Tuesday, January 6, 2015

ჯერადი და ზეახალი ვარსკვლავები, ვარსკვლავიერი გროვები და ნისლეულები

  ტელესკოპში დაკვირვებისას ბევრი ვარსკვლავი ორად იყოფა, მაშინ როცა შეუიარაღებელი თვალისათვის ისინი ერთმანეთს ერწყმის და ერთ ვარსკვლავად წარმოგვიდგება. ასეთ ვარსკვლავებს ორჯერადი ვარსკვლავები ეწოდება. ზოგიერთი მათგანი დედამიწიდან თითქმის ერთი მიმართულებით მოჩანს, თუმცა სინამდვილეში ჩვენგან მნიშვნელოვნად განსხვავებულ მანძილებზე იმყოფებიან და ფიზიკურად არ არიან ერთმანეთთან დაკავშირებული. მათ ოპტიკურად ორჯერადი ვარსკვლავები ეწოდება.

  თუმცა, ბევრი ორჯერადი ვარსკვლავი სივრცეში მართლაც ერთმანეთის მეზობლად განთავსდება. ისინი მიზიდულობის ძალით უკავშირდებიან ერთმანეთს და საერთო სიმძიმის ცენტრის (უფრო სწორად, მასების საერთო ცენტრის) გარშემო მიმოიქცევიან. ამგვარ ფიზიკურად დაკავშირებულ ვარსკვლავიერ წყვილებს ფიზიკურად ორჯერადი ვარსკვლავები ეწოდება.

  ტელესკოპში დაკვირვების დროს მრავალფეროვანი ორჯერადი ვარსკვლავები ზოგჯერ ულამაზეს სურათს იძლევიან. მიუხედავად ამისა, უნდა ვიცოდეთ, რომ ორჯერადი ვარსკვლავების მკვეთრი შეფერილობა მათი გამოსხივების ფერთა განსხვავებით კი არ არის გამოწვეული, არამედ რთული სუბიექტური შეცდომებით, რომლებიც დამკვირვებლის მხედველობის ფიზიოლოგიურ თავისებურებებს უკავშირდება. მრავალფეროვანი ორჯერადი ვარსკვლავების სია მოყვანილია სურათზე 5.

სურათი 5. ჯერადი ვარსკვლავები და მათი ფერადი კომპონენტები, რომლებიც უბრალო ტელესკოპით დაიკვირვება.

    რაც უფრო ახლოს არიან ერთმანეთთან მსგავსი მასების მქონე ვარსკლავები, მით უფრო მოკლეა საერთო მასის ცენტრის გარშემო მათი გარემოქცევის პერიოდები. ზოგიერთ შემთხვევაში ეს პერიოდები საათებით გაიზომება, ხოლო ზოგ შემთხვევაში - ასწლეულებით.

   თუკი ორჯერად ვარსკვლავს პლანეტების სისტემა გააჩნია, ამგვარი პლანეტების ზედაპირიდან შესაძლებელი გახდებოდა ცაზე განსაცვიფრებელი სანახაობის - ერთდროულად ორი მზის ნახვა! თუმცა, არის კი პლანეტები სხვა ვარსკვლავების გარშემო?

  დღეისათვის ამ კითხვაზე უკვე შეიძლება დადებითი პასუხის გაცემა. ზოგიერთი ვარსკვლავი სივრცეში რთული ტალღისებული მრუდის გასწვრივ გადაადგილდება. ამ ვარსკვლავებს მათი უხილავი თანამგზავრები იზიდავს, რაც აიძულებს ვარსკვლავს გადაადგილდეს მათი საერთო სიმძიმის ცენტრის გარშემო. ვარსკვლავთა უხილავ თანამგზავრებს შორის ნაპოვნია სხეულები, რომელთა მასები მზის სისტემის გიგანტური პლანეტების მასებს შეიძლება შევადაროთ. ასეთ შემთხვევაში შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ამ ვარსკვლავებს პლანეტების სისტემა აქვთ.

  ზოგიერთ ორჯერადში ვარსკვლავები ერთმანეთთან იმდენად ახლოს იმყოფებიან, რომ ცალ-ცალკე მათი გამორჩევა ტელესკოპის საშუალებითაც კი არ არის შესაძლებელი. ასეთ შემთხვევაში დახმარებას სპექტრული ანალიზი გვიწევს.

