Факультет: Физика-математика
Жұлдыздың планеталық жүйесі. Күн жүйесі
жүктеу/скачать 4.67 Mb.
|
| Жұлдыздың планеталық жүйесі. Күн жүйесі
Жұлдыздардың планеталық жүйесі.Бақылау құралдарының көмегімен жұлдыздардың планеталық жүйелерін іздеп табудың екі үлкен қиыншылығы бар. Біріншіден, планетаның массасы орталық жұлдыздың массасынан әлдеқайда кіші, екіншіден, оның жарқырауы орталық жұлдыздың жарқырауына қарағанда ескерусіз. Егер бізге жақын жұлдыз маңында физикалық сипаттамасы Юпитер планетасына ұқсас планета болса, онда оның көрінерлік жұлдыздық шамасы +23" болып және одан доғаның 4" қашықтығында орналасар еді. Жердегі ең қуатты телескоппен де ол серікті көре алмас едік. Өйткені орталық жұлдыздың сәуле шығаруы оның әлсіз сәулесінен басым түсіп, планета көзге түспеген болар еді. Планеталардың гравитациялық күшінің орталық жұлдызға әрекетін бақылау арқылы планеталар жүйесін іздеу әлде қайда ұтымды. Планета жүйесі массасының 99%-ы орталық жұлдызға тиісті болса да (мысалы, Күн жүйесіндегі тәрізді), оның массалар центрі жұлдыздың центріне сәйкес келмейді және оның ауытқуын Жерден бірнеше жыл бойы бақылаулар жүргізу арқылы ғана байқау мүмкін болады. Кеңістікте Күнге жақын орналасқан өлшемі үлкен, өзіне тән қозғалысы бар бірнеше жұлдыз табылды.(1.1-сурет) Бірнеше жылғы бақылаулар нәтижесінде осы жұлдыздардың бірі - "Барнарданың ұшып бара жатқан жұлдызының" (өздік қозғалысы жылына доғаның 10,27"-ың құрайды, қашықтығы 6 жарық жылына тең) кеңістіктегі өзіне тән траекториядан шын мәнінде де периодты түрде ауытқып отыратыны байқалды. Осы ауытқулар арқылы жұлдыздың күңгірт серіктерінің массалары анықталды, ол массалар (Ван де Камп бойынша) 0,0058 және 0,0030 Күн массасына тең. Бұлардың шын планеталар екені ықтимал. 1.1-сурет Планеталар жүйесін спектроскопиялық әдіспен іздеудің де болашағы зор. 1983 жылы Вега жұлдызы (қашықтығы 26 жарық жылы) 60 мкм-лік инфрақызыл диапозонда 10 есе артық, ал 100 мкм- де 20 есе артық энергия шығаратыны белгілі болды. Бұл 10 000 К температурада шығарылатын энергиядан әлдеқайда артық. Температурасы 88К болатын сәуле шығару көзінің радиусы шамамен Күн жүйесінің радиусына тең. Бұл аумақ 300 Жер массасына тең зат бөлшектерінен тұрады. Веганың айналасында планета жүйесінің қалыптасып жатуы әбден мүмкін. Салқын денелерден тұратын осындай дөңгелектер басқа да кейбір жұлдыздардан табылды. 2005 жылдың наурыз айының соңында Күн жүйесінен тыс табыл- ған планеталар жүйесінің саны 152-ге жетті. 134 жұлдыздың планеталар жүйесі бар екені белгілі болып отыр. Он төрт жұлдыздың бірден артық планетасы бар. Олардың көбі Доплер әдісі арқылы жұлдыздардың сәулелік жылдамдығының периодты тербелісі бойынша ашылған. Маңайында ашық планеталар айналып жүретін жұлдыздар, негізінен, спектрлік класы F, G, К болатын бас жүйенің жұлдыздары- ның қатарына жатады. Планеталардың эксцентриситеті О-ден 0,6-ға дейін. Ашық планеталар жүйелерінің ішінде Күн жүйесіне ұқсас біреуі де жоқ. Негізінен, бұл жүйелер жұлдызға жақын орбитада орналасқан массалары үлкен планеталардан тұрады. Сонымен, әлемде біздің Күн жүйесі жалғыз емес деп үлкен сеніммен айтуға болады. Басқа жұлдыздардың маңында да планеталық жүйелер бар. Жерге ұқсас планетаны ашу болашақтың ісі. Күн жүйесі. Күн жүйесінің пайда болуын табиғи жолмен түсіндіруге тырысу әрекеті XVII ғасырда басталды. XVIII ғасырда философ И. Кантпен математик П.