Mēs visi esam zvaigznes bērni 0
Kas gan vēl vairāk spēj iesildīt sirdi kā zvaigžņots debesjums siltā vasaras vakarā! Taču, veroties zvaigznēs, mēs lielākoties nedomājam par to, cik sarežģīti procesi notiek Visumā. Viens no tiem – zvaigznes pārtapšana par pārnovu. Ne reizi vien nācies dzirdēt teicienu, ka mēs visi esam zvaigznes bērni. Taču tas nav tikai poētisks salīdzinājums, bet realitāte, zinātniski pierādīts fakts.
Visu izšķir zvaigžņu “degviela”
Bet vispirms noskaidrosim, kas ir zvaigzne. Tā ir masīva, spīdoša plazmas lode, kuru kopā satur gravitācijas spēks. Zvaigzne spīd, pateicoties kodoltermiskām reakcijām tās dzīlēs. To ietekmē atbrīvojas enerģija, kura tālāk nonāk līdz zvaigznes virsmai un tiek raidīta kosmosā elektromagnētiskā starojuma un dažādu elementārdaļiņu veidā. Zinātnieki aplēsuši, ka Visums pastāv aptuveni 13 miljardus gadu. Pētot zvaigžņu mūža ilgumu, var izsekot līdzi arī planetārās sistēmas veidošanās procesam, kas notiek ļoti lēni – miljoniem gadu laikā.
Sākumā galaktiku nebija. Pamazām sāka veidoties pirmās zvaigznes, taču planētas ap tām tad vēl neriņķoja.
Kā top debesu spīdekļi? No starpzvaigžņu gāzes vai putekļu mākoņiem, kas ar laiku saspiežas. Tiem cieši sablīvējoties, sāk izdalīties siltums, kas paaugstina mākoņu temperatūru, līdz sākas kodolreakcijas. Zvaigzni veido 70% ūdeņraža un 28% hēlija, kā arī smagie elementi. Dažām no zvaigznēm nepaveicās – tās saņēma mazāk zvaigžņu “degvielas”, tāpēc attīstījās lēnāk vai atdzisa. Savukārt lielās, masīvās zvaigznes dzīvo 100 un vairāk miljonus gadu. Piemēram, Saule patlaban nodzīvojusi jau 4,5 miljardus gadu un dzīvos vēl tikpat ilgi. Zvaigznes piedzimšanas stadija ir tās aktīvākais periods, kad tā spīd visspožāk. Bet, kad zvaigznes ūdeņraža krājumi ir izsīkuši, tā atdziest, izplešas ārējais apvalks un zvaigzne pārvēršas par sarkano milzi.
Zvaigznes izdzīvo dažādus dzīves ciklus atkarībā no tā, cik daudz starpzvaigžņu vidē esošās vielas – brīvi klīstošu putekļu mākoņu un atsevišķu molekulu –, katrai no tām veidojoties, ir savācies kopā, stāsta Latvijas Astronomijas biedrības loceklis, astronomijas popularizētājs Mārtiņš Gills. Ja zvaigznes masa ir maza, tā pat nespēj izveidoties un spoži iedegties. Vienkopus ir saspiedies liels ūdeņraža, hēlija un dažu citu elementu daudzums, tas ir sakarsis, bet zvaigzne spēj spīdēt tikai sarkanā vai infrasarkanā krāsā. Gluži kā liels sakarsēta metāla gabals, kas simtiem tūkstošiem līdz pat miljonam gadu ilgā laikā pamazām atdziest, skaidro Mārtiņš Gills. Jo lielāka ir zvaigznes masa, jo tā ir spožāka, ātrāk izdeg un var rezultēties pārnovas sprādzienā. Turklāt lielā zvaigznē notiek kodoltermiskās reakcijas – sadeg ūdeņradis, veidojas hēlijs, bet no hēlija veidojas citi smagāki elementi – gluži vai visa ķīmisko elementu periodiskā tabula.
Pētnieki konstatējuši, ka pārnovu sprādzieni Piena Ceļa galaktikā, kurā, kā zināms, atrodas arī planēta Zeme, notiek vidēji trīs reizes gadsimtā. Tomēr pēdējā gadsimtā mūsu galaktikā tie nav novēroti.
No pārnovas – līdz jaunai zvaigznei
Kas ir pārnovas? Zvaigznes, kas mūža beigās ļoti spēcīgi uzliesmo. Iespējamības gan ir dažādas – pārnova ne vienmēr eksplodē, bet citreiz sprādziena veidā tikai nomet ārējo apvalku, kas pēc laika izklīst starpzvaigžņu telpā. Sprādziena brīdī ap pārnovām var novērot krāšņu uzliesmojumu, ko veido ar lielu spēku izmestas vielas, kam pievienojas no citām zvaigznēm atdalījusies viela un Visumā klejojoši retināti putekļu mākoņi. Šī eksplozija var līdzināties veselas galaktikas spožumam. Spēcīgā gaisma rodas no milzīgā izdalītā enerģijas daudzuma. Sākumā miglājs izplešas ar ātrumu, kas sasniedz vairākus tūkstošus kilometrus sekundē, bet, saduroties ar starpzvaigžņu gāzi, samazinās. Paplašinoties miglājs kļūst arvien retāks un aptuveni simt tūkstošu gadu periodā izplešas starpzvaigžņu apvidū. No pārējiem Visuma miglājiem šie miglāji atšķiras ar lielu elektromagnētiskā starojuma daudzveidību, jo izstaro radioviļņus, redzamo gaismu un rentgenstarojumu. Tiem ir šķiedrveidīga struktūra, un tajā ir ļoti liels smago elementu daudzums.
