Fizikos pradžiamokslis. Žvaigždinio masto potvyniai

Ankstesniuose dviejuose įrašuose trumpai papasakojau, kaip Mėnulio trauka sukelia potvynius Žemėje ir kaip Žemės traukia "prikabina" Mėnulį, kad šis visą laiką į Žemę žiūrėtų vienu šonu. Bet potvyniniai efektai pasireiškia ir dar truputį kitaip – greičiausiai netgi visos Galaktikos mastu. Apie tokius didelius poveikius ir bus šis įrašas.

Kaip atsimenate, jei skaitėte tuos ankstesnius rašinukus, potvyniai Žemėje susidaro todėl, kad vandenyno masės centras yra arčiau Mėnulio, nei Žemės centras, tad vandenynas yra traukiamas stipriau. Analogiškai ir Žemės trauka veikia Mėnulio uolienas ir dalį jų pritraukia arčiau savęs, o vėliau neleidžia joms pabėgti. Bet ir vienu, ir kitu atveju to kito kūno sukuriama trauka pirmojo paviršiuje yra gerokai silpnesnė už pirmojo kūno trauką. Tačiau kartais gali atsitikti ir taip, kad tas kažkur toli esantis kūnas yra toks masyvus, kad jo trauka nugali pirmojo kūno gravitaciją – pavyzdžiui, jei maždaug Saulės masės žvaigždė skrenda pro supermasyvią, kelių milijonų Saulės masių, juodąją skylę (tokia egzistuoja mūsų Galaktikos centre, kitų galaktikų centruose egzistuoja ir dar didesnės), tai juodosios skylės trauka nugalės trauką žvaigždės paviršiuje, jei žvaigždė priartės arčiau nei per 10 astronominių vienetų (priminsiu, kad tai yra atstumas tarp Žemės ir Saulės). Saulės spindulys tuo tarpu yra vos 5 tūkstantosios astronominio vieneto dalys, taigi matome, kad juodosios skylės poveikis žvaigždės paviršiuje nustelbs pačios žvaigždės poveikį, nors juodoji skylė bus gana toli. Jei žvaigždė priartės dar šiek tiek arčiau, maždaug iki 1 astronominio vieneto, juodosios skylės trauka taps tokia stipri, kad žvaigždė bus suplėšyta į gabalus, nes skirtumas tarp juodosios skylės traukos vienoje ir kitoje žvaigždės pusėse bus didesnis, nei pačios žvaigždės gravitacija. Šitoks procesas vadinamas "potvyniniu sudarkymu" (tidal disruption) ir yra svarbus, nagrinėjant didelio tankio žvaigždines sistemas (pvz. Galaktikos centrą) bei dvinares ar daugianares žvaigždes.

Yra dar vienas reiškinys, įvykstantis žvaigždėse (dažniausiai dvinarėse, bet turbūt ir besisukančiose aplink supermasyvias juodąsias skyles) dėl potvyninių efektų. Panašiai kaip Mėnulis, žvaigždė, veikiama kito kūno gravitacijos, išsitempia į kriaušės formą. Priešingai nei Mėnulis, ji nesunkiai tą formą gali keisti, nes yra iš esmės skystas/dujinis/plazminis objektas. Jei šitaip išsitempusi žvaigždė priartėja prie traukiančio kūno, išsitempimas padidėja, kol galiausiai ties kažkokiu kritiniu atstumu išsitempimo "smaigalyje" esanti medžiaga tampa smarkiau traukiama nebe žvaigždės, kuriai ji priklausė, o to kito kūno. Tada medžiaga pradeda tekėti iš žvaigždės į tą kitą kūną ir susidaro įvairūs įdomūs reiškiniai – medžiaga "susisuka" į žiedą (arba diską) aplink kūną, į kurį po truputį krenta, tas diskas spinduliuoja keistus spektrus, vyksta novų sproginėjimai ir taip toliau. Šitoks medžiagos perbėgimo procesas vadinamas "Rošo ertmės perpildymu" (Roche lobe overflow, Eduardas Rošas buvo toks mokslininkas), o tolesnis medžiagos kritimas ant kito kūno – akrecija. Pastarasis terminas apima žymiai daugiau procesų, nei tik šį, ir yra labai svarbus astrofizikiniuose tyrimuose, tačiau apie jį gal daugiau parašysiu kitą kartą.

Ir pabaigoje dar apie vieną reiškinį, kuris galbūt yra susijęs su potvyniais. "Galbūt" rašau todėl, kad ši teorija buvo iškelta visai neseniai – pirmas straipsnis pasirodė praeitų metų pabaigoje – ir dar toli gražu nėra visuotinai priimta. Teorija skelbia, kad kometos Saulės sistemoje, kurios šiaip "gyvena" Oorto debesyje toli sistemos pakraščiuose, artyn prie Saulės kartais atskrenda todėl, kad jas veikia Galaktikos gravitaciniai efektai, iš principo tokie patys, kaip ir potvynio bangos. Oorto debesies objektai, kaip ir planetos, sukasi aplink Saulę, tad kartais būna arčiau Galaktikos centro, o kartais – toliau. Dėl šitos priežasties Galaktikos gravitacija juos veikia skirtingai ir retkarčiais "trukteli" pakankamai, kad pakeistų jų orbitas iš daugmaž apskritiminių į smarkiai eliptines, einančias pro vidinę Saulės sistemos dalį. Kaip sakiau, teorija nėra visuotinai pripažinta, nes yra ir kitų paaiškinimų, kaip iš Oorto debesies objektai gali atskristi arti Saulės, bet tai yra puiki iliustracija, kaip įvairiai gali pasireikšti potvyniniai efektai.

Tiek šiam kartui. Tikiuosi, kad ką nors supratote – būtų labai malonu sužinoti, ar labai apsirinku šito tikėdamasis. Apie potvynius dar liko vienas gabaliukas, kurį papasakosiu kitą kartą. Jokių naujų efektų, tik proceso paaiškinimas iš potencialų ir energijų, o ne veikiančių jėgų ir judėjimo pusės.

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *