Աստղերը փայլուն պլազմայի հսկայական գնդիկներ են: Մեր Գալակտիկայում նրանց հսկայական քանակ կա: Աստղերը կարեւոր դեր են խաղացել գիտության զարգացման գործում։ Նրանք նաև նշվել են բազմաթիվ ժողովուրդների առասպելներում, ծառայել որպես նավիգացիոն գործիքներ։ Երբ հայտնագործվեցին աստղադիտակները, ինչպես նաև երկնային մարմինների շարժման և ձգողության օրենքները, գիտնականները հասկացան, որ բոլոր աստղերը նման են Արեգակին:
Սահմանում
Գլխավոր հաջորդականության աստղերը ներառում են բոլոր այն աստղերը, որոնցում ջրածինը վերածվում է հելիումի: Քանի որ այս գործընթացը բնորոշ է աստղերի մեծամասնությանը, մարդու կողմից դիտված լուսատուների մեծ մասը պատկանում է այս կատեգորիային: Օրինակ՝ Արեգակը նույնպես պատկանում է այս խմբին։ Ալֆա Օրիոնիսը կամ, օրինակ, Սիրիուսի արբանյակը, չեն պատկանում հիմնական հաջորդականության աստղերին։
Աստղային խմբեր
Առաջին անգամ գիտնականներ Է. Հերցփրունգը և Գ. Ռասելը քննարկեցին աստղերը իրենց սպեկտրային տեսակների հետ համեմատելու հարցը: Նրանք ստեղծեցին աղյուսակ, որը ցույց էր տալիս աստղերի սպեկտրն ու պայծառությունը: Հետագայում այս դիագրամը կոչվեց նրանց անունով։ Դրա վրա տեղակայված լուսատուների մեծ մասը կոչվում են գլխավորի երկնային մարմիններհաջորդականություններ. Այս կատեգորիան ներառում է աստղեր՝ սկսած կապույտ գերհսկաներից մինչև սպիտակ թզուկներ: Արեգակի պայծառությունն այս դիագրամում ընդունված է որպես միասնություն։ Հերթականությունը ներառում է տարբեր զանգվածների աստղեր։ Գիտնականները բացահայտել են լուսատուների հետևյալ կատեգորիաները՝
- Գերհսկաներ - I կարգի պայծառություն.
- Հսկաներ - II դաս.
- Գլխավոր հաջորդականության աստղեր - V դաս.
- Subdwarfs - VI դաս.
- Սպիտակ թզուկներ – VII դաս.
Գործընթացներ լուսատուների ներսում
Կառուցվածքի տեսակետից Արեգակը կարելի է բաժանել չորս պայմանական գոտիների, որոնց ներսում տեղի են ունենում տարբեր ֆիզիկական գործընթացներ։ Աստղի ճառագայթման էներգիան, ինչպես նաև ներքին ջերմային էներգիան առաջանում են լուսատուի խորքում՝ փոխանցվելով արտաքին շերտերին։ Հիմնական հաջորդականության աստղերի կառուցվածքը նման է Արեգակնային համակարգի լուսատուի կառուցվածքին։ Ցանկացած լուսատուի կենտրոնական մասը, որը պատկանում է այս կատեգորիայի Հերցպրունգ-Ռասել դիագրամում, միջուկն է: Այնտեղ անընդհատ միջուկային ռեակցիաներ են տեղի ունենում, որոնց ընթացքում հելիումը վերածվում է ջրածնի։ Որպեսզի ջրածնի միջուկները բախվեն միմյանց, նրանց էներգիան պետք է ավելի մեծ լինի, քան վանման էներգիան։ Հետևաբար, նման ռեակցիաները տեղի են ունենում միայն շատ բարձր ջերմաստիճաններում: Արեգակի ներսում ջերմաստիճանը հասնում է 15 միլիոն աստիճանի Ցելսիուսի: Երբ այն հեռանում է աստղի միջուկից, այն նվազում է: Միջուկի արտաքին սահմանում ջերմաստիճանն արդեն կենտրոնական մասի արժեքի կեսն է։ Պլազմայի խտությունը նույնպես նվազում է։
Միջուկային ռեակցիաներ
Սակայն ոչ միայն հիմնական հաջորդականության ներքին կառուցվածքով աստղերը նման են Արեգակին: Այս կատեգորիայի լուսատուներն առանձնանում են նաև նրանով, որ նրանց ներսում միջուկային ռեակցիաները տեղի են ունենում երեք փուլով։ Հակառակ դեպքում այն կոչվում է պրոտոն-պրոտոն ցիկլ։ Առաջին փուլում երկու պրոտոններ բախվում են միմյանց։ Այս բախման արդյունքում առաջանում են նոր մասնիկներ՝ դեյտերիում, պոզիտրոն և նեյտրինո։ Այնուհետև պրոտոնը բախվում է նեյտրինոյի մասնիկի հետ, և առաջանում է հելիում-3 իզոտոպի միջուկը, ինչպես նաև գամմա-ճառագայթների քվանտը։ Գործընթացի երրորդ փուլում երկու հելիում-3 միջուկները միաձուլվում են, և առաջանում է սովորական ջրածին։
Այս բախումների ընթացքում միջուկային ռեակցիաների ժամանակ անընդհատ առաջանում են նեյտրինո տարրական մասնիկներ։ Նրանք հաղթահարում են աստղի ստորին շերտերը և թռչում միջմոլորակային տարածություն։ Նեյտրինոները նույնպես գրանցված են գետնի վրա։ Այն գումարը, որ գրանցում են գիտնականները գործիքների օգնությամբ, անհամեմատ ավելի քիչ է, քան պետք է լինի գիտնականների ենթադրությամբ։ Այս խնդիրը արեգակնային ֆիզիկայի ամենամեծ առեղծվածներից մեկն է։
Պայծառ գոտի
Արեգակի և հիմնական հաջորդականության աստղերի կառուցվածքի հաջորդ շերտը ճառագայթային գոտին է: Նրա սահմանները տարածվում են միջուկից մինչև կոնվեկտիվ գոտու սահմանին գտնվող բարակ շերտ՝ տախոկլին։ Ճառագայթային գոտին ստացել է իր անվանումը այն եղանակից, որով էներգիան միջուկից փոխանցվում է աստղի արտաքին շերտեր՝ ճառագայթում։ ֆոտոններ,որոնք անընդհատ արտադրվում են միջուկում, շարժվում են այս գոտում՝ բախվելով պլազմայի միջուկներին։ Հայտնի է, որ այս մասնիկների արագությունը հավասար է լույսի արագությանը։ Բայց չնայած դրան, ֆոտոններին անհրաժեշտ է մոտ մեկ միլիոն տարի, որպեսզի հասնեն կոնվեկտիվ և ճառագայթային գոտիների սահմանին: Այս ուշացումը պայմանավորված է պլազմայի միջուկների հետ ֆոտոնների մշտական բախմամբ և դրանց վերարտադրմամբ։
տախոկլին
Արևը և հիմնական հաջորդականության աստղերը նույնպես ունեն բարակ գոտի, որը, ըստ երևույթին, կարևոր դեր է խաղում աստղերի մագնիսական դաշտի ձևավորման գործում: Այն կոչվում է տախոկլին: Գիտնականները ենթադրում են, որ հենց այստեղ են տեղի ունենում մագնիսական դինամոյի գործընթացները։ Դա կայանում է նրանում, որ պլազմայի հոսքերը ձգում են մագնիսական դաշտի գծերը և մեծացնում դաշտի ընդհանուր ուժը: Կան նաև ենթադրություններ, որ պլազմայի քիմիական կազմի կտրուկ փոփոխություն տեղի է ունենում տախոկլինի գոտում։
Կոնվեկտիվ գոտի
Այս տարածքը ներկայացնում է ամենաարտաքին շերտը: Նրա ստորին սահմանը գտնվում է 200 հազար կմ խորության վրա, իսկ վերինը հասնում է աստղի մակերեսին։ Կոնվեկտիվ գոտու սկզբում ջերմաստիճանը դեռ բավական բարձր է, այն հասնում է մոտ 2 միլիոն աստիճանի։ Սակայն այս ցուցանիշն այլևս բավարար չէ ածխածնի, ազոտի և թթվածնի ատոմների իոնացման գործընթացի համար։ Այս գոտին ստացել է իր անվանումը այն բանի պատճառով, որ նյութի անընդհատ փոխանցումը խորը շերտերից արտաքին է` կոնվեկցիա կամ խառնում:
Մի ներկայացման մասինՀիմնական հաջորդականության աստղերը կարող են ցույց տալ այն փաստը, որ Արևը սովորական աստղ է մեր գալակտիկայում: Հետևաբար, մի շարք հարցեր, օրինակ՝ նրա էներգիայի աղբյուրների, կառուցվածքի, ինչպես նաև սպեկտրի ձևավորման մասին, ընդհանուր են ինչպես Արեգակի, այնպես էլ այլ աստղերի համար: Մեր լուսատուը եզակի է իր դիրքով. այն մեր մոլորակին ամենամոտ աստղն է: Ուստի դրա մակերեսը ենթարկվում է մանրամասն ուսումնասիրության։
