Взрывающиеся солнца. Тайны сверхновых

Такое название он получил вот почему. Вещество перемешивается на орбите благодаря взаимным столкновениям частиц и атомов, так что в результате внутреннего трения часть его теряет энергию и опускается в сторону белого карлика. Эти порции вещества, медленно снижаясь по спирали, как бы накручиваются на маленькую звезду, и белый карлик постепенно растет за счет массы материала, наращиваемого его поверхностью (отсюда и название «аккреция», или «наращивание»).

Несмотря на то что водород в сердцевине В иссяк и В, расширяясь, переходит в стадию красного гиганта, внешние насквозь пористые слои звезды все еще почти сплошь состоят из водорода. И белый карлик А, у которого почти нет собственного водорода даже в наружных слоях, медленно, но верно собирает водород, отбирая его у своего компаньона.

Водород, достигающий поверхности белого карлика, снимается под влиянием большой поверхностной гравитации этой крошечной звезды и, как следствие, нагревается. Водорода поступает все больше и больше, и он начинает нагреваться. Постепенно температура достигает критической точки, при которой начинается водородный ядерный синтез, и поверхность белого карлика нагревается еще сильнее.

Наконец нагревание достигает такого уровня, что ядерная реакция вспыхивает уже и в диске аккреции. При этом возникает колоссальная вспышка света, сопровождаемая многими видами излучений, и верхние слои аккреционного диска выталкиваются за пределы гравитационного поля белого карлика.

Именно эту колоссальную вспышку света мы и видим с Земли как новую звезду, а часть аккреционного диска, отторгнутая при вспышке, — это облако пыли и газа, кольцом расходящееся вокруг постновой.

Процесс ядерного синтеза постепенно затихает, ядерная активность прекращается, и долгий период времени поверхность белого карлика остывает. Затем все начинается сначала, водород, утекая со звезды В, медленно восстанавливает аккреционный диск.

По прошествии какого-то времени происходит новый взрыв. Так новая может взрываться несколько раз, прежде чем звезда В завершит свое расширение и сама будет готова сгуститься в белый карлик. (Известны парные звезды, в которых обе звезды белые карлики, и тогда, если они далеки друг от друга, ни одна из них, пожалуй, никогда не станет новой, потому что в этом случае невозможен переход материи с одной звезды на другую.)

В большинстве случаев первый взрыв новой — самый яркий, в результате о таких новых говорят «девственная новая». Новая Персея, Новая Орла и Новая Лебедя были, вероятно, такими «девственницами».

Второй взрыв может произойти, видимо, не раньше чем через 20 000 лет, и он будет менее ярким. Последующие вспышки все менее и менее значительны. Сам белый карлик способствует интенсивности реакции новой. Белый карлик имеет на поверхности тяжелые ядра — атомы углерода, азота и кислорода, и небольшие их количества могут смешиваться с поступающим водородом. Тяжелые ядра стремятся ускорить выгорание водорода.

Если с водородом смешивается более среднего количества этих тяжелых ядер, то ядерный костер охватывает водородную оболочку особенно быстро, вызывая очень яркую начальную вспышку и следом очень быстрое затухание.

Если углерод, азот и кислород вступают в реакцию сравнительно в малых количествах, то начало реакции идет относительно медленно; последующая вспышка уже не так ярка, а затухание более плавно. Вот почему новые бывают быстрые и медленные.

Итак, условия для образования новой весьма жестки. Неудивительно поэтому, что только немногим звездам галактики удается пройти этот конкурс. Для этого требуется двойная звезда, притом звезда сверхтесная. По сути говоря, наше Солнце тоже не прошло бы такого конкурса. Оно не является частью сверхтесной двойной системы, оно не является частью никакой двойной системы.

С течением времени, может быть через 5 млрд. лет или больше, Солнце истратит весь свой водород, тогда начнется выгорание гелия. С этого момента оно начнет расширяться, превращаясь в красный гигант, и со временем сожмется в белый карлик.

ГЛАВА 4 ЗА ГАЛАКТИКОЙ

Не все новые — сверхблизкие двойные звезды, включающие белый карлик. Пожалуй, одна из тысячи является исключением, но здесь перед нами явление совсем другого порядка и, чтобы понять его, мы должны будем расширить наш охват Вселенной.

Когда впервые стало ясно, что наблюдаемые на небе звезды есть часть системы постоянной формы и определенного размера — Галактики, большинство астрономов приняло как само собой разумеющееся, что она (Галактика) включает все или почти все существующие звезды. Словом, Галактика — это все, что есть в мире, то есть Вселенная.

Считалось, что единственные объекты, которые можно рассматривать как лежащие вне Галактики, — это Магеллановы Облака. (Они находятся на южном небосклоне и невидимы в наших широтах.)

Первыми европейцами, увидевшими и описавшими их, были моряки экспедиции Магеллана (1480–1521), плывшего на восток западным путем. Чтобы достичь Дальнего Востока, Магеллану нужно было пройти вдоль Американского континента, и потому ему пришлось заплыть далеко на юг, где он и нашел проход, известный теперь как пролив Магеллана. В тех отдаленных южных широтах Магеллановы Облака видны высоко в небе.

Магеллановы Облака — это два неясных световых пятна, выглядящие так, будто это небольшие, обособленные участки Млечного Пути. В силу этой их обособленности вполне могло показаться, что участки эти не принадлежат Млечному Пути, образующему своего рода галактический обод.

С течением времени постепенно выявлялась истинная картина Магеллановых Облаков, которые оказались состоящими из огромного скопления тусклых звезд, точно таких же, как и наш Млечный Путь.

Позднее стало ясно, что Большое Магелланово Облако удалено от нас на расстояние 47 500, а Малое — на расстояние 50 500 парсек. Оба они далеко за пределами Галактики. Оба они гораздо меньше, чем наша Галактика. Если Галактика насчитывает приблизительно 250 млрд. звезд, то Большое Магелланово Облако может иметь всего лишь 10 млрд., а Малое — не более двух миллиардов звезд.

Магеллановы Облака можно было рассматривать как маленькие галактики — спутницы нашей Галактики, которые теперь следовало отличать от других структур типа Галактики Млечный Путь.

Утверждали, что Магеллановы Облака каким-то образом оказались оторванными и оба они вместе с Галактикой Млечный Путь образуют единую гравитационно связанную систему, подобно тому как единое целое образует система Земля — Луна.

Тогда возник вопрос: а есть ли что-нибудь дальше, за пределами системы Млечный Путь — Магеллановы Облака?

В 1800-х годах лишь немногие астрономы думали утвердительно. Имелся всего один объект, который выглядел так, как будто он мог бы быть звездой и все-таки ею не был.

Но ведь не все, что есть в небе, — звезда или светящийся объект наподобие Млечного Пути или Магеллановых Облаков, можно разрешить в звезды. Есть астрономические объекты совершенно другого рода.

В 1694 г. голландский астроном Христиан Гюйгенс (1629–1695) описал довольно яркий расплывчатый объект в созвездии Ориона, который людям с воображением казался средней из трех звезд, образующих меч гигантского охотника. В телескоп это смотрелось как область светящегося тумана, обволакивающего полузатененные звезды.