Хими ба сансар огторгуй. Дэлхийн хими Харамсалтай нь хүн зөвхөн дэлхийн гадарга дээр байгаа материалыг ашиглаж сурсан, харин газрын баялаг
Сансар огторгуй дахь цөмийн "халуун" үйл явц - сийвэнгийн төлөв байдал, оддын доторх нуклеогенез (элементүүдийн үйл явц) гэх мэтийг физикээр голчлон авч үздэг. - хүлээн авсан мэдлэгийн шинэ талбар мэдэгдэхүйц хөгжил 20-р зууны 2-р хагаст. гол нь сансрын нисгэгчдийн амжилтаас үүдэлтэй. Өмнө нь сансар огторгуй дахь химийн үйл явц, сансрын биетүүдийн найрлагыг судлах ажлыг голчлон нар, одод, зарим хэсэг нь гаригуудын гаднах давхаргын цацраг туяагаар хийдэг байв. Энэ арга нь элементийг дэлхий дээр нээхээс өмнө наран дээрээс илрүүлэх боломжийг олгосон юм. Сансрын биетүүдийг судлах цорын ганц шууд арга бол дэлхий дээр унасан янз бүрийн солируудын фазын бүтэц байв. Тиймээс ихээхэн хэмжээний материал хуримтлагдсан бөгөөд энэ нь үндсэн ач холбогдолтой юм цаашдын хөгжил. Сансрын нисгэгчдийг хөгжүүлэх, автомат станцуудын гаригууд руу нислэг хийх нарны систем- Сар, Сугар, Ангараг - эцэст нь хүн саран дээр очсон нь цоо шинэ боломжуудыг нээж өгсөн. Юуны өмнө, энэ нь сансрын нисгэгчдийн оролцоотойгоор сарыг шууд судлах эсвэл автомат (хөдөлгөөнт болон суурин) төхөөрөмжөөр дээж авч, цаашид судлах зорилгоор Дэлхийд хүргэх явдал юм. химийн лабораториуд. Нэмж дурдахад, автомат буух машинууд нь нарны аймгийн бусад гаригууд, ялангуяа Ангараг, Сугар гаригт түүний оршин тогтнох нөхцөлийг судлах боломжтой болсон. Хамгийн чухал ажлуудын нэг бол сансрын биетүүдийн бүтэц, тархалт, тайлбарлах хүсэлд суурилсан судалгаа юм. химийн үндэстэдний гарал үүсэл, түүх. Тархалт, тархалтын асуудалд хамгийн их анхаарал хандуулдаг. Сансар огторгуй дахь тархалтыг оддын доторх нуклеогенезээр тодорхойлдог. Химийн найрлагаНар, гаригууд дэлхийн төрөлНарны систем болон солирууд бараг ижилхэн бололтой. Цөм үүсэх нь оддын янз бүрийн цөмийн процессуудтай холбоотой байдаг. Тиймээс амьдралынхаа янз бүрийн үе шатанд өөр өөр одод, оддын системүүд өөр өөр химийн найрлагатай байдаг. Ba, Mg, Li гэх мэт хүчтэй спектрийн шугамтай одууд байдаг. Сансрын үйл явц дахь фазын тархалт маш олон янз байдаг. Өөрчлөлтийн янз бүрийн үе шатанд сансар огторгуйн нэгдэл ба фазын төлөв байдалд олон янзаар нөлөөлдөг: 1) одноос үнэмлэхүй тэг хүртэлх асар том хүрээ; 2) гариг, оддын нөхцөлд сая сая хүнээс эхлээд сансар огторгуй хүртэлх асар том хүрээ; 3) янз бүрийн найрлага, эрчимтэй галактикийн болон нарны цацрагийг гүнзгий нэвтрүүлэх; 4) тогтворгүй байдлыг тогтвортой болгож хувиргах цацраг туяа; 5) соронзон, таталцлын гэх мэт. физик талбарууд. Эдгээр бүх хүчин зүйлүүд нь гаригуудын гаднах царцдас, тэдгээрийн хийн бүрхүүл, солир, сансар огторгуй зэрэгт нөлөөлдөг болохыг тогтоожээ. Түүнээс гадна сансарт хуваагдах үйл явц нь зөвхөн атом төдийгүй изотопын найрлагад хамаарна. Цацрагийн нөлөөн дор үүссэн изотопуудыг тодорхойлох нь гаригууд, астероидууд, солирууд үүсэх үйл явцын түүхэнд гүнзгий нэвтэрч, эдгээр үйл явцын насыг тогтоох боломжийг олгодог. Сансар огторгуйн эрс тэс нөхцлийн улмаас дэлхийн онцлог шинжгүй үйл явц, төлөв байдал үүсдэг: оддын плазмын төлөв байдал (жишээлбэл, Нар); He, Na, CH 4, NH 3 болон бусад өндөр дэгдэмхий бодисуудын конденсац томоохон гаригуудмаш бага; саран дээрх орон зайд зэвэрдэггүй ган үүсэх; чулуурхаг солируудын хондрит бүтэц; солир, магадгүй гаригуудын гадаргуу дээр (жишээлбэл, Ангараг) нарийн төвөгтэй органик бодисууд үүсдэг. Од хоорондын орон зайд тэдгээр нь маш жижиг, олон тооны элементүүдээс гадна ( гэх мэт) байдаг бөгөөд эцэст нь янз бүрийн нарийн төвөгтэй (нарны анхдагч H, CO, NH 3, O 2, N 2, S болон бусад энгийн нэгдлүүд нь цацрагийн оролцоотой тэнцвэрийн нөхцөлд). Солир болон од хоорондын орон зайд байгаа эдгээр бүх органик бодисууд оптик идэвхгүй байдаг.
Астрофизик болон бусад зарим шинжлэх ухаан хөгжихийн хэрээр холбогдох мэдээлэл олж авах боломжууд нэмэгдсээр байна. Тиймээс од хоорондын орчинд хайлтыг радио одон орон судлалын аргыг ашиглан хийдэг. 1972 оны эцэс гэхэд од хоорондын орон зайд 20 гаруй зүйл олдсон бөгөөд тэдгээрийн дотор хэд хэдэн нэлээд төвөгтэй органик, 7 хүртэл байдаг. Үүнээс 10-100 сая дахин бага ажиглагдаж байгаа нь тогтоогдсон. Эдгээр аргууд нь нэг төрлийн изотопын радио шугамыг (жишээлбэл, H 2 12 CO ба H 2 13 CO) харьцуулах замаар од хоорондын изотопын найрлагыг судалж, одоо байгаа гарал үүслийн онолуудын үнэн зөвийг шалгах боломжийг олгодог.
Онцгой үнэ цэнэУчир нь сансар огторгуйн мэдлэг гэдэг нь нарийн төвөгтэй олон үе шаттай бага температурын үйл явцыг судлах явдал юм, жишээлбэл, нарны аймгийн хатуу гаригууд, астероидууд, солирууд, конденсацын өсөлт, хуримтлал (массын өсөлт, " гаднаас тоосонцор, тухайлбал хий-тоос үүлний бөөмсийг нэмэх замаар аливаа зүйлийн өсөлт” ба анхдагч дүүргэгч (үе шат) бөөгнөрөх замаар дэгдэмхий бодисыг нэгэн зэрэг алддаг. гадаад орон зай. Сансарт харьцангуй бага температурт (5000-10000 ° C) янз бүрийн химийн найрлагатай хатуу фазууд (хамааралтайгаар) хөргөлтийн үе шатнаас дараалан унадаг бөгөөд энэ нь янз бүрийн холбох энерги, исэлдэлтийн потенциал гэх мэтээр тодорхойлогддог. Жишээлбэл, хондритуудад байдаг. Эдгээр нь силикат, металл, сульфид, хромит, фосфид, карбид болон бусад фазууд бөгөөд түүхийнхээ аль нэг үед чулуурхаг солир болж бөөгнөрөн, магадгүй хуурай газрын гаригуудад үүнтэй төстэй байдлаар хуримтлагддаг.
