"सूरज पृथ्वी के आकार का हीरा छोड़ेगा।" खगोलशास्त्री मिखाइल लिसाकोव - सितारों के विकास के बारे में

ऐसे कई मिथक हैं जिनका खगोलविदों को अक्सर सामना करना पड़ता है। उदाहरण के लिए, कई लोगों को यकीन है कि बृहस्पति किसी दिन एक तारे में बदल सकता है। और प्रत्येक तारा अपने जीवन के अंत में फट जाएगा।

भौतिक विज्ञानी और खगोलशास्त्री मिखाइल लिसाकोव कहा मंच पर "वैज्ञानिक बनाम मिथक", प्रत्येक सितारा किस जीवन पथ से गुजरता है। उन्होंने यह भी स्पष्ट किया कि विकास के अंत में हमारे सूर्य का क्या होगा, और बताया कि सोना एक ब्रह्मांडीय धातु क्यों है। इस मंच की मेजबानी किसके द्वारा की जाती है?एन्ट्रोपोजेनेसिस.आरयू"- उन पर एक वीडियो पोस्ट किया यूट्यूब चैनल. और लाइफ़हैकर ने व्याख्यान का सारांश प्रस्तुत किया।

किस खगोलीय पिंड को तारा माना जा सकता है?

एक तुच्छ सूत्रीकरण है: तारा एक वस्तु है जिससे हम किरणें देखते हैं।

दरअसल, ये कोई मजाक नहीं है. यदि हम दूरबीन से ली गई अंतरिक्ष की तस्वीरों को देखें तो हमें धुंधले बादल और चमकीले बिंदु दिखाई देंगे। कोहरे के छोटे-छोटे कण आकाशगंगाएँ हैं। कई किरणों वाले चमकदार बिंदु तारे हैं।

आधुनिक दूरबीन की ऑप्टिकल प्रणाली को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि जब किसी तस्वीर में प्रकाश अपवर्तित होता है, तो किरणें वास्तव में तारों में दिखाई देती हैं। लेकिन प्राचीन आकाश मानचित्रों पर, जब ऐसी दूरबीनें नहीं थीं, तब लोग तारों को इसी तरह चित्रित करते थे।

यह रहस्य क्या है, इसे समझने के लिए वैज्ञानिकों ने एक छोटा सा अध्ययन किया। वे एक छोटे लेकिन चमकीले स्रोत से लोगों की आँखों में चमके और तस्वीरें लीं रेटिना. यह पता चला कि रेटिना पर सभी विषयों ने बहुत समान छवियां बनाईं। यानी, एक स्पष्ट केंद्र और इस बिंदु पर प्रतिच्छेद करने वाली पतली रेखाओं का एक बादल। तो यह सही है: तारे चमकीले आकाशीय पिंड हैं जिनमें किरणें होती हैं।

और अब गंभीरता से. यह समझने के लिए कि एक तारा अन्य अंतरिक्ष से किस प्रकार भिन्न है वस्तुओंआइए इसके केंद्र पर एक नजर डालें। एक कोर है जिसमें थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया लगातार चल रही है। परिणामस्वरूप, हल्के तत्व भारी तत्वों में बदल जाते हैं और इस संक्रमण के कारण ऊर्जा मुक्त होती है। यह तारे की बाहरी परतों में स्थानांतरित हो जाता है। उदाहरण के लिए, पदार्थ के बड़े द्रव्यमान को मिलाकर। यह प्रक्रिया ऐसी दिखती है उबलना एक सॉस पैन में पानी. इस प्रकार हम अपने सूर्य की सतह को देखते हैं।

एक सतत थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया एक तारे की मुख्य विशिष्ट विशेषता है।

इस तरह के संलयन के लिए धनावेशित कणों, प्रोटॉन को एक साथ बहुत करीब लाना आवश्यक है। इस प्रक्रिया का समर्थन करने के लिए, बहुत उच्च तापमान और दबाव की आवश्यकता होती है। और प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, दो हाइड्रोजन परमाणुओं या चार प्रोटॉन से एक हीलियम परमाणु प्राप्त होता है।