  თუკი ვარსკვლავი ორჯერადია, მისი შემადგენელი კომპონენტები მასების საერთო ცენტრის გარშემო მიმოიქცევიან. ამის გამო ისინი ზოგჯერ გვიახლოვდებიან (მხედველობის სხივის მიხედვით), ზოგჯერ კი - გვშორდებიან. ამასთან, დოპლერ-ფიზოს პრინციპის თანახმად, მათ ერთმანეთზე დადებულ სპექტრებში, სპექტრული ხაზები პერიოდულად ორმაგდება. ამის მიზეზი ის არის, რომ, როდესაც ერთი ვარსკვლავი გვიახლოვდება, მეორე, შესაბამისად, გვშორდება. ცხადია, ერთჯერადი ვარსკვლავის შემთხვევაში მსგავსი მოვლენა ან შეინიშნება. ვარსკვლავებს, რომელთა ორმაგი ბუნება სპექტრული გზით გამოვლინდება, სპექტრულად ორჯერადი ვარსკვლავები ეწოდება. სპექტრულად ორჯერადი ვარსკვლავი

  ორჯერადი ვარსკვლავების გარდა, არსებობს სამჯერადი და მრავალჯერადი სისტემებიც კი. ასეთ სისტემებშიც, ვარსკვლავები მასების საერთო ცენტრის გარშემო მიმოიქცევიან.

  თუკი ორჯერადი ვარსკვლავის სისტემაში ორბიტების სიბრტყეები მხედველობის სხივის ახლოსაა, ხოლო ვარსკვლავებს განსხვავებული ნათობა აქვთ, შეიძლება დადგეს მომენტები, როდესაც სიმძიმის საერთო ცენტრის გარშემო მოძრავი ერთერთი ვარსკვლავი მეორეს გადაფარავს. დედამიწელი დამკვირვებლის თვალთახედვით ეს “ვარსკვლავიერი დაბნელება” ორჯერადი ვარსკვლავის საერთო ბრწყინვალების შემცირებით გამოიხატება. ცხადია, რომ ბრწყინვალების ასეთი ცვლილებები პერიოდულად განმეორდება, რაც შეიძლება გრაფიკულად გამოისახოს. ასეთი ტიპის ვარსკვლავებს ბნელებადი ორჯერადი ან ბნელებადი ცვალებადები ეწოდებათ.

ცნობილია კიდევ სხვა ტიპის ცვალებადი ვარსკვლავებიც.

  ბნელებად ცვალებადებში ბრწყინვალების შემცირება გამოწვეულია ოპტიკური თვისებებით (დაბნელებებით). სხვა ტიპის ვარსკვლავებში კი მათი ნათობა და შესაბამისად, ბრწყინვალება უცვლელი არ არის ფიზიკური ხასიათის მიზეზების გამო. უნდა აღინიშნოს, რომ ვარსკვლავების ბრწყინვალებათა ცვალებადობა არ უნდა აგვერიოს მათ ციმციმში, რომელიც დედამიწისეული მიზეზებითაა გამოწვეული (ჰაერის მასების მოძრაობა). ფიზიკურად ცვალებად ვარსკვლავებს განეკუთვნებიან, უპირველეს ყოვლისა, ე.წ. ცეფეიდები. ამ ტიპის ვარსკვლავები პერიოდულად ზოგჯერ გაფუვდებიან და ამ დროს მათი ტემპერატურა იკლებს, ზოგჯერ კი - იკუმშებიან, რაც ამასთანავე მათ რამდენიმეჯერ გაცხელებას იწვევს. ამასთან დაკავშირებით, მათი ხილული ბრწყინვალებაც იცვლება.

 ცეფეიდების ბრწყინვალების ცვლილების პერიოდები მჭირდო კავშირშია მათ ნათობასთან. თუ ცნობილია ცეფეიდის ნათობა პერიოდის მიხედვით და ასევე მისი ხილული ბრწყინვალება, იოლად გამოითვლება მანძილი ამ ცვალებად ვარსკვლავამდე; რაც მთავარია, იმ ობიექტამდეც, რომელშიც ეს ცეფეიდი იმყოფება. ვარსკვლავებამდე მანძილის განსაზღვრის მსგავსი ხერხი ძალზე გავრცელებულია. ცეფეიდებს ზოგჯერ “კოსმოსის შუქურებს” უწოდებენ, ვინაიდან მათი მეშვეობით შეიძლება გავარკვიოთ ვარსკვლავების განლაგება სივრცეში.