Дараа нь гаригуудад хатуу биетүүдийг ялгах үйл явц явагдаж, хясаа болгон хөргөх процесс явагддаг - металл цөм, силикат фаз (манти ба царцдас) ба гаригуудын хоёрдогч халалтын үр дүнд радиоген гаралтай дулаанаар ялгардаг. цацраг идэвхт бодис, магадгүй бусад элементүүдийн задрал. Галт уулын үед хайлах энэхүү үйл явц нь Сар, Дэлхий, Ангараг, Сугар гаригийн онцлог шинж юм. Энэ нь гаригуудын галд тэсвэртэй нөмрөгөөс хайлдаг (жишээлбэл, царцдас ба) тусгаарлах бүсийн бүх нийтийн зарчимд суурилдаг. Жишээлбэл, нарны анхдагч CaSiO 3 + CO 2 нь 90 атм-д 97% CO 2 агуулсан тэнцвэрт байдалд хүрдэг. Сарны жишээнээс харахад хоёрдогч (галт уулын) биетүүд нь бага масстай бол селестиел биетэд хадгалагдахгүй гэдгийг харуулж байна.
Сансар огторгуйн асар их хурдны улмаас сансар огторгуйд мөргөлдөх нь (солирын бөөмсийн хооронд, эсвэл гаригийн гадаргуу дээр солир болон бусад бөөмсийн цохилтын үед) дулааны дулааныг үүсгэж, хатуу сансрын биетүүдийн бүтцэд ул мөр үлдээдэг. солирын тогоо үүсэх. Сансрын биетүүдийн хооронд тохиолддог. Жишээлбэл, хамгийн бага тооцоогоор дор хаяж 1 × бусдад, ерөнхий тохиолдолд - изотопын өөрчлөлт эсвэл атомын найрлага", 1971, c. 11; Aller L.H., trans. Англи хэлнээс, М., 1963; Seaborg G. T., Valens E. G., Elements of the Universe, trans. Англи хэлнээс, 2-р хэвлэл, М., 1966; Меррилл П.В., Сансрын хими, Анн Арбор, 1963; Спитцер Л., Сансарт тархсан бодис, N. Y., 1968; Снайдер Л.Э., Бүл Д., Од хоорондын орчин дахь молекулууд, "Тэнгэр ба телескоп", 1970, v. 40, х. 267, 345.
Космохими (астрохими) нь сансар огторгуйн биетүүдийн химийн болон изотопын найрлага, түүнчлэн гариг хоорондын болон од хоорондын орчныг судалдаг сансрын шинжлэх ухааны нэг хэсэг юм. химийн элементүүдсансарт, цацраг идэвхт задралын үйл явц болон цөмийн урвалуудгэх мэт сансар огторгуйд дэлхий дээрхтэй ижил химийн элементүүд байдгийг тогтоосон.
Космохими нь бодисын атом-молекулын харилцан үйлчлэлийн түвшинд голчлон "хүйтэн" үйл явцыг судалдаг бол физик нь орон зай дахь "халуун" цөмийн процессууд - бодисын плазмын төлөв байдал, оддын доторх нуклеогенез (химийн элементүүд үүсэх үйл явц) -ийг судалдаг.
Сансрын нисгэгчдийн хөгжил нь сансар судлалын шинэ боломжуудыг нээж өгсөн. Энэ нь хөрсний дээж авсны үр дүнд сарны чулуулгийн шууд судалгаа юм.
Автомат буух машинууд нь агаар мандал, нарны аймгийн бусад гаригууд, астероидын гадаргуу, сүүлт од дахь бодис, түүний оршин тогтнох нөхцөлийг судлах боломжийг олгосон. Од хоорондын орон зайд олон элементийн атом, молекулууд маш бага концентрацитай байдаг ба эрдэс бодис (кварц, силикат, бал чулуу болон бусад) ба эцэст нь нарны анхдагч хий болох H, CO, NH3-аас янз бүрийн нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүд нийлэгждэг. , O2, N2, S болон бусад энгийн нэгдлүүд нь цацрагийн оролцоотой тэнцвэрийн нөхцөлд.
Космохими: энэ юу вэ? Космохими бол сансрын нисгэгчдийн ололт амжилтын ачаар ихээхэн хөгжсөн мэдлэгийн шинэ салбар юм.. Энэ арга нь гелий элементийг дэлхий дээр нээхээс өмнө наран дээрээс илрүүлэх боломжийг олгосон юм. Сансрын биетүүдийг судлах цорын ганц шууд арга бол дэлхий дээр унасан янз бүрийн солируудын химийн болон фазын найрлагад дүн шинжилгээ хийх явдал байв. Сансрын нисгэгчдийн хөгжил, нарны аймгийн гарагууд болох Сар, Сугар, Ангараг гариг руу автомат станцуудын нислэг үйлдсэн нь хүн саран дээр очсон нь сансар судлалын шинэ боломжийг нээж өгсөн.
Юуны өмнө, энэ нь сансрын нисгэгчдийн оролцоотойгоор буюу автомат төхөөрөмжөөр хөрсний дээж авч, эх дэлхийд хүргэх замаар сарны чулуулгийг шууд судлах явдал юм. Нэмж дурдахад, автомат буух машинууд нь агаар мандал болон Нарны аймгийн бусад гарагууд, ялангуяа Ангараг, Сугар гаригийн гадаргуу дээр бодис, түүний оршин тогтнох нөхцөлийг судлах боломжтой болсон. Химийн элементүүдийн тархалт, тархалтын асуудалд хамгийн их анхаарал хандуулдаг.Нар, нарны аймгийн хуурай газрын гаригууд, солируудын химийн найрлага нь бараг ижилхэн бололтой. Химийн элементүүдийн цөм үүсэх нь одод дахь янз бүрийн цөмийн процессуудтай холбоотой байдаг. Тиймээс хувьслын янз бүрийн үе шатанд өөр өөр одод болон оддын системүүд өөр өөр химийн найрлагатай байдаг. Ba, Mg, Li гэх мэт онцгой хүчтэй спектрийн шугамтай оддыг сансар огторгуйн үйл явц дахь фазуудын хоорондох химийн элементүүдийн хуваарилалт маш олон янз байдаг.
Өөрчлөлтийн янз бүрийн үе шатанд орон зай дахь материйн агрегат ба фазын төлөвт дараахь зүйлс нөлөөлдөг.
1) одноос үнэмлэхүй тэг хүртэлх асар том температур;
2) гариг, оддын нөхцөл дэх сая сая атмосферээс сансар огторгуйн вакуум хүртэлх асар их даралт;
3) янз бүрийн найрлага, эрчимтэй галактикийн болон нарны цацрагийг гүнзгий нэвтрүүлэх;
4) тогтворгүй атомыг тогтвортой болгон хувиргах цацраг туяа. Үүний зэрэгцээ, орон зайд бодисыг хуваах үйл явц нь зөвхөн атом төдийгүй изотопын найрлагад хамаарна.
Цацрагийн нөлөөн дор үүссэн изотопын тэнцвэрийг тодорхойлох нь гаригууд, астероидууд, солируудын бодис үүсэх үйл явцын түүхэнд гүн гүнзгий нэвтэрч, эдгээр үйл явцын насыг тогтоох боломжийг олгодог. Сансар огторгуйн эрс тэс нөхцөл байдлын улмаас дэлхийн онцлог шинжгүй үйл явц, бодисын төлөв байдал үүсдэг.оддын бодисын плазмын төлөв байдал (жишээлбэл, Нар); маш бага температурт том гаригуудын агаар мандалд He, CH4, NH3 болон бусад өндөр дэгдэмхий хийн конденсац; саран дээрх дэлбэрэлтийн үед орон зайн вакуум дахь зэвэрдэггүй төмөр үүсэх; чулуурхаг солирын бодисын хондрит бүтэц; цогцолборын боловсрол органик бодиссолир, магадгүй гаригуудын гадаргуу дээр (жишээлбэл, Ангараг).
