Ғарыштық шаң дегеніміз не және оның планеталарға әсері
Мазмұны
Ғалам жұлдыздар, планеталар және қара тесіктерден ғана емес, сонымен қатар жалаң көзге көрінбейтін ұсақ бөлшектердің үлкен санынан тұрады. Бұл микроскопиялық материя фрагменттері ғарышты қалыптастыруда алғашқы қарағанда ойлағаннан әлдеқайда маңызды рөл атқарады. Жұлдызаралық кеңістік жаңа әлемдердің туылуына қатысатын және бар аспан денелеріне әсер ететін ұсақ бөлшектердің бұлттарымен өткір толтырылған. Осы түзілімдердің табиғатын түсіну ғалымдарға Күн жүйесінің шығу тегінің құпияларын шешуге көмектеседі. Ғарыштың ең кішкентай компоненттерін зерттеу астрономия мен планетологияда жаңа көкжиектерді ашады.
Жұлдызаралық бөлшектердің шығу тегі және құрамы
Ғарыштық шаң бірнеше нанометрден ондаған микрометрге дейінгі мөлшердегі қатты микроскопиялық түзілімдердің жиынтығын білдіреді. Оның қалыптасу көздері өте әртүрлі және егжей-тегжейлі қарастыруға лайық.
Ғарыштық шаңның негізгі көздері мыналарды қамтиды:
- айналасындағы кеңістікке зат массаларын лақтыратын, кейін суып және ұсақ түйіршіктерге конденсацияланатын жарылған суперновалардың қалдықтары;
- эволюцияның соңғы кезеңдерінде өз төңірегінде шаң қабықтарын қалыптастыратын және оларды галактикалық кеңістікте біртіндеп шашыратып жіберетін қызыл алыптар;
- Күнге жақындап, өз затының бір бөлігін жоғалтып, артында газ бен шаң ұшақтарынан із қалдыратын кометалар;
- тау жыныстары мен металдардың ұсақ дисперсті фрагменттері түзілетін астероидтердің соқтығысуы.
Бұл бөлшектердің құрамы шығу тегіне байланысты өзгереді. Силикаттар, көміртегі, металдар және қатқан ұшқыш заттар жұлдызаралық материяның негізін құрайды. Қызығы, Жерде табылған кейбір метеориттерде пресолярлық түйіршіктер — біздің планеталық жүйеден ескі, басқа жұлдыздық маңайларға тән химиялық құрамды сақтаған бөлшектер бар.
Шаң бұлттарының планеталарды қалыптастырудағы рөлі
Жаңа әлемдердің туу процесі протопланеталық дискілердегі ғарыштық шаң бөлшектерінің жиналуынан басталады. Гравитация ұсақ бөлшектерді жақындастырады, жабыстырады және біртіндеп массасын ұлғайтып, барған сайын ірі агломераттарды қалыптастырады.
Шаң материалынан планеталардың қалыптасу кезеңдері келесідей жүреді:
- Электростатикалық күштер мен әлсіз гравитациялық тартылыстың әсерінен микробөлшектердің бастапқы жабысуы миллиметрден сантиметрге дейінгі мөлшердегі кесектерді жасайды. Бұл түзілімдер протопланеталық дискіде еркін қозғалып, үнемі бір-бірімен соқтығысып, өз массасын ұлғайтады.
- Болашақ планеталардың құрылыс материалы болып қызмет ететін километрден жүздеген километрге дейінгі мөлшердегі денелер — планетезималдардың қалыптасуы орын алады. Бұл кезеңде гравитация айналасындағы затты өсіп келе жатқан объектілерге тартатын басым күшке айналады.
- Планетезималдардың протопланеталарға аккрециясы миллиондаған жыл бойы үздіксіз соқтығысулар мен қосылулар арқылы жүреді. Орталық жұлдыздан әртүрлі қашықтықтағы температуралық жағдайлар қандай заттардың конденсацияланатынын анықтайды — жарық денесіне жақынырақ тасты денелер қалыптасады, ал перифериясында мұзды алыптар пайда болады.
Шаң компонентісіз планеталар қалыптаса алмас еді, себебі газ өзі гравитация әсерінен жеткілікті тиімді жиналмайды. Қазіргі модельдер Жердің триллиондаған тонна ғарыштық шаң бөлшектерінен шамамен 100 миллион жыл ішінде қалыптасқанын көрсетеді.
