Plasma in Natura.elemente de Astrofizica

8/16/2019 Plasma in Natura.elemente de Astrofizica

1/12

PLASMA IN NATURA.ELEMENTE DE ASTROFIZICA

Plasma este considerata a patra stare de areare a materiei!in care oparte sa" toti atomii ori molec"lele s"nt disociati !#ormand ioni.Plasmele s"nt

alcat"ite dintr$"n amestec de partic"le ne"tre!ioni po%iti&i si electroni.

Plasma este cond"catoare de electricitate!dar "n &ol"m de plasma c"dimensi"ni mai mari decat asa n"mita ''l"nime De()e'' se &a comportane"tr" din p"nct de &edere elec$ tric.La ni&el microscopic!coresp"n%ator "nordistante mai mici decat l"nimea De()e! par$ tic"lele de plasma n" secomporta "nitar ci reactionea%a indi&id"al s"( acti"nea "nei #orte!dee*empl" "n camp electric.

• plasma pe Pamant

De o(icei #eomenele plasmatice n" se petrec pe Pamant in mod nat"ral!c"e*ceptia #"lerelor.In timp"l descarcarilor electrice se #ormea%a dare s"(tiride molec"le de aer ioni%ate in procent de apro*imati& +,-.

Un alt #enomen plasmatic este #"ler"l lo("lar!dar despre el se sti" #oartep"tine l"cr"ri . A"rora (oreala este ca"%ata de ioni%area a%elorinterstelare in contact c" pat"rile s"pe$ rioare ale atmos#erei terestre!d"candla spectac"loase e#ecte optice dar si la inter#erente electromaneticep"ternice.


2/12

In la(orator plasma poate creata aplicand "n camp electric "n"i a% inertla presi"ne /oasa!principi" #olosit la lampile c" neon.O alta metoda consta inincal%irea a%"l"i inert pana la temperat"ri #oarte mari.Deo(icei!temperat"rile necesare s"nt prea mari pentr" a aplicate e*tern siat"nci a%"l este incal%it intern prin in/ectia de ioni sa" electroni de mare

&ite%a care se ciocnesc c" partic"lele de a%!crescand"$le eneriatermica.Electro$ nii din a% pot accelerati si prin camp"ri electricee*terioare.Ionii din ast#el de plasme s"nt #olositi in ind"striasemicond"ctorilor.

In plasmele #oarte er(inti partic"lele ac"m"lea%a s"cienta eneriepentr" a se ana/a in reactii n"cleare in timp"l ciocnirilor.Ast#el de reactiis"nt s"rsa de cald"ra in mie%"l stelar.De aceea oamenii de stiinta incearca sarecree%e plasme articiale in la(orator pentr" ca reactiile de #"%i"ne saprod"ca enerie pentr" o(tinerea de electri$citate.

Sonda DEEP SPACE 0!lansata de SUA in 0112 a #ost prima3si deocamdatasin"ra4 na&a ec5ipata c" "n reactor plasmatic.De%&oltarea acestorte5noloii &a imp"lsiona cercetarea spatiala.

• plasma in Uni&ers

Desi pe Pamant plasma se aseste in cantitati neli/a(ile !ea constit"ie

16- din materia Uni&ers"l"i.Este constit"ent"l stelelor si a norilor interstelariioni%ati.

Ram"ra astronomiei care se oc"pa c" st"di"l stelelor si a materieiinterstelare impre"na c" procesele care a" loc in ele se n"meste astro%ica.

Clasicarea stelelor se #ace in #"nctie de spectr"l lor.Ast#el!e*ista"rmatoarele clase7O$8$A$F$9$:$M.Fiecare clasa are 0, s"(clase desemnateprin ci#re 0$0,

clasicare spectrala

$tip"l O$a" o temperat"ra de +6.,,, :

$stele al(astre

$spectr"l #otos#erei este caracteri%at de pre%enta liniilor5eli"l"i!5idroen"l"i!


3/12

o*ien"l"i si a%ot"l"i

$s"nt #oarte er(inti si stral"citoare!emitand mari cantitati de radiatiiU;.

$tip"l 8$temperat"ra intre 00.,,,$+6.,,, :

$liniile 5eli"l"i din spectr" atin "n ma*im de intensitate si apoipalesc

$intensitatea liniilor de 5idroen creste re"lat

$repre%entat tipic de stea"a Epsilon Eridani

$tip"l A$temperat"ra intre


4/12

$acest r"p are ca repre%entant tipic stea"a Arct"r"s

$tip"l M$temperat"ra de ?.6,, :

$spectr"l e dominat de emisia molec"lelor de o*i%i metalici!in special

o*i%i de titan.

$stea"a Orion apartine acest"i r"p

Nasterea si e&ol"tia "nei stele

O stea se #ormea%a dintr$"n nor de materie interstelara care se comprimapana la #a$

%a in care inter&in procese termon"cleare in cadr"l carora 5idroen"l setrans#orma in

5eli".S"( acti"nea #ortei ra&itationale! partic"lele de materie se atra#ormand alome$

rari.In centr"l "n"i asemenea nor concentrat de materie cosmica se #ormea%apana la

"rma "n mie% in rotatie !care!pe mas"ra ce de&ine mai mare!atrae tot mai

m"lte parti$

c"le de materie spre sine3e#ect"l ''("lare de %apada''4.In timp ce mie%"lcentral creste

intr$"n ritm "rias!presi"nea si temperat"ra atin &alori tot mai mari!panaa/"n la limitele de la care se declansea%a trans#ormari la ni&elatomic.Materia interstelara este comp"sa

in cea mai mare parte din 5idroen si acesta &a constit"i com("sti(il"l&iitoarei stele.

Temperat"rile din mie% determina procese de #"%i"ne7patr" protoni3n"clee aleatomilor

de 5idroen 4 #"%ionea%a!#ormand "n atom de 5eli".


5/12

Prin aceasta reactie se eli(erea%a mari cantitati de enerie s"( #orma deradiatii!incl"$

si& l"mina.Ele stra(at materia stelara spre s"pra#ata si s"nt apoi emise inspati".La ase$

menea temperat"ri se poate a/"ne doar at"nci cand cantitatea de materiealomerata

este s"cient de mare@daca masa ac"m"lata este in#erioara!o(iect"lastronomic respec$

ti& n" &a a/"ne niciodata o stea!ci &a stra(ate Uni&ers"l doar ca "n corpint"necat.

In ca%"l "nei stele!c" cat este mai mare temperat"ra!c" atat reactiilen"cleare se pro$

d"c mai rapid.De indata insa ce re%er&ele de com("sti(il incep sa scada!se

red"ce con$

comitent si dea/area de enerie iar #ortele ra&itationale de&inpreponderente.Datorita de%ec5ili(r"l"i dintre #orte!dimensi"nile stelei serestran tot mai m"lt !n"cle"l ei de&e$


6/12

nind tot mai comprimat.Acest proces ridica!la rand"l l"i!din no"temperat"ra!si din no" s"nt declansate procesele de #"%i"ne!iar presi"nearadiatiilor impine masele de a%e

spre e*terior$pana cand reactia atomica sla(este si proces"l se repeta.O stea

no"$nas$

c"ta se dilata de mai m"lte ori pana cand se reali%ea%a "n ec5ili(r" intreemisia de ener$

ie de la s"pra#ata stelei si prod"cerea de enerie in interior.

La incep"t!masa stelei este comp"sa!in principal!din 5idroen!care este sicom("sti(i$

l"l n"clear de (a%a.La "n moment dat insa tot 5idroen"l din &ecinatatean"cle"l"i s$a


7/12

trans#ormat in 5eli" prin #"%i"ne.Forta de ra&itatie comprima tot mai m"ltstea"a si con$

centrea%a ast#el materia!acest proces determinand la rand"l sa" o marecrestere a

presi"nii si temperat"rii.La 6, milioane rade C 5eli"l se ''aprinde'' si dea/anoi cantitati de enerie.N"cleele de 5eli" #"%ionea%a prin intermedi"lan"mitor n"clee intermediare!#or$

mand n"clee de car(on.Se #ormea%a elemente tot mai rele!pana cand!innal toata ma$

teria trans#orma(ila de&ine er3pres"p"nand e*istenta in permanenta a "nortemperat"ri

s"cient de ridicate4.N"cleele de er n" mai intra in procese de #"%i"ne$moment #oarte

important in e&ol"tia stelei.

;iata "nei stele este in&ers proportionala c" marimea sa.C" cat stea"aeste mai mare

c" atat procesele n"cleare s"nt mai &iolente si com("sti(il"l astr"l"i setermina mai re$

pede.O stea de tip"l Soarel"i are o d"rata de &iata de circa 0, miliarde deani.O stea c"

o masa de 0, ori mai mare ca a l"i are insa o d"rata a &ietii de n"mai 0,,milioane ani.

E&ol"tia "nei stele depinde de masa ei.Astrii c" dimensi"ni de pana la +.6ori masa

Soarel"i se comporta asemanator.Cand re%er&ele de 5idroen seep"i%ea%a!5eli"l incepe

sa ia parte la reactiile de #"%i"ne.Stea"a ast#el renasc"ta este de o s"ta deori mai p"ternica decat inainte si incepe sa se dilate s"( presi"neaa%elor.Stea"a in e*pansi"$

ne radia%a p"ternic in (anda rosie a spectr"l"i!moti& pentr" care astronomiia" (ote%at$o


8/12

''"riasa rosie''@acest #apt arata ca ac"m s"pra#ata acestei stele este mai recedecat cele

ale stelelor o(isn"ite.Astr"l pierde cantitati imense de enerie s"( #orma deradiatie si

com("sti(il"l este pe s#arsite.D"pa ep"i%area totala a acest"ia!stea"a incepesa se contracte!deoarece n" mai e*ista presi"ne care sa contracare%e #ortara&itationala.Emi$

sia de enerie contin"a din ca"%a contractiei proresi&e.

Electronii!care impre"na c" n"cleele atomice #ormea%a plasma din careeste alcat"ita stea"a !se s"p"n principi"l"i de e*cl"%i"ne al l"i Pa"li7doielectroni c" aceleasi n"mere

c"antice n" pot e*ista intr$"n sin"r atom.In ca%"l "nei temperat"ri /oase sial "nei densitati mari !m"lti electroni din aceeasi "nitate de spati" a" &ite%eeale.Ei se respin

si determina presi"nea a%"l"i electronic.Aceasta stare poarta n"mele dedeenerare.

Presi"nea partiala a a%"l"i electronic deenerat impiedica comprimarea incontin"are

a stelei c5iar si at"nci cand ea s$a racit complet.Re%"ltat"l t"t"ror acestor

procese es$

te o ministea s"pradensa!n"mita ''pitica al(a''.Ea reecta o l"mina al($al(astr"ie si "ne$

ori poate incon/"rata de o ne("loasa inelara stral"citoare3o mica parte ain&elis"l"i stelar care la comprimarea "riasei rosii a #ost respinsa4.Reactiilen"cleare odata inc5eia$

te!pitica al(a se raceste treptat de$a l"n"l a miliarde de ani!de&enind totmai int"ne$

coasa!si pana la "rma in&i%i(ila.

Prima pitica al(a descoperita a #ost Siri"s 8 in constelatia Cainele Mare.Pe(a%a o($


9/12

ser&atiilor s$a calc"lat densitatea medie a acestei stele ca ind de+?,Bcm.Aceasta densitate #oarte mare se e*plica prin deposedareaatomilor de in&elis"l lor de electroni

care oc"pa m"lt spati"!ramanand lipiti "n"l de alt"l!n"cle" lana n"cle".