Лаплас Күн жүйесінің пайда болуының үйлесімді теориясын құрды. Бірақ ол теория өкінішке орай, көптеген бақылау деректерін түсіндірмеді. ХХ ғасырдың 40-жылдарында жұлдыздар мен планеталарға жүргізілген бақылаулардың мәліметтеріне сүйене отырып, академик О. Ю. Шмидт (1891-1956) өзінің көпшілік қолдаған космоногиялық болжамын ұсынды. Болжам бойынша Жер жөне басқа планеталар планетаға дейінгі қатты, суық денелерден пайда болған. Планетаға дейінгі денелердің эволюциясын бірте-бірте зерттей отырып, Күн жүйесінің пайда болуының негізгі сатысын тапты. Оның болжамы бойынша, бірінші кезеңде, газ-тозаңды бұлт негізінен жоғары турбуленттік, яғни бөлшектердің бей-берекет қозғалысының салдарынан жақсы араласқан газдан тұрады. Дөңгелек пайда бола бастаған кезде турбуленттік қозғалыс баяулай бастайды. Бұл процесс шамамен 1000 жылға созылады. Осы кезде газдың салқындауынан қатты тозаң бөлшектері пайда болады. Екінші кезеңде, бұлттың орталық жазықтығында жұқа тозаң қабатының пайда болуы аяқтала бастайды. Бұлттың қабаттарға жіктелуі ондағы түйіршіктер шамаларының ұлғайып бірнеше сантиметрге жетуіне әкеліп соғады. Эволюцияның үшінші кезеңінде көптеген жеке ұсақ қоймалжың заттар пайда бола бастайды. Шыр айнала қозғалған бұл қоймал- жыңдар қатты дененің тығыздығына дейін тез сығыла алмайды. Бірақ олар бір-бірімен соқтығыса отырып бірігеді де, тығыздығы арта бастайды. Төртінші кезеңде, планетаға дейінгі денелер жиынтығы пайда болып оның шамасы бір километрге жетеді, мұндай денелердің бастапқы саны бірнеше миллион. Күн жүйесінің де осындай кезеңдерді басынан өткізгені ықтимал. Аса жаңа жұлдыздар жарылғаннан кейін ауыр элементтер бүкіл әлемге шашылып кетеді де, жаңа жұлдыздарды құрайтын материалға айналады. Ондай жарылыс жақын жатқан газ бен тозаңның өзгеруіне, осылайша Күннің пайда болуына әсер еткен. 5 млрд жыл бұрын ғарышта қалқып жүрген шамасы 1500 000 000 000 км-ден аз емес газ-тозаңды тұмандықтарда Күнді және Күн жүйесін жасау үшін қажетті барлық элементтер әрине болды. Аса жаңа жұлдыз жарылғаннан кейін соққы толқыны гравитация заңы бойынша бұлтты сықты да центр қызып, жана бастады. Сөйтіп, Күн пайда болды. Бұл сығылған бұлт магнит индукциясының сызықтары арқылы өзін қоршаған заттармен байланысын сақтайды. Күн магнит өрісі арқылы оны қоршаған ортаға дөңгелек түрінде қозғалыс моментінің барлық шамасын бере алды. Дөңгелектерден планеталар пайда болды. Орталық жұлдыздың қозғалысы тежелді, планеталар өз алдына өте үлкен қозғалыс мөлшерінің үлкен моментіне ие болды. Жас Күннің және оны қоршаған газ-тозаңды бұлт-дөңгелектің химиялық құрамдары бірдей болса керек. Сутегі мен гелийдің жалпы құрамы оларда 98%-ды, ал қалған әлдеқайда ауыр элементтер және т. б. тек 2%-ды құрайды. Олардың құрамында тозаңды аса жеңіл қосылыстар, көміртегілер, азот және оттегі, метан, аммиак, су, көмір қышқыл газы бар. Бұл құрам жұлдызаралық тұмандықтардың 99% газ және 1% тозаңды бөлшектен тұратын құрамына сәйкес келеді. Күнді қоршаған планетаға дейінгі бұлттарда кездесетін бөлшектер мен салқын денелердің бірігуі нәтижесінде планета түзілді. Оның үстіне Күннің сәуле шығаруындағы ыстық жел Күннің маңынан жеңіл ұшатын заттарды ала кетеді. Заттардың бір-біріне жабысуы нәтижесінде Күннің жанынан кішкене тығыз кремнийлік планеталар, ал Марс орбитасынан әрі қарай сутегі мен гелийден тұратын алып планеталар пайда болды. Заттардың бір бөлігі планета құрамына кірмей, планеталардың серіктеріне астероидтарға, кометаларға (құйрықты жұлдыздарға) айналды. Күннен 2-4 а.