Космохимийн түүх
Космохимийн үүсэл хөгжил нь юуны түрүүнд В.М.Голдшмидт, Г.Юри, А.П.Виноградов нарын бүтээлүүдтэй холбоотой юм. Голдшмидт анх удаа (1924-32) солирын бодис дахь элементүүдийн тархалтын зүй тогтлыг томьёолж, солирын фазын (силикат, сульфид, металл) элементүүдийн тархалтын үндсэн зарчмуудыг олсон.
Космохимийн хамгийн чухал зорилтуудын нэг бол химийн элементүүдийн найрлага, элбэг дэлбэг байдалд үндэслэн сансрын биетүүдийн хувьслыг судлах, тэдгээрийн гарал үүсэл, түүхийг химийн үндэслэлээр тайлбарлах хүсэл эрмэлзэл юм.
Космохимийн шинжлэх ухаанд химийн элементүүдийн тархалт, тархалтын асуудалд хамгийн их анхаарал хандуулдаг. Сансар дахь химийн элементүүдийн элбэг дэлбэг байдлыг оддын доторх нуклеосинтезээр тодорхойлдог. Нар, нарны аймгийн хуурай газрын гаригууд, солируудын химийн найрлага нь бараг ижилхэн бололтой.
Тэдний ажиглагдсан концентраци нь устөрөгчийн агууламжаас 10-100 сая дахин бага байдаг нь тогтоогдсон. Эдгээр аргууд нь нэг молекулын изотопын төрөл зүйлийн радио шугамыг (жишээлбэл, H212CO ба H213CO) харьцуулах замаар од хоорондын хийн изотопын найрлагыг судлах, химийн элементүүдийн гарал үүслийн талаархи одоо байгаа онолуудын үнэн зөвийг шалгах боломжийг олгодог. Сансар огторгуйн химийг ойлгоход онцгой ач холбогдолтой зүйл бол бага температурт плазмын бодисын конденсацын нарийн төвөгтэй олон үе шаттай үйл явцыг судлах явдал юм, жишээлбэл, нарны матери Нарны аймгийн гаригуудын хатуу биет, астероид, солир, конденсацийн өсөлт, хуримтлал (массын өсөлт, аливаа бодисын гаднаас тоосонцор, жишээлбэл, хий, тоосны үүлнээс бөөгнөрөх) ба анхдагч дүүргэгч (үе шат) бөөгнөрөх, дэгдэмхий бодисыг нэгэн зэрэг алдах зэрэг дагалддаг. сансар огторгуйн вакуум.
Сансар огторгуйн вакуум орчинд харьцангуй бага температурт (5000-10000 ° C) янз бүрийн холболтын энерги, исэлдэлтийн потенциал гэх мэтээр тодорхойлогддог өөр өөр химийн найрлагатай хатуу фазууд (температураас хамаарч) хөргөлтийн плазмаас дараалан унадаг. Жишээлбэл, хондритуудад силикат, металл, сульфид, хромит, фосфид, карбид болон бусад фазууд байдаг бөгөөд тэдгээр нь түүхийнхээ аль нэг үед чулуурхаг солир болж бөөгнөрөн, магадгүй мөн адил хуурай газрын гаригуудын бодист ордог. Эх гаригийн үүлний тоосны бүрэлдэхүүн хэсгээс "хүйтэн" гарал үүслийн талаархи санаан дээр үндэслэн гаригуудын химийн найрлагын талаархи мэдээллийг тайлбарлах чадвар. Виноградов (1959) гаригийн бодисыг хайлуулах, хийгүйжүүлэх үзэл баримтлалыг үндэслэсэн. хуурай газрын бүлэггаригийн бодисыг ялгах гол механизм, тэдгээрийн гаднах бүрхүүлүүд - царцдас, агаар мандал, гидросфер.
20-р зууны хоёрдугаар хагас хүртэл сансар огторгуй дахь химийн үйл явц, сансрын биетүүдийн бүтцийг судлах ажлыг голчлон нарны бодис, одод, зарим хэсэг нь гаригуудын агаар мандлын гаднах давхаргын спектрийн шинжилгээгээр хийдэг байв.Сансрын биетүүдийг судлах цорын ганц шууд арга бол солируудын химийн болон фазын найрлагад дүн шинжилгээ хийх явдал байв. Сансар судлалын хөгжил нь харь гаригийн бодисыг шууд судлах шинэ боломжийг нээж өгсөн. Энэ нь үндсэн нээлтүүдэд хүргэсэн: Сар, Сугар, Ангараг гаригийн гадаргуу дээр базальт найрлагатай чулуулгийн өргөн тархалтыг бий болгох; Сугар, Ангараг гарагийн агаар мандлын бүтцийг тодорхойлох; бүтцийн болон үүсэхэд нөлөөлөх үйл явцын тодорхойлох үүргийг тодруулах химийн шинж чанаргаригуудын гадаргуу ба реголит үүсэх гэх мэт.
Осми нь одоогоор манай гараг дээрх хамгийн хүнд бодис гэж тодорхойлогддог. Зүгээр л нэг куб сантиметрЭнэ бодис нь 22.6 грамм жинтэй. Үүнийг 1804 онд Английн химич Смитсон Теннант олсон бөгөөд алтыг туршилтын хоолойд уусгахад тунадас үлджээ. Энэ нь шүлт ба хүчилд уусдаггүй осмийн өвөрмөц байдлаас үүдэлтэй юм.
Дэлхий дээрх хамгийн хүнд элемент
Энэ нь хөхөвтөр цагаан өнгийн металл нунтаг юм. Энэ нь байгальд долоон изотопоор илэрдэг бөгөөд зургаа нь тогтвортой, нэг нь тогтворгүй байдаг. Энэ нь шоо см тутамд 22.4 грамм нягттай иридиумаас арай илүү нягт юм. Өнөөдрийг хүртэл олдсон материалуудаас дэлхийн хамгийн хүнд бодис нь осми юм.
Энэ нь лантан, иттри, сканди болон бусад лантанидын бүлэгт багтдаг.
Алт, алмаазаас илүү үнэтэй
Үүнээс маш бага буюу жилд арав орчим мянган кг олборлодог. Осмийн хамгийн том эх үүсвэр болох Жезказганы орд хүртэл арав гаруй саяын гурван хэсгийг агуулдаг. Дэлхийн ховор металлын зах зээлийн үнэ нэг грамм нь 200 орчим мянган долларт хүрдэг. Түүнээс гадна цэвэршүүлэх явцад элементийн хамгийн их цэвэршилт нь далан хувь орчим байдаг.
Хэдийгээр Оросын лабораториуд 90.4 хувийн цэвэршилтийг гаргаж чадсан ч металлын хэмжээ хэдхэн миллиграммаас хэтэрсэнгүй.
Дэлхий гарагаас давсан бодисын нягт
Осми бол манай гараг дээрх хамгийн хүнд элементүүдийн удирдагч юм. Гэхдээ хэрэв бид харцаа сансар огторгуй руу эргүүлбэл бидний анхаарал хүнд элементийн "хаан"-аас илүү хүнд олон бодисыг олж харах болно.
Орчлон ертөнцөд дэлхий дээрхээс арай өөр нөхцөл байдал байдаг нь баримт юм. Цувралын таталцлын хүч нь маш их тул бодис нь гайхалтай нягт болдог.
Хэрэв бид атомын бүтцийг авч үзвэл атом хоорондын ертөнц дэх зай нь бидний харж буй орон зайг зарим талаар санагдуулдаг болохыг олж мэдэх болно. Гаригууд, одод болон бусад хүмүүс нэлээд хол зайд байдаг. Үлдсэн хэсгийг нь хоосон зүйл эзэлдэг. Энэ нь атомын бүтэцтэй яг адилхан бөгөөд хүчтэй таталцлын үед энэ зай нэлээд багасдаг. Зарим энгийн бөөмсийг бусад хэсгүүдэд "дарах" хүртэл.
Нейтрон одод бол хэт нягт сансрын биет юм
Манай дэлхийгээс цааш эрэл хайгуул хийснээр бид нейтрон одноос сансар огторгуйн хамгийн хүнд бодисыг олж мэднэ.
