehemu za saizi ya mikroni, chembe chembe kuruka angani. Vumbi la cosmic mara nyingi hugawanywa katika interplanetary na interstellar, ingawa, ni wazi, kuingia kwa nyota kwenye nafasi ya interplanetary sio marufuku. Si rahisi kuipata tu pale, kati ya vumbi la "ndani", uwezekano ni mdogo, na mali zake karibu na Jua zinaweza kubadilika kwa kiasi kikubwa. Sasa, ukiruka mbali zaidi, hadi kwenye mipaka mfumo wa jua, kuna uwezekano wa kukamata vumbi halisi la nyota ni kubwa sana. Chaguo kamili kwenda zaidi ya mfumo wa jua kabisa.
Vumbi baina ya sayari, angalau katika ukaribu wa kulinganisha na Dunia, ni jambo lililosomwa vyema. Kujaza nafasi nzima ya Mfumo wa Jua na kujilimbikizia kwenye ndege ya ikweta yake, ilizaliwa kwa kiasi kikubwa kama matokeo ya migongano ya nasibu ya asteroids na uharibifu wa comets inayokaribia Jua. Muundo wa vumbi, kwa kweli, hautofautiani na muundo wa meteorites zinazoanguka Duniani: inavutia sana kuisoma, na bado kuna uvumbuzi mwingi wa kufanywa katika eneo hili, lakini inaonekana kuwa hakuna maalum. fitina hapa. Lakini kutokana na vumbi hili hasa, katika hali ya hewa nzuri magharibi mara tu baada ya jua kutua au mashariki kabla ya jua kuchomoza, unaweza kupendeza koni iliyofifia ya mwanga juu ya upeo wa macho. Hii ndio inayoitwa zodiac mwanga wa jua, kutawanyika na chembe ndogo za vumbi vya cosmic.
Wapi vumbi ni ya kuvutia zaidi nyota. Kipengele chake tofauti ni uwepo msingi mgumu na makombora. Msingi unaonekana kuwa na kaboni, silicon na metali. Na ganda hutengenezwa kwa kiasi kikubwa kutoka kwa waliohifadhiwa kwenye uso wa punje vipengele vya gesi, iliyoangaziwa katika hali ya "kufungia kwa kina" ya nafasi ya nyota, na hii ni kuhusu kelvins 10, hidrojeni na oksijeni. Hata hivyo, kuna uchafu wa molekuli ambayo ni ngumu zaidi. Hizi ni amonia, methane na hata polyatomic molekuli za kikaboni, ambayo hushikamana na chembe ya vumbi au kuunda juu ya uso wake wakati wa kuzunguka. Baadhi ya vitu hivi, bila shaka, huruka mbali na uso wake, kwa mfano, chini ya ushawishi wa mionzi ya ultraviolet, lakini mchakato huu unaweza kubadilishwa - baadhi ya kuruka mbali, wengine kufungia au ni synthesized.
Sasa katika nafasi kati ya nyota au karibu nao, maji, oksidi za kaboni, nitrojeni, sulfuri na silicon tayari zimepatikana, bila shaka, si kwa kemikali, lakini kwa kimwili, yaani, spectroscopic, mbinu. kloridi hidrojeni, amonia, asetilini, asidi za kikaboni, kama vile asidi ya fomu na asetiki, ethyl na alkoholi za methyl, benzene, naphthalene. Walipata hata amino asidi glycine!
Ingependeza kukamata na kusoma vumbi kati ya nyota linalopenya kwenye mfumo wa jua na pengine kuanguka duniani. Tatizo la "kukamata" si rahisi, kwa sababu jinsi ya kuweka "kanzu" yako ya barafu ndani miale ya jua, hasa katika angahewa ya Dunia, chembe chache za vumbi kati ya nyota hufaulu. Wakubwa wanapata moto sana kasi ya kutoroka haiwezi kuzimwa haraka, na chembe za vumbi “huchoma.” Wadogo, hata hivyo, huteleza angani kwa miaka, wakihifadhi sehemu ya ganda, lakini hapa shida inatokea ya kuwapata na kuwatambua.
Kuna moja zaidi, maelezo ya kuvutia sana. Inahusu vumbi ambalo viini vyake vimetengenezwa kwa kaboni. Carbon iliyotengenezwa kwenye chembe za nyota na kutolewa angani, kwa mfano, kutoka kwa anga ya kuzeeka (kama vile giant nyekundu) nyota, zikiruka kwenye nafasi ya nyota, hupoa na kuganda kwa njia sawa na baada ya siku ya moto, ukungu kutoka kwa kilichopozwa. mvuke wa maji hukusanywa katika nyanda za chini. Kulingana na hali ya fuwele, miundo ya safu ya grafiti, fuwele za almasi (hebu fikiria mawingu yote ya almasi ndogo!) Na hata mipira ya mashimo ya atomi za kaboni (fullerenes) inaweza kupatikana. Na ndani yao, labda, kama kwenye salama au chombo, chembe za anga ya nyota ya zamani sana huhifadhiwa. Kupata specks vile za vumbi itakuwa mafanikio makubwa.
Vumbi la cosmic linapatikana wapi?
Inapaswa kusemwa kwamba dhana yenyewe ya utupu wa ulimwengu kama kitu tupu kabisa imebaki kwa muda mrefu kuwa mfano wa ushairi. Kwa kweli, nafasi nzima ya Ulimwengu, kati ya nyota na kati ya galaksi, imejaa mata, inapita. chembe za msingi, mionzi na mashamba magnetic, umeme na mvuto. Yote ambayo yanaweza kuguswa, kwa kiasi kikubwa, ni gesi, vumbi na plasma, mchango ambao kwa jumla ya ulimwengu, kulingana na makadirio mbalimbali, ni karibu 12% tu. msongamano wa kati kuhusu 10-24 g / cm3. Kuna gesi nyingi angani, karibu 99%. Hii ni hidrojeni (hadi 77.4%) na heliamu (21%), iliyobaki inahesabu chini ya asilimia mbili ya wingi. Na kisha kuna vumbi; wingi wake ni karibu mara mia chini ya gesi.
Ingawa wakati mwingine utupu katika nafasi ya nyota na intergalactic ni karibu bora: wakati mwingine kuna lita 1 ya nafasi kwa atomi ya suala! Hakuna ombwe kama hilo katika maabara za nchi kavu au ndani ya mfumo wa jua. Kwa kulinganisha, tunaweza kutoa mfano ufuatao: katika 1 cm 3 ya hewa tunayopumua, kuna takriban 30,000,000,000,000,000,000 molekuli.
Jambo hili linasambazwa ndani nafasi ya nyota kutofautiana sana. Wengi wa gesi ya interstellar na vumbi huunda safu ya vumbi-gesi karibu na ndege ya ulinganifu wa diski ya Galactic. Unene wake katika Galaxy yetu ni miaka mia kadhaa ya mwanga. Sehemu kubwa ya gesi na vumbi katika matawi yake ya ond (mikono) na msingi hujilimbikizia hasa katika mawingu makubwa ya molekuli yenye ukubwa kutoka parsecs 5 hadi 50 (miaka 16 x 160 ya mwanga) na uzito wa makumi ya maelfu na hata mamilioni ya misa ya jua. Lakini ndani ya mawingu haya jambo hilo pia linasambazwa bila sare. Katika kiasi kikuu cha wingu, kinachojulikana kama kanzu ya manyoya, iliyotengenezwa sana na hidrojeni ya Masi, msongamano wa chembe ni karibu vipande 100 kwa 1 cm 3. Katika msongamano ndani ya wingu, hufikia makumi ya maelfu ya chembe kwa 1 cm3, na katika cores ya msongamano huu, kwa ujumla mamilioni ya chembe kwa 1 cm3. Ni mgawanyo huu usio na usawa wa maada katika Ulimwengu unaodaiwa kuwepo kwa nyota, sayari na, hatimaye, sisi wenyewe. Kwa sababu ni katika mawingu ya molekuli, mnene na baridi kiasi, ambapo nyota huzaliwa.
Kinachovutia ni kwamba juu ya wiani wa wingu, tofauti zaidi ya muundo wake. Katika kesi hii, kuna mawasiliano kati ya wiani na joto la wingu (au sehemu zake za kibinafsi) na vitu ambavyo molekuli zao zinapatikana huko. Kwa upande mmoja, hii ni rahisi kwa kusoma mawingu: kwa kutazama sehemu zao za kibinafsi katika safu tofauti za taswira kando ya mistari ya tabia ya wigo, kwa mfano CO, OH au NH 3, unaweza "kutazama" katika sehemu moja au nyingine yake. . Kwa upande mwingine, data juu ya utungaji wa wingu inatuwezesha kujifunza mengi kuhusu taratibu zinazotokea ndani yake.
Kwa kuongeza, katika nafasi ya interstellar, kwa kuzingatia spectra, kuna vitu ambavyo kuwepo chini ya hali ya dunia haiwezekani tu. Hizi ni ions na radicals. Yao shughuli za kemikali juu sana hivi kwamba Duniani wanaitikia mara moja. Na katika nafasi ya baridi ya rarefied ya nafasi wanaishi kwa muda mrefu na kwa uhuru kabisa.
Kwa ujumla, gesi katika nafasi ya nyota sio tu ya atomiki. Ambapo ni baridi zaidi, si zaidi ya kelvin 50, atomi huweza kukaa pamoja, na kutengeneza molekuli. Hata hivyo wingi mkubwa gesi kati ya nyota bado iko katika hali ya atomiki. Hasa ni hidrojeni; fomu yake ya upande wowote iligunduliwa hivi karibuni - mnamo 1951. Kama inavyojulikana, hutoa mawimbi ya redio yenye urefu wa cm 21 (mzunguko 1,420 MHz), kwa kuzingatia ukubwa ambao iliamuliwa ni kiasi gani kwenye Galaxy. Kwa njia, haijasambazwa sawasawa katika nafasi kati ya nyota. Katika mawingu ya hidrojeni ya atomiki ukolezi wake hufikia atomi kadhaa kwa 1 cm3, lakini kati ya mawingu ni amri za ukubwa wa chini.
Hatimaye, karibu na nyota za moto, gesi ipo kwa namna ya ions. Mionzi yenye nguvu ya urujuanimno hupasha joto na kuionya gesi, na kuifanya kuwaka. Hii ndiyo sababu maeneo yenye mkusanyiko mkubwa wa gesi moto, yenye halijoto ya takriban 10,000 K, huonekana kama mawingu angavu. Wanaitwa nebulae ya gesi nyepesi.
Na katika nebula yoyote, kwa kiasi kikubwa au kidogo, kuna vumbi vya interstellar. Licha ya ukweli kwamba nebulae kwa kawaida hugawanywa katika vumbi na gesi nebulae, kuna vumbi katika zote mbili. Na kwa hali yoyote, ni vumbi ambalo inaonekana husaidia nyota kuunda katika kina cha nebula.
Vitu vya ukungu
Miongoni mwa vitu vyote vya cosmic, nebulae labda ni nzuri zaidi. Kweli, nebula nyeusi katika safu inayoonekana huonekana tu kama madoa meusi angani; Lakini katika safu zingine mawimbi ya sumakuumeme, kwa mfano, infrared, zinaonekana vizuri sana na picha zinageuka kuwa zisizo za kawaida sana.
Nebulae ni wale waliotengwa katika nafasi, wanaounganishwa na nguvu za mvuto au shinikizo la nje mkusanyiko wa gesi na vumbi. Uzito wao unaweza kuwa kutoka kwa misa ya jua 0.1 hadi 10,000, na saizi yao inaweza kuwa kutoka 1 hadi 10 parsecs.
Mwanzoni, nebulae iliwakasirisha wanaastronomia. Hadi katikati ya karne ya 19, nebula zilizogunduliwa zilionekana kuwa kero kuu ambayo ilizuia uchunguzi wa nyota na utaftaji wa nyota mpya. Mnamo 1714, Mwingereza Edmond Halley, ambaye jina lake ni comet maarufu, hata akatunga “orodha nyeusi” ya nebula sita ili zisiwapotoshe “wakamataji wa comet,” na Mfaransa Charles Messier alipanua orodha hii hadi vitu 103. Kwa bahati nzuri, mwanamuziki Sir William Herschel, ambaye alikuwa akipenda sana elimu ya nyota, na dada yake na mwanawe walipendezwa na nebulae. Wakitazama anga kwa kutumia darubini walizojitengenezea, waliacha orodha ya makundi ya nebula na nyota yenye habari zipatazo 5,079. vitu vya nafasi!
Herschels kivitendo walimaliza uwezo wa darubini za macho za miaka hiyo. Hata hivyo, uvumbuzi wa kupiga picha na wakati mkubwa ufichuzi ulifanya iwezekane kupata vitu vyenye mwanga hafifu sana. Baadaye kidogo mbinu za spectral uchambuzi, uchunguzi katika safu mbalimbali za mawimbi ya sumakuumeme ilifanya iwezekanavyo katika siku zijazo sio tu kugundua nebula nyingi mpya, lakini pia kuamua muundo na mali zao.
Nebula ya katikati ya nyota inaonekana angavu katika hali mbili: ama ni moto sana hivi kwamba gesi yake yenyewe inawaka, nebula kama hizo huitwa nebulae chafu; au nebula yenyewe ni baridi, lakini vumbi lake hutawanya mwanga wa nyota angavu iliyo karibu - ni nebula inayoakisi.
Nebula za giza pia ni mkusanyiko wa nyota za gesi na vumbi. Lakini tofauti na nebula za gesi nyepesi, ambazo nyakati nyingine huonekana hata kwa darubini kali au darubini, kama vile Orion Nebula, nebula zenye giza hazitoi mwanga, bali huivuta. Nuru ya nyota inapopita kwenye nebula hizo, vumbi linaweza kuinyonya kabisa, na kuigeuza kuwa mionzi ya infrared ambayo haionekani kwa macho. Kwa hivyo, nebula kama hizo huonekana kama mashimo yasiyo na nyota angani. V. Herschel aliyaita “mashimo angani.” Labda ya kuvutia zaidi kati ya hizi ni Nebula ya Horsehead.
Walakini, nafaka za vumbi haziwezi kunyonya kabisa mwanga wa nyota, lakini hutawanya kwa sehemu tu, na kwa kuchagua. Ukweli ni kwamba ukubwa wa chembe za vumbi za nyota ni karibu na urefu wa mwanga wa bluu, kwa hiyo hutawanyika na kufyonzwa kwa nguvu zaidi, na sehemu ya "nyekundu" ya mwanga wa nyota inatufikia vizuri zaidi. Kwa njia, hii njia nzuri kadiria ukubwa wa nafaka za vumbi kwa jinsi zinavyopunguza mwanga wa urefu tofauti wa mawimbi.
Nyota kutoka kwa wingu
Sababu zinazofanya nyota kuonekana hazijabainishwa kwa usahihi; kuna mifano tu ambayo inaelezea data ya majaribio kwa uhakika. Kwa kuongeza, njia za malezi, mali na hatima zaidi nyota ni tofauti sana na hutegemea mambo mengi. Walakini, kuna dhana iliyoanzishwa, au tuseme, nadharia iliyokuzwa zaidi, ambayo kiini chake, kwa wengi. muhtasari wa jumla, ni kwamba nyota huundwa kutoka kwa gesi ya nyota katika maeneo yenye wiani ulioongezeka wa jambo, yaani, katika kina cha mawingu ya nyota. Vumbi kama nyenzo inaweza kupuuzwa, lakini jukumu lake katika uundaji wa nyota ni kubwa sana.
Inavyoonekana hii hufanyika (katika toleo la zamani zaidi, kwa nyota moja). Kwanza, wingu la protostellar linajumuisha kutoka katikati ya nyota, ambayo inaweza kuwa kutokana na kutokuwa na utulivu wa mvuto, lakini sababu zinaweza kuwa tofauti na bado hazija wazi kabisa. Njia moja au nyingine, inakata na kuvutia jambo kutoka kwa nafasi inayozunguka. Joto na shinikizo katikati yake huongezeka hadi molekuli zilizo katikati ya mpira huu wa gesi unaoanguka huanza kugawanyika katika atomi na kisha kuwa ayoni. Utaratibu huu hupunguza gesi, na shinikizo ndani ya msingi hupungua kwa kasi. Mikataba ya msingi, na wimbi la mshtuko hueneza ndani ya wingu, na kutupa tabaka zake za nje. Protostar huundwa, ambayo inaendelea mkataba chini ya ushawishi wa mvuto hadi athari kuanza katikati yake mchanganyiko wa thermonuclear ubadilishaji wa hidrojeni kuwa heliamu. Ukandamizaji unaendelea kwa muda hadi nguvu mgandamizo wa mvuto haitakuwa na usawa na nguvu za gesi na shinikizo la radiant.
Ni wazi kwamba wingi wa nyota inayotokana daima ni chini ya wingi wa nebula ambayo "ilizaa" kwake. Wakati wa mchakato huu, sehemu ya jambo ambalo halikuwa na wakati wa kuanguka kwenye msingi "hufagiliwa" na wimbi la mshtuko, mionzi na chembe inapita tu kwenye nafasi inayozunguka.
Mchakato wa malezi ya nyota na mifumo ya nyota huathiriwa na mambo mengi, ikiwa ni pamoja na uwanja wa sumaku, ambayo mara nyingi huchangia "kupasuka" kwa wingu la protostellar kuwa vipande viwili, mara chache vipande vitatu, ambayo kila moja inashinikizwa chini ya ushawishi wa mvuto. protostar yake mwenyewe. Hivi ndivyo, kwa mfano, wengi mara mbili mifumo ya nyota nyota mbili zinazozunguka kituo cha jumla wingi na kusonga katika nafasi kwa ujumla mmoja.
Unapozeeka mafuta ya nyuklia katika vilindi vya nyota polepole huwaka nje, na kasi zaidi nyota zaidi. Katika kesi hii, mzunguko wa hidrojeni wa athari hubadilishwa na mzunguko wa heliamu, basi, kama matokeo ya athari za fusion ya nyuklia, zinazozidi kuwa nzito huundwa. vipengele vya kemikali, hadi chini ya chuma. Mwishoni, kiini, ambacho haipati tena nishati kutokana na athari za nyuklia, hupungua kwa kasi kwa ukubwa, hupoteza utulivu wake, na dutu yake inaonekana kuanguka yenyewe. Kutokea mlipuko wenye nguvu, wakati ambapo dutu inaweza joto hadi mabilioni ya digrii, na mwingiliano kati ya nuclei husababisha kuundwa kwa vipengele vipya vya kemikali, hadi nzito zaidi. Mlipuko huo unaambatana na kutolewa kwa kasi kwa nishati na kutolewa kwa jambo. Nyota inalipuka, mchakato unaoitwa supernova. Hatimaye, nyota, kulingana na wingi wake, itageuka nyota ya neutron au shimo nyeusi.
Hii pengine ni nini hasa hutokea. Kwa hali yoyote, hakuna shaka kwamba vijana, yaani, moto, nyota na makundi yao ni mengi zaidi katika nebulae, yaani, katika maeneo yenye kuongezeka kwa msongamano wa gesi na vumbi. Hii inaonekana wazi katika picha zilizopigwa na darubini katika safu tofauti za urefu wa mawimbi.
Kwa kweli, hii si chochote zaidi ya muhtasari usio kamili wa mlolongo wa matukio. Kwa sisi, pointi mbili ni muhimu sana. Kwanza, ni nini jukumu la vumbi katika mchakato wa malezi ya nyota? Na pili, inatoka wapi?
baridi ya Universal
KATIKA molekuli jumla jambo la ulimwengu Vumbi lenyewe, yaani, atomi za kaboni, silikoni na vitu vingine vilivyojumuishwa katika chembe ngumu, ni ndogo sana hivi kwamba, kwa hali yoyote, nyenzo za ujenzi kwa nyota, inaweza kuonekana, inaweza kupuuzwa. Walakini, kwa kweli, jukumu lao ni kubwa - ni wao ambao hupoza gesi ya moto ya nyota, na kuibadilisha kuwa wingu mnene sana ambalo nyota huundwa.
Ukweli ni kwamba gesi ya interstellar yenyewe haiwezi kupoa. Muundo wa kielektroniki atomi ya hidrojeni ni kwamba inaweza kutoa nishati ya ziada, ikiwa ipo, kwa kutoa mwanga katika maeneo yanayoonekana na ya ultraviolet ya wigo, lakini si katika safu ya infrared. Kwa njia ya mfano, hidrojeni haiwezi kuangazia joto. Ili kupungua vizuri, inahitaji "jokofu", jukumu ambalo linachezwa na chembe za vumbi vya interstellar.
Wakati wa mgongano na nafaka za vumbi kwa kasi kubwa tofauti na nafaka nzito na polepole za vumbi, molekuli za gesi huruka haraka hupoteza kasi na nishati ya kinetic kupitishwa kwa chembe ya vumbi. Pia inapokanzwa na hutoa joto hili la ziada kwa nafasi inayozunguka, ikiwa ni pamoja na kwa namna ya mionzi ya infrared, wakati yenyewe inapoa. Kwa hivyo, kwa kunyonya joto la molekuli za nyota, vumbi hufanya kama aina ya radiator, baridi ya wingu la gesi. Kwa upande wa misa, sio sana - karibu 1% ya wingi wa dutu nzima ya wingu, lakini hii inatosha kuondoa joto kupita kiasi kwa mamilioni ya miaka.
Wakati joto la wingu linapungua, shinikizo pia hupungua, wingu hupungua na nyota zinaweza kuzaliwa kutoka humo. Mabaki ya nyenzo ambayo nyota ilizaliwa, kwa upande wake, nyenzo za kuanzia kwa malezi ya sayari. Sasa muundo wao tayari unajumuisha chembe za vumbi, na ndani zaidi. Kwa sababu, baada ya kuzaliwa, nyota huwaka moto na kuharakisha gesi yote karibu na yenyewe, wakati vumbi linabaki kuruka karibu. Baada ya yote, ina uwezo wa kupoa na inavutiwa na nyota mpya yenye nguvu zaidi kuliko molekuli ya gesi ya mtu binafsi. Mwishowe, kuna wingu la vumbi karibu na nyota iliyozaliwa, na gesi yenye vumbi kwenye pembezoni.
Wanazaliwa huko sayari za gesi, kama vile Zohali, Uranus na Neptune. Kweli, nyota zinaonekana karibu sayari zenye miamba. Kwa sisi ni Mars, Dunia, Venus na Mercury. Inageuka mgawanyiko wazi katika maeneo mawili: sayari za gesi na imara. Kwa hivyo Dunia iligeuka kuwa imetengenezwa kwa nafaka za vumbi za nyota. Chembe za vumbi za chuma zikawa sehemu ya msingi wa sayari, na sasa Dunia ina msingi mkubwa wa chuma.
Siri ya Ulimwengu mchanga
Ikiwa gala imeunda, basi vumbi linatoka wapi Kimsingi, wanasayansi wanaelewa. Vyanzo vyake muhimu zaidi ni novae na supernovae, ambayo hupoteza sehemu ya wingi wao, "kuacha" shell kwenye nafasi inayozunguka. Kwa kuongezea, vumbi pia huzaliwa katika anga inayokua ya majitu mekundu, kutoka ambapo inafagiliwa na shinikizo la mionzi. Katika hali ya baridi, kwa viwango vya nyota, anga (karibu kelvin 2.5 elfu 3) kuna molekuli nyingi ngumu.
Lakini hapa kuna siri ambayo bado haijatatuliwa. Imekuwa ikiaminika kuwa vumbi ni bidhaa ya mageuzi ya nyota. Kwa maneno mengine, nyota lazima kuzaliwa, kuwepo kwa muda fulani, kuzeeka na, kusema, katika mlipuko wa hivi karibuni supernova hutoa vumbi. Lakini nini kilikuja kwanza - yai au kuku? Vumbi la kwanza muhimu kwa kuzaliwa kwa nyota, au nyota ya kwanza, ambayo kwa sababu fulani ilizaliwa bila msaada wa vumbi, ilikua mzee, ilipuka, na kutengeneza vumbi la kwanza kabisa.
Nini kilitokea hapo mwanzo? Baada ya yote, wakati Big Bang ilitokea miaka bilioni 14 iliyopita, kulikuwa na hidrojeni na heliamu tu katika Ulimwengu, hakuna vipengele vingine! Wakati huo ndipo galaksi za kwanza zilianza kutoka kwao, mawingu makubwa, na ndani yao nyota za kwanza, ambazo zilipaswa kupitia safari ndefu. njia ya maisha. Athari za nyuklia katika nyota za nyota ilibidi "kupika" vitu vya kemikali ngumu zaidi, kugeuza hidrojeni na heliamu kuwa kaboni, nitrojeni, oksijeni, na kadhalika, na baada ya hapo nyota ililazimika kutupa yote angani, ikilipuka au kuitupa polepole. ganda. Misa hii basi ilibidi ipoe, ipoe na hatimaye igeuke kuwa vumbi. Lakini tayari miaka bilioni 2 baadaye kishindo kikubwa, katika galaksi za mapema zaidi, kulikuwa na vumbi! Kwa kutumia darubini, iligunduliwa katika galaksi zilizo umbali wa miaka bilioni 12 ya mwanga kutoka kwetu. Wakati huo huo, miaka bilioni 2 ni kipindi kifupi sana kukamilika mzunguko wa maisha nyota: wakati huu, nyota nyingi hazina wakati wa kuzeeka. Ambapo vumbi lilitoka kwenye Galaxy ya vijana, ikiwa haipaswi kuwa na chochote isipokuwa hidrojeni na heliamu, ni siri.
Reactor ya Mote
Sio tu kwamba vumbi kati ya nyota hufanya kama aina ya baridi ya ulimwengu wote, lakini labda ni shukrani kwa vumbi kwamba molekuli changamano huonekana angani.
Ukweli ni kwamba uso wa nafaka ya vumbi inaweza kutumika kama kinu ambayo molekuli huundwa kutoka kwa atomi na kama kichocheo cha athari za usanisi wao. Baada ya yote, uwezekano kwamba kuna atomi nyingi mara moja vipengele mbalimbali kugongana katika hatua moja, na hata kuingiliana na kila mmoja kwa joto la juu kidogo sifuri kabisa, ndogo mno. Lakini uwezekano kwamba chembe ya vumbi itagongana kwa kuruka atomi tofauti au molekuli, hasa ndani ya wingu baridi mnene, ni kubwa kabisa. Kwa kweli, hii ndio hufanyika - hivi ndivyo ganda la nafaka za vumbi la nyota hutengenezwa kutoka kwa atomi zilizokutana na molekuli zilizogandishwa ndani yake.
Juu ya uso imara, atomi ziko karibu. Kuhama kando ya uso wa nafaka ya vumbi kutafuta nafasi nzuri zaidi, atomi hukutana na kujikuta ndani. ukaribu, kupata fursa ya kuguswa kati yao wenyewe. Bila shaka, polepole sana kwa mujibu wa joto la chembe ya vumbi. Uso wa chembe, hasa zile zilizo na msingi wa chuma, zinaweza kuonyesha mali za kichocheo. Wanakemia Duniani wanajua vyema kwamba vichocheo vinavyofaa zaidi ni chembe chembe za ukubwa wa mikroni ambapo molekuli hukusanywa na kisha kuguswa, katika hali ya kawaida"kutojali" kabisa kwa kila mmoja. Inavyoonekana, hivi ndivyo inavyoundwa hidrojeni ya molekuli: atomi zake "zinashikamana" na kipande cha vumbi, na kisha kuruka mbali nayo, lakini kwa jozi, kwa namna ya molekuli.
Huenda ikawa kwamba chembe ndogo za vumbi kati ya nyota, zikiwa zimebakiza molekuli chache za kikaboni kwenye ganda zao, kutia ndani asidi ya amino rahisi zaidi, zilileta "mbegu za uhai" za kwanza duniani karibu miaka bilioni 4 iliyopita. Hii, bila shaka, si kitu zaidi ya hypothesis nzuri. Lakini kinachosema kwa niaba yake ni kwamba glycine ya amino asidi ilipatikana katika gesi baridi na mawingu ya vumbi. Labda kuna wengine, ni kwamba uwezo wa darubini bado hauwaruhusu kugunduliwa.
Vumbi Hunt
Sifa za vumbi la nyota, kwa kweli, zinaweza kusomwa kwa mbali kwa kutumia darubini na vyombo vingine vilivyo kwenye Dunia au kwenye satelaiti zake. Lakini inavutia zaidi kukamata chembe za vumbi za kati, na kisha kuzisoma kwa undani, ujue, sio kinadharia, lakini kwa vitendo, zinajumuisha nini na jinsi zimeundwa. Kuna chaguzi mbili hapa. Unaweza kufikia kina cha nafasi, kukusanya vumbi kati ya nyota huko, kuleta Duniani na kuchambua na kila mtu njia zinazowezekana. Au unaweza kujaribu kuruka nje ya mfumo wa jua na kuchambua vumbi njiani moja kwa moja kwenye chombo cha angani, na kutuma data inayotokana na Dunia.
Jaribio la kwanza la kuleta sampuli za vumbi vya interstellar, na vitu vya kati ya nyota kwa ujumla, ilifanywa miaka kadhaa iliyopita na NASA. Chombo hicho kilikuwa na mitego maalum - watoza wa kukusanya vumbi la nyota na chembe za upepo wa cosmic. Ili kukamata chembe za vumbi bila kupoteza shell yao, mitego ilijazwa na dutu maalum, kinachojulikana kama airgel. Dutu hii yenye povu nyepesi sana (muundo ambao ni siri ya biashara) inafanana na jelly. Mara tu ndani, chembe za vumbi hukwama, na kisha, kama katika mtego wowote, kifuniko hufunga ili kufunguliwa Duniani.
Mradi huu uliitwa Stardust vumbi la nyota. Mpango wake ni mkubwa. Baada ya kuzinduliwa mnamo Februari 1999, vifaa vilivyo kwenye bodi hatimaye vitakusanya sampuli za vumbi vya nyota na kando na vumbi katika maeneo ya karibu ya Comet Wild-2, ambayo iliruka karibu na Dunia Februari iliyopita. Sasa ikiwa na kontena zilizojaa shehena hii ya thamani, meli inarudi nyumbani hadi kutua Januari 15, 2006 huko Utah, karibu na Salt Lake City (Marekani). Hapo ndipo wanaastronomia wataona kwa macho yao wenyewe (kwa msaada wa darubini, bila shaka) nafaka hizo za vumbi ambazo muundo na muundo wao tayari wametabiri.
Na mnamo Agosti 2001, Genesis aliruka kukusanya sampuli za maada kutoka anga za juu. Mradi huu wa NASA ulilenga hasa kunasa chembechembe upepo wa jua. Baada ya kukaa kwa siku 1,127 katika anga ya juu, wakati ambao iliruka kama kilomita milioni 32, meli ilirudi na kuangusha kifusi chenye sampuli zilizotokana - mitego iliyo na ioni na chembe za upepo wa jua - hadi Duniani. Ole, bahati mbaya ilitokea - parachute haikufungua, na capsule iligonga ardhi kwa nguvu zake zote. Na kugonga. Bila shaka, uchafu ulikusanywa na kujifunza kwa makini. Walakini, mnamo Machi 2005, katika mkutano huko Houston, mshiriki wa programu Don Barnetti alisema kuwa watoza wanne wenye chembe za upepo wa jua hawakuharibiwa, na yaliyomo, 0.4 mg ya upepo wa jua uliokamatwa, walikuwa wakichunguzwa kikamilifu na wanasayansi huko Houston.
Hata hivyo, NASA sasa inatayarisha mradi wa tatu, ambao ni kabambe zaidi. Itakuwa ujumbe wa nafasi Uchunguzi wa Interstellar. Wakati huu chombo cha anga itaondoka hadi umbali wa 200 a. e. kutoka Duniani (yaani umbali kutoka kwa Dunia hadi Jua). Meli hii haitarudi kamwe, lakini "itajazwa" na aina mbalimbali za vifaa, ikiwa ni pamoja na kuchambua sampuli za vumbi vya interstellar. Ikiwa kila kitu kitafanya kazi, chembe za vumbi kati ya nyota kutoka kwenye anga ya juu hatimaye zitanaswa, kupigwa picha na kuchambuliwa kiotomatiki, moja kwa moja kwenye chombo.
Uundaji wa nyota za vijana
1. Wingu kubwa la molekuli ya galaksi yenye ukubwa wa parseki 100, wingi wa jua 100,000, joto la 50 K, na msongamano wa chembe 10 2/cm 3. Ndani ya wingu hili kuna condensations kwa kiasi kikubwa - kueneza gesi na vumbi nebulae (1 x 10 pc, 10,000 jua, 20 K, 10 3 chembe / cm 3) na condensations ndogo - gesi na vumbi nebulae (hadi 1 pc, 100 x Jua 1,000, 20 K, 10 4 chembe / cm 3). Ndani ya mwisho kuna makundi ya globules yenye ukubwa wa 0.1 pc, wingi wa jua 1 x 10 na msongamano wa 10 x 10 6 chembe / cm 3, ambapo nyota mpya huundwa.
2. Kuzaliwa kwa nyota ndani ya wingu la gesi na vumbi
3. Nyota mpya, pamoja na mionzi yake na upepo wa nyota, hutawanya gesi inayozunguka mbali na yenyewe
4. Nyota mchanga anaibuka angani ambayo ni safi na isiyo na gesi na vumbi, na kusukuma kando nebula iliyoizaa.
Hatua za ukuaji wa "embryonic" ya nyota yenye misa sawa na Jua
5. Asili ya wingu lisilo na mvuto lenye ukubwa wa jua 2,000,000, na halijoto ya takriban 15K na msongamano wa awali wa 10 -19 g/cm 3.
6. Baada ya miaka laki kadhaa, wingu hili litaunda msingi na joto la karibu 200 K na saizi ya jua 100, uzito wake bado ni 0.05 tu ya jua.
7. Katika hatua hii, msingi na joto la hadi 2,000 K hupunguzwa sana kwa sababu ya ionization ya hidrojeni na wakati huo huo joto hadi 20,000 K, kasi ya jambo linaloanguka kwenye nyota inayokua hufikia 100 km / s.
