ما هو اللون الذي يمتص الجزيئات الكونية بشكل أفضل؟ التأثير على الملاحظات. الأنواع الرئيسية للغبار الكوني

من أين يأتي الغبار الكوني؟ كوكبنا محاط بقشرة هوائية كثيفة - الغلاف الجوي. تكوين الغلاف الجوي، بالإضافة إلى الغازات المعروفة، يشمل أيضا جزيئات صلبة - الغبار.

ويتكون بشكل رئيسي من جزيئات التربة التي ترتفع إلى الأعلى تحت تأثير الرياح. أثناء الانفجارات البركانية، غالبا ما يتم ملاحظة سحب الغبار القوية. تتدلى "أغطية الغبار" بأكملها فوق المدن الكبيرة، ويصل ارتفاعها إلى 2-3 كم. عدد ذرات الغبار في المتر المكعب الواحد. يصل سم الهواء في المدن إلى 100 ألف قطعة، بينما في الهواء الجبلي النظيف لا يوجد سوى بضع مئات منها. ومع ذلك، فإن الغبار من أصل أرضي يرتفع إلى ارتفاعات منخفضة نسبيا - تصل إلى 10 كم. يمكن أن يصل ارتفاع الغبار البركاني إلى 40-50 كم.

أصل الغبار الكوني

وثبت تواجد السحب الترابية على ارتفاعات تتجاوز الـ 100 كيلومتر بشكل ملحوظ. هذه هي ما يسمى بـ "السحب الليلية المضيئة"، والتي تتكون من الغبار الكوني.

أصل الغبار الكوني متنوع للغاية: فهو يشمل بقايا المذنبات المتحللة وجزيئات المادة التي قذفتها الشمس وجلبتها إلينا بقوة الضغط الخفيف.

وبطبيعة الحال، تحت تأثير الجاذبية، يستقر جزء كبير من جزيئات الغبار الكوني ببطء على الأرض. وتم اكتشاف وجود مثل هذا الغبار الكوني على القمم الثلجية العالية.

النيازك

بالإضافة إلى هذا الغبار الكوني الذي يستقر ببطء، تنفجر مئات الملايين من الشهب في غلافنا الجوي كل يوم - وهو ما نسميه "النجوم المتساقطة". وهي تطير بسرعات كونية تبلغ مئات الكيلومترات في الثانية، وتحترق من الاحتكاك بجزيئات الهواء قبل أن تصل إلى سطح الأرض. تستقر منتجات احتراقها أيضًا على الأرض.

ومع ذلك، من بين النيازك هناك أيضًا عينات كبيرة بشكل استثنائي تصل إلى سطح الأرض. وهكذا يُعرف سقوط نيزك تونغوسكا الكبير في الساعة الخامسة من صباح يوم 30 يونيو 1908، مصحوبًا بعدد من الظواهر الزلزالية التي لوحظت حتى في واشنطن (9 آلاف كيلومتر من مكان السقوط) والتي تشير إلى قوة من الانفجار عندما سقط النيزك. وجد البروفيسور كوليك، الذي فحص موقع سقوط النيزك بشجاعة استثنائية، غابة من الرياح المحيطة بموقع السقوط ضمن دائرة نصف قطرها مئات الكيلومترات. لسوء الحظ، لم يتمكن من العثور على النيزك. قام موظف المتحف البريطاني كيركباتريك برحلة خاصة إلى الاتحاد السوفييتي في عام 1932، لكنه لم يصل حتى إلى موقع سقوط النيزك. لكنه أكد افتراض البروفيسور كوليك الذي قدر كتلة النيزك الساقط بـ 100-120 طن.

سحابة من الغبار الكوني

هناك فرضية مثيرة للاهتمام وهي فرضية الأكاديمي في. آي. فيرنادسكي، الذي اعتبر أنه من الممكن ألا يكون نيزكًا هو الذي سيسقط، بل سحابة ضخمة من الغبار الكوني تتحرك بسرعة هائلة.

وأكد الأكاديمي فيرنادسكي فرضيته بظهور عدد كبير من السحب المضيئة هذه الأيام تتحرك على ارتفاعات عالية بسرعة 300-350 كيلومترا في الساعة. يمكن لهذه الفرضية أيضًا أن تفسر حقيقة أن الأشجار المحيطة بحفرة النيزك ظلت قائمة، في حين أن الأشجار الموجودة على مسافة أبعد سقطت بسبب موجة الانفجار.

بالإضافة إلى نيزك تونغوسكا، هناك أيضًا عدد من الحفر ذات الأصل النيزكي معروفة أيضًا. يمكن تسمية أول هذه الحفر التي تم مسحها بحفرة أريزونا في وادي الشيطان. ومن المثير للاهتمام أنه لم يتم العثور بالقرب منه على شظايا نيزك حديدي فحسب، بل تم العثور أيضًا على ماس صغير يتكون من الكربون من ارتفاع درجة الحرارة والضغط أثناء سقوط النيزك وانفجاره.
بالإضافة إلى الحفر المشار إليها، والتي تشير إلى سقوط نيازك ضخمة تزن عشرات الأطنان، هناك أيضًا حفر أصغر: في أستراليا، في جزيرة إيزيل وعدد آخر.

بالإضافة إلى النيازك الكبيرة، يسقط عدد غير قليل من النيازك الأصغر كل عام - يتراوح وزنها من 10-12 جرامًا إلى 2-3 كجم.

لو لم تكن الأرض محمية بغلاف جوي سميك، لكنا نتعرض للقصف كل ثانية بواسطة جسيمات كونية صغيرة تتحرك بسرعة أكبر من الرصاص.

مرحبًا!

سنتحدث اليوم عن موضوع مثير للاهتمام للغاية يتعلق بعلم الفلك! نحن نتحدث عن الغبار الكوني. أفترض أن الكثير من الناس تعلموا عنها لأول مرة. لذا، أريد أن أخبرك بكل شيء أعرفه عنها فقط! في المدرسة، كان علم الفلك أحد مواضيعي المفضلة، وسأقول أكثر - المفضل لدي، لأنه كان في علم الفلك الذي قدمت فيه الامتحان. ورغم حصولي على التذكرة الثالثة عشر، وهي الأصعب، إلا أنني نجحت في الامتحان بإتقان وكنت راضيًا!

إذا استطعنا أن نقول بشكل مفهوم تماما ما هو الغبار الكوني، فيمكننا أن نتخيل كل الشظايا الموجودة في الكون من المادة الكونية، على سبيل المثال، من الكويكبات. لكن الكون ليس الفضاء فقط! لا تخلطوا أيها الأحبة والصالحين! الكون هو عالمنا بأكمله - عالمنا الضخم بأكمله!

كيف يتكون الغبار الكوني؟

على سبيل المثال، يمكن أن يتشكل الغبار الكوني عند اصطدام كويكبين في الفضاء، وأثناء الاصطدام تحدث عملية تدميرهما إلى جزيئات صغيرة. ويميل العديد من العلماء أيضًا إلى الاعتقاد بأن تكوينه يرتبط بوقت تكثيف الغاز بين النجوم.

