Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Звезда испускает плотный поток вещества. Астрономы называют его звездным ветром , это как солнечный ветер на стероидах. Ветер от красных гигантов может быть очень плотным, унося в тысячи раз больше газа, чем раньше, до того, как в ядре звезды произошло вырождение; плотность этого потока может быть настолько большой, что наружные слои звезды могут полностью исчезнуть всего за несколько тысяч лет. За этот короткий по сравнению с продолжительностью жизни звезды промежуток она теряет до половины своей массы.

Когда такое происходит, ее вырожденное ядро обнажается и она становится белым карликом . Несмотря на то что в нем может быть заключена масса целой звезды, белый карлик такой плотный, что размерами не превышает Земли. Силы тяготения на поверхности сложно представить, они в сотни, тысячи раз сильнее, чем земные. Примерно несколько кубических сантиметров вещества белого карлика имели бы массу в несколько тонн , это все равно что спрессовать десятки автомобилей до размеров кубика сахара. Кроме того, белый карлик очень горячий, он раскален до температуры свыше сотни тысяч градусов.

После того как звездный ветер унес внешние слои звезды, этот шар сверхспрессованного, сверхгорячего вещества остается в центре расходящегося газового облака. Белый карлик настолько горячий, что испускает поток ультрафиолетового излучения, возбуждающего газ в улетающем ветре, вызывая его свечение. С Земли эти газовые облака выглядят бледными, призрачными дисками, светящимися характерным зеленым цветом, потому что содержат кислород. Астрономы называют их планетарными туманностями , потому что в окуляре телескопа они похожи на далекие планеты, но такой термин неверен: это последние вздохи звезд со средней массой, и однажды наступит черед Солнца пройти через подобный этап (сделав жизнь здесь, на Земле, очень неприятной; к вашему сведению, дальше этому будет посвящена отдельная глава).

С этого момента, однако, жизнь звезды становится довольно скучной. В конце концов газовое облако улетает, полностью рассеиваясь и смешиваясь с холодным газом, существующим в межзвездном пространстве. В течение миллиардов лет белый карлик остывает, тускнеет и просто гаснет.

Но для некоторых белых карликов история на этом не заканчивается.

Примерно половина всех звезд на небе являются частью двойных или множественных звездных систем; это звезды, которые обращаются вокруг друг друга благодаря взаимным силам тяготения. Теперь представьте такую систему с двумя звездами на общей орбите. Обе имеют массу, приблизительно равную массе Солнца. Одна стареет немного быстрее, чем другая; возможно, она чуть более массивна, чем ее компаньонка, поэтому ядерный синтез в ней происходит чуть интенсивнее. Она превращается в красного гиганта, сбрасывает свои внешние оболочки и становится плотным белым карликом, состоящим из гелия.

Со временем и вторая звезда начинает проходить через те же этапы. Но, когда она раздувается, превращаясь в красного гиганта, ее компаньонка уже стала белым карликом с более сильной гравитацией. Если карлик находится достаточно близко к образовавшемуся красному гиганту, благодаря своей мощной гравитационной тяге он может фактически стаскивать вещество со второй звезды, буквально пожирая его. Этот газ, который практически весь является водородом, оседает на поверхности белого карлика и накапливается, как снег на земле.

С этого момента ситуация становится опасной. Силы тяготения белого карлика поразительно мощные, они неимоверно сдавливают массу, оседающую на его поверхности. Если вещество переносится на поверхность слишком быстро, оно скапливается в одном месте, и давление там возрастает до критической точки. Ядра водорода в этой куче мгновенно сливаются, детонируя как термоядерная бомба, только бомба мощностью в 100 000 раз больше, чем вся излучаемая энергия Солнца.

Колоссальная вспышка — и накопившееся вещество сдувает с поверхности звезды, несмотря на мощные силы тяготения. Это как будто отрыжка после того, как вы поглотили слишком быстро и слишком много пищи, — давление на белом карлике спадает, и после того, как все успокоилось, вещество начинает накапливаться вновь, и запускается новый цикл.

В человеческих масштабах высвобождаемая энергия колоссальна, но все равно она меньше, чем при вспышке сверхновой, и это событие называется просто новой . Взрыв практически никак не влияет на белого карлика — количество материи, сдуваемой во время этого события, всего в несколько сотен раз больше массы Земли [25] Обратите внимание на слово «всего». Астрономия легко обращает в пыль наше понимание масштаба. Для нас масса Земли может казаться огромной, но это всего лишь одна миллионная доля массы белого карлика. , то есть гораздо, гораздо меньше, чем масса звезды, и, следовательно, цикл может повторяться до тех пор, пока красный гигант питает белого карлика.