Игорь Ярмизин - Человек перед Вселенной. Космос и картина мира

Умирающая звезда в последние моменты жизни уничтожает вокруг себя все. А немногие уцелевшие планеты, не связанные уже ни гравитацией, ни своими «обязательствами» в рамках Солнечной системы, разбредутся кто куда в галактические дали. Такова их судьба. Они станут подобны ронинам – японским самураям, лишившимся покровительства своего сюзерена или не сумевшим уберечь его от смерти. Вечные одинокие скитальцы, утратившие свое положение и уважение в обществе.

Белый карлик

Итак, радиус Солнца уменьшится в 100 раз, а светимость – в 10000 раз! Зато плотность увеличится в миллион раз. Вот что такое «белый карлик». Название связано с белым цветом первых открытых объектов данного типа. Их очень много, – до 10% от общего количества звезд в галактике. И живут они очень долго, – примерно 100 миллиардов лет, в 8 раз дольше, чем нынешнее время существования Вселенной.

Такова жизнь и смерть таких, во всех отношениях «средненьких» звезд. Все тихо, спокойно, пристойно как-то. Живут долго, умирают в старости и без каких-либо эксцессов. Все по расписанию. Это такие травоядные Космоса.

Тут следует, однако, сделать одну оговорку. В прекрасной песне «Вершина» говорится, что «в горах ненадежны ни камень, ни лед, ни скала». В Космосе все обстоит аналогичным образом. Вот мы только похвалили белые карлики за стабильность, надежность и тут же спохватились: не такие уж они «положительные». Иногда даже взрываются. Тут у ученых возникает много вопросов, но на данный момент ситуация выглядит следующим образом: не во всех случаях покой гарантирован. Иногда нечто заставляет мирно почивавшего карлика очень резко набрать массу и перешагнуть предел Чандрасекара (по имени индийского ученого, вычислившего его), – 1,44 солнечной массы. После чего следует взрыв, называемый взрывом сверхновой I типа. Что такое это «нечто»? Это может быть вторая звезда в двойной системе, у которой карлик «ворует» материю. Или же столкновение двух «карликов». Звезда после такого взрыва полностью прекращает свое существование. Как минимум одна из двух. На ее месте остается горячее и светящееся облако из множества тяжелых элементов и раскаленной плазмы, которое продолжает сиять еще несколько тысяч лет перед тем, как полностью остынет и угаснет.

Бывает и по-другому. После столкновения суммарная масса укладывается в диапазон 1,5—3 солнечных масс, – ровно столько, сколько надо для образования нейтронной звезды. Это один из вариантов, хотя и не самый главный, образования нейтронных звезд.

Нейтронные звезды (пульсары)

Поначалу это обычные звезды, но значительно более массивные, нежели Солнце. Светят ярко, живут недолго. Однако после смерти их ждет другая жизнь, бурная и удивительная.

Нейтронная звезда пожирает обычную

Переход к ней вкратце выглядит так. Ядро звезды, о котором мы говорили, не превращается в холодного белого карлика, а продолжает сжиматься, пока материя не достигнет невообразимой плотности. Причина – большая масса, а значит, и большая гравитация. Если она превышает определенный предел, то сжатие продолжится, и в конце концов объект превратится в черную дыру (о них мы еще поговорим), а если нет, то сжатие останавливается, и возникает нейтронная звезда. Существует предел Оппенгеймера – Волкова, перейдя который начинает формироваться нейтронная звезда: 1,5 – 3 массы Солнца для остатка звезды после взрыва сверхновой или 25 – 30 масс для изначальной звезды.

Многие астрономы считают нейтронные звезды самыми интересными космическими объектами. Почему? Просто в них все физические параметры доведены до сверхэкстремальных значений, и все же продолжают существовать. В отличие от черных дыр, в которых, например, магнитные поля исчезают.

Теперь коротко о рождении нейтронной звезды. Продолжая гореть и сжиматься, ядро коллапсирующей звезды накапливает слой за слоем все новые элементы. Вскоре оно уже представляет собой структуру вроде луковицы. Где каждый слой соответствует определенному этапу развития. Снаружи – водородная оболочка, под ней – слои гелия, углерода, кислорода, кремния. А в центре – ядро, состоящее из сжатого газообразного железа, разогретого до нескольких миллиардов градусов. Оно уже спрессовано настолько плотно, что чайная ложка его тяжелее, чем целая эскадра линейных кораблей, но по-прежнему продолжает сжиматься. Однако наступает момент, когда дальнейшее сжатие становится невозможным. Оболочка ядра превращается в непробиваемую стену, от которой отскакивает притягивающееся к центру вещество из верхних слоев. Притягивается или падает внутрь оно с колоссальной скоростью – тысячи километров в секунду. Потом – столкновение с непреодолимым барьером, и далее происходит колоссальной мощности внутренний взрыв, который вызывает обратную ударную волну, несущуюся сквозь все слои наружу. При этом материя чудовищно раскаляется. В центре звезды температура достигает 50 миллиардов градусов. Ударная волна доходит до оболочки, прожигает ее и фонтан раскаленного газа вырывается в космос с бешеной скоростью, – свыше 40 тысяч километров в секунду. Звезда ярко вспыхивает. Это и есть «взрыв сверхновой». Завораживающее зрелище. Буквально за мгновение выделяется больше энергии, чем производят триллионы триллионов остальных звезд во всей Вселенной.