كيف ينشأ الغبار الكوني؟

لقد اكتشفنا للتو كيف يتم تشكيله، والآن نتعلم كيف ينشأ. كقاعدة عامة، تظهر بقع الغبار هذه ببساطة في أجواء النجوم الحمراء؛ تنشأ عندما تحدث انفجارات مختلفة على النجوم؛ عندما يتم إخراج الغاز بشكل نشط من نوى المجرة نفسها؛ تساهم السدم النجمية والكوكبية أيضًا في ظهورها، كما يفعل الغلاف الجوي النجمي نفسه والسحب بين النجوم.

ما هي أنواع الغبار الكوني التي يمكن تمييزها بالنظر إلى أصلها؟

أما بالنسبة للأنواع تحديداً فمن حيث الأصل نسلط الضوء على الأنواع التالية:

نوع من الغبار بين النجوم، عندما يحدث انفجار على النجوم، يحدث إطلاق ضخم للغاز وإطلاق قوي للطاقة

بين المجرات,

بين الكواكب,

كوكبي محيطي: ظهر على شكل "قمامة"، بقايا، بعد تكون الكواكب الأخرى.

هل هناك أنواع لا يتم تصنيفها حسب الأصل بل حسب الخصائص الخارجية؟

دوائر سوداء، صغيرة، لامعة

الدوائر سوداء اللون ولكنها أكبر حجمًا وسطحها خشن

دوائر، كرات بالأبيض والأسود، والتي تحتوي على قاعدة سيليكات في تكوينها

الدوائر التي تتكون من الزجاج والمعدن وهي غير متجانسة وصغيرة الحجم (20 نانومتر)

دوائر تشبه مسحوق الماجنتيت، لونها أسود وتشبه الرمال السوداء

دوائر تشبه الرماد وتشبه الخبث

نوع تشكل من اصطدام الكويكبات والمذنبات والنيازك

سؤال جيد! بالطبع يمكن. ومن اصطدامات النيزك أيضًا. يمكن تشكيلها من اصطدام أي أجرام سماوية.

لا تزال مسألة تكون الغبار الكوني وحدوثه مثيرة للجدل، ويطرح العلماء المختلفون وجهات نظرهم، ولكن يمكنك الالتزام بوجهة نظر أو وجهتي نظر قريبتين منك حول هذه القضية. على سبيل المثال، الشخص الذي هو أكثر قابلية للفهم.

بعد كل شيء، حتى فيما يتعلق بأنواعها لا يوجد تصنيف دقيق تماما!

الكرات التي تكون قاعدتها متجانسة؛ تتأكسد قشرتها.

الكرات، قاعدتها سيليكات؛ نظرًا لاحتوائها على شوائب غازية، فإن مظهرها غالبًا ما يشبه الخبث أو الرغوة؛

كرات قاعدتها معدنية ذات قلب من النيكل والكوبالت؛ تتأكسد القشرة أيضًا.

الدوائر التي يكون حشوها مجوفًا.

يمكن أن تكون جليدية، وتتكون قشرتها من عناصر خفيفة؛ حتى أن جزيئات الجليد الكبيرة تحتوي على ذرات لها خصائص مغناطيسية،

دوائر تحتوي على شوائب السيليكات والجرافيت،

دوائر تتكون من أكاسيد أساسها أكاسيد ثنائية الذرة:

الغبار الكوني لم تتم دراسته بشكل كامل! هناك الكثير من الأسئلة المفتوحة، لأنها مثيرة للجدل، ولكن أعتقد أنه لا يزال لدينا الأفكار الأساسية الآن!

المستعر الأعظم SN2010jl الصورة: NASA/STScI

ولأول مرة، لاحظ علماء الفلك في الوقت الحقيقي تشكيل الغبار الكوني في المنطقة المجاورة مباشرة للمستعر الأعظم، مما سمح لهم بتفسير هذه الظاهرة الغامضة التي تحدث على مرحلتين. تبدأ العملية بعد وقت قصير من الانفجار، ولكنها تستمر لسنوات عديدة، حسبما كتب الباحثون في مجلة Nature.

نحن جميعًا مصنوعون من غبار النجوم، وهي العناصر التي تشكل مادة بناء الأجرام السماوية الجديدة. لقد افترض علماء الفلك منذ فترة طويلة أن هذا الغبار يتشكل عندما تنفجر النجوم. ولكن كيف يحدث هذا بالضبط وكيف لا يتم تدمير جزيئات الغبار في محيط المجرات التي يحدث فيها النشاط النشط، ظل لغزا حتى الآن.

تم توضيح هذا السؤال لأول مرة من خلال الملاحظات التي تم إجراؤها باستخدام التلسكوب الكبير جدًا في مرصد بارانال في شمال تشيلي. قام فريق بحث دولي بقيادة كريستا غال من جامعة آرهوس الدنماركية بفحص مستعر أعظم حدث عام 2010 في مجرة ​​تبعد 160 مليون سنة ضوئية. قضى الباحثون الأشهر والسنوات الأولى في مراقبة رقم الكتالوج SN2010jl في الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء باستخدام مطياف X-Shooter.

يشرح غال: "عندما قمنا بدمج بيانات الرصد، تمكنا من إجراء أول قياس لامتصاص الأطوال الموجية المختلفة في الغبار حول المستعر الأعظم". "وهذا سمح لنا بمعرفة المزيد عن هذا الغبار مما كان معروفا من قبل." وهذا جعل من الممكن دراسة الأحجام المختلفة لحبيبات الغبار وتكوينها بمزيد من التفصيل.

يحدث الغبار في المنطقة المجاورة مباشرة للمستعر الأعظم على مرحلتين. الصورة: © ESO/M. كورنميسر

وكما تبين، فإن جزيئات الغبار التي يزيد حجمها عن جزء من الألف من المليمتر تتشكل في المادة الكثيفة حول النجم بسرعة نسبية. إن أحجام هذه الجسيمات كبيرة بشكل مدهش بالنسبة لحبيبات الغبار الكوني، مما يجعلها مقاومة للتدمير من خلال العمليات المجرية. ويضيف المؤلف المشارك ينس هيورث من جامعة كوبنهاغن: "إن الدليل الذي لدينا على تشكل جزيئات الغبار الكبيرة بعد وقت قصير من انفجار المستعر الأعظم يعني أنه يجب أن تكون هناك طريقة سريعة وفعالة لتشكلها". كيف يحدث هذا بالضبط."

ومع ذلك، لدى علماء الفلك بالفعل نظرية مبنية على ملاحظاتهم. وبناءً عليه، يحدث تكوين الغبار على مرحلتين:

1. يدفع النجم المواد إلى محيطه قبل وقت قصير من الانفجار. ثم تأتي موجة صدمة المستعر الأعظم وتنتشر، خلفها يتم إنشاء غلاف بارد وكثيف من الغاز - وهي بيئة يمكن أن تتكثف فيها جزيئات الغبار من المواد المقذوفة مسبقًا وتنمو.
2. في المرحلة الثانية، بعد عدة مئات من الأيام من انفجار المستعر الأعظم، تتم إضافة المواد التي قذفها الانفجار نفسه وتحدث عملية متسارعة لتكوين الغبار.

