Gertsshprung-Rassel diagrammasi

Agar yulduzlarni fizik xossalariga ko‘ra diagrammaga terib chiqilsa, ular o‘z evolyutsion bosqichiga muvofiq, yaqqol namoyon bo‘luvchi guruhlarga ajraladi

Yulduzlarning turlari ko‘p. Diametri Quyoshnikidan 30 barobar katta bo‘lgan yulduzlar ham bor va shuningdek, yerdagi yirik bir shahar kattaligicha keladigan o‘lchamdagi yulduzlar ham bor. Shu darajada qaynoq yulduzlar borki, ularning nurlanish spektridagi asosiy rang – binafsharang bo‘ladi; qolaversa, yana shu darajada «sovuqroq» yulduzlar ham borki, ular spektrda to‘q-qizil rang bilan namoyon bo‘ladi va juda xira tortib qolgan bo‘ladi. XIX-asrda astronomiyada tub burilish sodir bo‘ldi. Olimlar mumtoz falakkiyotshunoslik ilmi – klassik astronomiyadan chetlashib, astrofizika sohasiga qadam qo‘ya boshladilar. Agar mumtoz astronomiyada markaziy savollar «Qayerda? qanday va qayoqqa harakatlanyapti?» qabilida qo‘yilgan bo‘lsa, endi, astrofizikada masalaning mohiyatini ochishi kerak bo‘lgan savollar «Bu nima o‘zi? Qanday kelib chiqqan va qanday tuzilgan?» — tarzida yangray boshladi. Bu boradagi qilinishi kerak bo‘lgan birlamchi vazifalardan biri, yulduzlarni hech bo‘lmaganda, tashqi qiyofasiga ko‘ra tasniflash masalasi edi. Aynan shu masala ustida bir-biridan mustaqil ravishda bosh qotirgan ikki olim – Daniyalik Eynar Gertsshprung (1873-1967) va AQShlik Genri Rassel (1877-1957) tomonidan hozirda astrofizikada keng qo‘llaniladigan va fanda «Gertsshprung-Rassel diagrammasini» deb yuritiladigan yulduzlar diagrammasi yaratilgan. Yozilishi va talaffuzi biroz qiyin bo‘lgani sababli, Gertsshprung-Rassel diagrammasini ko‘pincha «GR diagrammasi» deb qisqartiriladi.

GR diagrammasini ikki olim bir-biridan mustaqil ravishda ishlab chiqqanini yuqorida ham aytdik. Uni mutlaqo boshqa-boshqa davlatlarda, hatto, boshqa-boshqa qit’alarda yashab ishlagan astrofiziklar, bir-biridan bexabar ravishda, deyarli bir vaqtda ishlab chiqishgan. Diagramma mualliflaridan biri Genri Rassel XX-asr boshidagi Amerikaning eng yirik astronomlaridan biri bo‘lib, uzoq yillar mobaynida yulduzlarning hayot siklini bayon qilish masalalari bilan shug‘ullangan va taxminan 1909-yilda uning xayoliga diagrammani chizish g‘oyasi kelib qolgan. Biroq, u ishni ancha cho‘zgan va faqat 1913-yilga kelibgina o‘zining diagrammasini chizib ko‘rsatgan. Daniyada faoliyat yuritgan Eynar Gertsshprung esa bunday diagrammani ishlab chiqish g‘oyasini biroz avval amalga oshirgan bo‘lib, biroq, uning mazkur salmoqli ilmiy ishi bir muddat davomida jahonning yirik olimlari e’tiboridan chetda qolib ketgan. Buning sababi esa juda oddiy: Gertsshprung o‘z ilmiy izlanishlari natijasini hamda, o‘z talqinidagi ilk yulduzlar evolyutsiyasi diagrammasini 1905 va 1907-yillarda unchalik ham taniqli bo‘lmagan, hamda, juda tor ixtisoslikka ega bo‘lgan nemis tilidagi «Ilmiy fotografiyalar jurnali»da (Zeitschrift fuer Wissenschaeftliche Photographie) chop etish bilan kifoyalangan. Shu sababli ham, to 1930-yillargacha ilmiy manbalarda mazkur diagrammani shunchaki «Rassel diagrammasi» deb atalagan. Faqat tasodifiy tarzda bir vijdonli olim tomonidan Gertsshprung diagrammasi haqida xabar topilganidan keyin, uning mehnatlari ham munosib e’tirof etiladi.

GR diagrammasida vertikal o‘q yulduzlarning yorqinligini (yorug‘lik nurlanishi intensivligini) ifodalaydi; gorizontal o‘q esa uning sirtidagi kuzatilayotgan harorat ifodalanadi. Agar muayyan yulduz va Yer orasidagi masofa aniq bo‘lsa, unda, ushbu har ikkala miqdoriy ko‘rsatkichlarni eksperimental tarzda o‘lchab tekshirish mumkin. Tarixan shunday vaziyat shakllanganki, x o‘qida yulduzlarning sirt haroratini teskari tartibda joylashtiriladi. Ya’ni, yulduz sirtidagi harorat qanchalik yuqori bo‘lsa, u o‘qda shunga mos ravishda, chaproqda joylashadi. Bu shunchaki, shartli ravishda olingan narsa bo‘lib, uning o‘ng yoki chapga qarab o‘sishining diagramma uchun ahamiyati yo‘q va bu narsani muhokama qilishdan hech bir naf ham yo‘q. Shunchaki, matematikada, son qiymati qanchalik katta bo‘lsa, u son o‘qida o‘ngda joylashishi haqidagi qoidaga o‘rganib qolgan kishilar uchun, GR diagrammasidagi ushbu o‘ziga xoslik ajablanarli bo‘lishi mumkin. GR diagrammasining astronomiya nuqtai nazarida mohiyati shundaki, unga imkon qadar ko‘proq sondagi, eksperimental kuzatilayotgan yulduzlarni kiritish maqsad qilinadi. Unda har bir yulduz o‘ziga mos nuqta bilan ifodalanadi. Muayyan yulduzning GR diagrammasidagi joylashuviga ko‘ra, yulduzlarning spektral va yorqinlik nisbatlariga ko‘ra tarqalishi qonuniyatlari o‘rganiladi.