• E&ol"tia stelelor c" masa mai mare decat masa Soarel"i

Pentr" stelele c" masa mare !ra&itatia!in c"rs"l proces"l"i de racire!atine&alori atat

de mari incat presi"nea a%"l"i electronic deenerat n" mai este s"cientapentr" crea$

rea "nei stari de ec5ili(r".In acest #el stea"a de&ine insta(ila.Strat"rile eie*terioare in$

cep sa se pra("seasca spre interior"l stelei.Incep sa se prod"ca reactii princare este a(sor(ita enerie.Protonii din n"cleele atomice atraelectronii!de&enind ne"troni.N"cle$

ele comple*e se spar@apar partic"le elementare care in conditii normale s$arde%intera

de indata!dar care!in cadr"l s"(stantei stelare s"perdense!s"nt impiedicate

sa o #aca.

Odata inter&enita insta(ilitatea!s"(stanta respecti&a atine intr$o %ecime desec"nda

densitatea n"cle"l"i atomic! adica 0,, de miliarde Bcm.Dacamasa astr"l"i n" depa$

seste de mai m"lt de do"a ori masa Soarel"i!compresia se opreste de indatace s$a atins

aceasta densitate.Stea"a de&ine #oarte mica!diametr"l ei nedepasind 0,$?,Bm.Acest

stadi" de e&ol"tie poarta n"mele de stea ne"tronica.

Stelele c" masa m"lt mai mare decat Soarele de&in insta(ile in timp"lproces"l"i de


10/12

comprimare!declansand"$se reactii in lant care a" ca re%"ltat e*plo%iaastr"l"i.Proces"l

poarta n"mele de s"perno&a.E*plo%ia d"rea%a cate&a l"ni!timp in carestea"a m"ri("nda

stral"ceste mai p"ternic decat ala*ii intrei!ind &i%i(ila "neori si in timp"l%ilei.No&ele

si s"perno&ele s"nt cele mai &iolente procese care a" loc in spati".

Prima s"perno&a mentionata in istorie este ''stea"a no"a'' apar"ta in 0,6si o(ser&ata

de astronomii c5ine%i.Pe (a%a calc"lelor si a o(ser&atiilor recente s$a sta(ilitca stea"a

e*plodata #acea parte din constelatia Ta"r"l.In pre%ent ne("loasa Cra("l este#ormata

din rest"rile acestei catastro#e cosmice.Alte do"a #enomene asemanatoarea" #ost "lte$

rior o(ser&ate de astronom"l dane% T)c5o 8ra5e in 06


11/12

mai rele decat er"l.Pe de alta parte!"nda de soc a s"perno&ei careintersectea%a "n

nor de materie interstelara poate da imp"ls"l necesar proces"l"i decondensare.Ast#el!

moartea "nei stele poate da nastere "neia noi.

E*ista o teorie pentr" stelele c" masa de peste 0,, mase solare carepres"p"ne ca

in timp"l colaps"l"i #orta ra&itationala atine &alori imense care pro&oacapra("sirea

stelei in ea insasi.Ast#el toata masa stelei este red"sa la "n p"nct iarra&itatia este

atat de mare incat nici #otonii n" mai pot scapa atractiei ra&itationale.Se#ormea%a in

acest mod o a"ra neara!stea care se mani#esta doar prin campra&itational si moment

cinetic.Acest model teoretic castia tot mai m"lt teren in "ltima &reme sieste #olosit

pentr" e*plicarea "nor anomalii o(ser&ate.Inca n" a #ost detectata nici o

a"ra neara

dar re%"ltat"l neati& se poate e*plica prin lipsa emisiei de radiatieelectromanetica a

#ostei stele.

9a"rile nere!>"asarii!p"lsarii!antimateria si claricarea 8i$8an"l"i s"ntdirectiile

ma/ore din astro%ica moderna.

• (i(liorae

$enciclopedia Encarta +,,,

$Daniel Cocor"$+, de stiinte ale secol"l"i GG$Edit"ra Al(atros!8"c"resti!012,

$Helm"t Hoin$Cosmos"l dintr$o pri&ire$Edit"ra Politica!8"c"resti!0126


12/12

Plasma in Natura.elemente de Astrofizica

Documents

Transcript of Plasma in Natura.elemente de Astrofizica