"في الآونة الأخيرة، اكتشف علماء الفلك الكثير من الغبار في بقايا المستعرات الأعظم التي نشأت بعد الانفجار. ومع ذلك، فقد وجدوا أيضًا دليلاً على وجود كمية صغيرة من الغبار التي نشأت بالفعل من المستعر الأعظم نفسه. "تشرح الملاحظات الجديدة كيف يمكن حل هذا التناقض الواضح"، كتبت كريستا غال في الختام.

من حيث الكتلة، تشكل جزيئات الغبار الصلبة جزءا صغيرا غير مهم من الكون، ولكن بفضل الغبار بين النجوم، نشأت النجوم والكواكب والأشخاص الذين يدرسون الفضاء ويعجبون ببساطة بالنجوم ويستمرون في الظهور. ما هو نوع المادة هذا الغبار الكوني؟ ما الذي يجعل الناس يجهزون رحلات استكشافية إلى الفضاء بتكلفة الميزانية السنوية لدولة صغيرة على أمل، وليس على ثقة راسخة، في استخراج وإعادة حفنة صغيرة من الغبار بين النجوم إلى الأرض؟

بين النجوم والكواكب

في علم الفلك، يشير الغبار إلى جزيئات صلبة صغيرة الحجم بحجم ميكرون، تطير في الفضاء الخارجي. غالبًا ما يتم تقسيم الغبار الكوني تقليديًا إلى بين الكواكب وبين النجوم، على الرغم من أنه من الواضح أن الدخول بين النجوم إلى الفضاء بين الكواكب ليس محظورًا. ليس من السهل العثور عليه هناك، فبين الغبار "المحلي" يكون الاحتمال منخفضًا، ويمكن أن تتغير خصائصه بالقرب من الشمس بشكل كبير. الآن، إذا سافرت بعيدًا، إلى حدود النظام الشمسي، فهناك احتمال كبير جدًا لالتقاط غبار حقيقي بين النجوم. الخيار المثاليتجاوز النظام الشمسي تمامًا.

الغبار بين الكواكب، على الأقل في القرب النسبي من الأرض، هو مادة مدروسة إلى حد ما. ملء كامل مساحة النظام الشمسي وتتركز في مستوى خط الاستواء، وقد ولد إلى حد كبير نتيجة الاصطدامات العشوائية للكويكبات وتدمير المذنبات التي تقترب من الشمس. في الواقع، لا يختلف تكوين الغبار عن تكوين النيازك التي تسقط على الأرض: فمن المثير للاهتمام دراسته، ولا يزال هناك العديد من الاكتشافات التي يتعين القيام بها في هذا المجال، ولكن يبدو أنه لا يوجد شيء محدد دسيسة هنا. ولكن بفضل هذا الغبار بالذات، في الطقس الجيد في الغرب مباشرة بعد غروب الشمس أو في الشرق قبل شروق الشمس، يمكنك الاستمتاع بمخروط شاحب من الضوء فوق الأفق. وهذا ما يسمى بأشعة الشمس البروجية، المنتشرة بواسطة جزيئات الغبار الكوني الصغيرة.

الغبار بين النجوم أكثر إثارة للاهتمام. ميزتها المميزة هي وجود قلب صلب وقشرة. يبدو أن النواة تتكون أساسًا من الكربون والسيليكون والمعادن. وتتكون القشرة في الغالب من عناصر غازية مجمدة على سطح النواة، متبلورة تحت ظروف "التجميد العميق" للفضاء بين النجوم، وهذا حوالي 10 كلفن والهيدروجين والأكسجين. ومع ذلك، هناك شوائب من الجزيئات الأكثر تعقيدا. هذه هي الأمونيا والميثان وحتى الجزيئات العضوية متعددة الذرات التي تلتصق بذرة من الغبار أو تتشكل على سطحها أثناء التجوال. بعض هذه المواد، بالطبع، تطير بعيدا عن سطحها، على سبيل المثال، تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، ولكن هذه العملية قابلة للعكس - بعضها يطير بعيدا، والبعض الآخر يتجمد أو يتم تصنيعه.

الآن، في الفضاء بين النجوم أو بالقرب منها، تم بالفعل العثور على ما يلي، بالطبع، ليس بالطرق الكيميائية، ولكن بالطرق الفيزيائية، أي الطيفية: الماء، وأكاسيد الكربون، والنيتروجين، والكبريت والسيليكون، وكلوريد الهيدروجين. والأمونيا والأسيتيلين والأحماض العضوية مثل حمض الفورميك والخليك وكحول الإيثيل والميثيل والبنزين والنفثالين. حتى أنهم وجدوا الحمض الأميني جليكاين!

سيكون من المثير للاهتمام التقاط ودراسة الغبار بين النجوم الذي يخترق النظام الشمسي وربما يسقط على الأرض. ومشكلة «التقاطها» ليست سهلة، لأن القليل من ذرات الغبار النجمي تتمكن من الحفاظ على «غلافها» الجليدي في أشعة الشمس، خاصة في الغلاف الجوي للأرض. تسخن الجسيمات الكبيرة أكثر من اللازم؛ ولا يمكن إخماد سرعتها الكونية بسرعة، و"تحترق" حبيبات الغبار. ومع ذلك، تنزلق الكائنات الصغيرة في الغلاف الجوي لسنوات، وتحافظ على جزء من الصدفة، ولكن هنا تبرز مشكلة العثور عليها والتعرف عليها.

هناك تفصيل آخر مثير للاهتمام للغاية. يتعلق الأمر بالغبار الذي تتكون نواته من الكربون. يتم تصنيع الكربون في نوى النجوم وإطلاقه في الفضاء، على سبيل المثال، من الغلاف الجوي للنجوم القديمة (مثل العمالقة الحمراء)، التي تطير إلى الفضاء بين النجوم، وتبرد وتتكثف بنفس الطريقة التي يحدث بها الضباب من التبريد بعد يوم حار. يتجمع بخار الماء في الأراضي المنخفضة. اعتمادًا على ظروف التبلور، يمكن الحصول على هياكل طبقات من الجرافيت وبلورات الماس (فقط تخيل سحبًا كاملة من الماس الصغير!) وحتى كرات مجوفة من ذرات الكربون (الفوليرين). وربما، كما هو الحال في الخزنة أو الحاوية، يتم تخزين جزيئات الغلاف الجوي لنجم قديم جدًا. إن العثور على مثل هذه البقع من الغبار سيكون بمثابة نجاح كبير.

أين يوجد الغبار الكوني؟

يجب أن أقول إن مفهوم الفراغ الكوني كشيء فارغ تمامًا ظل لفترة طويلة مجرد استعارة شعرية. في الواقع، فإن مساحة الكون بأكملها، سواء بين النجوم أو بين المجرات، مليئة بالمادة وتدفقات الجسيمات الأولية والإشعاع والمجالات - المغناطيسية والكهربائية والجاذبية. كل ما يمكن لمسه نسبيًا هو الغاز والغبار والبلازما، والتي تبلغ مساهمتها في الكتلة الإجمالية للكون، وفقًا لتقديرات مختلفة، حوالي 12٪ فقط بمتوسط ​​كثافة يبلغ حوالي 10-24 جم / سم 3. 3 . يوجد معظم الغاز في الفضاء، بنسبة 99% تقريبًا. يتكون هذا بشكل أساسي من الهيدروجين (ما يصل إلى 77.4٪) والهيليوم (21٪)، ويمثل الباقي أقل من 2٪ من الكتلة. ثم هناك الغبار، وكتلته أقل بحوالي مائة مرة من الغاز.