8. Protostar yenye ukubwa wa jua mbili na halijoto katikati ya 2x10 5 K, na kwenye uso 3x10 3 K.
9. Hatua ya mwisho ya mageuzi ya kabla ya nyota ni mgandamizo wa polepole, wakati ambapo isotopu za lithiamu na beriliamu huwaka. Tu baada ya joto kuongezeka hadi 6x10 6 K, athari za nyuklia za awali ya heliamu kutoka kwa hidrojeni huanza katika mambo ya ndani ya nyota. Jumla ya muda Mzunguko wa kuzaliwa kwa nyota kama Jua ni miaka milioni 50, baada ya hapo nyota kama hiyo inaweza kuwaka kimya kimya kwa mabilioni ya miaka.
Olga Maksimenko, Mgombea wa Sayansi ya Kemikali
COSMIC DUST, chembe dhabiti zenye ukubwa wa tabia kutoka takriban mikroni 0.001 hadi mikroni 1 hivi (na ikiwezekana hadi mikroni 100 au zaidi katika anga za kati na diski za protoplanetary), zinazopatikana katika takriban vitu vyote vya unajimu: kutoka kwa Mfumo wa Jua hadi sana. galaksi za mbali na quasars. Tabia za vumbi (mkusanyiko wa chembe, muundo wa kemikali, saizi ya chembe, n.k.) hutofautiana kwa kiasi kikubwa kutoka kwa kitu kimoja hadi kingine, hata kwa vitu vya aina moja. Vumbi la cosmic hutawanya na kunyonya mionzi ya tukio. Mionzi iliyotawanyika yenye urefu wa wimbi sawa na mionzi ya tukio hueneza pande zote. Mionzi inayofyonzwa na chembe ya vumbi inabadilishwa kuwa nishati ya joto, na chembe kawaida hutoa katika eneo la urefu wa wimbi la wigo ikilinganishwa na mionzi ya tukio. Michakato yote miwili inachangia kutoweka - kudhoofika kwa mionzi miili ya mbinguni vumbi lililo kwenye mstari wa kuona kati ya kitu na mwangalizi.
Vitu vya vumbi vinasomwa karibu safu nzima ya mawimbi ya sumakuumeme - kutoka kwa X-ray hadi mawimbi ya milimita. Mionzi ya umeme ya dipole kutoka kwa chembe za ultrafine zinazozunguka kwa kasi inaonekana kutoa mchango kwa mionzi ya microwave kwa masafa 10-60 GHz. Jukumu muhimu kucheza majaribio ya maabara, ambamo fahirisi za refractive hupimwa, pamoja na spectra ya kunyonya na matrices ya kutawanya ya chembe za analogi. chembe za vumbi vya cosmic, kuiga michakato ya malezi na ukuaji wa chembe za vumbi zenye kinzani katika angahewa za nyota na diski za protoplanetary, soma uundaji wa molekuli na mageuzi ya vipengele vya vumbi tete chini ya hali sawa na zile zilizopo katika mawingu ya giza kati ya nyota.
Vumbi la cosmic liko katika anuwai hali ya kimwili, zinasomwa moja kwa moja katika muundo wa meteorites zilizoanguka juu ya uso wa Dunia, in tabaka za juu angahewa ya dunia(vumbi la interplanetary na mabaki ya comets ndogo), wakati wa ndege za anga kwenye sayari, asteroids na comets (dumba la mzunguko na cometary) na zaidi ya heliosphere (vumbi la nyota). Uchunguzi wa mbali wa msingi wa ardhini na wa anga za juu wa vumbi la anga hufunika Mfumo wa Jua (vumbi la sayari, circumplanetary na cometary, vumbi karibu na Jua), chombo cha kati cha Galaxy yetu (interstellar, circumstellar na nebular vumbi) na galaksi nyingine (vumbi la ziada la galaksi). ), pamoja na vitu vya mbali sana (vumbi la cosmological).
Chembe za vumbi vya cosmic hasa hujumuisha vitu vya kaboni (kaboni ya amofasi, grafiti) na silicates za magnesiamu-chuma (olivines, pyroxenes). Wao hupunguza na kukua katika anga za nyota za madarasa ya marehemu ya spectral na katika nebula ya protoplanetary, na kisha hutolewa kwenye kati ya nyota na shinikizo la mionzi. Katika mawingu kati ya nyota, hasa zile mnene, chembe za kinzani zinaendelea kukua kutokana na kuongezeka kwa atomi za gesi, na vile vile wakati chembe zinapogongana na kushikamana pamoja (mgando). Hii inasababisha kuonekana kwa shells za vitu tete (hasa barafu) na kuundwa kwa chembe za porous. Uharibifu wa nafaka za vumbi hutokea kama matokeo ya kutapika katika mawimbi ya mshtuko yanayotokea baada ya milipuko ya supernova, au uvukizi wakati wa mchakato wa uundaji wa nyota ulioanza kwenye wingu. Vumbi lililobaki linaendelea kubadilika karibu na nyota iliyoundwa na baadaye kujidhihirisha katika mfumo wa wingu la vumbi la sayari au viini vya cometary. Kwa kushangaza, karibu na nyota zilizobadilishwa (zamani) vumbi ni "safi" (hivi karibuni limeundwa katika angahewa), na karibu na nyota changa vumbi ni la zamani (lililobadilishwa kama sehemu ya kati ya nyota). Inaaminika kuwa vumbi la kikosmolojia, ikiwezekana lililopo kwenye galaksi za mbali, lilifupishwa katika utoaji wa nyenzo kutoka kwa milipuko ya supernovae kubwa.
Mwangaza. angalia Sanaa. Vumbi la nyota.
Watu wengi hustaajabia kwa furaha mwonekano mzuri wa anga yenye nyota, mojawapo ya uumbaji mkuu zaidi wa asili. Katika anga angavu la vuli, inaonekana wazi jinsi mstari mwembamba unapita angani nzima, unaoitwa. Njia ya Milky, kuwa na muhtasari usio wa kawaida na upana tofauti na mwangaza. Ikiwa tutazingatia Njia ya Milky, na kutengeneza Galaxy yetu, katika darubini, inageuka kuwa strip hii mkali hugawanyika katika wengi dhaifu nyota zinazowaka, ambayo kwa jicho uchi kuunganisha katika mwanga unaoendelea. Sasa imeanzishwa kuwa Milky Way haijumuishi tu nyota na makundi ya nyota, bali pia ya mawingu ya gesi na vumbi.
Vumbi la cosmic hutokea katika vitu vingi vya nafasi, ambapo outflow ya haraka ya suala hutokea, ikifuatana na baridi. Inajidhihirisha kwa mionzi ya infrared Nyota moto wa Wolf-Rayet na upepo mkali sana wa nyota, nebula ya sayari, shells za supernovae na novae. Idadi kubwa ya vumbi lipo kwenye msingi wa galaksi nyingi (kwa mfano, M82, NGC253), ambayo kuna mtiririko mkubwa wa gesi. Ushawishi wa vumbi la cosmic hutamkwa zaidi wakati wa utoaji wa nyota mpya. Wiki chache baada ya mwangaza wa juu wa nova, ziada ya nguvu ya mionzi katika infrared inaonekana katika wigo wake, unaosababishwa na kuonekana kwa vumbi na joto la karibu K. Zaidi.