  არსებობს ვარსკვლავები, რომლებიც ცეფეიდების მსგავსად, პერიოდულად იცვლიან თავიანთ ბრწყინვალებას, მაგრამ გაცილებით უფრო ნელი ტემპებით. ასეთ ვარსკვლავებს ხანგრძლივპერიოდიან ცვალებადებს უწოდებენ, ვინაიდან მათი ბრწყინვალების ცვლილებათა პერიოდები ზოგჯერ ასეულობით დღეღამით გაიზომება.

  ზოგიერთი ვარსკვლავის პულსაცია საკმაოდ ქაოტურია, პერიოდულობის რაიმე აშკარა ნიშნების გარეშე. მათ ირეგულარული (წესიერი) და ნახევრად რეგულარული (წესიერი) ცვალებადები ეწოდება.

  დღეისათვის ცნობილია 15 000-ზე მეტი ცვალებადი ვარსკვლავი. მათი გამოსხივება  ვარსკვლავების ბევრ ფიზიკურ თვისებას ხდის ფარდას.

  არსებობს ვარსკვლავები, რომელთა ბრწყინვალება ძალზე სწრაფად და მკვეთრად იმატებს - ორი დღის განმავლობაში ათეულ და ასეულ ათასჯერ. შემდეგ, ასეთი ვარსკვლავის ბრწყინვალება შემცირებას იწყებს: ჯერ საკმაოდ სწრაფად, შემდეგ კი - ძალზე ნელა. რამდენიმე წლის შემდეგ კი ვარსკვლავი ისეთივეა, როგორიც აფეთქებამდე იყო და ზოგჯერ უფრო სუსტიც კი. მსგავს ვარსკვლავებს ახალი ვარსკვლავები - "ნოვა" ეწოდება. ადრე ფიქრობდნენ, რომ ეს მართლაც ახლად წარმოქმნილი, ანუ “ჩასახული” ვარსკვლავები იყო. სინამდვილეში კი ყველა “ახალი” ვარსკვლავი თავის აფეთქებამდეც არსებობდა. უფრო მეტიც, მსგავსი აფეთქებები ზოგიერთი ვარსკვლავის მთელი ცხოვრების მანზილზე მრავალჯერ მეორდება. “ახალის” აფეთქებისას ვარსკვლავის გარეთა აიროვანი ფენები წამში ათასობით კილომეტრების სიჩქარით გამოიფრქვევა კოსმოსში. დროთა განმავლობაში ეს აირები ვარსკვლავთშორის სივრცეში გაიფანტება.

  ჩვენი მზე იმ მდგრად ვარსკვლავებს განეკუთვნება, რომლებსაც ახალი ვარსკვლავებისათვის დამახასიათებელი აფეთქებები არ ემუქრება.

  განსაკუთრებულად კაშკაშა ახალი ვარსკვლავების (ე.წ. ზეახალი ვარსკვლავები - "სუპერნოვა") აფეთქებების შემდეგ უზარმაზარი გაუხშოებული გაზოვანი ღრუბლები (“ნისლეულები”) წარმოიქმნება, რომლებიც ინტენსიურად გამოასხივებენ რადიოტალღებს.

  ზამთრის ბნელ ღამეებში კუროს თანავარსკვლავედში იოლად შეინიშნება ექვსი სუსტად მანათობელი ვარსკვლავის მჭიდრო ჯგუფი. ეს არის ვარსკვლავიერი გროვა პლეადები. ტელესკოპში ეს გროვა ბევრად უფრო მრავალრიცხოვანია და ასზე მეტ ვარსკვლავს მოიცავს. ყველა ეს ვარსკვლავი არა მარტო ცაზე, არამედ - სივრცეშიც ახლოს არიან ერთმანეთთან და მიზიდულობის საერთო ძალებით უკავშირდებიან ერთმანეთს.

  ამგვარად, თანავარსკვლავედებისაგან განსხვავებით, რომლებიც სინამდვილეში ერთმანეთისაგან ძალზე დაშორებული ვარსკვლავების ჯგუფია ღამის ცაზე, ვარსკვლავიერი გროვები წარმოადგენს ურთიერთ მიზიდულობის ძალით ერთმანეთთან ფიზიკურად დაკავშირებული ვარსკვლავების გაერთიანებას.

  ვარსკვლავიერ გროვებს, რომლებსაც არათანაბარი მოხაზულობა აქვთ, გაფანტული ვარსკვლავიერი გროვები ეწოდება. მათი შემადგენელი ათეულობით თუ ასეულობით ვარსკვლავი უწესრიგოდაა გაფანტული ცის მცირე უბანზე. სწორედ ამ ტიპის ვარსკვლავთა გროვას განეკუთვნება პლეადები (სურ. 6).

