აღწერა

ობიექტი წარმოადგენს წყალბადის ატომის ბირთვების ერთობლიობას, მოძრავს საერთო გრავიტაციის ცენტრის მიმართ. წყალბადის გარდა, ვარსკვლავი თავისი არსებობის დასაწყისში, სხვა ნივთიერებასაც შეიცავს მცირე ოდენობით. ვარსკვლავის უდიდესი გრავიტაციული ძალა წარმოქმნის საკმარის წნევას იმისათვის, რომ წყალბადის ატომის ბირთვებს შორის დაიწყოს თერმობირთვული გარდაქმნა, ანუ დაიწყოს თერმობირთვული რეაქცია, წყალბადის ბირთვები შეერთდეს და წარმოქმნას ჰელიუმის ბირთვი.

• შენიშვნა: მასშტაბების წარმოსადგენად უნდა ითქვას, რომ ეს რეაქცია მიმდინარეობს წყალბადის ბომბის აფეთქების დროს წამის მეათასედის განმავლობაში, თანაც ფეთქდება 3-4 გრამი წყალბადი. ვარსკვლავში ეს რეაქცია მიმდინარეობს მილიარდი წლების განმავლობაში და მხოლოდ გრავიტაცია იკავებს ნივთიერებას ერთ ადგილას.

 რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება და გრანდიოზული მასშტაბებით გამოსხივდება ენერგია სხვადასხვა ფორმით. ეს არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივება ყველა დიაპაზონში, ასევე გამოსხივდება თითქმის ყველა სახის ელემენტარული ნაწილაკი. ვარსკვლავები სამყაროში მატერიის არსებობის ერთერთი ყველაზე გავრცელებული ფორმაა. მათი რაოდენობა მარტო ჩვენს გალაქტიკაში 400 მილიარდს აღემატება. ჩვენგან უახლოეს ვარსკვლავს წარმოადგენს „მზე“, ხოლო სხვა უახლოესი ვარსკვლავი ჩვენგან 4 სინათლის წლით არის დაშორებული. ჩვენგან ვარსკვლავებამდე არსებული დიდი მანძილის გამო, ისინი დედამიწიდან მოჩანან მანათობელ წერტილებად ღამის ცაზე.

 ვარსკვლავები ერთმანეთისაგან მხოლოდ მასით განსხვავდებიან. ამასთან ისინი თავისი ევოლუციის სხვადასხვა ეტაპზე შეიძლება იმყოფებოდნენ. გარეგნულად, ანუ დამკვირვებლისთვის ეს განსხვავება ნათებაში აისახება. პატარა ვარსკვლავები მოწითალოდ ანათებენ, ძალიან დიდები ცისფრად. მზე საშუალო მასის ვარსკვლავების კატრგორიას განეკუთვნება და მოყვითალო ნათება აქვს.

დედამიწის, სხვა პლანეტების, მზის და სხვა ვარსკვლავთა ზომების შედარება ნაჩვენებია სურათებზე.

სტრუქტურა

ევოლუცია

• ვარსკვლავის დაბადება

 კოსმოსურ სივრცეში არსებობს გარკვეული უბნები, სადაც ვაკუუმში მატერიის კონცენრაცია გაცილებით მეტია ვიდრე სხვა ადგილებში. მაგალითად თუ ჩვეულებრივად ვაკუუმში სივრცის ერთ კუბურ მეტრში 1-2 ატომია საშუალოდ, ამ უბნებზე სივრცის კუბური სანტიმეტრი შეიცავს რამდენიმე ატომს. ასეთ ადგილებს გაზის გროვად მოიხსენიებენ. სივრცეში არსებული გაზის გროვაში შემავალი ნაწილაკები ნელნელა მიიზიდება თავის გრავიტაციის ცენტრის მიმართ. გაზის ნაწილაკების სიჩქარე, მიზიდვის პარალელურად იზრდება და იწყებს გრავიტაციის ცენტრის გარშემო ბრუნვას. ცენტრთან მიახლოებასთან ერთად გაზის ტემპერატურა მატულობს. თუ გაზის რაოდენობა ვარსკვლავის ასანთებად ანუ თერმობირთვული რეაქციის დასაწყებად საკმარისი არ არის, მაშინ წარმოქმნილი ობიექტი ასევე რჩება, სანამ რაიმე კატაკლიზმის გამო მას მასა არ დაემატება და ვარსკვლავად იქცევა, ან განადგურდება და ისევ გაზის გროვად იქცევა ან სხვა ობიექტის ნაწილად იქცევა. ასეთ ობიექტს რუხი ჯუჯა ქვია.