Эдгээр нь огторгуйн өвөрмөц оршин суугчид бөгөөд оддын хувьслын боломжит төрлүүдийн нэг юм. Ийм объектын диаметр нь 10-200 километрийн хооронд хэлбэлздэг бөгөөд масс нь манай нартай тэнцүү буюу 2-3 дахин их байдаг.
Энэхүү сансрын бие нь голчлон урсдаг нейтронуудаас бүрддэг нейтрон цөмөөс бүрддэг. Хэдийгээр зарим эрдэмтдийн таамаглаж байгаагаар энэ нь хатуу төлөвт байх ёстой ч өнөөдөр найдвартай мэдээлэл байхгүй байна. Гэсэн хэдий ч шахалтын хязгаартаа хүрсэн нейтрон одод дараа нь 10 43 - 10 45 джоулын дарааллаар асар их энерги ялгаруулж хувирдаг нь мэдэгдэж байна.
Ийм одны нягтыг жишээлбэл шүдэнзний хайрцагт байрлуулсан Эверестийн жинтэй харьцуулж болно. Энэ нь нэг шоо миллиметрт хэдэн зуун тэрбум тонн байна. Жишээлбэл, бодисын нягтрал хэр өндөр болохыг илүү тодорхой болгохын тулд 5.9 × 1024 кг жинтэй манай гаригийг авч, нейтрон од болгон хувиргая.
Үүний үр дүнд нейтрон одны нягтыг тэнцүүлэхийн тулд түүнийг 7-10 сантиметр диаметртэй энгийн алимны хэмжээтэй болгох ёстой. Өвөрмөц оддын биетүүдийн нягтрал төв рүү шилжих тусам нэмэгддэг.
Материалын давхарга ба нягт
Оддын гаднах давхарга нь соронзон бөмбөрцөг хэлбэрээр дүрслэгдсэн байдаг. Үүний шууд доор бодисын нягтрал аль хэдийн нэг шоо см тутамд нэг тонн хүрдэг. Дэлхий дээрх бидний мэдлэгийг харгалзан үзвэл одоогоор, энэ нь илрүүлсэн элементүүдийн хамгийн хүнд бодис юм. Гэхдээ дүгнэлт хийх гэж яарах хэрэггүй.
Өвөрмөц оддын талаарх судалгаагаа үргэлжлүүлье. Тэднийг мөн тэнхлэгээ тойрон эргэдэг өндөр хурдтай тул пульсар гэж нэрлэдэг. Төрөл бүрийн объектын энэ үзүүлэлт нь секундэд хэдэн арван эргэлтээс хэдэн зуун хүртэл хэлбэлздэг.
Хэт нягт сансрын биетүүдийн судалгааг цааш үргэлжлүүлье. Үүний дараа металлын шинж чанартай, гэхдээ зан төлөв, бүтцийн хувьд ижил төстэй давхарга үүсдэг. Талстууд нь бидний харж байгаагаас хамаагүй бага юм болор торДэлхий дээрх бодисууд. 1 сантиметрийн талстуудын шугамыг барихын тулд 10 тэрбум гаруй элементийг байрлуулах шаардлагатай болно. Энэ давхарга дахь нягт нь гаднах давхаргаас нэг сая дахин их байдаг. Энэ бол одны хамгийн хүнд материал биш юм. Дараа нь нейтроноор баялаг давхарга ирдэг бөгөөд нягт нь өмнөхөөсөө мянга дахин их байдаг.
Нейтрон одны цөм ба түүний нягт
Цөм нь доор байгаа бөгөөд энэ нь нягтрал хамгийн дээд хэмжээнд хүрдэг - дээд давхаргаас хоёр дахин өндөр байдаг. Гол асуудал тэнгэрийн биебүгдээс бүрдэнэ физикт мэддэгэнгийн бөөмс. Ингэснээр бид сансар дахь хамгийн хүнд бодисыг хайж буй одны цөмд хүрэх аялалын төгсгөлд хүрлээ.
Орчлон ертөнцөд нягтаршилаараа өвөрмөц бодис хайх даалгавар дууссан бололтой. Гэвч сансар огторгуй нь нууцлаг, нээгдээгүй үзэгдэл, одод, баримт, зүй тогтолоор дүүрэн байдаг.
Орчлон ертөнц дэх хар нүхнүүд
Та өнөөдөр аль хэдийн нээлттэй байгаа зүйлд анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй. Эдгээр нь хар нүх юм. Магадгүй эдгээр нь магадгүй юм нууцлаг объектуудОрчлон ертөнцийн хамгийн хүнд бодис бол тэдний бүрэлдэхүүн хэсэг гэдэгт өрсөлдөгч байж магадгүй юм. Хар нүхний таталцлын хүч маш хүчтэй тул гэрэл зугтаж чадахгүй гэдгийг анхаарна уу.
Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар орон зай-цаг хугацааны мужид татагдан орж ирсэн бодисууд хоорондоо зай завсар зай ихтэй нягтардаг энгийн бөөмсүлдэхгүй.
Харамсалтай нь үйл явдлын давхрагаас цааш (гэрэл болон таталцлын нөлөөн дор аливаа объект гарч чадахгүй хил гэж нэрлэгддэг. хар нүх) бөөмийн урсгалын ялгаралт дээр үндэслэсэн бидний таамаглал болон шууд бус таамаглалыг дагаж мөрддөг.
Хэд хэдэн эрдэмтэд орон зай, цаг хугацаа нь үйл явдлын давхрагаас гадуур холилдсон гэж үздэг. Тэднийг өөр орчлонд "нэвтрүүлэх" зам байж магадгүй гэсэн үзэл бодол байдаг. Магадгүй энэ нь үнэн байж магадгүй ч эдгээр хязгаараас гадна цоо шинэ хуулиудаар өөр орон зай нээгдэх боломжтой юм. Цаг хугацаа орон зайтай "байр" солилцдог газар. Ирээдүй ба өнгөрсөн үеийн байршлыг зүгээр л дараах сонголтоор тодорхойлдог. Баруун эсвэл зүүн тийш явах бидний сонголт шиг.
Орчлон ертөнцөд хар нүхээр цаг хугацаагаар аялахыг эзэмшсэн соёл иргэншил байх магадлалтай. Магадгүй ирээдүйд дэлхийн хүмүүс цаг хугацаагаар аялах нууцыг олж мэдэх байх.
Орчин үеийн одон орон судлаачид биднээс дөрвөөс хорин найман мянган гэрлийн жилийн зайд байрладаг гурван ба хагас мянга орчим экзопланетыг мэддэг. Тэдний зарим нь маш . Хүн төрөлхтөн технологийн асар том үсрэлт хийхгүй л бол ойрын ирээдүйд тэдгээрийн аль нэгэнд нь хүрэхэд хэцүү байх болно. Гэсэн хэдий ч экзопланетууд одон орон судлалын үүднээс аль хэдийн ихээхэн сонирхол татаж байна. Энэ тухай - манай шинэ материал, Уралын Холбооны Их Сургуультай хамтран бичсэн.
Орчлон ертөнцийн материйн гол хэсэг нь (хэрэв бид барионы бодисын тухай ярих юм бол) устөрөгч юм - ойролцоогоор 75 хувь. Гелиум хоёрдугаарт ордог (ойролцоогоор 23 хувь). Гэсэн хэдий ч сансар огторгуйд олон төрлийн химийн элементүүд, тэр ч байтугай нарийн төвөгтэй молекулын нэгдлүүд, тэр дундаа органик бодисууд ч байж болно. Боловсрол, харилцан үйлчлэлийн үйл явцыг судлах химийн нэгдлүүдСансар огторгуйд астрохимийг судалдаг. Энэ мэргэжлийн төлөөлөгчид экзопланетуудыг судлах сонирхолтой байдаг, учир нь тэдгээр дээр янз бүрийн хувилбарууд хэрэгжиж болох бөгөөд энэ нь ер бусын нэгдлүүд гарч ирэхэд хүргэдэг.