على الرغم من أن الفراغ في الفضاء بين النجوم وبين المجرات يكون في بعض الأحيان مثاليًا تقريبًا: ففي بعض الأحيان يكون هناك لتر واحد من الفضاء لكل ذرة من المادة! ولا يوجد مثل هذا الفراغ سواء في المختبرات الأرضية أو داخل النظام الشمسي. للمقارنة يمكننا إعطاء المثال التالي: في 1 سم 3 من الهواء الذي نتنفسه يوجد ما يقرب من 30.000.000.000.000.000.000 جزيء.

يتم توزيع هذه المادة بشكل غير متساوٍ جدًا في الفضاء بين النجوم. تشكل معظم الغازات والغبار الموجود بين النجوم طبقة من الغبار الغازي بالقرب من مستوى تناظر قرص المجرة. يبلغ سمكها في مجرتنا عدة مئات من السنين الضوئية. يتركز معظم الغاز والغبار الموجود في فروعه الحلزونية (أذرعه) ونواته بشكل رئيسي في سحب جزيئية عملاقة يتراوح حجمها من 5 إلى 50 فرسخ فلكي (16 × 160 سنة ضوئية) ويصل وزنها إلى عشرات الآلاف وحتى الملايين من كتل الشمس. ولكن داخل هذه السحب تتوزع المادة أيضًا بشكل غير منتظم. في الحجم الرئيسي للسحابة، ما يسمى بمعطف الفرو، المصنوع بشكل رئيسي من الهيدروجين الجزيئي، تبلغ كثافة الجزيئات حوالي 100 قطعة لكل 1 سم 3. وتصل في الكثافات داخل السحابة إلى عشرات الآلاف من الجزيئات في 1سم3، وفي نوى هذه الكثافات تصل عموماً إلى ملايين الجزيئات في 1سم3. إن هذا التوزيع غير المتكافئ للمادة في الكون هو الذي يدين بوجود النجوم والكواكب، وفي النهاية، بوجود أنفسنا. لأنه في السحب الجزيئية، الكثيفة والباردة نسبيا، تولد النجوم.

والأمر المثير للاهتمام هو أنه كلما زادت كثافة السحابة، زاد تنوع تركيبها. في هذه الحالة، هناك مراسلات بين كثافة ودرجة حرارة السحابة (أو أجزائها الفردية) وتلك المواد التي توجد جزيئاتها هناك. من ناحية، يعد هذا مناسبًا لدراسة السحب: من خلال مراقبة مكوناتها الفردية في نطاقات طيفية مختلفة على طول الخطوط المميزة للطيف، على سبيل المثال CO أو OH أو NH 3، يمكنك "إلقاء نظرة خاطفة" على جزء أو آخر منه . من ناحية أخرى، تتيح لنا البيانات المتعلقة بتكوين السحابة معرفة الكثير عن العمليات التي تحدث فيها.

بالإضافة إلى ذلك، في الفضاء بين النجوم، إذا حكمنا من خلال الأطياف، هناك مواد يكون وجودها في الظروف الأرضية مستحيلا بكل بساطة. هذه هي الأيونات والجذور. نشاطهم الكيميائي مرتفع جدًا لدرجة أنهم يتفاعلون على الأرض على الفور. وفي الفضاء البارد المخلخل من الفضاء يعيشون لفترة طويلة وبكل حرية.

بشكل عام، الغاز الموجود في الفضاء بين النجوم ليس ذريًا فقط. عندما يكون الجو أكثر برودة، بما لا يزيد عن 50 كلفن، تتمكن الذرات من البقاء معًا وتشكيل الجزيئات. ومع ذلك، فإن كتلة كبيرة من الغاز بين النجوم لا تزال في الحالة الذرية. تم اكتشاف شكله المحايد بشكل أساسي مؤخرًا نسبيًا - في عام 1951. وكما هو معروف، فإنها تبعث موجات راديو طولها 21 سم (ترددها 1420 ميجاهرتز)، بناءً على شدتها تم تحديد مقدارها الموجود في المجرة. وبالمناسبة، فهي ليست موزعة بشكل موحد في الفضاء بين النجوم. يصل تركيزه في سحب الهيدروجين الذري إلى عدة ذرات لكل 1 سم 3، ولكن بين السحب يكون أقل من حيث الحجم.

وأخيرًا، بالقرب من النجوم الساخنة، يوجد الغاز على شكل أيونات. تعمل الأشعة فوق البنفسجية القوية على تسخين الغاز وتأينه، مما يؤدي إلى توهجه. ولهذا السبب تظهر المناطق ذات التركيز العالي من الغاز الساخن، والتي تبلغ درجة حرارتها حوالي 10000 كلفن، على شكل سحب مضيئة. وتسمى بالسدم الغازية الخفيفة.

وفي أي سديم، بكميات أكبر أو أقل، هناك غبار بين النجوم. على الرغم من حقيقة أن السدم تنقسم تقليديا إلى سدم غبارية وغازية، إلا أن هناك غبارا في كليهما. وعلى أية حال، يبدو أن الغبار هو الذي يساعد النجوم على التشكل في أعماق السدم.

كائنات ضبابية

من بين جميع الأجسام الكونية، ربما تكون السدم هي الأجمل. صحيح أن السدم المظلمة في النطاق المرئي تبدو ببساطة مثل البقع السوداء في السماء؛ ومن الأفضل ملاحظتها على خلفية مجرة ​​درب التبانة. ولكن في نطاقات أخرى من الموجات الكهرومغناطيسية، على سبيل المثال الأشعة تحت الحمراء، تكون مرئية بشكل جيد للغاية وتبين أن الصور غير عادية للغاية.

السدم عبارة عن مجموعات من الغاز والغبار معزولة في الفضاء ومقيدة بالجاذبية أو الضغط الخارجي. يمكن أن تتراوح كتلتها من 0.1 إلى 10000 كتلة شمسية، ويمكن أن يتراوح حجمها من 1 إلى 10 فرسخ فلكي.

في البداية، أثارت السدم غضب علماء الفلك. حتى منتصف القرن التاسع عشر، كان يُنظر إلى السدم المكتشفة على أنها مصدر إزعاج مزعج يتداخل مع مراقبة النجوم والبحث عن مذنبات جديدة. وفي عام 1714، قام الإنجليزي إدموند هالي، واسمه المذنب الشهير، بتجميع “قائمة سوداء” من ستة سدم حتى لا يضللوا “صائدي المذنبات”، وقام الفرنسي تشارلز ميسييه بتوسيع هذه القائمة إلى 103 أجسام. ولحسن الحظ، أصبح الموسيقار السير ويليام هيرشل، الذي كان عاشقًا لعلم الفلك، وأخته وابنه مهتمين بالسدم. وبمراقبة السماء بالتلسكوبات التي صنعوها بأنفسهم، تركوا وراءهم كتالوجًا من السدم وعناقيد النجوم، يحتوي على معلومات حول 5079 جسمًا فضائيًا!

