T.Redzhe "Etyudy o Vselennoi", Mir/NiT<< 2.2. Vvedenie v astrofiziku | Oglavlenie | 2.4. Yupiter i Saturn >>
2.3. Sverhnovye
"Zvezda-gost'ya", poyavivshayasya v 1054 g.
V 1054 g. v sozvezdii Tel'ca byla obnaruzhena yarchaishaya zvezda, prevoshodivshaya po svetimosti kak zvezdy s postoyannymi harakteristikami, tak i planety. Kogda ee yarkost' dostigla maksimuma, ona byla vidna dazhe sredi bela dnya. K schast'yu dlya nas, prilezhnye kitaiskie astronomy toi epohi podrobno, obrashaya vnimanie na vsevozmozhnye detali, opisali uvidennoe imi yavlenie. Spustya neskol'ko mesyacev ot novoi zvezdy ne ostalos' i sleda (po krainei mere vidimogo nevooruzhennym glazom). Kitaicy narekli ee zvezdoi-gost'ei, kak nazyvali lyubye skorotechnye nebesnye yavleniya (naprimer, poyavlenie komety).
Zvezda-gost'ya kitaicev ne byla kometoi. V 1731 g. odin astronom-lyubitel' v Shotlandii vpervye uvidel strannuyu tumannost' v oblasti sozvezdiya Tel'ca. Cherez neskol'ko desyatkov let francuzskii astronom Mess'e sostavil svoi znamenityi katalog, kotoryi nachinalsya kak raz s etogo strannogo ob'ekta (a imenno, M1), nazyvaemogo Krabovidnoi tumannost'yu (po-angliiski Crab Nebula). Zdes' ya ne budu ostanavlivat'sya na istorii nauchnyh poiskov, kotorye priveli k ponimaniyu togo, chto Krabovidnaya tumannost' – eto ostatok posle gigantskogo vzryva, vosprinyatogo kitaicami kak poyavlenie toi samoi znamenitoi "zvezdy-gost'i".
Evolyuciya zvezd
Eti interesnye i vpechatlyayushie prirodnye ob'ekty vse zhe zasluzhivayut bolee podrobnogo obsuzhdeniya i opisaniya. Svoyu energiyu zvezda poluchaet, postepenno prevrashaya vodorod v bolee tyazhelye elementy (gelii, uglerod, kislorod, neon i drugie) s pomosh'yu slozhnoi cepochki termoyadernyh reakcii, proishodyashih v ee nedrah. V deistvitel'nosti tol'ko 0,7% obshei massy prevrashaetsya v energiyu soglasno znamenitoi formule Einshteina E = mc2. Prevrasheniya prekrashayutsya, kogda zakanchivaetsya sintez zheleza, inertnogo veshestva v "atomnom peple".
Nado imet' v vidu, chto zvezda s bol'shoi massoi szhigaet svoe goryuchee namnogo bystree, chem legkaya zvezda. Tak, naprimer, massa Siriusa vdvoe prevyshaet massu Solnca, no ego svetimost' v 28 raz bol'she. Zapasy goryuchego Siriusa budut ischerpany gorazdo ran'she, chem u Solnca. Takie prostye ocenki na samom dele yavlyayutsya slishkom uproshennymi, tak kak v konce svoei zhizni zvezda perezhivaet periody neustoichivosti, kogda rashod goryuchego stremitel'no vozrastaet, i ee zhizn' ukorachivaetsya. V sluchae Solnca takaya stadiya nastupit primerno cherez 5 mlrd. let.
Esli by vdrug, kak po volshebstvu, prekratilis' reakcii, proishodyashie v nedrah obychnoi zvezdy, nam prishlos' by zhdat' neskol'ko millionov let, chtoby zametit' kakoe-to izmenenie. Samyi paradoksal'nyi effekt sostoyal by v tom, chto umen'shilis' razmery zvezdy i odnovremenno uvelichilas' ee temperatura. Delo v tom, chto ob'em, zanimaemyi zvezdoi, opredelyaetsya ee vnutrennim teplom, pri etom davlenie gaza i izlucheniya kompensiruet stremlenie k gravitacionnomu kollapsu. Pogasiv zvezdu, my uberem edinstvennoe prepyatstvie, sderzhivayushee gravitacionnuyu silu, i zvezda sozhmetsya pod deistviem sobstvennogo vesa. No vsem izvestno, chto pri szhatii gaz nagrevaetsya (my vse kogda-nibud' pol'zovalis' velosipednym nasosom); to zhe yavlenie proishodit i v zvezdah.