Sinchiklab o‘rganishlar shuni ko‘rsatdiki, yulduzlarning GR diagarammasiga ko‘ra bu tarzda tarqalishi bejiz emas ekan. Yorqinligi va spektriga ko‘ra yulduzlar uchta qat’iy toifalarga farqlanadi va astrofizikada bu toifalarni «ketma-ketliklar» deyiladi. Diagrammada yuqori chap burchakda, pastki o‘ng burchak tomon «asosiy ketma-ketlik» tortilgan bo‘ladi. Jumladan bizning Quyosh ham mazkur, asosiy ketma-ketlikka mansubdir. Asosiy ketma-ketlikning yuqori qismida eng yorqin va qaynoq yulduzlar joylashgan. O‘ng pastki burchakda esa eng xira va uzoq yashaydigan yulduzlar o‘rin olgan.

O‘ngroqda va yuqoriroqda alohida guruh bo‘lib, o‘ta yuqori darajadagi yorqinlikka ega bo‘lgan va yorqinligi sirt harorati bilan proporsional bo‘lmagan yulduzlar joylashgan. Bu yulduzlarning yorqinligiga nisbatan sirt harorati pastligi xarakterlidir. Mazkur toifaga (ketma-ketlikka) qizil gigantlar va o‘ta gigantlar kiradi.

Pastki chap tarafda yana alohida guruh bo‘lib turgan ketma-ketlikka mitti va sovuq yulduzlar mansubdir.

Alohida ta’kidlab o‘tish joizki, Koinotda kuzatilayotgan yulduzlarning aksariyat qismi asosiy ketma-ketlikka mansub bo‘lib, ularning energiyasi vodoroddan geliy hosil qilinishi bilan kechadigan termoyadro sintezi reaksiyasi evaziga hosil bo‘ladi.

Aslida, GR diagrammasidagi ushbu mazkur uch ketma-ketliklar yulduzlarning hayot sikli etaplariga mos keladi. O‘ng yuqori burchakdagi qizil gigantlar va o‘ta gigantlar bu – o‘z umrining so‘ngi qismini yashayotgan va tashqi qobig‘i mislsiz darajada shishib, kengayib borayotgan «qariya» yulduzlardir. Bizning Quyosh ham taxminan 6,5 milliard yildan keyin shu taqdirga ro‘baro bo‘ladi. O‘shanda, Quyoshning tashqi qobig‘i chegarasi, hozirda Venera sayyorasi joylashgan hududgacha shishib keladi. Diagrammaning mazkur qismida joylashgan yulduzlar asosiy ketma-ketlikda joylashgan yulduzlar bilan deyarli bir xil miqdordagi energiya nurlatadi. Lekin, ushbu energiyani Koinotga taratib yuborish uchun foydalaniladigan sirt yuzasi favqulodda katta bo‘lgani sababli, yulduzning o‘zi nisbatan sovuq bo‘lib qolaveradi.

Diagrammaning chapki past burchagiga e’tibor qaratamiz. Bu joyda oq mittilar joylashgan. Bu yulduzlar juda qaynoq, lekin, juda mitti bo‘ladi. Odatda ularning o‘lchami arang Yer sayyorasi o‘lchamidek keladi xolos. Shu sababli ham, Koinotga nisbatan kam energiya nurlatgani holda, boshqa yulduzlarga qaraganda anchayin kichik sirt yuzasiga egaligi tufayli, nisbatan yorqin spektrda namoyon bo‘ladi.

Umuman olganda, Gertsshprung-Rassel diagrammasi orqali muayyan yulduzning umumiy hayot siklini kuzatib borish mumkin. Avvaliga, asosiy ketma-ketlikdagi yulduz gaz-chang bulutidan kondensatsiyalanadi va dastlabki termoyadro sintezini yo‘lga qo‘yish kifoya qiladigan bosim va haroratgacha zichlashadi. U yulduz bo‘lib porlashi bilan, asosiy ketma-ketlikdagi o‘ziga munosib nuqtadan joy oladi. Yulduz hali porlab turar ekan, (vodorod zaxiralari hali tugab bitmagan paytlarda) u asosiy ketma-ketlikda deyarli siljimasdan, o‘z joyida turaveradi. Vodorod zaxirasi tugashi hamonoq, yulduz avvaliga qizil gigant yoki o‘ta gigant ko‘rinishigacha shishib qizib boradi va diagrammaning o‘ng yuqori qismiga «ko‘chib» o‘tadi. U keyinchalik sovib, oq mitti darajasigacha siqilishi sodir bo‘lgach, diagrammadagi chap quyi tarafdan joy egallaydi.