სურათი 6. პლეადები.

  სულ სხვაგვარად გამოიყურებიან სფერული ვარსკვლავიერი გროვები. ისინი ასეულობით ათას ვარსკვლავს მოიცავენ. სფერული ვარსკვლავიერი გროვის ცენტრისაკენ ვარსკვლავთა რაოდენობა იმდენად იზრდება, რომ ისინი ერთ მთლიან ბრწყინვალე მასად ერთიანდებიან.

  თავიანთი ჭეშმარიტი ზომების მიხედვით, სფერული ვარსკვლავიერი გროვები ბევრად აჭარბებენ გაფანტულ ვარსკვლავიერ გროვებს. ბევრი სფერული ვარსკვლავიერი გროვის ზომა ორი-სამი ასეული სინათლის წლით გაიზომება, მაშინ როცა გაფანტული ვარსკვლავიერი გროვების საშუალო განიკვეთი შეიძლება მხოლოდ ერთი-ორი ათეული სინათლის წლის იყოს (სურ. 7).
სურათი 7. სფერული ვარსკვლავიერი გროვა M 13.

  ამ დროისათვის აღმოჩენილი და შესწავლილია  ხუთასამდე გაფანტული და ასამდე სფერული ვარსკვლავიერი გროვა. როგორც ერთი, ასევე მეორე სახის ვარსკვლავიერი გროვები სივრცეში გადაადგილდება, როგორც ერთი მთლიანი სხეული.

  ვარსკვლავთშორის სივრცეში აბსოლუტური სიცარიელე როდია. იგი შევსებულია ძალიან გაუხშოებული გაზოვანი და მტვროვანი ღრუბლებით, რასაც ასტრონომიული ტერმინოლოგიით ვარსკვლავთშორის დიფუზურ მატერიას უწოდებენ.

  გაუხშოებული აირებისა და მტვრის მანათობელ ღრუბლებს ნათელი დიფუზური ნისლეულები ეწოდება. მათი ტიპიური წარმომადგენელია კაშკაშა ნისლეული ორიონის თანავარსკვლავედში (სურ. 8), რომელიც კარგად მოჩანს ბინოკლშიც კი. მისი წარმომქმნელი აირები ცივი შუქით ანათებენ, რომელიც მეზობელი ცხელი ვარსკვლავების სინათლეთა ანარეკლია. ამგვარად, აიროვანი ნისლეულების ნათება ლუმინესცენციაა. მსგავსი მოვლენა შეინიშნება კომეტებშიც.

სურათი 8. ნისლეული ორიონის თანავარსკვლავედში.

  ნათელი დიფუზურ-აიროვანი ნისლეულების შემადგენლობაში ძირითადად შედის წყალბადი, ჟანგბადი, ჰელიუმი და აზოტი. ნისლეულების განიკვეთი ათეულობით, ზოგჯერ კი ასეულობით სინათლის წლებით გაიზომება. კომეტების მსგავსად, ვარსკვლავთშორის აიროვან ნისლეულებს შეიძლება “ხილული არაფერი” ვუწოდოთ, ვინაიდან მათი ნივთიერების სიმკვრივე მილიარდჯერ უფრო ნაკლებია ოთახში არსებული ჰაერის სიმკვრივეზე. გაუხშოების ასეთი ხარისხი დედამიწის ტექნიკისათვის ჯერჯერობით მიუწვდომელია.

  ვარსკვლავთშორის სივრცეში წარმოდგენილია ასევე დიფუზური მტვროვანი ნისლეულები. ეს ღრუბლები მტვრის უწვრილესი მყარი ნაწილაკებისაგან შედგება, რომელთა საშუალო განიკვეთი 0,1 მიკრონამდეა. თუ მტვროვანი ნისლეულების მახლობლად კაშკაშა ვარსკვლავი განთავსდება, ნისლეული მის სინათლეს გაფანტავს და მასზე დაკვირვება უკვე შესაძლებელი გახდება. მაგრამ მტვროვანი ნისლეულები, უმეტესად, ბნელი ნისლეულების რიცხვს განეკუთვნება. ამ შემთხვევაში ეს ნისლეულები შავი, უძირო “ნაპრალების” სახით მოჩანს ირმის ნახტომის ფონზე.