Солонго одон орон судлаачдын үйлчилгээнд
Алслагдсан объектуудын химийн найрлагын талаархи мэдээллийг олж авах гол хэрэгсэл бол спектроскопи юм. Энэ нь химийн элементүүдийн атомууд (эсвэл нэгдлүүдийн молекулууд) зөвхөн гадаа гэрлийг ялгаруулж эсвэл шингээж чаддаг давуу талтай. тодорхой давтамжууд, хоорондын системийн шилжилтэд харгалзах өөр өөр түвшинэрчим хүч. Үүний үр дүнд ялгаруулалтын (эсвэл шингээлтийн) спектр үүсдэг бөгөөд үүнээс бодисыг хоёрдмол утгагүй тодорхойлох боломжтой. Энэ нь хурууны хээ шиг, гэхдээ атомын хувьд.
Гэрлийг спектр болгон задлах тод жишээ бол солонго юм. Бидний хувьд нэг өнгөнөөс нөгөөд шилжих нь гөлгөр бөгөөд тасралтгүй мэт боловч үнэн хэрэгтээ зарим өнгө нь солонгонд байдаггүй, учир нь тодорхой долгионы урт нь наранд агуулагдах устөрөгч, гелийд шингэдэг. Дашрамд дурдахад, гелийг анх нарны спектрийг ажигласнаар яг нарийн нээсэн (тийм ч учраас үүнийг "гели", эртний Грекийн ἥλιος - "нар" гэж нэрлэдэг) бөгөөд ердөө 27 жилийн дараа лабораторид тусгаарлагдсан. Энэ бол анхных байсан амжилттай жишээоддыг судлахын тулд спектроскопи ашиглан .
Нарны фотосферийн тасралтгүй спектрийн дэвсгэр дээрх Фраунхоферын шингээлтийн шугамууд.
Wikimedia нийтлэг
Устөрөгчийн атомын хамгийн энгийн тохиолдолд ялгаруулалтын спектр нь үндсэн квант тоо n-ийн өөр өөр утгатай түвшин хоорондын шилжилтэд тохирсон шугамын цуваа юм (энэ зургийг Ридбергийн томъёогоор сайн тодорхойлсон). Ажиглалт хийхэд хамгийн алдартай бөгөөд тохиромжтой нь 656 нанометр долгионы урттай, харагдахуйц спектрт оршдог Balmer Hα шугам юм. Жишээлбэл, энэ шугам дээр одон орон судлаачид алс холын галактикуудыг ажиглаж, ихэнх хэсэг нь устөрөгчөөс бүрддэг молекулын хийн үүлийг таньдаг. Дараах цуврал шугамууд (Paschen, Brackett, Pfund гэх мэт) бүхэлдээ хэт улаан туяаны мужид оршдог бөгөөд Лайман цуврал нь хэт ягаан туяаны бүсэд байрладаг. Энэ нь ажиглалтыг бага зэрэг хэцүү болгодог.
Үүний зэрэгцээ, нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийн молекулууд нь гэрлийн квантуудыг ялгаруулах өөр нэг аргатай байдаг бөгөөд энэ нь зарим утгаараа илүү хялбар байдаг. Энэ нь молекулын эргэлтийн энергийг квантчилсантай холбоотой бөгөөд энэ нь тэдгээрийг шугамаар ялгаруулах боломжийг олгодог (үүнээс гадна тэд тасралтгүй спектрийг ялгаруулж чаддаг). Ийм гэрлийн квантуудын энерги тийм ч өндөр биш тул тэдгээрийн давтамж нь аль хэдийн радио мужид байдаг. Хамгийн энгийн эргэлтийн спектрүүдийн нэг нь нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн молекул CO-д хамаардаг бөгөөд үүнээс одон орон судлаачид устөрөгчийг олж харахгүй байгаа хүйтэн хийн үүлийг ихэвчлэн таньдаг. Радио одон орон судлалын аргууд нь молекулын үүлнээс метанол, этанол, формальдегид, гидроциан ба шоргоолжны хүчил, түүнчлэн бусад элементүүдийг олох боломжийг олгосон. Тухайлбал, радио дуран авайны тусламжтайгаар эрдэмтэд Лавжой сүүлт одны сүүл хэсэгт спирт байгааг илрүүлжээ.
Сансар огторгуйд юу олж болох вэ
Спектроскопийн аргыг ашиглах хамгийн хялбар арга бол оддын химийн найрлагыг судлах явдал юм. Энэ тохиолдолд одон орон судлаачид элементүүдийн ялгаралтын спектрээс илүү шингээлтийн спектрийг судалдаг. Үнэн хэрэгтээ тэднээс гэрэл нь ялангуяа харагдахуйц мужид ажиглагдахад хялбар байдаг. Үнэн бол оддын химийн найрлага нь ихэвчлэн тийм ч сонирхолтой байдаггүй: ихэнх тохиолдолд тэдгээр нь устөрөгч, гелий, хүнд элементүүдийн бага зэрэг хольцтой байдаг.
Илүү хүнд элементүүд нь суперновагийн дэлбэрэлтэд үүсдэг бөгөөд үүнийг бас ажиглаж болно. Жишээлбэл, зарим судлаачид энэ хоёрыг саяхан нэгтгэсний дараа гэж маргаж байна нейтрон ододүүсэх ёстой байсан асар их хэмжээалт, цагаан алт болон бусад элементүүдийг үечилсэн хүснэгтийн сүүлчийн эгнээнд оруулав. Гэхдээ ямар нэг байдлаар маш нарийн төвөгтэй эсвэл органик нэгдлүүд одод байх боломжгүй, учир нь тэдгээр нь өндөр температурын улмаас задардаг.
Од хоорондын хүйтэн хийн үүл нь өөр асуудал юм. Тэд маш ховор бөгөөд оддыг бодвол хамаагүй сул цацраг ялгаруулдаг боловч тэд өөрсдөө хамаагүй том юм. Мөн тэдний найрлага нь илүү сонирхолтой юм. Тэдгээрээс та маш олон тооны өөр өөр молекулуудыг олж болно - энгийн хоёр атомтаас эхлээд харьцангуй нарийн төвөгтэй полиатом хүртэл. органик нэгдлүүд. Нарийн төвөгтэй молекулуудын дотроос хамгийн энгийн амин хүчил болох глицин үүсэхэд оролцдог "пребиотик" нэгдлүүд, жишээлбэл, аминоацетонитрилийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Барилгын гол материалуудын нэг болох рибоз нь молекулын үүлэнд ч үүсч болно гэж зарим эрдэмтэд үзэж байна органик амьдрал. Хэрэв ийм нэгдлүүд таатай нөхцөлд орвол энэ нь аль хэдийн амьдрал үүсэх шат болно.
UrFU-ийн Куровскийн одон орон судлалын ажиглагчийн олж авсан Орион мананцарын M42 зургийг. Улаан өнгө нь 656.3 нанометр долгионы урттай Hα ялгаруулалтын шугам дахь рекомбинацийн үр дүн юм.
Гаригуудад арай ойр
Харамсалтай нь экзопланетуудын химийн найрлагыг тодорхойлохын тулд спектроскопи ашиглахад хэцүү байдаг. Гэсэн хэдий ч үүнийг хийхийн тулд та тэдгээрээс гэрлийг бүртгэх хэрэгтэй бөгөөд гаригийн эргэн тойронд эргэлддэг од нь илүү тод гэрэлтдэг тул үүнийг хийхээс сэргийлдэг. Ийм системийг ажиглах гэж оролдох нь шүдэнзний гэрлийг гэрэлтүүлгийн эсрэг харахтай адил юм.
Гэсэн хэдий ч экзопланетийн тухай зарим мэдээллийг түүний цацрагийн спектрийг шууд хэмжихгүйгээр олж авах боломжтой. Заль нь энэ. Хэрэв гариг агаар мандалтай бол энэ нь одны цацрагийн зарим хэсгийг шингээх ёстой бөгөөд өөр өөр спектрийн мужид янз бүрийн аргаар шингээх ёстой. Ойролцоогоор хэлбэл, нэг долгионы уртад гараг арай жижиг, өөр долгионы уртад арай том харагдах болно. Энэ нь агаар мандлын шинж чанар, ялангуяа химийн найрлагын талаар таамаглал гаргах боломжийг бидэнд олгодог. Энэ төрлийн ажиглалт нь ододтой ойрхон халуун гаригуудад сайн ажилладаг, учир нь тэдний радиусыг хэмжихэд хялбар байдаг.