Pārnovu sprādziena viļņa ātrums ir vismaz 10% no gaismas ātruma, tātad ap 30 tūkstošiem kilometru sekundē. Tuvākās zvaigznes viena no otras atrodas četru un vairāk gaismas gadu attālumā. Tas nozīmē, ka šoka vilnis no pārnovas dažu gadsimtu laikā var sasniegt tuvējās zvaigznes vai putekļu mākoņus. Pārnovas radītais grūdiens sakustina Visuma telpu, veidojas arī papildu starojums, kas rada impulsu tam, lai pārnovas pārpalikumi un citi putekļu mākoņi sāktu grupēties. Tātad pārnovas izsviež smagos elementus un citas vielas, kas palīdz veidoties jaunām zvaigznēm, jaunām planetārajām sistēmām.
– Nevaru pateikt, cik pārnovas bija vajadzīgas, lai no to vielas izveidotos Saules sistēma, bet šīs vielas apjoms acīmredzot bija milzīgs, – stāsta Mārtiņš Gills.
Ar jaudīgu teleskopu paveroties Visumā dažādos virzienos, var secināt, ka zvaigžņu dzīves ilgums ir ļoti atšķirīgs. Ir gan ļoti senas zvaigznes, gan arī tādas, kurās ir liels smago elementu pārsvars, kas nozīmē, ka šīs vielas apritē bijušas jau vairākkārt. Viela, no kuras sastāv, piemēram, cilvēks, ir jau divas vai vairāk reizes gājusi cauri zvaigžņu ciklam. Kā tas notiek, vēl līdz galam gan nav izpētīts. Zināms, ka sākumā protoni un elektroni pārtapa ūdeņradī, no tā radās hēlijs, kam vēlāk pievienojās smagāki elementi. Visuma pētnieki uzskata, ka tieši šī varēja būt pirmviela, no kuras veidots cilvēks. Starpzvaigžņu putekļi, iespējams, ir iekļuvuši arī pašā zvaigznē vai ap zvaigzni esošā diskā un izsviesti vēlreiz. Un tikai otrajā ciklā masa ir bijusi pietiekama, lai izveidotos zvaigzne. Arī tie ķīmiskie elementi, no kuriem veidota cilvēkam pazīstamā pasaule, iespējams, reiz ir nākuši no zvaigznēm, teic Mārtiņš Gills. Vielas, no kurām izgatavotas, piemēram, mēbeles, auto utt., reiz ir bijušas zvaigžņu sastāvdaļas, radušās kodoltermiskās reakcijās, pēc tam izsviestas no zvaigznēm kādu elementu – atomu vai molekulu – veidā. Savācoties kopā planetārajās sistēmās, tajās notiek ķīmiskas reakcijas, kurās veidojas ķīmiski elementi, kas vēlāk ar pārnovas sprādzienu nonāk uz Zemes. Turklāt pārnovas eksplozijas brīdī izdalās milzīgs enerģijas daudzums, tajā skaitā radioaktīvais starojums, kas var ietekmēt cilvēku veselību un dažādu dzīvības formu, tostarp arī mutāciju, attīstību.
Pārnovu atliekas var nonākt līdz Zemei, ja, kosmiskos attālumos rēķinot, netālu no Zemes eksplodējusi kāda pārnova, skaidro Mārtiņš Gills. Tad tās var koncentrēties nogulumiežos un fosilijās. Piemēram, 2004. gadā Klusā okeāna nogulumiežos zinātnieki atrada dzelzs izotopa Fe–60 klātbūtni. Šis izotops neveidojas uz Zemes, tātad, visticamāk, nācis ko kosmosa. Zinātnieki domā, ka šīs pārnovas atliekas uz Zemes varēja nokļūt pirms 2,8 miljoniem gadu. Tās atrada dzelzi mīlošu baktēriju struktūrā. Šobrīd vēl nav zināms, tieši kurš spīdeklis uzsprāga tajā laikā, taču vienā pētījumā minēta kāda agrāk Skorpiona – Centaura zvaigžņu asociācijā 424 gaismas gadu attālumā no Zemes atradusies zvaigzne.
FAKTI: Visuma vecums – ap 13 miljardiem gadu. Spēcīgā teleskopā var saskatīt piecus miljonus galaktiku, bet patiesībā to ir vēl daudz vairāk. Ar neapbruņotu aci var saskatīt aptuveni sešus tūkstošus zvaigžņu, bet pavisam pie debesjuma to ir aptuveni divi miljardi. No tuvākās galaktikas Andromedas miglāja līdz Zemei gaisma atnāk 2,3 miljonos gadu. Zvaigznes mūžs var ilgt miljoniem un pat miljardiem gadu. Piena Ceļa galaktikā pārnovu sprādzieni notiek vidēji trīs reizes gadsimtā. Pēdējā gadsimtā mūsu galaktikā tie nav novēroti. |
