ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -
კონვექციური ზონა
მზის და წითელი გიგანტური ვარსკვლავის სტრუქტურის ილუსტრაცია, რომელიც აჩვენებს მათ კონვექციურ ზონებს. ეს არის მარცვლოვანი ზონები ვარსკვლავების გარე შრეებში.
ვარსკვლავის (კერძოდ მზის) რეგიონი, რომელშიც ენერგიის გადატანა შიგნიდან გარე რეგიონებში ძირითადად ხდება მატერიის აქტიური შერევით - კონვექცია.
მდებარეობა და სტრუქტურა
მზეზე ფოტოსფერო მდებარეობს კონვექციის ზონის ზემოთ, მის ქვემოთ კი რადიაციის გადაცემის ზონა. კონვექციურ ზონაში მიმდინარე პროცესების ნათელი ანალოგია ჭურჭელში წყლის გათბობა. ალი ათბობს წყლის ქვედა ფენებს და თერმული გაფართოების შედეგად, ისინი აიძულებენ მაღლა სხვა, უფრო ცივი და მძიმე ფენებს. ანალოგიური პროცესი ხდება მზეზე, სადაც ენერგიის წყაროა მზის ბირთვი მასში თერმობირთვული რეაქციებით.
მატერიის მოძრაობა კონვექციურ ზონაში არ ხდება ქაოტურად, მაგრამ ექვსკუთხა ფორმის სტაბილური ცირკულაციის უჯრედების სახით - ნივთიერება ამოდის უჯრედის ღერძის გასწვრივ და ეცემა პერიფერიაზე. გარდა ამისა, კონვექცია იყოფა ვერტიკალურად ფენებად, რომელთა სისქე ახლოს არის "ერთგვაროვანი ატმოსფეროს" სისქესთან, სადაც სიმკვრივე იცვლება e ≈ 2.7 ფაქტორით. ამრიგად, უჯრედების ზომა იცვლება ვარსკვლავის ზედაპირისკენ გადაადგილებისას. კონვექციური ზონის ძირში წარმოიქმნება გიგანტური უჯრედები, რომლებიც ზომავენ ვარსკვლავის დაახლოებით ნახევარს, მათი ზომა მცირდება, ხოლო ზედა ფენაში მათი ზომა რამდენიმე ასეული კილომეტრია. მზის ზედაპირზე ჩანს უჯრედების ყველა ფენის კვალი, გრანულების და უფრო დიდი სტრუქტურების სახით (სუპერგრანულაცია).
კონვექციის სიჩქარე დამოკიდებულია სიღრმეზე. კონვექციური ზონის ძირში იგი მცირეა (ათობით მ/წმ ფოტოსფეროში აღწევს 1-2 კმ/წმ-ს).
მატერიის მოძრაობა კონვექციურ ზონაში მჭიდრო კავშირშია წყალბადისა და ჰელიუმის ატომების იონიზაციისა და რეკომბინაციის პროცესებთან და დიდწილად მათით არის განსაზღვრული.
სხვადასხვა მასის ვარსკვლავების კონვექციური ზონები
მზეს, ისევე როგორც ძირითადი მიმდევრობის ვარსკვლავებს, რომლებსაც აქვთ საშუალო მასა და მსგავსი სპექტრული ტიპი, აქვთ კონვექციური ზონა, რომელიც ვარსკვლავის მოცულობის დაახლოებით მესამედს იკავებს. როდესაც ცხელი პლაზმა ადის კონვექციური ზონის ზედა საზღვრამდე, ის კლებულობს ენერგიის გამოსხივების გამო ფოტოსფეროში, კლებულობს და იძირება უფრო ღრმად, სადაც თბება გასხივოსნებული ზონიდან გამოსხივებით, რის შემდეგაც ციკლი მეორდება. ვინაიდან ბირთვული რეაქციების ზონა გამოყოფილია მატერიის შერევის ზონიდან რადიაციული გადაცემის ზონით, ჰელიუმი პრაქტიკულად არ გადადის მზის ზედაპირულ ფენებში, მაგრამ გროვდება მის ბირთვში.
მზეზე და მსგავს ვარსკვლავებზე კონვექციური ზონა ნაწილობრივ იონიზირებული წყალბადისა და ჰელიუმის ზონაა. კონვექციური ზონა ვრცელდება სიღრმეზე, სადაც წყალბადი და ჰელიუმი მთლიანად იონიზებულია. რაც უფრო დაბალია ვარსკვლავის ტემპერატურა, მით უფრო სქელია მისი კონვექციური ზონა ცივ წითელ ვარსკვლავებში მისი სისქე აღწევს რადიუსის ნახევარს. პირიქით, სპექტრული კლასის A უფრო ცხელ ვარსკვლავებში წყალბადი შესამჩნევად იონიზირებულია უკვე ზედაპირზე, ამიტომ, თუნდაც არაღრმა სიღრმეზე, წყალბადიც და ჰელიუმიც მთლიანად იონიზირებულია, ამიტომ ასეთ ვარსკვლავებში კონვექციური ზონის სისქე მცირეა.
ბირთვული კონვექციური ზონა
ადრეული სპექტრული კლასების (O და B) მასიურ ვარსკვლავებში ჰელიუმის სინთეზი ხორციელდება არა პროტონ-პროტონის ციკლით, არამედ აზოტ-ნახშირბადის ციკლით. ამ რეაქციის სიჩქარე ძალიან არის დამოკიდებული ტემპერატურაზე, ამიტომ ბირთვის შიგნით ტემპერატურა ძალიან სწრაფად იზრდება, როდესაც ის ვარსკვლავის ცენტრისკენ მოძრაობს. ბირთვის შიგნით დიდი ტემპერატურული გრადიენტი ქმნის პირობებს სხვა, ინტრაბირთვული კონვექციის ზონის ფორმირებისთვის, რომელიც მდებარეობს რადიაციული გადაცემის ზონის ქვეშ და რომელშიც ხდება ბირთვულ რეაქციებში მონაწილე მატერიის მასის აქტიური შერევა. ეს იწვევს წყალბადის ერთგვაროვან წვას მთელ ბირთვში, რაც მნიშვნელოვნად აისახება ასეთი ვარსკვლავების ევოლუციის მიმდინარეობაზე.
ვარსკვლავები რადიაციის ზონის გარეშე
ძირითადი მიმდევრობის ვარსკვლავებისთვის დაბალი მასით (0,26 მზის მასაზე ნაკლები) - წითელი ჯუჯებისთვის - კონვექციური ზონა იკავებს ვარსკვლავის მთელ მოცულობას. რადიაციული ზონა ასევე არ არსებობს საშუალო მასის ახალგაზრდა ვარსკვლავებში (მზის სამამდე მასის), რომლებსაც ჯერ არ დაუსრულებიათ გრავიტაციული შეკუმშვის პროცესი და უახლოვდებიან მთავარ მიმდევრობას. წითელ გიგანტებში, კონვექციის ზონა ასევე ვრცელდება პირდაპირ ბირთვზე.
იხ. ვიდეო - CONVECTION ZONE of the SUN
Комментариев нет:
Отправить комментарий