लेकिन यह ज्ञात है कि चार प्रोटॉन का वजन इस परमाणु से अधिक होता है। इसलिए, आपको यह समझने की जरूरत है कि अंतर कहां जाता है।

यदि तीन हीलियम परमाणु आपस में टकराते हैं, तो थर्मोन्यूक्लियर संलयन के परिणामस्वरूप कार्बन परमाणु बनता है। लेकिन इसके लिए और भी अधिक तापमान की आवश्यकता होती है। हालाँकि, यह प्रक्रिया कार्बन पर भी नहीं रुकती। फिर ऑक्सीजन का संश्लेषण शुरू होता है, फिर मैग्नीशियम का। और इसी तरह नीचे इस्त्री करने के लिए। किसी तारे के मूल में भारी तत्वों का संश्लेषण अब अनायास समर्थित नहीं है। इसे बाहर से अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

एक मिथक है कि बृहस्पति को भी एक तारा बनना पड़ा, जैसे रवि, लेकिन कुछ ग़लत हो गया। यह एक मिथक है, क्योंकि इस ग्रह का द्रव्यमान निरंतर थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया का समर्थन करने के लिए पर्याप्त नहीं है। तापमान और दबाव पर्याप्त अधिक नहीं होगा. इसलिए, बृहस्पति केवल एक ही स्थिति में तारा बन सकता है: यह अपने द्रव्यमान को लगभग 15 गुना बढ़ा देगा। लेकिन ये असंभव है.

सितारे कैसे हैं?

यदि आप किसी साफ़ दिन में रात के आकाश को देखें, तो आप विभिन्न प्रकार के तारे देख सकते हैं:

• चमकीला या धुँधला। पहले यह सोचा जाता था कि जो कम दिखाई देता है सितारे वे हमसे कुछ ही दूर हैं। लेकिन फिर खगोलविदों ने अंतरिक्ष पिंडों की दूरी मापना सीख लिया। और उन्हें पता चला कि प्रकाशमानों की चमक उनकी दूरी पर नहीं, बल्कि उनकी शक्ति पर निर्भर करती है। कुछ सितारों के लिए, यह पैरामीटर वास्तव में दूसरों की तुलना में अधिक है।
• बहुरंगी - नीला, पीला, लाल, सफेद। तारों के अलग-अलग रंग भी कोई भ्रम नहीं हैं। उनमें से प्रत्येक का अपना विकिरण तापमान होता है।

वैज्ञानिकों ने एक ग्राफ बनाया है जहां क्षैतिज अक्ष तारे का तापमान, या उसका रंग है। ऊर्ध्वाधर अक्ष चमक, प्रकाश की संतृप्ति है। फिर हमने सभी ज्ञात सितारों को इस ग्राफ़ पर रखा। और उन्होंने देखा कि उनमें से अधिकांश तिरछे स्थित थे - सबसे शक्तिशाली और गर्म नीले दिग्गजों से लेकर छोटे लाल बौनों तक। इस विकर्ण को मुख्य अनुक्रम कहा जाता था।

विशाल और चमकीले, गर्म तारे स्पेक्ट्रम के नीले भाग में स्थित होते हैं। उनमें से बहुत कम हैं, और वे अपेक्षाकृत कम समय तक जीवित रहते हैं। लेकिन स्पेक्ट्रम के बाएँ, लाल क्षेत्र में, हम बहुत अधिक तारे देखते हैं। उनका द्रव्यमान बहुत छोटा होता है, वे ठंडे होते हैं और कमजोर रूप से चमकते हैं। लेकिन उनका जीवनकाल नीले दिग्गजों की तुलना में बहुत लंबा है। सूर्य मध्य के करीब है - स्पेक्ट्रम के पीले क्षेत्र में।

लेकिन चार्ट पर कुछ और क्षेत्र भी हैं। मुख्य अनुक्रम से ऊपर वालों पर विचार करें। तारे वहाँ पहुँचते हैं, जिनमें थर्मोन्यूक्लियर संलयन की प्रक्रिया में सारा हाइड्रोजन ख़त्म हो जाता है, यानी जल जाता है। यह सितारों के लिए एक प्रकार का "नर्सिंग होम" बन जाता है - एक ऐसा स्थान जहां चमकदार लोग अपने जीवन के सूर्यास्त पर आते हैं। उनमें संलयन अभिक्रिया अभी भी जारी है और हल्के तत्व भारी तत्वों में बदलते रहते हैं।

लेकिन तारा समूहों का एक और काफी ध्यान देने योग्य क्षेत्र है - मुख्य अनुक्रम के नीचे। खगोलशास्त्री इसे "कब्रिस्तान" कहते हैं।

तारकीय विकास कैसे होता है?

