Белые карлики и красные гиганты
Наше Солнце — желтый карлик. В этом нет ничего обидного — так астрономы называют широко распространенный тип небольших звезд, имеющих массу, близкую к солнечной. К желтым карликам относятся и некоторые из ближайших к Солнцу звезд — Эпсилон Эридана, Альфа Центавра А, Тау Кита. Но существуют звезды, которые по своим размерам значительно уступают Солнцу — их размеры сравнимы с размерами нашей планеты. Это «белые карлики», целый класс звезд, обладающих поистине удивительными свойствами.
В конце долгого пути
Изучая систему Сириуса — двойные звезды Сириус А и Сириус В — астрономы определили их массы. Яркий голубой гигант Сириус А, как и ожидалось, оказался в 2—3 раза массивнее Солнца, но каково же было удивление исследователей, когда выяснилось, что крохотный Сириус В, горячая белая звездочка размером чуть больше нашей Земли, имеет массу, равную солнечной. Это означало, что ее вещество имеет плотность в несколько миллионов раз больше плотности воды, а каждый его кубический сантиметр весит около 100 кг.
Ни одна звезда не рождается белым карликом. Ими становятся звезды, масса которых не более 3—4 солнечных, прошедшие долгий-долгий путь звездной эволюции и истратившие большую часть своего «водородного горючего». Но перед этим белые карлики успевают побывать красными гигантами.
Вещество, из которого состоят белые карлики, ученые называют «вырожденным газом». Это особый вид материи, оболочки атомов которой разрушаются, а элементарные частицы под влиянием огромных давлений более плотно «упаковываются» в пространстве, чем обычная материя, состоящая из атомов и молекул. Огромная масса и малый радиус этих небесных тел делают очень высоким ускорение силы тяжести на них. Тяготение на белых карликах так велико, что даже излучаемый ими свет теряет энергию и становится более «красными».
Взрывающиеся гиганты
После того как в центральных областях звезды «выгорит» весь водород, ее судьба предрешена. Ядро светила, состоящее теперь из почти чистого гелия, начинает сжиматься и разогреваться. Уплотняясь, вещество переходит в состояние вырожденного газа. При этом внешние слои светила расширяются, температура его поверхности падает, и оно становится красным гигантом. Тем временем внутри гиганта уже «сидит» будущий крохотный белый карлик.
Огромная оболочка красного гиганта слишком разрежена, чтобы в ней могли происходить ядерные реакции, и слабо связана с ядром, поэтому в конце концов звезда «сбрасывает» ее, и она постепенно рассеивается в окружающем пространстве. На месте бывшего красного гиганта остается очень плотная и горячая звездочка — ядро прежней звезды. А оболочка превращается в планетарную туманность — в телескоп она видна как светящееся кольцо вокруг небольшой звездочки.
Иногда конец красных гигантов становится еще более эффектным — они просто взрываются. Это явление называют вспышкой сверхновой звезды. Так, хорошо известная астрономам Крабовидная туманность — остаток вспыхнувшей в 1054 г. сверхновой звезды в созвездии Тельца.
Внутренние области сверхновой, стремительно сжимаясь, превращаются в крошечную сверхплотную звезду — нейтронную. Радиус ее не превышает 10 км, а плотность в миллионы раз выше, чем плотность белых карликов. Нейтронные звезды стремительно вращаются вокруг своей оси, совершая один оборот за сотые доли секунды и испуская мощное электромагнитное излучение.
Название «новые» с давних времен закрепилось за звездами, которые неожиданно «появлялись» на небосклоне. На самом деле они существовали и раньше как мелкие тусклые звездочки, но их блеск внезапно увеличивался в десятки тысяч раз. Проходило время, и блеск нового светила снижался и постепенно возвращался к прежнему уровню. Яркие новые звезды появляются редко — например в 20 в. их наблюдали только в 1901, 1918 и 1925 гг. Науке пока не известно, какие процессы происходят в недрах звезд, внезапно выбрасывающих потоки излучений, равные всей энергии, излучаемой Солнцем за миллион лет. Новыми становятся только молодые и очень горячие звезды, поэтому нашему Солнцу такая судьба не угрожает.
Читайте также
- Что такое звезды и какие они бывают?
- Яркость звезд и световой год
- Звездные карты: как найти объект на небе