Түүнчлэн, гаригийн химийн найрлага нь түүний үүссэн хий, тоосны үүлний найрлагатай холбоотой байх ёстой. Жишээлбэл, нүүрстөрөгчийн атом ба хүчилтөрөгчийн атомын харьцаа өндөртэй үүлэнд үүссэн гаригууд голчлон карбонатуудаас бүрдэх болно. Нөгөөтэйгүүр, ийм үүлнээс үүссэн одны химийн найрлага нь түүний найрлагыг илэрхийлэх ёстой. Энэ нь зөвхөн нэг одны спектрийг судалсны үндсэн дээр зарим таамаглал гаргах боломжийг бидэнд олгодог. Ийнхүү Йелийн их сургуулийн одон орон судлаачид 850 оддын химийн найрлагын талаарх мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийж, системийн 60 хувьд нь одны магни, цахиурын агууламж нь дэлхийтэй төстэй чулуурхаг гаригууд ойролцоо байж болохыг харуулж байна. Үлдсэн 40 хувьд нь оддын химийн найрлага нь тэдний эргэн тойронд байгаа гаригуудын найрлага нь дэлхийнхээс эрс ялгаатай байх ёстойг хэлж байна.
Ерөнхийдөө, in сүүлийн үедХэмжих хэрэгслийн нарийвчлал нэмэгдсэний ачаар бүдэг оддын дэвсгэр дээр ялангуяа халуун гаригуудыг шууд спектроскоп хийх боломжтой болсон. Энэ тохиолдолд тэдгээрийн гэрэлд янз бүрийн химийн элементүүд болон нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийн ул мөрийг хайж олох боломжтой болсон. Тухайлбал, VLT дуран дээр суурилуулсан CONICA хэт улаан туяаны спектрографыг NAOS дасан зохицох оптик системтэй хослуулан эрдэмтэд тойрог замд эргэлддэг HR 8799 c экзопланетийн спектрийг хэмжиж чадсан. цагаан одоймаш их халсан тул өөрөө гэрэл гаргадаг. Тодруулбал, түүний спектрийн шинжилгээнээс үзэхэд манай гаригийн агаар мандалд метан, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл таамаглаж байснаас бага байгааг тогтоожээ. Мөн саяхан одон орон судлаачид өөр нэг "халуун Бархасбадь" -ын спектрийг хэмжсэн бөгөөд түүний агаар мандалд титаны исэл байдаг. Гэсэн хэдий ч, сэрүүн чулуурхаг гаригуудын спектрийг (амьдрал оршин тогтнох магадлал өндөр) шууд хэмжих нь маш хэцүү хэвээр байна.
Planet HR 8799 c системийн зураг баруун дээд буланд байна
Жейсон Ван нар / NASA NExSS, W. M. Keck Observatory
Мөн гаригийн бүтцийг түүний нягтыг тооцоолох замаар шууд бусаар тодорхойлж болно. Үүнийг хийхийн тулд та гаригийн радиус, массыг мэдэх хэрэгтэй. Од болон бусад гаригуудтай гаригийн таталцлын харилцан үйлчлэлийг ажиглах замаар массыг олох боломжтой бөгөөд радиусыг одны дискийг дайран өнгөрөхөд одны гэрлийн өөрчлөлтөөр тооцоолж болно. Мэдээжийн хэрэг, хийн гаригууд чулуурхаг гаригуудтай харьцуулахад бага нягттай байх ёстой. Жишээлбэл, дэлхийн дундаж нягт нь нэг шоо см тутамд ойролцоогоор 5.5 грамм байдаг бөгөөд одон орон судлаачид амьдрах боломжтой гаригуудыг хайж олохдоо энэ үнэ цэнэд тулгуурладаг. Үүний зэрэгцээ "хамгийн сул халуун Бархасбадь" -ын нягт нь шоо см тутамд 0.1 грамм байна.
"Боломжгүй" холболтууд
Нөгөөтэйгүүр, гадны гаригуудыг ямар ч хачирхалтай сонсогдож байсан ч лабораториос огт гаралгүйгээр судлах боломжтой. тухай юмТэдгээр дээр тохиолдох химийн болон физикийн үйл явцыг загварчлах (ихэвчлэн тоон) тухай. Экзопланетуудын нөхцөл нь хамгийн чамин (хөгжмийн хэллэгийг уучлаарай) байж болох тул тэдгээрийн дээрх бодисууд нь бидний ердийн нөхцөлд хамгийн ер бусын, "боломжгүй" нөхцөлд үүсч болно.
Ихэнх нээсэн экзопланетуудыг "халуун Бархасбадь" гэж ангилдаг бөгөөд энэ нь од хүртэл богино зайд оршдог тул маш халуун байдаг. хийн аваргууд. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь ийм гаригууд давамгайлж байна гэсэн үг биш юм од системүүд, тэдгээрийг олоход хялбар байдаг. Ийм аваргуудын агаар мандлын температур нь цельсийн мянган хэмээс хэтрэх боломжтой бөгөөд энэ нь гол төлөв силикат уур, төмрөөс бүрддэг (энэ температурт ууршиж эхэлдэг, гэхдээ буцалгаагүй байна). Үүний зэрэгцээ эдгээр гаригуудын доторх даралт асар их утгад хүрэх ёстой бөгөөд энэ үед устөрөгч болон бидний мэддэг бусад хийнүүд хатуу болж хувирдаг. нэгтгэх төлөвүүд. Ийм эрс тэс нөхцөлийг дуурайх туршилтууд удаан хугацаанд хийгдсэн боловч анх удаа металл устөрөгчийг зөвхөн энэ оны нэгдүгээр сард ашигласан.
Нөгөөтэйгүүр, чулуурхаг гаригуудын гүнд өндөр даралт, температур ч хүрч, химийн элементүүдийн "амьтны хүрээлэн" бүр ч том байж болно. Жишээлбэл, зарим тооцоогоор дэлхийн хэд хэдэн масстай чулуурхаг гаригуудын доторх даралт 30 сая атмосфер хүртэл хүрч чаддаг (дэлхийн доторх даралт нь дөрвөн сая атмосферээс хэтрэхгүй). Ашиглах замаар компьютерийн загварчлалИйм нөхцөлд магни, цахиур, хүчилтөрөгчийн чамин нэгдлүүд үүсч эхэлдэг болохыг олж мэдэх боломжтой байсан (түүний дотор маш олон чулуурхаг гаригууд байх ёстой). Жишээлбэл, 20 сая гаруй атмосферийн даралттай үед зөвхөн танил болсон цахиурын исэл SiO 2 тогтворжоод зогсохгүй "боломжгүй" SiO ба SiO 3 тогтвортой болдог. Ялангуяа асар том гаригуудын гүнд (Дэлхийн 20 хүртэл масс) MgSi 3 O 12 - цахилгаан дамжуулагчийн шинж чанартай исэл үүсч болох нь сонирхолтой юм.
Стандарт бус нөхцөлийг зөвхөн компьютер дээр төдийгүй лабораторид загварчлах боломжтой боловч ийм өргөн хүрээний даралт, температурын хувьд биш юм. Алмазан дөш ашиглан та гаригуудын гэдэсний нөхцөлд яг тохирч буй 10 сая атмосферийн даралтыг авч, дээжийг халаах боломжтой. өндөр температурлазераар хийх боломжтой. Ийм нөхцөл байдлыг дуурайх туршилтууд сүүлийн үед идэвхтэй явагдаж байна. Жишээлбэл, 2015 онд Оросын судлаачдыг багтаасан хэсэг эрдэмтэд 1.6 мянга орчим атмосфер, хоёр мянга гаруй хэмийн температурт магнийн хэт исэл MgO 2 үүссэнийг туршилтаар ажигласан. Та өндөр даралт дахь материйн зан үйлийн талаархи судалгааны талаар дэлгэрэнгүй уншиж болно.
