21. Күн жүйесінің түбегейлі әрекеттесуі.

Күн атмосферасындағы стационар емес құрылымдардың жиынтығы (дақтар, алаулар, протуберанецтер(Күн жалдары), от алыстар және басқалар) Күн әрекеттілігі деп аталалды. Мәселен, Күн дақтары ылғи фотосфера алауларымен байланысты, от алыстар мен протуберанецтер көп жағдайларда « ұйытқыған» фотосфера үстінде құрылады және т.с.с Күндегі дақтар, алаулар, от алыстар, протуберанецтер және Күн әрекеттілігінің басқа да көріністері бақыланатын аймақтар ә р е к е т т і а й м а қ т ар деп аталады. Әрекеттілік орталықтары фотосфера астында қандай да бір тереңдігінде пайда болып, бірнеше қабатты сәкі түрінде Күн тәжіне дейін көтеріледі. Әрекеттілік орталықтарының әр деңгейін бір – бірімен байланыстырушы – магнит өрісі.

Тек дақтардың пайда болулары ғана емес, сонымен қатар Күн әрекеттілігінің де толығымен алғанда 11 – жылдық қайталамалығы бар. Күн әрекетінің максимумы жылдары Күнде әрекеттілік орталықтары мол болады (ұйытқаған Күн).Минимум жылдары әрекеттілік орталықтары аз (тыныш Күн) болады. Күн әрекеттілігінің соңғы максимумы ерекше болып өтті.Ол жоғары әрекеттілігімен және ұзақтығымен (1989-1992 жылдарға созылған) ерекшеленеді.

22.Жұлдыздар физикасы.

Жұлдыз – "тұрақты жұлдыз" деп те аталады, салмағы ерекше ауыр, өзінен тұрақты жарық шығаратын, "өртенген" — термоядролық реакция жасайтын, плазмалық газ күйдегі аспан денесі.

Қазақ тілінде жұлдыз сөзі кең және тар мағынада қолданылады. Кең мағынада ол күн, ай, жерден басқа барлық аспан денелерін бірдей айта береді. Марс та, Шолпан да, құйырықты жұлдыз да жай тілмен жұлдыз есептеледі.

Астрономдар жұлдыздардың спектрін, жарық шамасын, кеңістіктегі қозғалысын өлшеу арқылы оның салмағын, жасын, құрамындағы метал мөлшерін, және басқа да қасиеттерін таниды. Жұлдыздың жалпы сапасы оның өзгерісі мен кейінгі тағдырының маңызды көрсеткіші.

 Жұлдыздар негізінен сутегіні негіз еткен күйде пайда болады және Гелий мен аз мөлшерде ауыр элементтердің сығылуынан құралады. Өзегінде жеткілікті тығыздық болса, кейбір сутегі термоядролық реакция барысында тұрақты түрде гелийге айналады.

Жұлдыздың өзегіндегі сутегі отыны таусылса салмағы күн салмағының 0,5 есесінен кем болмаса, онда ол өсіп Алып қызыл жұлдызға айналады. Кейбір жағдайда оның өзегінде тіпті де ауыр атомдар отынға айналып қайта жана бастауы мүмкін. Мұндай жұлдыздар ақыры ықшамдалып, ғарыштағы материялық денеге айналады, басқаларға қосылады, немесе жаңа элементтер пайда болу сатысына өтеді.

Жұлдыздар ғарышқа біркелкі шашылған емес. Олардың көбі тартылыс күш әсерінде ұйысып екіден көпқосаржұлдыздарға біріксе, тіпті неше миллиард жұлдыздар топтасып алып үйіржұлдыздарға айналады. Екі жұлдыздың орбитасы оларды жақындатқанда олардағы өзгеріс тездейді.

Жұлдыздар саны

Астрономдар ғарыштағы жұлдыздар саны туралы мөлшері әрқилы. АҚШ астрономы Карл Саган өзінің «Трлионның трлионы» кітабында мынадай жорамал айтады: "ғаламда трлион галактика бар. Әр галактикада трлион жұлдыз бар".

АҚШ астрономы Чарли Конрой қатарлылар галактикалар спектріне анализ жасағаннан кейінгі жорамалы бойынша ғаламда шамамен 3X10²³ жұлдыз бар

Параметрі және өлшем бірлігі

Жұлдыздардың негізгі сипаттамалары – олардың массасы, радиусы және жарқырауы. Бұл шамалар, көбінесе Күннің массасы, радиусы және жарқырауының үлестерімен салыстыра өлшенеді. Жұлдыздар параметрі көбінесе SI бірлігі арқылы өрнектеледі. Кейде CGS бірлігі (сантиметр-грамм-секунд) де қолданылады. Негізгі параметрлерден басқа эффективтік температура, спектрлік класс, абсолюттік жұлдыздық шама, түрлі-түстілік көрсеткіші тәрізді туынды параметрлер де қолданылады.

