Звезды, их образование, развитие и виды2
Звезды, их образование, развитие и виды 2
Типичным примером вырожденного карлика е спутник самой яркой звезды земного неба - Сириуса - Сириус В. Кстати, Сириус В стал первым представителем класса вырожденных зрение, обнаруженным астрономами ...
Итак, звезды с массой, не превосходит 1,4 массы Солнца, после выгорания водорода превращаются в белых карликов. Если же масса звезды, которая завершает свой жизненный путь, больше 1,4 массы Солнца, то сжатие на стадии вырожденного карлика не останавливается, под действием сил притяжения оно продолжается. Возникает так называемый гравитационный коллапс - безудержное падение вещества звезды к ее центру.
На этом этапе может произойти мощный взрыв звезды - уже известный нам вспышка сверхновой. При этом остаток звезды, разразившегося может образовать объект, в недрах которого под действием колоссального давления электроны окажутся «вдрукованимы» в протоны. Протоны превратятся в нейтроны.
Нейтронная звезда - компактное, чрезвычайно плотное тело диаметром всего около 15-20 км. Средняя плотность вещества таких звезд достигает чудовищной величины - 10м грамм в кубическом сантиметре. Это плотность ядерного вещества. Нейтронная звезда - это вроде увеличено многократно атомное ядро.
Интересно, что существование нейтронных звезд было теоретически предсказано еще в довоенные годы выдающимся советским ученым академиком Л. Д. Ландау. Но обнаружить их удалось только в 1967 г. по необычному импульсным излучением.
Выяснилось, что генераторами этого излучения являются нейтронные звезды быстро вращаются. Если нейтронная звезда излучает в радиодиапазоне, то порожденный ею радиопроминь описывать периодические круги в пространстве, как луч маяка, что вращается. И каждое прохождения такого луча через антенну радиотелескопа будет зарегистрировано как отдельный импульс ...
Вернемся, однако, к эволюции умирающей звезды. В тех случаях, когда масса нейтронного одышка превышает 3-4 массы Солнца, теория утверждает, что гравитационное сжатие должно продолжаться. И в результате коллапса образуется черная дыра.
Методические соображения. Теперь известно несколько космических объектов, которые предположительно отождествляются с черными дырами подобного типа. Однако полной уверенности в этом пока нет, поскольку физические явления, связанные с «подозреваемыми» объектами, могут иметь и другие объяснения. По мнению некоторых ученых, образование черных дыр вследствие умирания массивных звезд, если и происходит, то во всяком случае достаточно редко.
«Зоря, - пишет академик В. Л. Гинзбург, - может закончить свой жизненный путь одним из четырех способов: взорваться до последнего, превратиться в белый карлик или нейтронную звезду и, наконец, стать черной дырой. Возможно, и некоторые известные по литературе расчеты подкрепляют это предположение, что конечное состояние в форме чврнои дыры достигается лишь за редким стечением условий и параметров » '.
Вспышка сверхновой. Среди явлений, происходящих в звездных мирах, одним из самых грандиозных являются так называемые вспышки сверхновых звезд.
В соответствии с современными теоретическими представлениями подобные вспышки возникают на завершающем этапе существования достаточно массивной звезды при переходе от стадии белого карлика до стадии нейтронной звезды или черной дыры.
В 1758 году французский астроном Шарль Мессье, занимавшийся поисками комет, обнаружил в созвездии Тельца туманную светящуюся пятно, которое он принял за неизвестную комету. Однако позже выяснилось, что в отличие от комет, которые перемещаются среди звезд, эта туманность продолжает оставаться на одном и том же месте. С появлением более мощных телескопов удалось рассмотреть ее подробнее. Оказалось, что туманность имеет довольно причудливую форму, чем-то напоминает гигантского фантастического краба с многочисленными клешнями. В связи с этим туманность получила название Крабовидной.
Позже выяснилось, что газы, входящие в состав Крабовидной туманности, разлетаются по радиальным направлениям от определенного центра со скоростью примерно 100 км / с. Это означало, что около 900 лет назад все вещество Крабовидной туманности была сконцентрирована в одном месте. Что же произошло в этом районе неба в начале второго тысячелетия нашей эры?
Ответ на этот вопрос был найден в китайских хрониках того времени. Как выяснилось, в 1054 году в созвездии Тельца вспыхнула необычайно яркая звезда. Она светила так сильно, что в течение трех недель она была хорошо видна на дневном небе при свете Солнца. Затем звезда угасла, а на месте вспышки образовалась газовая туманность, что и получила впоследствии название Крабовидной.
Из этого видно, что речь идет именно о вспышке сверхновой звезды. Правда, это название не совсем точно отражало суть дела, поскольку «вспыхивают» звезды, которые существовали и до этого, но имели столь низкую светимость, что их нельзя было наблюдать теми средствами, которые в прошлые времена были в распоряжении астрономов. В итоге же вспышки они становились хорошо заметны даже невооруженным глазом. Невольно создавалось впечатление, что появилась новая звезда.
Вспышки сверхновых развиваются сравнительно быстро - в среднем в течение 10 дней, после чего блеск начинал постепенно уменьшаться. Выделяется огромное количество энергии: от 1049 до 1051 эрг. Такое количество энергии Солнце излучает за миллиарды лет. А в максимуме блеска «сверхновая» звезда светит как несколько миллиардов Солнц! Как показывают наблюдения и расчеты, во время такого вспышки значительная часть массы звезды разлетается в разных направлениях со скоростью до 20 000 км / с. Центральная же часть «сверхновой» сжимается и превращается в очень маленькую нейтронную звезду, имеет колоссальную плотность.
Что касается физического механизма, который вызывает вспышки «сверхновых» зрение, то он пока остается неясным. Подобные вспышки - весьма редкое явление, поэтому их трудно изучать. Например, в нашей Галактике насчитывается всего лишь 300 остатков «сверхновых» звезд.
Как показали расчеты, сделанные астрономами, в среднем в каждой галактике одна вспышка «сверхновой» происходит примерно один раз в 360 лет. Но фактически такие вспышки могут происходить и чаще. Да. установлено, что за последнюю тысячу лет в нашей Галактике произошло примерно 5 подобных вспышек.
И все же явление это довольно редкое. Вот почему столь пристальное внимание астрономов привлек вспышка сверхновой, обнаруженной канадским астрономом Я. Шелтаном 24 февраля 1987 Вспышка этот произошел в одной из ближайших к нам галактик - Большом Магеллановом Облаке, расположенной от нас на расстоянии около 180 тыс. световых лет (расстояние за космическими масштабами сравнительно невелика).
Незадолго до открытия сверхновой в оптическом диапазоне нейтрино детекторы, расположенные в различных пунктах земного шара зарегистрировали заметное усиление потока нейтрино, приходящие на нашу планету из космического пространства.
В последующие дни, недели и месяцы астрофизики имели уникальную возможность последовательно наблюдать развитие этого редкого космического явления. Наблюдения проводились не только наземными обсерваториями, но и с помощью аппаратуры, установленной на астрофизической модули «Квант», пристыкованному к советской орбитальной станции «Мир».
Полученные данные представляют огромную научную ценность. Они дают возможность сравнить теоретические представления о физическом «механизм» вспышек сверхновых звезд с фактическим развитием этого явления. В перспективе обработка результатов проведенных наблюдений и их анализ позволят уточнить существующую теоретическую модель подобных вспышек.