Аспан денелерінің атмосфералары мен беттеріне әсері
Күн сайын біздің планетамызға 5-тен 300 тоннаға дейін микрометеориттік материя түседі, оның басым бөлігі планетааралық шығу тегінің шаңын білдіреді. Бұл тұрақты түсулер атмосфераның химиялық құрамына және жер қыртысының жоғарғы қабаттарына үлес қосады.
Әртүрлі планеталарға шаң әсерінің көріністері қызықты ерекшеліктерді көрсетеді:
- Жер жоғары жылдамдықпен атмосфераға кіріп, қызып, жиі булануға ұшырап, әуе қабығын әртүрлі элементтермен байытатын сыртқы заттың үздіксіз ағынын алады;
- Марс планета бойынша үлестірілетін ұсақ дисперсті материалдың үлкен мөлшерін көтеретін жаһандық шаң дауылдарын көрсетеді және оған тотыққан темір құрамды бөлшектердің арқасында сипаттамалық қызғылт реңк береді;
- Ай бетінде миллиардтаған жылдар бойы үздіксіз микрометеориттермен бомбалаудың нәтижесінде пайда болған және электростатикалық қасиеттерге ие бірнеше метр қалыңдықтағы реголит қабатын жинақтайды;
- Венера өз бетін күкірт қышқылы мен планетаның парниктік әсеріне айтарлықтай әсер ететін шаң аэрозольдерінен тығыз бұлттар астында жасырады.
Маңызды маусымдық ауа-райы өзгерістері жарты шарлар арасында шаң массаларының қайта бөлінуімен тығыз байланысты. «Аполлон» бағдарламасының астронавттары скафандрлар мен жабдыққа ай шаңының жабысуы проблемасымен кездесті, бұл елеулі техникалық қиындықтар тудырды.
Климатқа және оптикалық құбылыстарға әсері
Планеталардың атмосферасында ілініп тұрған микробөлшектердің болуы олардың жылулық балансы мен климаттық сипаттамаларына айтарлықтай әсер етеді. Шаң бөлшектеріндегі күн сәулесінің шашырауы визуалды эффектілер жасайды — жердің аспанының көгілдір түсінен бастап Марстың қызғылт батысына дейін.
Зодиакалық жарық — эклиптика бойымен түнгі аспанда көрінетін әлсіз жарқырау планетааралық шаң бұлтынан күн сәулелерінің шағылысуының арқасында пайда болады. Бұл құбылыс әсіресе экваторлық ендіктерде Күн батқаннан кейін немесе көтерілуге аз уақыт қалғанда жақсы байқалады. Ұқсас эффектті қарсы жарқырау жасайды — жарық денесінен қарама-қарсы аспанның нүктесінде жарықтығы жоғарыланған учаске.
Сатурн, Юпитер және басқа газды алыптардың сақиналары негізінен микрометрден метрге дейінгі мөлшердегі мұзды және тасты фрагменттерден тұрады. Бұл құрылымдардың динамикасы гравитациялық күштердің, бөлшектердің соқтығысуының және электромагниттік эффектілердің күрделі өзара әрекетімен анықталады. Сақиналық жүйелерді зерттеу ерте Күн жүйесіндегі протопланеталық дискілердің эволюция механизмдерін түсінуге көмектеседі.
Ғарыштық шаң жұлдыздар арасындағы қарапайым «қоқыстың» шеңберінен әлдеқайда асып түсетін маңызы бар Әлемнің іргелі компоненттерінің бірі болып қала береді. Қазіргі зерттеулер осы ең кішкентай бөлшектерсіз туған Жеріміз де қоса планеталардың болуы мүмкін емес екенін көрсетеді. Комета мен астероид затының үлгілерін жинау жөніндегі болашақ миссиялар планеталық жүйелердің қалыптасуының таңында болып өткен процестерді түсінуді кеңейтуге уәде етеді. Әрбір шаң бөлшегі ғарыштың әртүрлі аймақтарындағы химиялық және физикалық жағдайлар туралы ақпарат алып жүреді, оларды зерттеуді ғаламның құпияларын шешудің кілтіне айналдырады.
