TEORIJE

Pripremio: Zoran Janjušević

Kosmološke promene

Poreklo vode u Vasioni

Nova istraživanja potvrđuju česte nalaze vodenih oblaka u maglinama koje prethode rađanju novih zvezda. Prisustvo vode na planetama Sunčevog sistema odavno je poznato. Komete se sastoje iz prilično velikog procenta vode u obliku leda a meteori sadrže vodu u manjem obimu, ponekad samo u tragovima. Očigledno je da Vasiona krije znatne količine vode, mada je njena zastupljenost u odnosu na ostalu materiju sasvim neznatna.

Zemljina površina je, približno, sa dve trećine pokrivena okeanima, odnosno vodom. To su za čoveka neizmerne količine iako je njen udeo u odnosu na ostalu materiju koja sačinjava našu planetu vrlo mali. Bez obzira na ovakav zaključak, značaj vode za nastanak i održavanje života na Zemlji je nezamenljiv. Tačnije rečeno, najveći deo materije iz koje su sastavljeni živi organizmi čini voda. Kod ljudi taj procenat iznosi oko 70% ukupne težine organizma.

Iako je sveprisutna u našim životima, ni danas se ne zna njeno poreklo. Poznat je sastav: dva atoma vodonika i jedan atom kiseonika čine molekul vode ili, izraženo hemijskom formulom, H2O ("H" je hemijska oznaka vodonika a "O" kiseonika). Takođe, u nauci su proučene sve fizičke i hemijske osobine vode. Ali, odakle voda na Zemlji i uopšte u Vasioni, pitanje je na koje još uvek nema odgovora. Hipoteza koja sledi je pokušaj da se, u skladu sa otkrićima u kosmologiji, dobije odgovor na to pitanje, kroz proces formiranja sastavnih elemenata vode: vodonika i kiseonika.

Evolucija zvezdanih objekata

Po opšteprihvaćenoj teoriji, vodonik je stvoren na samom početku rađanja Vasione - Velikim praskom, iz guste mešavine elementarnih čestica. Saznanja upućuju da su se, pri vrlo visokim temperaturama, u stvorenoj mešavini formirali prvi atomi vodonika i manji broj atoma helijuma. Formiranje kiseonika je složeniji proces, vezan za životni ciklus zvezda i nuklearnu sintezu kao prateću pojavu. Ovo upućuje na potrebu razmatranja evolucije zvezda.

Veliki engleski astronom Fred Hojl objavio je, u prvoj polovini 20. veka, rad o evoluciji zvezdanih objekata u Vasioni, a kasnije i o nuklearnoj sintezi hemijskih elemenata težih od helijuma, koji se stvaraju tokom burne evolucije zvezda. Ove dve hipoteze su uskoro bile opšteprihvaćene i proverene brojnim astronomskim osmatranjem.

Hojl polazi od početnog stanja Vasione, kada su se formirali vodonik i deo helijuma. U tim primordijalnim oblacima materije (u ovom slučaju, vodonika i delom helijuma), zbog malog poremećaja u gustini materije i većeg gravitacionog privlačenja u tim tačkama, počele su da se formiraju loptaste stukture. Povećana koncentracija mase u novostvorenim strukturama ojačala je i gravitaciono dejstvo. Nastalo je sabijanje materije pri čemu su rasli pritisak i temperatura. Počeo je proces nuklearne fuzije (spajanja) četiri atoma vodonika u jedan atom helijuma, pri čemu se oslobađao veliki deo energije. Ta energija se delom trošila na zračenje a delom na obezbeđenje otpora sili gravitacije da bi se obustavilo dalje sabijanje materije. Ovo u isto vreme predstavlja i momenat rađanja nove zvezde: kada se potroši najveći deo vodonika, preostala fuzija ne može da obezbedi dovoljan potisak pa nastaje dalje sabijanje zvezdane mase. Temperatura ponovo raste uz povećanu emisiju elektromagnetnog zračenja. Dolazi do dvostrukog efekta: spoljni omotač zvezde se naglo širi (faza crvenog džina) dok se jezgro sabija. U središtu novostvorene zvezde počinju novi fuzioni procesi, sada helijuma, u lakše elemente, uključujući i kiseonik.

Beli patuljak, crveni džin, crni patuljak

Vasiona je pretežno naseljena binarnim tipom zvezda koji predstavlja više od polovine svih ostalih zvezdanih struktura. Binarne strukture sastoje se od dve zvezde pretežno nejednakih masa. U tom slučaju, masivnija zvezda brže stiže do strukture belog patuljka koji predstavlja jedan od završnih procesa evolucije, dok je drugi član tek u fazi crvenog džina. Površina belog patuljka je usijana (beli patuljak i dalje emituje elektromagnetne zrake) jer proces nuklearne fuzuje elemenata težih od vodonika i helijuma nije sasvim okončan. Kada se svi elementi nuklearnom sintezom pretvore u gvožđe, beli patuljak se pretvara u crnog patuljka, i to je završni čin nuklearne sinteze za tu veličinu zvezdanih objekata (masa manja od 1,4 Sunčeve mase, odnosno ispod Čandrasekarove granice).

Na površini belog patuljka, koja ima niču temperaturu i pritisak nego u središtu, još uvek se nalazi izvesna količina kiseonika koji se još nije fuzionisao u teže elemente. Drugi član binarnog sistema, koji je u fazi "crvenog džina", nastavlja sa širenjem. U jednom trenutku, njegov spoljašnji omotač, sastavljen pretežno od vodonika, dospeva u sferu gravitacionog privlačenja belog patuljka i pada na njegovu površinu. Tada dolazi do nagle i burne hemijske reakcije sjedinjavanja vodonika i kiseonika u vodu, što traje dok se ne potroše zalihe kiseonika ili vodonika. Ova reakcija na desetine hiljada puta povećava sjaj do tada skoro neprimetnog belog patuljka a na nebu se pojavljuje "nova" zvezda, kako se ta pojava tumačila pre otkrića belih patuljaka. Savremena astronomija ovu pojavu naziva "nova".

Burna reakcija koja prati rađanje "nove" je eksplozivnog karaktera, što za posledicu ima izbacivanje u okolni vasionski prostor preostalih lakših hemijskih elementa od gvožđa i velike količine usijane vodene pare. Vodena para se u hladnoj sredini vasione pretvara u čvrsti led. Taj led sada kruži Vasionom i ulazi u sastav novih maglina. Iz njih se vremenom rađaju zvezde druge i treće generacije, u koje spada i naše Sunce, a uz njih i prateće planete.

Ovo je jedna od verovatnih pretpostavki o formiranju voda u Vasioni. Savremena saznanja o pojavi "nove" su u skladu sa izloženom hipotezom: da li će ona biti potvrđena ili ostati samo kao hipoteza, zavisi od daljih otkrića uzroka koji dovode do pojave "nove" i posledica koje za sobom ostavlja.

Zoran Janjušević