Анатолий Томилин - Занимательно об астрономии

Конкурирующая гипотеза родилась сравнительно недавно. Ее сторонники — сотрудники Бюраканской астрофизической обсерватории во главе с нашим современником, академиком В. А. Амбарцумяном. Они предполагают, что звезды рождаются не из разреженной, а, наоборот, из сверхплотной «дозвездной» материи. Это тоже протозвезды, но обладающие плотностью вещества, состоящего из одних атомных ядер. И хотя противники этой гипотезы старательно запихивают в ее колеса палки потолще в виде каверзных вопросов, в 1963 году были открыты удивительные квазары, сильно поднявшие акции бюраканцев.

Помогло и открытие колоссального взрыва в Галактике М82. Произошел он примерно миллиона полтора лет назад — совсем недавно — и настойчиво свидетельствует о возможности существования в ядрах некоторых галактик особого сверхплотного состояния вещества. А это предположение уж и вовсе наводит на серьезное отношение к высказанной гипотезе. Значительно более серьезное, чем этого хотелось бы сторонникам «газа и пыли».

«Камнем преткновения работы Рессела и работ всех астрофизиков, занимавшихся изучением строения звезд и звездной эволюции в двадцатых-тридцатых годах нашего столетия, был неизвестный источник звездной энергии», — пишет О. Струве в своей книге «Астрономия XX века». Никто не сомневался, что подсчитать энергию, выделяющуюся при ядерных процессах, можно по формуле эквивалентности массы и энергии, выведенной Эйнштейном: Е = МС 2. Но как именно? Если верить формуле, то в ходе эволюции звезда должна терять значительную часть своей массы, «худеть». А этого, по наблюдениям, не происходило.

Короче говоря, вопрос об источнике звездной энергии рыбьей костью застрял в горле науки. Требовалось срочное вмешательство. И вот на проблему сомкнутыми рядами двинулись теоретики: представители астрономии и физики. Пожалуй, нет ни одного выдающегося ученого, который не отдал бы дань этому вопросу: Ландау и Шайн в СССР, в США — Гамов и Шварцшильд, в Англии — Хойл, в Индии — Чандрасекхар… Чтобы не подвергать искушению терпеливого читателя, автор прервет список. Тем более что эрудиция его в данном вопросе уже вне подозрений.

Теоретики во что бы то ни стало хотели «найти правдоподобные процессы, которые в ходе звездной эволюции приводили бы к наблюдаемому распределению звезд на диаграмме Герцшпрунга — Рессела» и удовлетворительно объясняли бы скорость образования солнечной (а следовательно, и вообще звездной) энергии без существенной потери массы. Теории и идеи следовали друг за другом. К 1939 году накопилось столько материала, что сотрудник Корнеллского университета (США) немецкий физик Г. Бете смог дать, наконец, окончательное решение. Он установил все реакции углеродно-азотного цикла, при котором в условиях адской температуры (13 миллионов градусов в центре Солнца) четыре атома водорода соединяются, образуя один атом гелия. Этот процесс освобождает действительно такое большое количество энергии, что на ближайшие 10 миллиардов лет человечество может быть вполне спокойно за судьбу собственного светила.

По мере «выгорания» водорода в центральной части светила оно само начинает перемещаться по диаграмме и сходит с главной последовательности в правую сторону. Быстрее всего это проделывают звезды, обладающие большой массой, рыхлые, с разреженной атмосферой.

Звезды-карлики значительно долговечнее. Поэтому наше Солнце, несмотря на свой почтенный возраст (ему примерно 6 миллиардов лет), все еще находится на главной последовательности и может считаться «зрелым и полным сил».

Чем меньше водорода остается в центре звезды, тем выше становится ее температура, увеличивается молекулярный вес звездного вещества и термоядерные реакции бурлят сильнее. Звезда становится прозрачнее. И с Земли мы замечаем, как растет при этом светимость звезды. Если бы нам удалось встретиться с этаким космическим Агасфером — парнем, которому лет миллиард, — он наверняка, в отличие от знакомых нам стариков, рассказал бы, что Солнце с возрастом стало сиять ярче. Это утверждение не расходится с мнением современных ученых: за последний миллиард лет светимость Солнца должна увеличиться на 20 процентов.

Когда же водорода в ядре звезды останется не более одного процента, термоядерные реакции гелиевого синтеза больше не смогут поддерживать температуру, а значит, и давление в ее центре. Тогда равновесие снова нарушается и звезда опять начинает сжиматься. Сжатие подогревает выдохшееся светило. Центральная часть звезды уплотняется. Ее вещество превращается в «гущу», состоящую из одних гелиевых ядер. Теперь термоядерная реакция продолжается в более внешних слоях. И от этого звезда начинает увеличиваться в объеме. Светимость ее стремительно нарастает. Спокойное светило словно распухает, превращаясь в красного гиганта.