आइए अब अधिक विस्तार से बात करें कि एक लंबे तारकीय जीवन में क्या घटनाएँ घटित होती हैं।

खगोलशास्त्री तारों की स्थिति में होने वाले सभी परिवर्तनों को तारकीय विकास कहते हैं। उसके पास लगभग कुछ भी सामान्य नहीं है जैविक विकास. एकमात्र संयोग यह है कि दोनों प्रक्रियाएँ लाखों-अरबों वर्षों तक चलती रहती हैं।

तारकीय विकास प्रत्येक प्रकाशमान का एक संपूर्ण जीवन चक्र है। इस दौरान तारा पहचान से परे बदल जाता है। लेकिन किस तरह के बदलाव उसका इंतजार कर रहे हैं यह जनता पर निर्भर करता है। अंतरिक्ष वस्तुओं को सशर्त रूप से तीन समूहों में विभाजित करना संभव है।

1. कम द्रव्यमान वाले तारे

उदाहरण के लिए, प्रॉक्सिमा सेंटॉरी। वे गैस-धूल के बादल में पैदा होते हैं और लाल बौने बन जाते हैं। और फिर वे बहुत लंबे समय तक अपरिवर्तित अवस्था में रहते हैं, जब तक कि उनका हाइड्रोजन खत्म नहीं हो जाता। ऐसा भाग्य किसी तारे का इंतजार करता है यदि उसका द्रव्यमान सूर्य से लगभग 10 गुना कम हो।

2. तारे आकार में सूर्य के तुलनीय हैं

ये भारी और अधिक दिलचस्प वस्तुएं हैं। उनका द्रव्यमान अगले चरण, हीलियम से कार्बन का संश्लेषण, हाइड्रोजन के दहन के बाद कोर में शुरू होने के लिए पर्याप्त है। परिणामस्वरूप, वे फूलकर एक लाल दानव के आकार के हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप सूर्य इतना बढ़ जाएगा कि वह बुध और शुक्र को निगल जाएगा। और फिर यह लगभग पृथ्वी की कक्षा तक बढ़ जाएगा। ऐसा लगभग पाँच अरब वर्षों में होगा। यह बहुत अच्छा होगा अगर लोगों को तब तक कोई रास्ता मिल जाए। दूर रहो हमारे प्रकाश से.

फिर ऐसा तारा एक खोल छोड़ देता है, जो एक ग्रहीय नीहारिका में बदल जाता है। केंद्र में एक चमकता हुआ बिंदु रहता है - पूर्व कोर। और प्रकाशमान सशर्त रूप से कब्रिस्तान में चला जाता है।

3. विशाल तारे

इनका द्रव्यमान सूर्य से 10 गुना अधिक है। वे जल्दी से जीवित रहते हैं, और अंत में किसी एक में बदल जाते हैं ब्लैक होलया एक न्यूट्रॉन तारे में। हम इस बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे कि विशाल प्रकाशकों का विकास कैसे होता है।

न्यूट्रॉन तारे और ब्लैक होल कैसे दिखाई देते हैं?

बहुत भारी तारों में, तापमान और दबाव थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया को लोहे के निर्माण के चरण तक जारी रखने की अनुमति देते हैं। इसलिए, उनकी संरचना में, दिग्गजों के नाभिक प्याज के समान होते हैं। उनके बिल्कुल केंद्र में लोहा है, फिर सिलिकॉन, ऑक्सीजन, नियॉन इत्यादि की एक परत है।

जब सारा पदार्थ लोहे में बदल जाता है, तो फ़्यूज़न इंजन बंद कर दिया जाता है। उसके लिए आगे काम करना पहले से ही ऊर्जावान रूप से लाभहीन है। अत: तारे का विकिरण रुक जाता है। लेकिन गुरुत्वाकर्षण खंडहर।