Рентген туяаны спектроскопимагни ба хүчилтөрөгчийн атомуудаас бүрдсэн дээж, арван мянган атмосферийн даралт, хоёр мянга орчим Кельвин температурт. Тасархай шугам нь хүчилтөрөгчийн агууламж өндөртэй хэсгийг тэмдэглэнэ.
С.Лобанов нар / Шинжлэх ухааны илтгэлүүд
***
UrFU нь сансар огторгуй болон нарны аймгийн эх гаригийн бодисыг судалдаг хэсэг эрдэмтэдтэй. Бид УрФУ-ын Куровскийн одон орны ажиглалтын төвийн ахлах мэргэжилтэн Вадим Крушинскигээс экзоплангийн судалгааны талаар илүү дэлгэрэнгүй ярихыг хүссэн.
N +1: Бид яагаад экзопланг судалдаг вэ?
Вадим Крушинский:Бүр 25 жилийн өмнө бид нэг гаригийн систем буюу Нарны аймаг байдгийг мэддэг байсан. Одоо бид асар олон одод гаригтай, магадгүй орчлон ертөнцийн бараг бүх одтой гэдэгт итгэлтэй байна. Мэдээлэл олж авах, боловсруулах технологийн дэвшил нь дэвшилтэт сонирхогч одон орон судлаач хүртэл өөрийн экзопланетаа олоход хүргэсэн. Өөр нэг "халуун Бархасбадь" -ын нээлт бол бүхэл бүтэн гаригийн системийг нээсэн явдал бөгөөд бид зөвхөн түүний хамгийн мэдэгдэхүйц хэсгийг л харж байна. Хэмжээ багатай, эсвэл эх одноосоо зайдуу байрладаг гаригууд ховор олддог нь ажиглалтын сонголтын үр дүн юм.
Вадим Крушинский Уралын эрдэмтдийн нэг хэсэг холбооны их сургуульсансарын гүн, нарны аймаг болон дэлхий дээрх эх гаригийн бодисыг судлах төсөл дээр ажиллаж байна.
Энэ бол зургаан амжилтын нэг юм шинжлэх ухааны төслүүдих сургуулийн хувьд үүнийг стратегийн эрдэм шинжилгээний нэгж (SAE) - Хүрээлэн зохицуулдаг байгалийн шинжлэх ухаанболон UrFU-ийн математикчид - Орос болон бусад орны эрдэм шинжилгээний болон үйлдвэрлэлийн түншүүдтэй хамт. Орос, Оросын орнууд дахь их сургуулийн байр суурь нь судлаачдын амжилтаас хамаардаг. олон улсын үнэлгээ, үндсэндээ сэдвийн хүрээнд.
Нэг туршилт нь ажиглагдсан үзэгдлийн талаар дүгнэлт хийхийг зөвшөөрдөггүй. Туршилтыг олон удаа, бие даан давтах ёстой. Нээлттэй гаригийн систем бүр нь тусдаа бие даасан туршилт юм. Тэднийг хэдий чинээ их мэдэх тусам гаригийн системийн үүсэл, хувьслын ерөнхий хуулиудыг илүү найдвартай ажиглаж болно. Бид статистик цуглуулах хэрэгтэй!
Та экзопланетуудыг ийм хол зайнаас ажигласнаар юу сурч болох вэ?
Юуны өмнө бид эх одны шинж чанарыг тодорхойлох хэрэгтэй. Энэ нь гаригуудын хэмжээ, тэдгээрийн масс, тойрог замын радиусыг тооцоолох боломжийг олгодог. Эцэг эхийн одны гэрэлтэлт ба тойрог замын радиусыг мэдсэнээр экзопланетийн гадаргуугийн температурыг тооцоолж болно. Үүнээс гадна гаригуудын агаар мандал нь янз бүрийн спектрийн мужид өөр өөр тунгалаг байдаг (Энэ тухай Ломоносов бичсэн). Ажиглагчийн хувьд энэ нь өөр өөр шүүлтүүрээр ажиглахад гаригийн өөр диаметртэй мэт харагдана. Энэ нь агаар мандлыг илрүүлэх, түүний зузаан, нягтыг тооцоолох боломжтой болгодог. Эх одны гэрэл нь гаригийн агаар мандлаар дамжин өнгөрөхдөө түүний агаар мандлын найрлагын талаархи мэдээллийг агуулдаг. Хоёрдогч хиртэлтийн үед гариг одныхоо ард нуугдаж байх үед бид гаригийн агаар мандал, гадаргуугаас тусгалтай холбоотой спектрийн өөрчлөлтийг ажиглаж болно. Сарны нэгэн адил гадаад гаригуудад үе шатууд ажиглагдаж болно. Хэрэв энэ нөлөөллөөс үүдэлтэй системийн гэрэлтүүлгийн өөрчлөлт тогтмол биш бол энэ нь гаригийн альбедо (гэрлийг тусгах чадвар) өөрчлөгдөж байгааг харуулж байна. Жишээлбэл, түүний агаар мандалд үүлний хөдөлгөөнөөс болж.
Экзопланетуудын шинж чанар нь тэдний эх үүлний шинж чанартай холбоотой байх ёстой. Од үүсэх үе шатанд байгаа бодисыг судалснаар бид гаригийн системийн хувьслыг ойлгоход хувь нэмэр оруулдаг. Харамсалтай нь дэлхий түүхийн явцад ихээхэн өөрчлөлтийг туулж, урьд өмнө нь төрсөн эх гаригийн бодистой адил байхаа больсон. Гэтэл солир, сүүлт одууд бидэнтэй маш ойрхон нисч байна. Тэдний зарим нь бүр дэлхий рүү унаж, лабораторид хүрдэг. Тэдний зарим нь хүрч болно сансрын хөлөг. Бидний өмнө маш сайн судалгааны объект байна! Гагцхүү бусад гаригийн системүүд манайхтай адилхан хувьссан гэдгийг батлах л үлдлээ.
Бусад гариг дээр амьдрал олох боломжтой юу?
Үүнийг хийхийн тулд биомаркеруудыг илрүүлэх шаардлагатай - организмын амин чухал үйл ажиллагааны илрэл. Хамгийн сайн биомаркер бол нөхцөлт "Нэгдүгээр суваг"-ын нэвтрүүлэг байх боловч хүчилтөрөгч байгаа нь үүнийг хийх болно. Амьдрал байхгүй бол дэлхий дээрх хүчилтөрөгч хэдэн арван мянган жилийн дотор агаар мандалд холбогдож алга болно. Экзопланетуудын агаар мандал дахь хүчилтөрөгчийг олж мэдсэнээр бид орчлон ертөнцөд ганцаараа биш гэж хэлж болно. Үүнийг хэрхэн олох талаар дээр дурдсан болно. Гэхдээ хангалттай мэдрэмжтэй төхөөрөмж одоогоор алга байна. Сансрын дуран хөөргөсний дараа энэ чиглэлд ахиц гарах төлөвтэй байна. Жеймс Уэбб (JWST).
Орос, тэр дундаа УрФУ-ын эрдэмтэд энэ чиглэлээр юу хийж чадах вэ?
Хэдийгээр Орос улс гадны гаригуудыг судлах тал дээр бусад шинжлэх ухааны нийгэмлэгээс хоцорч байгаа ч энэ цоорхойг арилгах боломж бидэнд бий. Харьцангуй бага төсөвтэй гадаад гаригийн системийг хайх хөтөлбөрүүд (UrFU-ийн Курово обсерваторийн KPS туршилтын төсөл) нь эхний алхамыг хийж, мэдээлэл цуглуулахад туслах болно. статистик дүн шинжилгээ. Одоо байгаа тоног төхөөрөмжийг ашиглан өндөр нарийвчлалтай фотометрийн хэмжилт хийх боломжтой бөгөөд энэ нь зарим экзопланетуудын агаар мандлыг хайх боломжийг олгодог. Дамжин өнгөрөх болон хоёрдогч хиртэлтийн үеийн спектрийн ажиглалт нь Оросын хамгийн том телескопуудад харьцангуй хүртээмжтэй байдаг. Эдгээр хөтөлбөрүүдийг эхлүүлэхийн тулд хийх ёстой зүйл бол сонирхсон хүмүүсийг олж, тэдний ажлын хөлсийг төлөх явдал юм. Тоног төхөөрөмжид бага зэрэг хөрөнгө оруулалт хий.