б. қашықтықтағы аймақты толтыратын барлық астероидтардың жалпы массасы Айдың массасынан аспайды. Егер заттар планетаға дейінгі дөңгелекте бірқалыпты таратылған болса, онда алғашқы кезде астероидтар аймағында қазіргіден 100 - 1000 есе көп заттың болуы мүмкін. Астероидтар белдігі - планетаға біріге алмай қалған заттар. Мұндай анықтаманы бірінші берген О. Ю. Шмидт. Оның айтуынша, планетаның пайда болуына көрші ауыр Юпитер планетасы кедергі келтірген. Юпитер планетасының гравитациялық толқуы Күнді айналу периоды Юпитердің периодымен шамалас астероидтарға ерекше күшті әсер етеді. Олардың орбиталары сопақша, созылыңқы келіп Марс пен Жер орбиталарын қиып өтуі мүмкін. Жерге құлайтын метеориттер олардың жарықшақтары. Метеориттердегі заттың кұрамы астероидтардың жеке дене болып 4,6 млр жыл бұрын, яғни планеталармен қатар пайда болғанын көрсетеді. Кометалар көлденеңі 5-10 км болатын шағын денелер. Олар, негізінен, өте төменгі температурада ғана конденсацияланатын жеңіл қосылыстардың мұзымен қосылған су мұздарынан тұрады. Кометаның пайда болуының екі жағдайы қарастырылады: жұлдызаралық кеңістік және Күн жүйесінің шеткі аймағы. Олардың орбиталары - үлкен жарты осьтерінің шамасы 100 мың болатын эллипс. Сондықтан құйрықты жұлдыздар Күн жүйесіне жатуы тиіс. Қазіргі көзқарас бойынша құйрықты жұлдыздар алып планеталардан шығарылған заттардан түзіледі. Ол пайда болып жатқан Юпитер, Сатурн, Уран және Нептун планеталарынан Күн жүйесінің алыс периферийіне лақтырылған мұздың жарықшақтары. Онда Құйрықты жұлдыздар Оорта бұлты деп аталатын алып сиретілген бұлт құрайды. Қазіргі планеталық ғарыштануда (космогония) серіктердің пайда болуы планеталардың пайда болуымен қатар жүретін процесс қарастырылады. "Планета пайда болғанда, кіші бөлшектердің планетаны құрайтын ірі дене- мен жақындасу процесінде, кейбір бөлшектер оларға соқтығысып, өздерінің жылдамдықтарын жоғалтып алады да, өз "қауымынан" бөлініп қалып планетаның төңірегінде айнала бастайды. Осылайша жаңа түзіліп келе жатқан планетаның төңірегінде эллипсті орбита бойымен қозғалатын қоюланған бөлшектер жиыны пайда болады. Бұл бөлшектер өзара соқ- тығысу нәтижесінде орбитасын өзгертеді. Ол бөлшектердің бір бөлігі планетаға құлайды, екінші бөлігі планета жанындағы болашақ серіктердің негізін құрай- ды …" - деп жазды О.Ю.Шмидт. Жер тобындағы планеталардың серіктері аз және бір-бірінен қатты ерекшеленеді. Ал алып планеталардың серіктері керісінше көп және жалпы ғарыштану иедеясын тексеру үшін қажет материал береді. О.Ю. Шмидтің болжамы көптеген бақылау мәліметтерін түсіндіре алады: • барлық планеталардың орбиталары күн экваторының жазық- тығында жатады деуге болады (Плутон планетасында ғана үлкен ауытқу байқалады. Ол ауытқу 17"-қа тең); • Күнді айнала қозғалатын планеталардың орбиталары шеңберге жақын; • планеталардың Күнге дейінгі орташа қашықтығы Тициус-Бодэ заңына бағынады: жүктеу/скачать 4.67 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|