استنفدت عائلة هيرشل عمليا قدرات التلسكوبات البصرية في تلك السنوات. ومع ذلك، فإن اختراع التصوير الفوتوغرافي وأوقات التعرض الطويلة مكّن من العثور على الأجسام المضيئة بشكل خافت للغاية. وبعد ذلك بقليل، أتاحت الأساليب الطيفية للتحليل والملاحظات في نطاقات مختلفة من الموجات الكهرومغناطيسية في المستقبل ليس فقط اكتشاف العديد من السدم الجديدة، ولكن أيضًا تحديد بنيتها وخصائصها.

يظهر السديم البينجمي ساطعًا في حالتين: إما أن يكون ساخنًا جدًا بحيث يتوهج غازه نفسه، وتسمى هذه السدم بالسدم الانبعاثية؛ أو أن يكون السديم نفسه باردا، لكن غباره يبعثر ضوء نجم لامع مجاور - فهو سديم انعكاسي.

السدم المظلمة هي أيضًا تراكمات بين النجوم من الغاز والغبار. لكن على عكس السدم الغازية الخفيفة، والتي يمكن رؤيتها أحيانًا حتى بالمنظار القوي أو التلسكوب، مثل سديم أوريون، فإن السدم المظلمة لا تبعث الضوء، بل تمتصه. عندما يمر ضوء النجوم عبر هذه السدم، يمكن للغبار أن يمتصه بالكامل، ويحوله إلى أشعة تحت حمراء غير مرئية للعين. ولذلك، تبدو مثل هذه السدم وكأنها ثقوب بلا نجوم في السماء. هيرشل أطلق عليها اسم "ثقوب في السماء". ولعل أكثرها إثارة هو سديم رأس الحصان.

ومع ذلك، فإن حبيبات الغبار قد لا تمتص ضوء النجوم بشكل كامل، ولكنها تبعثره جزئيًا فقط، وبشكل انتقائي. والحقيقة هي أن حجم جزيئات الغبار بين النجوم قريب من الطول الموجي للضوء الأزرق، لذلك يتم تشتيته وامتصاصه بقوة أكبر، كما أن الجزء "الأحمر" من ضوء النجوم يصل إلينا بشكل أفضل. بالمناسبة، هذه طريقة جيدة لتقدير حجم حبيبات الغبار من خلال كيفية تخفيف الضوء ذو الأطوال الموجية المختلفة.

نجمة من السحابة

لم يتم تحديد الأسباب التي أدت إلى ظهور النجوم بدقة؛ ولا يوجد سوى نماذج تشرح البيانات التجريبية بشكل أكثر أو أقل موثوقية. بالإضافة إلى ذلك، فإن مسارات تكوين النجوم وخصائصها ومصيرها المستقبلي متنوعة للغاية وتعتمد على العديد من العوامل. ومع ذلك، هناك مفهوم ثابت، أو بالأحرى، الفرضية الأكثر تطورا، وجوهرها، في المصطلحات الأكثر عمومية، هو أن النجوم تتشكل من الغاز بين النجوم في المناطق ذات الكثافة المتزايدة للمادة، أي في الأعماق من السحب بين النجوم. يمكن تجاهل الغبار كمادة، لكن دوره في تكوين النجوم هائل.

ويبدو أن هذا يحدث (في النسخة الأكثر بدائية، لنجم واحد). أولاً، تتكثف السحابة النجمية الأولية من الوسط النجمي، وقد يكون ذلك بسبب عدم استقرار الجاذبية، لكن الأسباب قد تكون مختلفة وليست واضحة تمامًا بعد. بطريقة أو بأخرى، تنقبض وتجذب المادة من المساحة المحيطة. وتزداد درجة الحرارة والضغط في مركزها حتى تبدأ الجزيئات الموجودة في مركز كرة الغاز المنهارة في الانقسام إلى ذرات ثم إلى أيونات. تعمل هذه العملية على تبريد الغاز، وينخفض ​​الضغط داخل القلب بشكل حاد. ينقبض القلب، وتنتشر موجة الصدمة داخل السحابة، مما يؤدي إلى التخلص من طبقاتها الخارجية. يتم تشكيل نجم أولي يستمر في الانكماش تحت تأثير الجاذبية حتى تبدأ تفاعلات الاندماج النووي الحراري في مركزه - تحويل الهيدروجين إلى هيليوم. يستمر الضغط لبعض الوقت حتى تتم موازنة قوى ضغط الجاذبية مع قوى الغاز والضغط الإشعاعي.

ومن الواضح أن كتلة النجم الناتج تكون دائما أقل من كتلة السديم الذي "ولده". خلال هذه العملية، جزء من المادة، الذي لم يكن لديه وقت للسقوط على القلب، "يجرف" موجة الصدمة، ويتدفق الإشعاع والجسيمات ببساطة إلى الفضاء المحيط.

تتأثر عملية تكوين النجوم والأنظمة النجمية بعدة عوامل، بما في ذلك المجال المغناطيسي، الذي غالبًا ما يساهم في "تمزيق" السحابة النجمية الأولية إلى قسمين، ونادرا ما تكون ثلاث شظايا، يتم ضغط كل منها تحت تأثير الجاذبية إلى النجم الأولي الخاص به. هذه هي الطريقة، على سبيل المثال، تنشأ العديد من أنظمة النجوم الثنائية - نجمان يدوران حول مركز كتلة مشترك ويتحركان في الفضاء ككل واحد.

مع تقدم عمر الوقود النووي، يحترق الوقود النووي الموجود داخل النجوم تدريجيًا، وكلما زاد حجم النجم، زادت سرعته. في هذه الحالة، يتم استبدال دورة تفاعلات الهيدروجين بدورة الهيليوم، ثم نتيجة لتفاعلات الاندماج النووي، يتم تشكيل عناصر كيميائية أثقل بشكل متزايد، حتى الحديد. في النهاية، النواة، التي لم تعد تتلقى الطاقة من التفاعلات النووية الحرارية، يتناقص حجمها بشكل حاد، وتفقد استقرارها، ويبدو أن مادتها تسقط على نفسها. يحدث انفجار قوي، يمكن خلاله تسخين المادة إلى مليارات الدرجات، وتؤدي التفاعلات بين النوى إلى تكوين عناصر كيميائية جديدة، حتى أثقل. يصاحب الانفجار إطلاق حاد للطاقة وإطلاق المادة. ينفجر النجم في عملية تسمى المستعر الأعظم. وفي النهاية، سيتحول النجم، حسب كتلته، إلى نجم نيوتروني أو ثقب أسود.

وربما هذا ما يحدث بالفعل. وعلى أية حال، فلا شك أن النجوم الشابة، أي الحارة، وعناقيدها تكون أكثر عددا في السدم، أي في المناطق ذات الكثافة المتزايدة للغاز والغبار. ويظهر هذا بوضوح في الصور التي التقطتها التلسكوبات في نطاقات أطوال موجية مختلفة.