Күн массасы：	Килограм[27]
Күн жарығы：	Ватт[27]
Күн радиусы：	Метр[28]

Ең ұзын қашықтық, мысалы алып жұлдыздардың радиусы, немесе қосаржұлдыздың ұзын жарты өсі көбінесе астрономиялық бірлікпен өлшенеді. Астрономиялық бірлік дегеніміз жер шары мен күннің арақашықтығы. Ол шамамен 150 млн км, немесе 93 млн ағылшын милі.

Жұлдыздардың қасиеті

Жұлдыздың барлық ерекшелігін оның әу бастағы массасы белгілейді. Оның негізгі қасиеттері болған жарқырауы, үлкен кшілігі, өзгерісі, жасы, тағдыры дегендер оның массасына байланысты болады.

Жасы

Көпшілік жұлдыздардың жасы 1 млрд-тан 10 млрд жыл арасында болады. Кейбір жұлдыздардың жасы ғарыш жасымен(13.7 млрд жыл) қарайлас. Қазірге дейінгі ең кәрі жұлдыз HE 1523-0901 болып, оның жасы 13.2 млрд жыл екен.

Жұлдыз массасы қанша үлкен болса оның жарқырау ғұмыры сонша қысқа болады. Өйткені массасы үлкен жұлдыздың өзегіндегі гравитация өте жоғары болады да, сутегінің термоядролық реакциясы өте тез жүреді. Көптеген массасы үлкен жұлдыздардың орташа жасы 1 млн жыл көлемінде. Ал, массасы оған қарағанда жеңіл жұлдыздар (Қызыл ергежейлі) өте ақырын жанатындықтан, ғұмыры миллиард жылға дейін барады.

Диаметрі

Жұлдыздардың салыстырмасы. Алдыңғы реттегі ең үлкен нысан келесі реттегі ең кішісі ретінде басталады. Меркурийден басталады, алғашқы қатардағы ең үлкені Жер шары, сосын салыстырма жалғаса береді, ең соңғы Аса жойқын жұлдыз UY Scuti

Жер шары тым алыста болғандықтан, күнді айтпағанда басқа барлық жұлдыздар аспанда тек бір жарық нүкте болып қана көрінеді, жер атмосферасының әсерінде жылтылдап тұрады. Күннен басқа диаметрі ең үлкен көрінетін жұлдыз Алтын балық R жұлдызы (R Doradus) болып, оның диаметрі 0.057 бұрыштық секунд.

Біздің жұлдызды түсінуіміздің көбі теорияны моделдеу мен ұқсатуға негізделген. Жұлдыз туралы теория болса жұлдыздың спектрі мен диаметрін өлшеп талдау жасауға негізделген. Күннен басқа, диаметрі алғаш есептелген жұлдыз Бетельгейзе болып, Альберт Майкельсон оны 1921 жылы Вильсон тауындағы обсерваторияда Гук телескобын пайдаланып өлшеген болатын. Өлшеу нәтижесі бойынша ол күн диаметрінің 450 есесіндей екен.)

Жердегі телескоптарға аспандағы жұлдыздар өте кішкене көрінеді де, олардың диаметрін шамалау мүмкін болмайды. Сондықтан жұлдыз диаметрін өлшеу үшін Интерферометр телескобтар қолданылады. Жұлдыз диаметрін өлшеудің тағы бір амалы жұлдыз тұтылуы (күн тұтылуы, ай тұтылуы секілділер). БҰл амал көбінесе ай тұтылған кездегі жұлдыздан жеткен әлсіз жарық пен қайта ай жарығы түскен кездегі жарықтың өзгерісіне сүйеніп, жұлдыздардың диаметрін өлшейді.^[64]

Жұлдыздың өлшемі туралы айтсақ, диаметрі 20км-40км аралығындағы салмағы өте ауыр, бірақ көлемі кішкене Нейтрон жұлдыздар бар. Сондай-ақ Аңшы шоқжұлдызындағы (Орион) Бетельгейзе жойқын жұлдызының (Betelgeuse Supergiant star) диаметрі күн диаметрінің 650 есесіндей үлкен, яғни 900 млн км. Бірақ оның тығыздығы күннен әлденеше есе төмен.

Қозғалысы және арақашықтықты есептеу

Жұлдыздың радиалды жылдамдығын есептеу

Жұлдыздардың күнге салыстырмалы қозғалысы сол жұлдыздың жасы мен келіп шығуы туралы, сондай-ақ айналасындағы галактикалардың құрылымы мен өзгерісі туралы пайдалы ақпар береді. Бір жұлдыздың қозғалысы радиалды жылдамдығын және аспанды кесіп өтудің импульс моментін қамтиды. радиалды жылдамдық жұлдыздың күнге салыстырмалы жақындау, не алыстауына қаратылса, ал импульс моменті оның өз бетінше қозғалысына қаратылады.