Habari. Katika somo hili tutazungumza nawe kuhusu vumbi. Lakini si kuhusu aina ambayo hujilimbikiza katika vyumba vyako, lakini kuhusu vumbi vya cosmic. Ni nini?
Vumbi la cosmic ni Sana chembe nzuri imara iko katika sehemu yoyote ya Ulimwengu, pamoja na vumbi la meteorite na jambo kati ya nyota, yenye uwezo wa kunyonya mwanga wa nyota na kutengeneza nebula za giza kwenye galaksi. Chembe za vumbi la spherical kuhusu 0.05 mm kwa kipenyo hupatikana katika baadhi ya mashapo ya baharini; inaaminika kwamba haya ni mabaki ya tani 5,000 za vumbi la cosmic ambalo huanguka kwenye dunia kila mwaka.
Wanasayansi wanaamini kuwa vumbi la cosmic huundwa sio tu kutokana na migongano, uharibifu wa ndogo yabisi, lakini pia kutokana na condensation ya gesi interstellar. Vumbi la cosmic linajulikana na asili yake: vumbi linaweza kuwa intergalactic, interstellar, interplanetary na circumplanetary (kawaida katika mfumo wa pete).
Nafaka za vumbi la cosmic hutokea hasa katika angahewa za nyota zinazoisha polepole - vijeba nyekundu, na vile vile wakati wa michakato ya kulipuka kwa nyota na uondoaji mkali wa gesi kutoka kwa msingi wa galaksi. Vyanzo vingine vya vumbi la anga ni pamoja na nebula za sayari na protostellar, angahewa za nyota, na mawingu kati ya nyota.
Mawingu yote ya vumbi la cosmic, ambayo yako katika safu ya nyota zinazounda Milky Way, hutuzuia kutazama makundi ya nyota ya mbali. Hii nguzo ya nyota, kama Pleiades, amezama kabisa katika wingu la vumbi. wengi zaidi nyota angavu, ambazo ziko kwenye kundi hili, huangazia vumbi, kama vile taa inavyoangazia ukungu usiku. Vumbi la cosmic linaweza kuangaza tu kwa mwanga uliojitokeza.
Miale ya rangi ya samawati inayopita kwenye vumbi la anga imepunguzwa zaidi kuliko miale nyekundu, kwa hivyo mwanga wa nyota unaotufikia huonekana kuwa wa manjano au hata wekundu. Maeneo yote ya anga ya dunia yamesalia kufungwa kwa angalizo haswa kwa sababu ya vumbi la anga.
Vumbi la sayari, angalau katika ukaribu wa kulinganisha na Dunia, husomwa kwa usawa. Kujaza nafasi nzima ya Mfumo wa Jua na kujilimbikizia kwenye ndege ya ikweta yake, ilizaliwa kwa kiasi kikubwa kama matokeo ya migongano ya nasibu ya asteroids na uharibifu wa comets inayokaribia Jua. Muundo wa vumbi, kwa kweli, hautofautiani na muundo wa meteorites zinazoanguka Duniani: inavutia sana kuisoma, na bado kuna uvumbuzi mwingi wa kufanywa katika eneo hili, lakini inaonekana kuwa hakuna maalum. fitina hapa. Lakini kutokana na vumbi hili hasa, katika hali ya hewa nzuri magharibi mara tu baada ya jua kutua au mashariki kabla ya jua kuchomoza, unaweza kupendeza koni iliyofifia ya mwanga juu ya upeo wa macho. Hii ndio inayoitwa mwanga wa zodiacal - mwanga wa jua uliotawanyika na chembe ndogo za vumbi vya cosmic.
Vumbi la Interstellar linavutia zaidi. Kipengele chake tofauti ni kuwepo kwa msingi imara na shell. Msingi unaonekana kuwa na kaboni, silicon na metali. Na ganda hilo hutengenezwa hasa na vitu vya gesi vilivyogandishwa kwenye uso wa msingi, vilivyoangaziwa chini ya hali ya "kufungia sana" kwa nafasi ya nyota, na hii ni karibu kelvins 10, hidrojeni na oksijeni. Hata hivyo, kuna uchafu wa molekuli ambayo ni ngumu zaidi. Hizi ni amonia, methane na hata molekuli za kikaboni za polyatomic ambazo hushikamana na kipande cha vumbi au kuunda juu ya uso wake wakati wa kuzunguka. Baadhi ya vitu hivi, bila shaka, huruka mbali na uso wake, kwa mfano, chini ya ushawishi wa mionzi ya ultraviolet, lakini mchakato huu unaweza kubadilishwa - baadhi ya kuruka mbali, wengine kufungia au ni synthesized.
Ikiwa galaxi imeunda, basi ambapo vumbi hutoka ndani yake ni, kwa kanuni, wazi kwa wanasayansi. Vyanzo vyake muhimu zaidi ni novae na supernovae, ambayo hupoteza sehemu ya wingi wao, "kutupa" shell kwenye nafasi inayozunguka. Kwa kuongezea, vumbi pia huzaliwa katika anga inayokua ya majitu mekundu, kutoka ambapo inafagiliwa na shinikizo la mionzi. Katika hali ya baridi, kwa viwango vya nyota, anga (karibu 2.5 - 3 elfu kelvin) kuna molekuli nyingi ngumu.
Lakini hapa kuna siri ambayo bado haijatatuliwa. Imekuwa ikiaminika kuwa vumbi ni bidhaa ya mageuzi ya nyota. Kwa maneno mengine, nyota lazima kuzaliwa, kuwepo kwa muda, kukua na, kusema, kuzalisha vumbi katika mlipuko wa mwisho wa supernova. Lakini nini kilikuja kwanza - yai au kuku? Vumbi la kwanza muhimu kwa kuzaliwa kwa nyota, au nyota ya kwanza, ambayo kwa sababu fulani ilizaliwa bila msaada wa vumbi, ilikua mzee, ilipuka, na kutengeneza vumbi la kwanza kabisa.
Nini kilitokea hapo mwanzo? Baada ya yote, wakati Big Bang ilitokea miaka bilioni 14 iliyopita, kulikuwa na hidrojeni na heliamu tu katika Ulimwengu, hakuna vipengele vingine! Wakati huo ndipo galaksi za kwanza zilianza kutoka kwao, mawingu makubwa, na ndani yao nyota za kwanza, ambazo zilipaswa kupitia njia ndefu ya maisha. Athari za nyuklia kwenye chembe za nyota zinapaswa kuwa "zimepika" vitu vya kemikali ngumu zaidi, na kugeuza hidrojeni na heliamu kuwa kaboni, nitrojeni, oksijeni, na kadhalika, na baada ya hapo nyota inapaswa kuwa imeitupa angani, ikilipuka au kumwaga polepole. ganda. Misa hii basi ilibidi ipoe, ipoe na hatimaye igeuke kuwa vumbi. Lakini tayari miaka bilioni 2 baada ya Big Bang, katika galaksi za kwanza, kulikuwa na vumbi! Kwa kutumia darubini, iligunduliwa katika galaksi zilizo umbali wa miaka bilioni 12 ya mwanga kutoka kwetu. Wakati huo huo, miaka bilioni 2 ni muda mfupi sana kwa mzunguko kamili wa maisha ya nyota: wakati huu, nyota nyingi hazina wakati wa kuzeeka. Ambapo vumbi lilitoka kwenye Galaxy ya vijana, ikiwa haipaswi kuwa na chochote isipokuwa hidrojeni na heliamu, ni siri.