وبطبيعة الحال، هذا ليس أكثر من تلخيص فظ لتسلسل الأحداث. بالنسبة لنا، هناك نقطتان مهمتان بشكل أساسي. أولاً، ما هو دور الغبار في عملية تكوين النجوم؟ وثانيا، من أين يأتي فعلا؟

المبرد العالمي

في الكتلة الإجمالية للمادة الكونية، يكون الغبار نفسه، أي ذرات الكربون والسيليكون وبعض العناصر الأخرى مجتمعة في جزيئات صلبة، صغيرًا جدًا لدرجة أنه، على أي حال، يبدو أنه يمكن استخدامه كمواد بناء للنجوم. لا تؤخذ في الاعتبار. ومع ذلك، في الواقع، فإن دورهم عظيم - فهم هم الذين يبردون الغاز الساخن بين النجوم، ويحولونه إلى تلك السحابة الكثيفة شديدة البرودة، والتي تتشكل منها النجوم بعد ذلك.

والحقيقة هي أن الغاز بين النجوم في حد ذاته لا يمكن أن يبرد. الهيكل الإلكتروني لذرة الهيدروجين يسمح لها بالتخلي عن الطاقة الزائدة، إن وجدت، عن طريق انبعاث الضوء في المناطق المرئية والأشعة فوق البنفسجية من الطيف، ولكن ليس في نطاق الأشعة تحت الحمراء. بالمعنى المجازي، لا يمكن للهيدروجين أن يشع الحرارة. ولكي يبرد بشكل صحيح، فإنه يحتاج إلى "ثلاجة"، تلعب دورها جزيئات الغبار بين النجوم.

أثناء الاصطدام بحبيبات الغبار بسرعة عالية، على عكس حبيبات الغبار الأثقل والأبطأ، تطير جزيئات الغاز بسرعة وتفقد سرعتها وتنتقل طاقتها الحركية إلى حبيبات الغبار. كما أنه يسخن ويطلق هذه الحرارة الزائدة إلى الفضاء المحيط، بما في ذلك في شكل أشعة تحت الحمراء، بينما يبرد هو نفسه. وهكذا، من خلال امتصاص حرارة الجزيئات بين النجوم، يعمل الغبار كنوع من المبرد، مما يبرد سحابة الغاز. من حيث الكتلة، فهو ليس كثيرا - حوالي 1٪ من كتلة مادة السحابة بأكملها، ولكن هذا يكفي لإزالة الحرارة الزائدة على مدى ملايين السنين.

وعندما تنخفض درجة حرارة السحابة، ينخفض ​​الضغط أيضًا، وتتكاثف السحابة ويمكن أن تتولد منها النجوم. وبقايا المادة التي ولد منها النجم هي بدورها المادة الأولية لتكوين الكواكب. أنها تحتوي بالفعل على جزيئات الغبار، وبكميات أكبر. لأنه عند ولادته، يسخن النجم ويسرع كل الغاز المحيط به، بينما يبقى الغبار متطايرًا في مكان قريب. بعد كل شيء، فهو قادر على التبريد وينجذب إلى النجم الجديد أقوى بكثير من جزيئات الغاز الفردية. في النهاية، توجد سحابة غبار بالقرب من النجم حديث الولادة، وغاز غني بالغبار في محيطه.

وتولد هناك الكواكب الغازية مثل زحل وأورانوس ونبتون. حسنًا، تظهر الكواكب الصخرية بالقرب من النجم. بالنسبة لنا هو المريخ والأرض والزهرة وعطارد. اتضح تقسيمًا واضحًا إلى حد ما إلى منطقتين: الكواكب الغازية والكواكب الصلبة. لذلك تبين أن الأرض مكونة إلى حد كبير من حبيبات الغبار بين النجوم. أصبحت جزيئات الغبار المعدنية جزءا من قلب الكوكب، والآن تمتلك الأرض نواة حديدية ضخمة.

سر الكون الشاب

إذا تشكلت مجرة، فمن أين يأتي الغبار، من حيث المبدأ، يفهم العلماء ذلك. وأهم مصادرها هي المستعرات والمستعرات الأعظمية، التي تفقد جزءًا من كتلتها، و"تسقط" قشرتها في الفضاء المحيط. بالإضافة إلى ذلك، يولد الغبار أيضًا في الغلاف الجوي المتوسع للعمالقة الحمراء، حيث يُجرف حرفيًا بعيدًا عن طريق الضغط الإشعاعي. يوجد في جوها البارد، وفقًا لمعايير النجوم، (حوالي 2.5 إلى 3 ألف كلفن) الكثير من الجزيئات المعقدة نسبيًا.

ولكن هنا لغز لم يتم حله بعد. لقد كان يُعتقد دائمًا أن الغبار هو نتاج تطور النجوم. بمعنى آخر، يجب أن تولد النجوم، وتوجد لبعض الوقت، وتتقدم في العمر، ولنقل، تنتج الغبار في انفجار المستعر الأعظم الأخير. ولكن ما الذي جاء أولاً - البيضة أم الدجاجة؟ الغبار الأول اللازم لولادة نجم، أو النجم الأول، الذي ولد لسبب ما دون مساعدة من الغبار، قد تقدم في السن، وانفجر، مكونًا الغبار الأول.

ماذا حدث في البداية؟ ففي النهاية، عندما حدث الانفجار الكبير قبل 14 مليار سنة، لم يكن هناك سوى الهيدروجين والهيليوم في الكون، ولم يكن هناك أي عناصر أخرى! عندها بدأت المجرات الأولى بالخروج منها، سحب ضخمة، وفيها النجوم الأولى، التي كان عليها أن تمر بمسار حياة طويل. يجب أن تؤدي التفاعلات النووية الحرارية في قلب النجوم إلى "طهي" عناصر كيميائية أكثر تعقيدًا، وتحويل الهيدروجين والهيليوم إلى كربون ونيتروجين وأكسجين وما إلى ذلك، وبعد ذلك يجب أن يلقي النجم بكل ذلك في الفضاء، وينفجر أو يتخلص تدريجيًا من طاقته. صدَفَة. ثم كان على هذه الكتلة أن تبرد وتبرد وتتحول في النهاية إلى غبار. ولكن بالفعل بعد 2 مليار سنة من الانفجار الكبير، كان هناك غبار في المجرات الأولى! وباستخدام التلسكوبات تم اكتشافه في مجرات تبعد عنا 12 مليار سنة ضوئية. وفي الوقت نفسه، فإن 2 مليار سنة هي فترة قصيرة جدًا بالنسبة لدورة الحياة الكاملة للنجم: خلال هذا الوقت، ليس لدى معظم النجوم الوقت الكافي للتقدم في العمر. من أين جاء الغبار في المجرة الشابة، إذا لم يكن هناك شيء سوى الهيدروجين والهيليوم، فهو لغزا.

مفاعل قذى

لا يعمل الغبار بين النجوم كنوع من المبرد العالمي فحسب، بل ربما تظهر الجزيئات المعقدة في الفضاء بفضل الغبار.

والحقيقة هي أن سطح حبة الغبار يمكن أن يكون بمثابة مفاعل تتشكل فيه الجزيئات من الذرات وكمحفز لتفاعلات تركيبها. ففي نهاية المطاف، فإن احتمال اصطدام العديد من ذرات العناصر المختلفة عند نقطة واحدة، بل وحتى التفاعل مع بعضها البعض عند درجة حرارة أعلى بقليل من الصفر المطلق، هو احتمال ضئيل للغاية. لكن احتمال أن تصطدم حبة الغبار بالذرات أو الجزيئات المختلفة أثناء الطيران بالتتابع، خاصة داخل سحابة كثيفة باردة، مرتفع جدًا. في الواقع، هذا ما يحدث - هكذا تتشكل قشرة من حبيبات الغبار بين النجوم من الذرات والجزيئات المتجمدة عليها.