Gravitacionnyi kollaps
Kak my uzhe govorili, zhelezo predstavlyaet soboi inertnoe po otnosheniyu k yadernym reakciyam veshestvo. Kogda v central'noi oblasti massivnoi zvezdy akkumuliruetsya dostatochnoe kolichestvo zheleza, termoyadernye reakcii prekrashayutsya i nachinaetsya kollaps. Vnachale etot process protekaet ochen' medlenno i proyavlyaetsya v postepennom povyshenii temperatury. Pri opredelennoi temperature stanovitsya vozmozhnym prevrashenie proton elektronnoi pary v paru neitron – neitrino. Neitrino, edva poyavivshis', pokidayut zvezdu, unosya energiyu. V dal'neishem kollaps uskoryaetsya i temperatura uvelichivaetsya do teh por, poka zhelezo ne nachnet raspadat'sya, pogloshaya dal'she energiyu central'nogo yadra zvezdy. Konechnym itogom etih processov (temperatura uzhe dostigaet neskol'kih milliardov gradusov, proishodit "neitronizaciya" veshestva) budet prevrashenie pochti vseh elektronov i protonov v neitrony i neitrino.
Za neskol'ko sekund central'noe yadro kollapsiruet v sil'no szhatoe sostoyanie (neitronnuyu zvezdu, ili pul'sar), v kotorom plotnost' mozhet dostigat' znachenii, v desyatki trillionov raz prevyshayushih plotnost' vody. Lozhka, sdelannaya iz takogo sverhplotnogo materiala, soderzhala by stol'ko zhe veshestva, skol'ko ego v celoi gore. Vsya massa Solnca zanimala by ob'em, sravnimyi s razmerami goroda. V zavisimosti ot razmerov i struktury zvezdy process szhatiya libo prekratitsya na stadii neitronnoi zvezdy, libo poidet dal'she – do stadii chernoi dyry.
Pri obrazovanii pul'sara energiya szhatiya budet peredavat'sya vneshnei obolochke, fakticheski eshe ne nachavshei padat' v napravlenii k centru (k etomu vremeni proidet vsego lish' neskol'ko sekund). Eta obolochka nagreetsya do temperatury v milliardy gradusov i budet otbroshena proch' bol'shim davleniem izlucheniya (a takzhe potokom neitrino) so skorost'yu v tysyachi kilometrov v sekundu. Vneshnii nablyudatel' uvidel by pochti mgnovennoe prevrashenie zvezdy v ognennyi shar, stremitel'no rasshiryayushiisya i unichtozhayushii vse na svoem puti.
Kogda yarkost' ee dostigaet maksimuma, svetimost' zvezdy mozhet prevysit' pervonachal'nuyu v milliardy raz. Krabovidnaya tumannost' kak raz sostoit iz ostatkov takoi vzorvavsheisya zvezdy, kotorye prodolzhayut rasprostranyat'sya v prostranstve i zanimayut v nastoyashee vremya oblast' diametrom v neskol'ko svetovyh let.
Pul'sary
V centre etoi tumannosti vse eshe mozhno razlichit' zvezdochku, kotoraya schitaetsya pul'sarom, ostavshimsya posle vzryva, Vblizi ona vyglyadela by kak pochti ideal'nyi shar, sostoyashii iz sverhplotnogo veshestva (neitronnoi zhidkosti) i vrashayushiisya vokrug svoei osi s ochen' vysokoi skorost'yu (svyshe 30 oborotov v sekundu). Imeetsya zapretnoe na samoi zvezde sil'neishee magnitnoe pole (v trilliony raz bol'she magnitnogo polya Zemli), kotoroe uvlekaetsya vrasheniem pul'sara. Eto pole, vzaimodeistvuya s plazmoi, okruzhayushei zvezdu, peredaet ei energiyu vrasheniya, chto privodit k vnushitel'nym effektam. Vsya sistema vedet sebya prakticheski kak vrashayushayasya fara, izluchayushaya svet so vsemi dlinami voln, ot radiovoln do rentgenovskih luchei. Nablyudatelyu na Zemle kazhetsya, chto pul'sar izluchaet ochen' korotkie vspyshki sveta, razdelennye odnoi tridcatoi sekundy (period obrasheniya), otchego proizoshlo samo nazvanie "pul'sar". Vpervye pul'sar nablyudal H'yuish v 1967 g.