Радиалды жылдамдық жұлдыз спектріндегі Доплер ауысымын өлшеу арқылы анықталады, оның бірлігі Км/сек. Жұлдыздың өз бетінше қозғалуынан туған импульс моментін тауып шығу нәзік астроесептеулер арқылы орындалады, оның бірлігі миллионнан бір доғалық секунд (МП)/жыл. Жұлдыздардың көріну парқын өлшеу арқылы нақты жылдамдықты есептеуге болады. Егер жұлдыздың жылдамдығы жоғары болса, ол сөзсіз күнге біршама жақын болғаны.

Екі жылдамдық та өлшенген жағдайда оның күн жүйесі кеңістігіне салыстырмалы қозғалысын есептеп шығаруға болады. Жақын маңдағы жұлдыздарда бірінші әулет жұлдыздарының жылдамдығы екінші әулет жұлдыздарынан төменірек болады. Кейінгілері жазыққа бейім эллиптис орбитада айлналады. Белгілі бір жұлдызды есептеу арқылы қасындағы одақтас, не қосар жұлдызының жылдамдығын да есептеп шығуға болады. Олар ортақ молекулялрық тұмандықтан келіп шыққан жағдайда, қозғалыстарында белгілі бір ортақтық ерекшеліктер болады.^[

Жұлдыздарға дейінгі қашықтықты анықтаудың негізгі әдісі – Жердің күн төңірегінде айналуын негізге ала отырып, жұлдыздардың көрінерлік орын ауыстыруын өлшеу. Сол ауытқу (параллакс) бойынша жұлдызға дейінгі қашықтық есептеліп шығарылады. Әр түрлі спектрлік кластағы жұлдыздардың орташа абсолюттік жұлдыздық шамасын анықтай отырып және оны сол кластағы жекелеген жұлдыздардың көрінерлік жұлдыздық шамасымен салыстыра отырып, жұлдыздарға дейінгі қашықтықты анықтауға болады. Жұлдыздың өз осінен айналуы оның спектрлері бойынша зерттеледі. Айналу кезінде жұлдыз дискісінің бір шеті бізден алыстайды, ал екінші шеті сондай жылдамдықпен бізге қарай жақындайды. Сондықтан, Доплер принципі бойынша жұлдыздың айналу жылдамдығын анықтауға болады. Температурасы жоғары (экватораймағында) жұлдыздар 100 – 200 км/с және одан да артық жылдамдықпен, ал температурасы салқындау жұлдыздар одан кем, яғни секундына бірнеше км жылдамдықпен айналады

Салмағы

Жұлдыздардың массасы және жарқырауы бір-бірімен белгілі бір тәуелділік арқылы байланысады. Жұлдыздың ішкі қойнауын тікелей бақылап көру мүмкін емес. Сондықтан жұлдыз, оның массасы, радиусы және жарқырауы шын мәніндегі жұлдызға сәйкес етіп жасалған теориялық жұлдыз моделін құру арқылы зерттеледі. Теория жүзінде жұлдыз механикалық және жылулық тепе-теңдікте болатын әрі ұзақ уақыт бойы ұлғаймайтын және сығылмайтын газдан тұратын шар деп қарастырылады. Әдеттегі жұлдыздың температурасы оның беткі қабатында бірнеше мың градусқа, ал центрінде ондаған миллион градусқа жетеді. Жұлдыз энергиясының негізгі көзі – термоядролық реакциялар.

Өз өсінде айналуы

Жұлдыздың өз өсінде айналуын спектрометриялық құрылым арқылы өлшеуге болады, немесе жұлдыз дағыныңжылжуымен де шамалауға болады. Жас жұлдыздар өз өсінде тез айналады, экваторында жылдамдық 100Км/сек -ке дейін жетеді. Мысалы, В түрдегі Ахернар жұлдызының экваторындағы жылдамдық 225Км/сек -тан асады.

Сондықтан оның экваторының радиусы екі полюсіне қарағанда 50% үлкен. Мұндай жылдамдық Ахернарды бөлшектеп тынатын 300Км/сек жылдамдықтан сәл кішкене ғана болып тұр.^[79] Салыстырма үшін айтсақ, күн 25 – 35 күндік периодта өз өсін бір рет айналып шығады. Экваторындағы жылдамдық бар болғаны 1.994Км/сек қана. Жұлдыздың электромагнит өрісі мен жұлдыз дауылы негізгі тізбектегі жұлдыздың өз өсінде айналу жылдамдығын ақырындатады, өзгерісіне де ықпал етеді.

