Нахождение времени возникновения вселенной путем определения возраста звездного скопления

ӘӨЖ: 524.4

41.23.17

ЖҰЛДЫЗДАР ШОҒЫРЫНЫҢ ЖАСЫН АНЫҚТАУ АРҚЫЛЫ ҒАЛАМНЫҢ ПАЙДА БОЛУ УАҚЫТЫН ТАБУ

НАХОЖДЕНИЕ ВРЕМЕНИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ ПУТЕМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗРАСТА ЗВЕЗДНОГО СКОПЛЕНИЯ

FINDING THE TIME OF FORMATION OF THE UNIVERSE BY DETERMINING THE AGE OF A CLUSTER OF STARS

5B011000 – Physics, 3 course

Аннотация

Адамзат бүгінгі күнде ғылым мен техникада бұрын-соңды болмаған жетістіктерге жетті. Соған қарамастан, біздің ғалам қашан пайда болды деген сұраққа әлі де нақты жауап жоқ. Астрономдар ғалам жасын тек шамалап есептей алады және неғұрлым мәліметтер көп жиналған сайын, соғұрлым ғаламның жасын нақтырақ есептеуге мүмкіндік туады. Бұл жобада жұлдыздар шоғыры деп аталатын жұлдыздардың тығыз орналасқан тобы туралы мәліметтерді зерттеу арқылы ғаламның жасын анықталады. Сонымен қатар, жұмыс нәтижесін басқа да зерттеулермен салыстыра отырып, қорытынды жасалады.

Аннотация

На сегодняшний день наука и техника достигла впечатляющих результатов. Но несмотря на это, на вопрос когда же появилась Вселенная нет точного ответа. Астрономы только приблизительно могут оценивать возраст вселенной и чем больше информации поступает, тем точнее будут расчеты. В данной работе оценивается возраст вселенной путем исследования группы плотно расположенных друг к другу звезд, называющихся звездное скопление. Также результаты исследования будут сопоставляться с уже известными научными фактами.

Annotation

Nowadays science and technology have achieved enormous results. However no one knows the exact age of the universe. Astronomers have estimates, and as they gather increasingly precise data and measurements, they continue to refine those estimates to come up with more accurate estimates. In this project, we can look at data about stars in dense groups called globular clusters and come up with the estimate for the minimum age of the universe. Also it will be concluded how closely our results match those of other astronomers.

Кілт сөздер: Жұлдыздар шоғыры, H-r диаграммасы, жұлдыздар эволюциясы, Ғалам жасы.

Ключевые слова: звездные скопления, диаграмма H-r, звездная эволюция, возраст Вселенной.

Keywords: star clusters, H-r diagram, stellar evolution, age of the universe.

Кіріспе

Ғалам жасын анықтаудың бірнеше жолдары бар. Ғаламның ең төменгі жасын анықтаудың бір жолы ең көне жұлдыздардың бірінің жасын есептеу болып табылады. Бұл әдістің негізін түсіну үшін ғаламның тарихына көз жүгіртейік. Мәліметтерге сүйенсек, ғаламның пайда болуы Үлкен Жарылыс деп аталатын оқиғадан басталған.

 Бір мезетте ғаламды құрайтын жылу, зат және энергия жарылып, айналаға таралған. Содан бері ғалам дамып келеді – температура төмендеді, және материялардың кейбір түрлері қайта топтанып, жұлдыздар, планеталар және басқа да аспан денелері пайда болды. Бұдан шығатын қорытынды, ең көне жұлдыздардың өзі де ғалам пайда болғаннан кейін ғана құралған. Сондықтан, егер біз ең көне жұлдыздың жасын есептей алсақ, ғаламның ең аз жасын да анықтаймыз.

Астрономдардың пайымдауларынша, көне жұлдыздар көп жағдайда жұлдыздар шоғырында болады. Жұлдыздар шоғыры деп бір-бірімен тығыз байналысқан жұлдыздарды айтамыз. Сурет 1-дегі М80 жұлдыздар шоғырынан байқайтынымыздай, шоғырдың ортасында жұлдыздардың көптігі соншалық, бір жұлдызды екіншісінен ажырату өте қиын. Бір шоғырдағы жұлдыздардың жастары да шамамен бірдей болып келеді, себебі олардың барлығы бір уақытта бір газ бұлтынан құралған. [pic 1]

1- сурет. М80 жұлдыздар шоғыры

Шын мәнінде бір шоғырда жұлдыздардың бірнеше түрі болуы мүмкін. Бұл жұлдыздардың дамуымен байланысты.

Барлық жұлдыздар ең басында бірдей даму жолынан өтеді: жұлдызды газ бұлтынан құралып, миллиардтаған жылдар бойы «негізгі тізбек» жұлдызы болып, отынын жағып жарқырайды, және суыған кезде қызыл гигант немесе қызыл супергигант жұлдызға айналады.

Сурет 2-де көрсетілгендей, жұлдыздардың қызыл гигант немесе қызыл супергигант жұлдыздан кейінгі сөну тізбегі бірнеше түрде болуы мүмкін, мысалы, ақ ергежейлі жұлдыз, нейтрон жұлдыз, немесе қара құрдым. Бұл жобада біз «негізгі тізбек» жұлдыздарына көңіл бөлетін боламыз. Бұл кезең жұлдыз өмірінің негізгі бөлігі болып табылады. «Негізгі тізбек» жұлдыздарын олардың массасы (өлшемі), температурасы, жарықтығы, түсі және тағы да басқа қасиеттері арқылы сипаттауға болады. Осы қасиеттері арқылы жұлдыздарды 7 спектралды классификацияға бөлуге болады (Кесте 1). Жалпы алғанда, неғұрлым жұлдыз үлкен болса, соғұрлым ол өзінің отынын тезірек жағып, сөне бастайды. Бұл дегеніміз жұлдыздың «негізгі тізбектен» ауытқып, қызыл гигант немесе супергигант жұлдызға айнала бастауын білдіреді. Кесте 1-де жұлдыздың осы қасиеті сөну жасы деп аталған. Мысалы, О класындағы жұлдыз негізгі тізбегінен 40 миллион жылдан кейін ауытқи бастайды, ал біздің Күн секілді кішірек G-класс жұлдыздары әлдеқайда ұзағырақ өмір сүріп, қасиеттеріне байланысты 9,3 миллиард жылдан 15,6 миллиард жылға дейін негізгі тізбекте болады. Жалпы алғанда, үлкен жұлдыздар қаттырақ жанады және температурасы жоғарып болып, түсі көк болады, бірақ тезірек суиды. Ал кішірек жұлдыздардың температурасы төменірек болғанымен, ұзақ уақыт бойы жанып тұрады және жарықтылығы төмен болып, қызыл түсті болады.