 თუ გაზის გროვის დიამეტრი 300 სინათლის წელს აღწევს, მაშინ ნივთიერების საკმარისი რაოდენობა იკრიბება და იწყება თერმობირთვული რეაქცია ანუ ინთება ახალი ვარსკვლავი.

• ვარსკვლავის ცხოვრება

 ვარსკვლავის არსებობის განმავლობაში, მის შიგნით მიმდინარეობს თერმობირთვული რეაქცია, წყალბადი გარდაიქმნება ჰელიუმად. თუ ვარსკვლავის მასა საკმარისად დიდია, ჰელიუმი გარდაიქმნება ნახშირბადად და ა. შ. მანამ სანამ რეაქციის მიმდინარებისათვის აუცილებელი „საწვავი“ არ გამოილევა. ვარსკვლავის სიცოცხლის ხანგრძლივობა დამოკიდებულია მის მასაზე. რაც უფრო მასიურია იგი, მით უფრო სწრაფად ამოწურავს საწვავს და ჩაქრება. მზე ითვლება რა საშუალო სიდიდის ვარსკვლავდ, მის სიცოცხლის ხანგრძლივობას ვარაუდობენ 10 მილიარდ წელს, საიდანაც 5 უკვე გასულია.

• ვარსკვლავის სიბერე

 თერმობირთვული გარდაქმნების მიმდინარეობასთან ერთად რეაქციაში მონაწილე ნივთიერების რაოდენობა მცირდება. უკვე „დამწვარი“ ნივთიერება, როგორც უფრო მძიმე ელემენტები ილექება ვარსკვლავის ცენტრში ანუ გროვდება იქ, ხოლო უფრო მსუბუქი ელემენტები ვარსკვლავის ზედაპირისაკენ გადაადგილდება. თანდათან იქმნება ისეთი მდგომარეობა, როცა რეაქცია მიდის მხოლოდ ზედა ფენებში. ამ დროს ეს ზედა ფენები, წნევის გამო თანდათან შორდება ცენტრს. ვარსკვლავი „იბერება“. ამ ეტაპზე მას წითელი გიგანტი ეწოდება. ამ დროს ვასკვლავის ზომა ბევრად აღემატება მის საწყის ზომას. მაგალითისთვის, ამ ეტაპზე მზის ზედაპირი დედამიწის ორბიტას მიაღწევს.

ევოლუციის დასასრული, ვარსკვლავის სიკვდილი

 რეაქციის მიმდინარეობასთან ერთად მასში მონაწილე ნივთიერების რაოდენობა იკლებს, რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი წნევა მცირდება და დგება მომენტი, როცა წითელი გიგანტის შიგნით არსებულ წნევას მისივე მიზიდულობის ძალა გადააჭარბებს. ამ დროს ზედა ფენებში არსებული მატერია „ჩაიქცევა“ და დიდი აჩქარებით დაეცემა ცენტრში არსებულ მატერიას. ხდება აფეთქება, რის შედეგადაც ვარსკვლავის მატერია დიდი სიჩქარით გაიტყორცნება სივრცეში ახალ პროცესებსა და მოვლენებში მონაწილეობის მისაღებად.

 ამ მომენტს ზეახალი ვარსკვლავის ანთება(აფეთქება) ქვია. ეს დაკვირვებად სამყაროში ერთერთი ყველაზე გრანდიოზული მოვლენაა. აფეთქების ენერგია გამოსხივდება ყველა დიაპაზონში და ეს პროცესი უაღესად მასშტაბურია. ამ დროს გამოსხივების სიმძალვრე ზოგჯერ მთელი გალაქტიკის გამოსხივებასაც კი აღემატება.