Lokal'nye effekty, svyazannye so sverhnovymi
Vozmozhno li, chto Solnce vdrug reshit effektno prekratit' svoe sushestvovanie, vspyhnuv sverhnovoi i navsegda vycherknuv nas iz Vselennoi? Rech' idet ob ochen' maloveroyatnom sobytii, hotya i vozmozhnom. Deistvitel'no, dlya sinteza zheleza i obespecheniya bol'shih gravitacionnyh sil, neobhodimyh dlya kollapsa, trebuetsya zvezda bol'shoi massy. Esli by blizko raspolozhennaya zvezda, naprimer Sirius, vzorvalas' kak sverhnovaya, my navernyaka pochuvstvovali by kakie-to posledstviya, skoree vsego otricatel'nye. Vzryv privel by k tomu, chto v okruzhayushee prostranstvo bylo vybrosheno bol'shoe kolichestvo kosmicheskih luchei; pri etom nablyudalis' by intensivnye radiopomehi. Krome togo, sverhnovaya sdelala by nashi nochi svetlymi, kak den', chto vyzvalo by na Zemle ekologicheskie narusheniya.
Spektakl' poluchilsya by uvlekatel'nym, no ne lishennym opasnostei. V predelah Galaktiki v srednem odna sverhnovaya vzryvaetsya raz v trista let. Astronomy vsegda nacheku v nadezhde uvidet' ob'ekty takogo tipa v nachal'noi, samoi interesnoi, stadii. No mozhno bez osobogo truda obnaruzhit' sverhnovye v sosednih galaktikah; rech' idet o sobytii ne stol' uzh redkom. V etom sluchae sverhnovye mozhno ispol'zovat' takzhe i dlya gruboi ocenki rasstoyaniya do galaktiki, v kotoroi oni nahodyatsya.
Nakonec, sushestvuyut ukazaniya na to, chto chast' veshestva, iz kotorogo sostoit Solnechnaya sistema, ostalas' ot vzryva sverhnovoi v dalekom proshlom. Uzhe govorilos', chto vneshnyaya obolochka zvezdy, buduchi otbroshena proch' s ochen' vysokoi skorost'yu, vedet sebya kak "kosmicheskaya metla", smetaya vse ostatki veshestva (mezhzvezdnye pyl' i gaz), vstrechayushiesya na ee puti. Vremenami eto veshestvo szhimaetsya nastol'ko, chto nastupaet gravitacionnaya neustoichivost', i ono kondensiruetsya v novye zvezdy. Pohozhe, chto nashe Solnce rodilos' imenno takim obrazom. Itak, my uchastvuem v nepreryvnom ciklicheskom processe vzaimnogo prevrasheniya zvezd i mezhzvezdnogo veshestva, postoyanno obogashayushegosya i menyayushegosya pod vliyaniem vzryvov sverhnovyh.
Tol'ko tomu, kto nablyudaet nebo poverhnostno, s pomosh'yu nesovershennyh priborov, Vselennaya mozhet pokazat'sya mestom tihim i spokoinym. Na samom dele my dolzhny byt' blagodarny sud'be za to, chto zhivem ryadom so skromnoi tret'estepennoi zvezdoi, spokoinym solnyshkom bez pretenzii, nahodyashimsya na periferii, no zato nadezhnym na blizhaishie pyat' milliardov let. A tam posmotrim.
<< 2.2. Vvedenie v astrofiziku | Oglavlenie | 2.4. Yupiter i Saturn >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
Galileo Galilei - solnechnaya sistema - kosmogoniya - astrofizika - Obshaya teoriya otnositel'nosti - elektroslaboe vzaimodeistvie - elementarnye chasticy
Publikacii so slovami: Galileo Galilei - solnechnaya sistema - kosmogoniya - astrofizika - Obshaya teoriya otnositel'nosti - elektroslaboe vzaimodeistvie - elementarnye chasticy | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