Хоёрдахь чиглэл нь ажиглагдсан нөлөөг загварчлах, тайлбарлах явдал юм. Энэ нь онолын болон туршилтын ажил байж болно - сансрын нөхцөлд дээжийн зан байдал, шинж чанарыг судлах, ажиглагдсан нөлөөлөлтэй харьцуулах. Үүнийг хийхийн тулд сансар огторгуйн нөхцөл байдлыг дуурайсан суурилуулалтыг бий болгох шаардлагатай. UrFU цуглуулгаас авсан солируудыг дээж болгон ашиглаж болно.
Дмитрий Трунин
Космохими нь сансар огторгуйн биетүүдийн химийн найрлага, орчлон дахь химийн элементүүдийн элбэг дэлбэг байдал, тархалтын хуулиуд, сансар огторгуйн бодис үүсэх явцад атомуудын нэгдэх, шилжих үйл явцын тухай шинжлэх ухаан юм. Геохими бол сансар судлалын хамгийн их судлагдсан хэсэг юм. Космохими бол сансар огторгуйн биетүүдийн химийн найрлага, орчлон дахь химийн элементүүдийн элбэг дэлбэг байдал, тархалтын хууль, сансрын матери үүсэх явцад атомуудын нэгдэх, шилжих үйл явцын шинжлэх ухаан юм. Геохими бол сансар судлалын хамгийн их судлагдсан хэсэг юм.
Дэлхийн найрлагын хими дэлхийн царцдасҮүнд: O – 46.6% Ca – 3.63% Al – 8.13% Na – 2.83% Si – % K – 2.59% Fe – 5.0% Mg – 2.0% Нийт - 98.59%
Солирын химийн найрлага Манай гариг дээр унасан солирын химийн шинжилгээ гайхалтай үр дүнд хүрсэн байна. Хэрэв бид дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл элементүүд болох төмөр, хүчилтөрөгч, цахиур, магни, хөнгөн цагаан, кальци зэрэг бүх солируудын дундаж агууламжийг тооцвол тэдгээр нь яг 94% -ийг эзэлдэг, өөрөөр хэлбэл солируудад найрлага дахь адил хэмжээтэй байдаг. бөмбөрцөг.
Од хоорондын орон зайн хими Саяхан шинжлэх ухаан од хоорондын орон зайг хоосон гэж таамаглаж байсан. Орчлон ертөнцийн бүх зүйл одод төвлөрч, тэдгээрийн хооронд юу ч байдаггүй. Зөвхөн нарны аймгийн дотор, үл мэдэгдэх зам дагуу хаа нэгтээ солирууд болон тэдний нууцлаг үеэл сүүлт одууд тэнүүчилж байдаг. Тун удалгүй шинжлэх ухаан од хоорондын орон зай хоосон гэдгийг хүлээн зөвшөөрсөн. Орчлон ертөнцийн бүх зүйл одод төвлөрч, тэдгээрийн хооронд юу ч байдаггүй. Зөвхөн нарны аймгийн дотор, үл мэдэгдэх зам дагуу хаа нэгтээ солирууд болон тэдний нууцлаг үеэл сүүлт одууд тэнүүчилж байдаг. Од хоорондын орон зайн хими нь гайхалтай нарийн төвөгтэй юм. Сансарт хамгийн энгийн радикалуудыг илрүүлсэн: жишээлбэл, метин (CH), гидроксил (OH). Гидроксил байгаа газар ус байх ёстой бөгөөд энэ нь үнэндээ од хоорондын орон зайд олдсон байдаг. Сансарт ус бий органик молекулууд(формальдегид), аммиак. Эдгээр нэгдлүүд бие биетэйгээ харилцан үйлчлэлцэж, амин хүчил үүсэхэд хүргэдэг.
Сарны хими Сарны чулуу нь онцгой шинж чанартай байдаг - тэдгээрийн найрлага нь хүчилтөрөгчийн дутагдалд нөлөөлдөг. Саран дээр чөлөөт ус, агаар мандал байсангүй. Магматик процессын явцад үүссэн бүх дэгдэмхий нэгдлүүд сансарт нисэв. Чулуун солирууд нь энгийн силикатуудаас бүрддэг бөгөөд тэдгээрийн доторх ашигт малтмалын тоо бараг зуу хүрдэг. Сарны чулуулагт солироос арай илүү ашигт малтмал байдаг - магадгүй хэдэн зуугаар нь. Мөн дэлхийн гадарга дээр 3 мянга гаруй ашигт малтмал илэрсэн байна. Энэ нь сарныхтай харьцуулахад хуурай газрын химийн процессын нарийн төвөгтэй байдлыг харуулж байна.
Гаригуудын химийн найрлага Мөнгөн ус - Наранд хамгийн ойр орших Меркури гариг нь дэлхий дээрхтэй төстэй силикат чулуулгаар бүрхэгдсэн байдаг. Сугар гаригийн уур амьсгалын найрлага нүүрстөрөгчийн давхар исэл(CO2) ойролцоогоор 97%, азот (N2) 2% -иас ихгүй, усны уур (H2O) ойролцоогоор 1%, хүчилтөрөгч (O2) 0.1% -иас ихгүй байна.
Гаригуудын химийн найрлага Энэ гарагийн агаар мандал нь нүүрстөрөгчийн давхар ислээс тогтдог, зарим азот, хүчилтөрөгч, усны уур байдаг. Зөвлөлт, Америкийн эрдэмтэд Ангараг гараг руу автомат судалгааны станц илгээв. Ангараг бол хүйтэн, амьгүй, тоостой цөл юм. Химийн үүднээс авч үзвэл хамгийн сонирхолтой, гайхалтай, нууцлаг гариг бол Бархасбадь юм. Бархасбадь нь 98% устөрөгч ба гели юм. Мөн ус, сульфид, метан, аммиак илэрсэн байна.
Гаригуудын химийн найрлага Тэнгэрийн ван гаригийн агаар мандал нь ойролцоогоор 83% устөрөгч, 15% гели, 2% метанаас бүрддэг. Бусад шиг хийн гаригуудТэнгэрийн ван нь маш хурдан хөдөлдөг үүлний зурвасуудтай. Далай ваныг бүрдүүлдэг бүтэц, элементүүдийн багц нь магадгүй Тэнгэрийн вантай төстэй: 15% орчим устөрөгч, бага хэмжээний гели агуулсан янз бүрийн "мөс" буюу хатуурсан хийнүүд Санчир гаригийн агаар мандалд голчлон устөрөгч ба гели байдаг.
САНСАР ДАХЬ МЕТАЛ Өнөөдөр титан бол хамгийн чухал бүтцийн материал юм. Үүнээс үүдэлтэй ховор хослолэнэ металлын хөнгөн, бат бөх, галд тэсвэртэй байдал. Титан дээр үндэслэн нисэх онгоц, усан онгоц, пуужингийн үйлдвэрлэлд зориулагдсан өндөр бат бэх хайлшийг олон бий болгосон. Титан бол өнөөгийн хамгийн чухал бүтцийн материал юм. Энэ нь энэ металлын хөнгөн, хүч чадал, галд тэсвэртэй байдлын ховор хослолтой холбоотой юм. Титан дээр үндэслэн нисэх онгоц, усан онгоц, пуужингийн үйлдвэрлэлд зориулагдсан өндөр бат бэх хайлшийг олон бий болгосон.
Сансар дахь фуллеренүүд Фуллеренүүд нүүрсустөрөгчийн салаалсан гинж фуллерен нүүрсустөрөгчийн салаалсан гинж Фуллеренийг анх удаа гаднаас нь олжээ. Сүүн замСүүн замаас гадна Фуллеренийг анх удаа солироос олжээ.