Kuangalia wakati, profesa alitabasamu kidogo.
Lakini utajaribu kutatua siri hii nyumbani. Hebu tuandike kazi.
Kazi ya nyumbani.
1. Jaribu kukisia ni nini kilikuja kwanza, nyota ya kwanza au vumbi?
Kazi ya ziada.
1. Ripoti juu ya aina yoyote ya vumbi (interstellar, interplanetary, circumplanetary, intergalactic)
2. Insha. Fikiria mwenyewe kama mwanasayansi aliyepewa jukumu la kusoma vumbi la anga.
3. Picha.
Imetengenezwa nyumbani kazi kwa wanafunzi:
1. Kwa nini vumbi linahitajika katika nafasi?
Kazi ya ziada.
1. Ripoti juu ya aina yoyote ya vumbi. Wanafunzi wa zamani shule kukumbuka sheria.
2. Insha. Kutoweka kwa vumbi la cosmic.
3. Picha.
Kuna mabilioni ya nyota na sayari katika ulimwengu. Na ingawa nyota ni duara linalong'aa la gesi, sayari kama Dunia zimeundwa na vitu vikali. Sayari huunda katika mawingu ya vumbi ambayo huzunguka nyota mpya. Kwa upande wake, nafaka za vumbi hili zinaundwa na vitu kama kaboni, silicon, oksijeni, chuma na magnesiamu. Lakini chembe za vumbi vya cosmic hutoka wapi? Utafiti mpya kutoka Taasisi ya Niels Bohr huko Copenhagen unaonyesha kuwa nafaka za vumbi haziwezi tu kuunda milipuko kubwa ya supernova, zinaweza pia kuishi baadae. mawimbi ya mshtuko milipuko mbalimbali inayoathiri vumbi.
Picha ya kompyuta ya jinsi vumbi la cosmic linaundwa wakati wa milipuko ya supernova. Chanzo: ESO/M. Kornmesser
Jinsi vumbi la anga liliundwa kwa muda mrefu imekuwa siri kwa wanaastronomia. Vipengele vya vumbi vyenyewe huunda katika gesi ya hidrojeni inayowaka katika nyota. Atomi za hidrojeni huchanganyika na kila mmoja na kuunda vipengele vinavyozidi kuwa nzito. Matokeo yake, nyota huanza kutoa mionzi kwa namna ya mwanga. Wakati haidrojeni yote imekwisha na haiwezekani tena kutoa nishati, nyota hiyo inakufa, na ganda lake huruka ndani. nafasi, ambayo huunda nebulae mbalimbali ambazo nyota changa zinaweza kuzaliwa tena. Vipengele nzito huundwa hasa katika supernovae, watangulizi ambao ni nyota kubwa, kufa katika mlipuko mkubwa. Lakini jinsi elementi moja zinavyoungana na kuunda vumbi la anga ilibaki kuwa fumbo.
"Tatizo lilikuwa kwamba hata kama vumbi lingeundwa pamoja na milipuko ya supernova, tukio lenyewe ni kali sana hivi kwamba nafaka hizi ndogo hazipaswi kuishi. Lakini vumbi la cosmic lipo, na chembe zake zinaweza kuwa kabisa ukubwa tofauti. Utafiti wetu unatoa mwanga kuhusu tatizo hili,” Profesa Jens Hjort, mkuu wa Kituo cha Kosmolojia ya Giza katika Taasisi ya Niels Bohr.
Picha Darubini ya Hubble isiyo ya kawaida galaksi kibete, ambayo ilizalisha mkali wa supernova SN 2010jl. Picha ilichukuliwa kabla ya kuonekana kwake, kwa hivyo mshale unaonyesha nyota yake ya asili. Nyota iliyolipuka ilikuwa kubwa sana, takriban misa 40 ya jua. Chanzo: ESO
Katika masomo ya vumbi la ulimwengu, wanasayansi wanaona supernovae kwa kutumia zana ya unajimu ya X-shooter iliyowekwa kwenye Very. darubini kubwa(VLT) nchini Chile. Ina unyeti wa kushangaza, na spectrographs tatu zilizojumuishwa ndani yake. inaweza kuchunguza aina nzima ya mwanga mara moja, kutoka kwa ultraviolet na inayoonekana hadi infrared. Hjorth anaeleza kwamba mwanzoni walikuwa wakingojea mlipuko “wa kulia” kutokea supernova. Na hivyo, wakati hii ilifanyika, kampeni ya kufuatilia ilianza. Nyota iliyoonwa ilikuwa yenye kung'aa isivyo kawaida, mara 10 zaidi ya ile supernova ya wastani, na uzito wake ulikuwa mara 40 kuliko wa Jua. Kwa jumla, kutazama nyota kulichukua watafiti miaka miwili na nusu.
"Vumbi huchukua mwanga, na kwa kutumia data yetu tuliweza kukokotoa kazi ambayo inaweza kutuambia kuhusu kiasi cha vumbi, muundo wake na ukubwa wa nafaka. Tulipata kitu cha kufurahisha sana katika matokeo," Krista Gaul.
Hatua ya kwanza kuelekea uundaji wa vumbi la anga ni mlipuko mdogo ambapo nyota hutoa nyenzo zenye hidrojeni, heliamu na kaboni kwenye nafasi. Wingu hili la gesi linakuwa aina ya ganda karibu na nyota. Mechi chache zaidi kama hizo na ganda huwa mnene. Hatimaye, nyota hiyo inalipuka na wingu zito la gesi hufunika kabisa kiini chake.
"Nyota inapolipuka, athari wimbi la mlipuko hugongana na wingu zito la gesi kama tofali linalogonga ukuta wa zege. Yote hii hutokea katika awamu ya gesi kwa joto la ajabu. Lakini mahali ambapo mlipuko huo unatokea huwa mnene na kupoa hadi nyuzi joto 2000. Kwa joto hili na msongamano, vipengele vinaweza kuimarisha na kuunda chembe imara. Tulipata nafaka za vumbi ndogo kama micron moja, ambayo ni sana thamani kubwa kwa vipengele hivi. Kwa vipimo hivyo, wataweza kustahimili safari yao ya baadaye kupitia galaksi.”
Kwa hiyo, wanasayansi wanaamini kwamba wamepata jibu la swali la jinsi vumbi la cosmic linaundwa na kuishi.