और फिर गुरुत्वाकर्षण सभी बाहरी परतों को ढहने और केंद्र की ओर उड़ने के लिए मजबूर करता है।

फिर तारा सुपरनोवा की तरह फट जाता है। लेकिन यहां दो विकल्प हैं:

1. क्वांटम बल पतन प्रक्रिया को रोक देंगे। विस्फोट के बाद बचे तारकीय पदार्थ का घनत्व इतना अधिक हो जाएगा कि इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन में दब जाएंगे और परिणामस्वरूप तटस्थ कण - न्यूट्रॉन बनेंगे। क्वांटम प्रभावों के कारण, न्यूट्रॉन गुरुत्वाकर्षण को संपीड़न की प्रक्रिया जारी रखने की अनुमति नहीं देंगे। परिणामस्वरूप, एक न्यूट्रॉन तारा बनता है - पदार्थ के अत्यधिक उच्च घनत्व वाली एक वस्तु।
2. गुरुत्वाकर्षण क्वांटम बलों से अधिक मजबूत है। फिर पतन की प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक वस्तु ब्लैक होल में परिवर्तित नहीं हो जाती।

एक मिथक है कि ब्लैक होल धीरे-धीरे सारे पदार्थ को सोख लेंगे ब्रह्मांड. लेकिन ऐसा नहीं है।

ऐसा होता है कि तारे जोड़े में पैदा होते हैं और रहते हैं। कल्पना कीजिए कि एक ब्लैक होल में बदल गया, और दूसरा लाल विशालकाय बन गया। फिर पहला धीरे-धीरे दूसरे से पदार्थ खींचेगा। ब्लैक होल के चारों ओर गर्म कणों की एक डिस्क बन जाती है। यदि ऐसे बहुत सारे कण हैं, तो हम विपरीत प्रक्रिया देखेंगे।

ब्रह्मांड में सोना और अन्य भारी धातुएँ कहाँ से आईं?

हमें पता चला कि किसी तारे के अंदर थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया की प्रक्रिया में लोहे और हल्के तत्वों का संश्लेषण होता है। आइए देखें कि लोहे से भारी तत्व कैसे बनते हैं।

इसके लिए अतिरिक्त न्यूट्रॉन की आवश्यकता होती है, और बड़ी मात्रा में। कुछ शर्तों के तहत, उन्हें हल्के तत्व के परमाणु के नाभिक में "धक्का" दिया जा सकता है। परिणामस्वरूप, बीटा क्षय की प्रक्रिया में न्यूट्रॉन इलेक्ट्रॉन खो सकते हैं। तब उदासीन कण प्रोटान में बदल जायेंगे और परमाणु का आवेश बढ़ जायेगा। इसका मतलब है कि क्रम संख्या में वृद्धि होगी - तत्व भारी हो जाएगा।

प्रश्न उठता है: इतने सारे मुक्त न्यूट्रॉन कहाँ से प्राप्त करें। पहले यह माना जाता था कि सुपरनोवा विस्फोटों के बाद इनकी भारी संख्या दिखाई देती है। लेकिन 2017 में, वैज्ञानिक एक और प्रक्रिया का निरीक्षण करने में सक्षम थे - दो न्यूट्रॉन सितारों का विलय। परिणाम एक वस्तु और ढेर सारा मलबा है। परिणामस्वरूप, इन टुकड़ों से एक "सुनामी" उत्पन्न होती है, जिसमें शुद्ध न्यूट्रॉन होते हैं। ऐसे प्रवाह का घनत्व काफी बड़ा होता है - यह घनत्व के बराबर होता है पानी.

इस धारा के पथ पर मिलने वाले किसी भी परमाणु में बहुत सारे न्यूट्रॉन "धकेले" जाते हैं। फिर वे प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में विघटित हो जाते हैं और परिणामस्वरूप, भारी तत्व प्राप्त होते हैं। उदाहरण के लिए, सोना.

आज, वैज्ञानिक जानते हैं कि हमारे ब्रह्मांड में अधिकांश भारी धातुओं का निर्माण इसी प्रकार हुआ था।