على سطح صلب، تكون الذرات قريبة من بعضها البعض. تهاجر الذرات على طول سطح حبة الغبار بحثًا عن الموضع الأكثر ملاءمة للطاقة، وتلتقي الذرات، وتجد نفسها على مقربة من بعضها البعض، وتكون قادرة على التفاعل مع بعضها البعض. وبطبيعة الحال، ببطء شديد وفقا لدرجة حرارة جزيئات الغبار. يمكن لسطح الجسيمات، وخاصة تلك التي تحتوي على نواة معدنية، أن يظهر خصائص محفزة. يعرف الكيميائيون على الأرض جيدًا أن المحفزات الأكثر فعالية هي على وجه التحديد جزيئات لا يزيد حجمها عن جزء من الميكرون، حيث تتجمع الجزيئات، التي تكون في الظروف العادية "غير مبالية" تمامًا ببعضها البعض، ثم تتفاعل. على ما يبدو، هذه هي الطريقة التي يتشكل بها الهيدروجين الجزيئي: "تلتصق" ذراته بذرة من الغبار، ثم تطير مبتعدة عنه، ولكن في أزواج، على شكل جزيئات.

من المحتمل جدًا أن تكون جزيئات الغبار النجمي الصغيرة، التي احتفظت ببعض الجزيئات العضوية في أغلفةها، بما في ذلك أبسط الأحماض الأمينية، قد جلبت أول "بذور الحياة" إلى الأرض منذ حوالي 4 مليارات سنة. وهذا بالطبع ليس أكثر من فرضية جميلة. لكن ما يتحدث لصالحه هو أن الحمض الأميني الجلايسين موجود في الغاز البارد وسحب الغبار. ربما هناك آخرون، كل ما في الأمر أن إمكانيات التلسكوبات لا تسمح باكتشافهم بعد.

صيد الغبار

يمكن بالطبع دراسة خصائص الغبار بين النجوم عن بعد باستخدام التلسكوبات والأدوات الأخرى الموجودة على الأرض أو على أقمارها الصناعية. ولكن من المغري أكثر بكثير التقاط جزيئات الغبار بين النجوم، ثم دراستها بالتفصيل، ومعرفة ليس من الناحية النظرية، ولكن عمليا، مما تتكون منه وكيف يتم تركيبها. هناك خياران هنا. يمكنك الوصول إلى أعماق الفضاء، وجمع الغبار بين النجوم هناك، وإحضاره إلى الأرض وتحليله بكل الطرق الممكنة. أو يمكنك محاولة الطيران خارج النظام الشمسي وتحليل الغبار على طول الطريق مباشرة على متن المركبة الفضائية، وإرسال البيانات الناتجة إلى الأرض.

المحاولة الأولى لجلب عينات من الغبار بين النجوم، ومواد الوسط بين النجوم بشكل عام، تمت منذ عدة سنوات من قبل وكالة ناسا. تم تجهيز المركبة الفضائية بمصائد خاصة - مجمعات لجمع الغبار بين النجوم وجزيئات الرياح الكونية. وللقبض على جزيئات الغبار دون أن تفقد غلافها، تم ملء المصائد بمادة خاصة تسمى الهلام الهوائي. هذه المادة الرغوية الخفيفة جدًا (التي يعد تركيبها سرًا تجاريًا) تشبه الهلام. بمجرد دخولها، تلتصق جزيئات الغبار، وبعد ذلك، كما هو الحال في أي مصيدة، يُغلق الغطاء ليتم فتحه على الأرض.

كان هذا المشروع يسمى ستاردست ستاردست. برنامجه عظيم. بعد إطلاقه في فبراير 1999، ستقوم المعدات الموجودة على متنه في نهاية المطاف بجمع عينات من الغبار بين النجوم وبشكل منفصل عن الغبار الموجود في المنطقة المجاورة مباشرة للمذنب Wild-2، الذي طار بالقرب من الأرض في فبراير الماضي. والآن ومع حاويات مملوءة بهذه الشحنة القيمة، تطير السفينة إلى موطنها لتهبط في 15 يناير 2006 في ولاية يوتا، بالقرب من سولت ليك سيتي (الولايات المتحدة الأمريكية). وذلك عندما يرى علماء الفلك أخيرًا بأعينهم (باستخدام المجهر بالطبع) حبيبات الغبار ذاتها التي تنبأوا بالفعل بتركيبها ونماذج بنيتها.

وفي أغسطس 2001، طارت جينيسيس لجمع عينات من المادة من الفضاء السحيق. كان مشروع ناسا يهدف في المقام الأول إلى التقاط الجزيئات من الرياح الشمسية. وبعد أن أمضت 1127 يوما في الفضاء الخارجي، قطعت خلالها حوالي 32 مليون كيلومتر، عادت السفينة وأسقطت كبسولة تحتوي على العينات الناتجة - مصائد بالأيونات وجزيئات الرياح الشمسية - إلى الأرض. للأسف، حدث سوء الحظ - لم تفتح المظلة، وضربت الكبسولة الأرض بكل قوتها. وتحطمت. وبطبيعة الحال، تم جمع الحطام ودراسته بعناية. ومع ذلك، في مارس 2005، في مؤتمر في هيوستن، قال المشارك في البرنامج دون بارنيتي إن أربعة مجمعات تحتوي على جزيئات الرياح الشمسية لم تتضرر، وأن محتوياتها، 0.4 ملجم من الرياح الشمسية الملتقطة، كانت قيد الدراسة بنشاط من قبل العلماء في هيوستن.

ومع ذلك، تقوم ناسا الآن بإعداد مشروع ثالث، أكثر طموحًا. ستكون هذه هي مهمة Interstellar Probe الفضائية. هذه المرة ستبتعد المركبة الفضائية إلى مسافة 200 وحدة فلكية. ه. من الأرض (أي المسافة من الأرض إلى الشمس). لن تعود هذه السفينة أبدًا، لكنها ستكون "محشوة" بمجموعة واسعة من المعدات، بما في ذلك تحليل عينات الغبار بين النجوم. إذا سارت الأمور على ما يرام، فسيتم أخيرًا التقاط حبيبات الغبار بين النجوم من الفضاء السحيق وتصويرها وتحليلها تلقائيًا على متن المركبة الفضائية.

تكوين النجوم الشباب

1. سحابة جزيئية مجرية عملاقة حجمها 100 فرسخ فلكي، وكتلتها تعادل 100 ألف شمس، ودرجة حرارتها 50 كلفن، وكثافتها 102 جسيم/سم3. يوجد داخل هذه السحابة تكاثفات واسعة النطاق - سدم غازية وغبار منتشرة (1 × 10 قطعة، 10000 شمس، 20 كلفن، 10 3 جسيمات/سم 3) وتكثفات صغيرة - سدم غازية وغبار (حتى قطعة واحدة، 100 × 1000 شمس، 20 ك، 10 4 جسيمات/سم3). يوجد داخل الأخير كتل من الكريات بحجم 0.1 قطعة، وكتلة 1 × 10 شمس وكثافة 10 × 10 6 جسيمات / سم 3، حيث تتشكل النجوم الجديدة

2. ولادة نجم داخل سحابة من الغاز والغبار

3. ويعمل النجم الجديد بإشعاعه ورياحه النجمية على تشتيت الغاز المحيط به بعيدا عن نفسه.