Ֆոտոսֆերա
Արևի տեսանելի թաղանթը կոչվում է ֆոտոսֆերա: Հենց նա է ճառագայթում Երկիր եկող գրեթե ողջ էներգիան: Ֆոտոսֆերան բաղկացած է հատիկներից, որոնք տաք գազի երկարավուն ամպեր են։ Այստեղ կարելի է դիտել նաև փոքր բծեր, որոնք կոչվում են ջահեր։ Նրանց ջերմաստիճանը մոտավորապես 200 oC բարձր է շրջակա զանգվածից, ուստի դրանք տարբերվում են պայծառությամբ: Ջահերը կարող են գոյություն ունենալ մինչև մի քանի շաբաթ: Այս կայունությունն առաջանում է այն պատճառով, որ աստղի մագնիսական դաշտը թույլ չի տալիս իոնացված գազերի ուղղահայաց հոսքերին շեղվել հորիզոնական ուղղությամբ։
Կետեր
Նաև ֆոտոսֆերայի մակերեսին երբեմն հայտնվում են մուգ հատվածներ՝ բծերի միջուկներ։ Հաճախ բծերը կարող են աճել մինչև Երկրի տրամագիծը գերազանցող տրամագիծը: Արևային բծերը հակված են խմբերով առաջանալ, հետո մեծանալ: Աստիճանաբար նրանք բաժանվում են ավելի փոքր տարածքների, մինչև նրանք ընդհանրապես անհետանան: Արեգակնային հասարակածի երկու կողմերում առաջանում են բծեր։ Ամեն 11 տարին մեկ նրանց թիվը, ինչպես նաև բծերով զբաղեցրած տարածքը հասնում է առավելագույնի։ Ըստ բծերի դիտարկված շարժման՝ Գալիլեոն կարողացել էհայտնաբերել արևի պտույտը. Հետագայում այս պտույտը զտվեց՝ օգտագործելով սպեկտրային անալիզ։
Մինչ այժմ գիտնականները տարակուսում են, թե ինչու է արեգակնային բծերի ավելացման ժամանակահատվածը ուղիղ 11 տարի: Չնայած գիտելիքների բացերին, արեգակնային բծերի և աստղի գործունեության այլ ասպեկտների պարբերականության մասին տեղեկատվությունը գիտնականներին հնարավորություն է տալիս կարևոր կանխատեսումներ անել: Ուսումնասիրելով այս տվյալները՝ հնարավոր է կանխատեսումներ անել մագնիսական փոթորիկների, ռադիոհաղորդակցության ոլորտում անկարգությունների մասին։
Տարբերություններ այլ կատեգորիաներից
Աստղի պայծառությունը էներգիայի քանակությունն է, որն արձակվում է լուսատուի կողմից ժամանակի մեկ միավորի ընթացքում: Այս արժեքը կարելի է հաշվարկել մեր մոլորակի մակերեսին հասնող էներգիայի քանակից՝ պայմանով, որ հայտնի լինի աստղի հեռավորությունը Երկրից։ Հիմնական հաջորդականության աստղերի պայծառությունն ավելի մեծ է, քան սառը, ցածր զանգվածի աստղերը, և ավելի քիչ, քան տաք աստղերը, որոնք ունեն 60-ից 100 արեգակնային զանգված:
Սառը աստղերը գտնվում են ներքևի աջ անկյունում՝ համեմատած աստղերի մեծ մասի հետ, իսկ տաք աստղերը՝ վերին ձախ անկյունում: Միևնույն ժամանակ, աստղերի մեծ մասում, ի տարբերություն կարմիր հսկաների և սպիտակ թզուկների, զանգվածը կախված է լուսավորության ինդեքսից։ Յուրաքանչյուր աստղ իր կյանքի մեծ մասն անցկացնում է հիմնական հաջորդականության վրա։ Գիտնականները կարծում են, որ ավելի զանգվածային աստղերը շատ ավելի քիչ են ապրում, քան փոքր զանգված ունեցողները: Առաջին հայացքից պետք է հակառակը լինի, քանի որ ավելի շատ ջրածին ունեն այրելու համար, և պետք է ավելի երկար օգտագործեն։ Այնուամենայնիվ, աստղերըզանգվածայինները շատ ավելի արագ են սպառում իրենց վառելիքը։