Тығыз жұлдыздар тығыз материяны пайда қылады, өз өсінде тез айналады. Төмен жылдамдық Импульс моментінтұрақты сақтайды. Егер жұлдыздың көлемінде өзгеріс болса, ол міндетті түрде жылдамдығына әсер етеді. Көп санды импульс моментін сыртқа қарай созылған жұлдыз бораны мен жұлдыз шудасы әлсіретеді.^[81]

Нейтрон жұлдызының бір түрі болған Пульсардың өз өсінде айналуы өте тез болады, Теңіз шаяны тұмандығы өзегіндегі пульсар секундына 30 рет айналады. Ол төңірегіне үздіксіз импульс жіберетіндіктенИмпульс жұлдызы деп те аталады. Бірақ олардың жылдамдығында ақырындау болдады, оның айналу жылдамдығы радиация тарату барысында үздіксіз әлсірей береді.

Темпратурасы

Негізгі тізбектегі жұлдыздардың беткі темпратурасы өзегінде жасалатын энергияға және оның радиусына байланысты болады. Оны рең индексі арқылы мөлшерлеуге болады. Жұлдызды идеалдастырылған қара шар деп есептеп, оның өзегінда жасалатын энергия оның беткі қабатына жеткенде қанша болатыны арқылы есептеу теориялық есептеу болып, ол әдетте "өнімді темпратура" деп аталады. Бірақ, өнімді тепратура тек бір көрсеткіш қана. Өйткені жұлдыз темпратурасы өзегінен бетіне жеткенше үздіксіз әлсірейтін бірнеше сатылардан өтеді. Ал, өзегінде миллион К ге жетеді.

Үлкен массаға ие негізгі тізбек жұлдызының беткі темпратурасы 50,000 K -ге жетеді. Ал, Күн секілді біршама кіші жұлдыздың беткі темпратурасы бірнеше мың К. Алып қызыл жұлдыздың беткі темпратурасы 3,600 K болғанымен, бірақ оның жарқырайтын аумағы үлкен болған соң жерден жарық болып көрінеді.

Cәулеленуі (радиация)

Жұлдызда пайда болған энергия термоядролық реакцияның нәтижесі болып, ол электромагниттік сәулелену(радиация) және бөлшектер сәулеленуы арқылы әлемге тарайды. Бөлшектік сәулелену (олар жұлдыздың сыртқы қабатындағы еркін протондар, α бөлшектер, β бөлшектер болып газды ағындарға ілеседі) жұлдыз бораны болып таралады. Әрине, жұлдыз боранында тағы жұлдыз өзегінен келетін нейтринолар да болады.

Өзегінде пайда болған энергия жұлдызды қалай жарқырата? Мәлім элементтің екі және одан да көп атомдары өзара бірігіп, одан да ауыр элементті пайда қылғанда, γ-сәулелер мен фотондартермоядролық реакция арқылы сыртқа атылады. Бұл энергия беткі қабатына жеткенде көрінетін сәуле секілді формадағы электромагниттік энергияға айналады.

Жұлдыздың реңі көрінетін сәуленің толқындық жиілік мәнімен өлшенеді. Ол жұлдыз сыртқы қабатындағы температурамен тіке байланысты болады.^] Жұлдыз әдетте көрінетін сәуледен басқа көрінбейтін электромагниттік сәулеленуден де тұрады. Шынтуайтында, электромагниттік сәулелену жұлдыздың бүкіл электромагнитті спектрін – ұзын толқынды инфрақызыл сәулесі мен радиотолқындардыжәне қысқа толқынды ультракүлгін сәулесін, рентген сəулесін және γ-сәулесін жауып тұрады.

Жарқырауы

Астрономия саласында, жарқырау дегеніміз аспан денесінің мәлім уақыт бірлігінде сәулеленген жарығы мен басқа да энергиялар шашырауының бірбүтін жиынтығы. Жұлдыздың жарқырауы жұлдыз радиусына және беткі темпратурасына байланысты болады. Бірақ, көптеген жұлдыздардың сәулелену ағыны біртегіс болмайды. Тез айналатын Вега жұлдызын алсақ, одан сәулеленген энергия ағыны экваторында ең көп болады екен

Жұлдыз бетіндегі жұлдыз дағы дегеніміз сәулеленген энергия мен температура орташа сәулеленген аймақтан төмен өңір есептеледі. Шағын, Күн секілді ергежейлі жұлдыздардың бетінде дақтардан басқа өзгеше құбылыстар сирек болады. Алып жұлдыздардағы жұлдыз дағы үлкен және анығырақ болады.  Олардың жиек өңірінде айқын күңгірттену құбылысы болады, яғни жарығы жұлдыз табақшасының орталық өңірінен айналасына дейін біртіндеп әлсіреумен болады.