 აიროვან და მტვროვან ნისლეულებს შორის, იქნება ეს ნათელი თუ ბნელი ნისლეულები, მკვეთრი ზღვარის გავლება შეუძლებელია. ხშირად ისინი ერთობლივად შეინიშნება, გაზოვან-მტვროვანი ნისლეულების სახით. ზოგიერთ შემთხვევაში, შესაძლოა, ნისლეულების ნათება ერთი ან რამდენიმე ღრუბლის ურთიერთშეღწევით (ანუ  შეჯახებით) იყოს გამოწვეული.

  როგორც ჩანს, ნისლეულები მხოლოდ და მხოლოდ შემკვრივებებია იმ უწყვეტ და უკიდურესად გაუხშოებულ ვარსკვლავთშორის დიფუზურ მატერიაში, რომელსაც ვარსკვლავთშორისი გაზი ეწოდება. ეს გარემო მხოლოდ შორეული ვარსკვლავების სპექტრებზე დაკვირვებისას გამოვლინდება, რაც მათში შთანთქმის დამატებით ხაზებს წარმოშობს. უთხელესი ვარსკვლავთშორისი აიროვანი “საბურველი” თავისი სიმკვრივით ასობით ჩამოუვარდება ყველაზე მეტად გაუხშოებულ აიროვან ნისლეულებსაც კი. იგი შედგება წყალბადის ატომების, კალციუმისა და ზოგიერთი სხვა ელემენტისაგან.

  თავისი გაუხშოების მიუხედავად, ვარსკვლავთშორისი დიფუზური მატერია (გაზი და მტვერი) ვარსკვლავების სინათლის მნიშვნელოვან შთანთქმას იწვევს. ეს ჯერ კიდევ 1847 წელს ივარაუდა პულკოვოს ობსერვატორიის დამაარსებელმა ვ. სტრუვემ, მაგრამ ვარსკვლავთშორის სივრცეში სინათლის შთანთქმის ფაქტი მხოლოდ XX ს.-ში დადასტურდა.

  ვარსკვლავთშორისი აირები და მტვერი ორმაგად ამახინჯებს შორეული ვარსკვლავების მიერ გამოსხივებულ სინათლეს. ისინი ასუსტებენ მათ საერთო ბრწყინვალებას (საერთო შთანთქმა) და ვარსკვლავების ფერს მოწითალო შეფერილობას აძლევენ (შერჩევითი შთანთქმა). ვარსკვლავებამდე მანძილის გამოთვლის დროს აუცილებელია ამ ორი ეფექტის გათვალისწინება, წინააღმდეგ შემთხვევაში უხეში შეცდომები იქნება დაშვებული.

  განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს ე.წ. პლანეტურ ნისლეულებს (სურათი 9). ბევრი მათგანი გარეგნულად კვამლის რგოლებს წააგავს, რომელსაც გამოცდილი მწეველები უშვებენ. ტელესკოპით დაკვირვებისას ზოგიერთი პლანეტური ნისლეული მოგვაგონებს შორეული პლანეტების - ურანისა და ნეპტუნის მომწვანო დისკებს. სწორედ აქედან წარმოიშვა მათი სახელწოდება.

სურათი 9. პლანეტური ნისლეული Abell 39

  პლანეტური ნისლეულების ზომები დიდი არ არის და იშვიათად აღემატება 2-3 სინათლის წელს. პლანეტური ნისლეულის ცენტრში ყოველთვის მოჩანს ძალზე ცხელი ცენტრალური ვარსკვლავი, რომლის სინათლეც ნისლეულის მიერ აირეკლება. შესაბამისად, თავიანთი ნათობის ხასიათის მიხედვით, პლანეტური ნისლეულები ნათელი დიფუზური აიროვანი ნისლეულების ტიპს განეკუთვნებიან. თუმცა, მათი ბუნება ძალზე თავისებურია. პლანეტური ნისლეული ყველა მიმართულებით ფართოვდება იმ ცენტრალური ვარსკვლავიდან, რომელმაც, როგორც ჩანს, წარმოქმნა ეს ნისლეული.

  გაზისა და მტვრის გარდა, ვარსკვლავთშორისი სივრცე სავსეა აჩქარებული ელექტრონებითა და სხვადასხვა ელემენტის ბირთვებით, რომლებიც ე.წ. კოსმოსურ სხივებს წარმოადგენენ. აგრეთვე,  სინათლის “უმცირესი ულუფებით”Y- ფოტონებით. ანუ, სხვაგვარად რომ ვთქვათ, ვარსკვლავთა გამოსხივებით.

No comments:

Post a Comment