4. نجم شاب يخرج إلى الفضاء النظيف والخالي من الغازات والغبار، دافعًا السديم الذي ولده جانبًا

مراحل التطور "الجنينية" لنجم كتلته تساوي كتلة الشمس

5. ولادة سحابة غير مستقرة الجاذبية بحجم 2,000,000 شمس، ودرجة حرارة حوالي 15 كلفن وكثافتها الأولية 10 -19 جم/سم3

6. وبعد عدة مئات الآلاف من السنين، ستشكل هذه السحابة نواة تبلغ درجة حرارتها حوالي 200 كلفن وحجم 100 شمس، ولا تزال كتلتها 0.05 فقط من كتلة الشمس.

7. في هذه المرحلة، ينكمش القلب بدرجة حرارة تصل إلى 2000 كلفن بشكل حاد بسبب تأين الهيدروجين ويسخن في الوقت نفسه حتى 20000 كلفن، وتصل سرعة سقوط المادة على النجم المتنامي إلى 100 كم/ثانية.

8. نجم أولي بحجم شمسين درجة حرارة مركزه 2×10 5 كلفن، وعند سطحه 3×10 3 كلفن

9. المرحلة الأخيرة من مرحلة ما قبل التطور للنجم هي الانضغاط البطيء، حيث تحترق نظائر الليثيوم والبريليوم. فقط بعد أن ترتفع درجة الحرارة إلى 6x10 6 K، تبدأ التفاعلات النووية الحرارية لتخليق الهيليوم من الهيدروجين في داخل النجم. تبلغ المدة الإجمالية لدورة ولادة نجم مثل شمسنا 50 مليون سنة، وبعدها يمكن أن يحترق هذا النجم بهدوء لمليارات السنين

أولغا ماكسيمنكو، مرشحة للعلوم الكيميائية

الغبار الكوني، جسيمات صلبة ذات أحجام مميزة تتراوح من حوالي 0.001 ميكرون إلى حوالي 1 ميكرون (وربما تصل إلى 100 ميكرون أو أكثر في الوسط بين الكواكب والأقراص الكوكبية الأولية)، توجد في جميع الأجسام الفلكية تقريبًا: من النظام الشمسي إلى المجرات البعيدة جدًا و الكوازارات. تختلف خصائص الغبار (تركيز الجسيمات، والتركيب الكيميائي، وحجم الجسيمات، وما إلى ذلك) بشكل كبير من جسم إلى آخر، حتى بالنسبة للأجسام من نفس النوع. ينثر الغبار الكوني ويمتص الإشعاع الساقط. ينتشر الإشعاع المبعثر الذي له نفس الطول الموجي للإشعاع الساقط في جميع الاتجاهات. ويتحول الإشعاع الذي تمتصه جسيمات الغبار إلى طاقة حرارية، وعادة ما ينبعث الجسيم في منطقة ذات طول موجي أطول من الطيف مقارنة بالإشعاع الساقط. تساهم كلتا العمليتين في الانقراض - إضعاف إشعاع الأجرام السماوية بسبب الغبار الموجود على خط الرؤية بين الجسم والراصد.

تتم دراسة الأجسام الغبارية في كامل نطاق الموجات الكهرومغناطيسية تقريبًا - من الأشعة السينية إلى الموجات المليمترية. يبدو أن الإشعاع الكهربائي ثنائي القطب الناتج عن الجسيمات متناهية الصغر التي تدور بسرعة يساهم بشكل ما في انبعاث الموجات الصغرية عند ترددات تتراوح بين 10 و60 جيجا هرتز. تلعب التجارب المعملية دورًا مهمًا حيث يتم قياس مؤشرات الانكسار، بالإضافة إلى أطياف الامتصاص ومصفوفات تشتت الجسيمات - نظائرها من حبيبات الغبار الكوني، ومحاكاة عمليات تكوين ونمو حبيبات الغبار المقاومة للحرارة في أجواء النجوم والكواكب الأولية. الأقراص، تدرس تكوين الجزيئات وتطور مكونات الغبار المتطاير في ظروف مشابهة لتلك الموجودة في السحب المظلمة بين النجوم.

تتم دراسة الغبار الكوني الموجود في ظروف فيزيائية مختلفة بشكل مباشر كجزء من النيازك التي سقطت على سطح الأرض، في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض (الغبار بين الكواكب وبقايا المذنبات الصغيرة)، أثناء رحلات المركبات الفضائية إلى الكواكب والكويكبات و المذنبات (الغبار المحيطي والمذنب) وخارج حدود الغلاف الشمسي (الغبار بين النجوم). تغطي عمليات الرصد الأرضية والفضائية عن بعد للغبار الكوني النظام الشمسي (الغبار بين الكواكب، والغبار المحيط بالكواكب، والمذنبات، والغبار القريب من الشمس)، والوسط النجمي لمجرتنا (الغبار بين النجمي، والغبار المحيط بالنجم، والغبار السديمي) والمجرات الأخرى (الغبار خارج المجرات). ) وكذلك الأجسام البعيدة جدًا (الغبار الكوني).

تتكون جزيئات الغبار الكوني بشكل رئيسي من مواد كربونية (الكربون غير المتبلور، الجرافيت) وسيليكات الحديد والمغنيسيوم (الأوليفينات، البيروكسينات). تتكثف وتنمو في أجواء النجوم من الطبقات الطيفية المتأخرة وفي السدم الكوكبية الأولية، ثم يتم قذفها إلى الوسط النجمي عن طريق الضغط الإشعاعي. في السحب بين النجوم، وخاصة الكثيفة منها، تستمر الجسيمات المقاومة للحرارة في النمو نتيجة لتراكم ذرات الغاز، وكذلك عندما تصطدم الجسيمات وتلتصق ببعضها البعض (التخثر). وهذا يؤدي إلى ظهور أصداف من المواد المتطايرة (الجليد بشكل رئيسي) وتكوين جزيئات إجمالية مسامية. ويحدث تدمير حبيبات الغبار نتيجة تناثر موجات الصدمة الناتجة عن انفجارات السوبرنوفا، أو التبخر أثناء عملية تكوين النجوم التي بدأت في السحابة. ويستمر الغبار المتبقي في التطور بالقرب من النجم المتشكل ويتجلى لاحقًا على شكل سحابة غبار بين الكواكب أو نوى مذنب. ومن المفارقة أن الغبار حول النجوم المتطورة (القديمة) يكون "جديدًا" (تشكل حديثًا في غلافها الجوي)، أما حول النجوم الشابة فإن الغبار يكون قديمًا (تطور كجزء من الوسط البينجمي). يُعتقد أن الغبار الكوني، الذي ربما كان موجودًا في المجرات البعيدة، قد تكثف أثناء قذف المواد من انفجارات المستعرات الأعظم الضخمة.

مضاءة. انظر إلى الفن. الغبار بين النجوم.