 აფეთქების შედეგად ვარსკვლავს ჩამოსცილდება ზედა ფენები, რჩება მხოლოდ ბირთვი, კომპაქტური ობიექტი, რომლის თვისებებს მხოლოდ მისი მასა და შესაბამისად გრავიტაციული ველის ძალა განსაზღვრავს. მასში არსებული მატერია თავისივე გრავიტაციის გამო იკუმშება და მისი სიმკვრივე წარმოუდგენელ სიდიდეს აღწევს. შეიძლება ითქვას, რომ სწორედ სიმკვრივე გამიყენება ამ ობიექტის კლასიფიცირებისათვის. კომპაქტური ობიექტი კლასიფიცირდება 3 ძირითად კატეგორიად:

1. თეთრი ჯუჯა
2. ნეიტრონული ვარსკვლავი
3. შავი ხვრელი

 თეთრი ჯუჯა: თუ აფეთქებული ვარსკვლავი და შესაბამისად მისგან დარჩენილი ბირთვი საშუალო ან უფრო მცირე მასისაა, მაშინ მასში არსებული მატერია ძირითადად ჰელიუმისა და ნახშირბადის ატომებისგან შედგება. მისი სიმკვრივეა 10⁵ — 10⁹ გრამი/სმ³. ასეთ ობიექტს თეთრი ჯუჯა ქვია.

 ნეიტრონული ვარსკვლავი: დიდი ვარსკვლავის აფეთქების შემდეგ დარჩენილი ბირთვის მასა და შესაბამისად გრავიტაცია იმდენად დიდია, რომ ხდება მატერიის შემადგენელი ატომების ბირთვების „დეფორმაცია“. გრავიტაციული ველის ძალის გავლენით ატომის ბირთვის გარშემო მოძრავი ელექტრონი გადალახავს ბირთვული ველის ძალას ეცემა პროტონზე. მათი შერწყმის შედეგად (აქ კიდევ ხდება ნეიტრინოს ჩაჭერა) იქმნება ნეიტრონი. ამის გამო ამ ობიექტის ძირითადი ნაწილი ნეიტრონებისგან შედგება. უნდა ითქვას, რომ ნეიტრონული ვარსკვლავი თავის მხრივ კიდევ რამდენიმე კატეგორიად იყოფა. მაგალითად 2007 წელს აღმოაჩინეს პულსარი (ნეიტრონული ვარსკვლავი ასეც მოიხსენიება დამკვირვებლისათვის ცვალებადი გამოსხივების გამო) XTE J1739-285, რომელიც ბრუნავს 1122 ბრუნი/წამში სიჩქარით. ვარაუდობენ, რომ ის უცნაური მატერიისაგან შედგება, ანუ კვარკებისაგან.

 შავი ხვრელი: ყველაზე ეგზოტიკური ობიექტი. მასზე უამრავი რომანტიული შეხედულება არსებობს. ამბობენ, რომ ის ძალიან საშიშია, ისრუტავს ყველაფერს თავის გარშემო, თუ მას რაიმე სხეული შეეხება ის მას ჩაყლაპავს და უკან ვერასოდეს ვეღარ დაბრუნდება. მაგრამ მზესთან შეხებული სხეულის უკან დაბრუნებაც არაა მარტივი წარმოსადგენი. შავი ხვრელი ჩვეულებრივ ვარსკვლავზე საშინელი არაფრით არაა. მხოლოდ მისი შიდა სრტუქტურაა რადიკალურად განსხვავებული მატერიის ნებისმიერი სხვა ფორმისაგან.

 საკმარისად მასიური ვარსკვლავის აფეთქების შემდეგ დარჩენილი ბირთვის შიდა წნევა საკმარისი არაა რათა მიზიდულობის ძალით გამოწვეული შეკუმშვა შეაჩეროს. ამ დროს იწყება შეუქცევადი პროცესი, რაც მეტად იკუმშება სხეული, მისი ზედაპირი უფრო მეტად გადაადგილდება გრავიტაციული ველის დაძაბულობის ცენტრისაკენ, რასაც გრავიტაციული ველის სტრუქტურა განაპირობებს. ამის გამო ის კიდევ ურო მძალვრად იკუმშება და ა. შ. სხეული კოლაფსირებს. საბოლოოდ დგება მომენტი, როცა სხეულის ზედაპირი მოვლენათა ჰორიზონტს გადაცდება. ეს არის შავი ხვრელი.