Тайны Вселенной - Демин Валерий Никитич

Гелий → Углерод → Кислород → Неон → Кремний → Железо

На каждом этапе для сохранения равновесия внешняя оболочка звезды расширяется все сильнее. Звезда-гигант становится все больше. Однако ядерная физика учит, что процесс синтеза не может продолжаться без конца, а прекращается на ядрах группы железа. Дальнейшее присоединение частиц к ядру железа уже не может привести к выделению энергии. К этому моменту температура ядра достигает около 10 млрд. градусов Цельсия, и звезда оказывается в катастрофическом положении. Гравитации, которая до сих пор регулировала равновесие горячей звезды, это уже не под силу. В звезде развиваются неустойчивости, вследствие которых внешняя оболочка может быть сброшена. Эта катастрофа наблюдается как вспышка сверхновой звезды.

Продуктами такого взрыва являются атомные ядра (синтезированные в звезде), электроны, нейтрино и излучения.

Ядра атомов образуют потоки космических лучей, которые распространяются в нашей Галактике на огромные расстояния. Для нас, жителей Земли, было бы настоящей катастрофой, если бы взрыв сверхновой произошел на расстоянии, скажем, 100 световых лет. Порожденные этим взрывом космические лучи высоких энергий натворили бы страшных бед в земной атмосфере. Они могли бы, например, разрушить весь защитный слой озона и тем самым открыть все живое на Земле ультрафиолетовому излучению Солнца. К счастью, взрыв сверхновой — довольно редкое явление. Частота таких взрывов по всей Галактике — примерно одно событие в 100–300 лет. Поэтому вероятность взрыва сверхновой в наших окрестностях не дальше 100 световых лет в течение тысячи лет равна всего лишь одной миллионной.

При всей разрушительности взрыва сверхновой имеются данные, что это событие может в свою очередь стимулировать образование звезды из близлежащего газового облака. Химический состав Солнечной системы свидетельствует о том, что своим рождением она могла быть обязана взрыву сверхновой. Сталкиваясь с облаком межзвездного газа, ударные волны от таких взрывов могут способствовать началу сжатия. Не исключено, что Солнце и планеты сконденсировались из сжимающегося газового облака. Таким образом, звездные катастрофы могут играть и созидательную, а не только разрушительную роль.

Установлено (как уже было сказано), что все звезды живут своей долгой и своеобразной жизнью. По крайней мере каждая из них когда-то родилась и когда-то умрет. В. А. Амбарцумян сформулировал дилемму, возникшую в современной звездной космогонии: что считать первичным при образовании светил — рассеянное ли (диффузное) вещество или какие-то плотные (сверхплотные образования). Хотя нет никаких прямых доказательств возникновения звезд из диффузного вещества (так же, как и прямо противоречащих этому факту), то обычно ссылаются на косвенные аргументы. В пользу образования звезд из межзвездного диффузного вещества говорят следующие доводы. В нашей Галактике мы не наблюдаем непосредственно никаких других, сколько-нибудь значительных по массе объектов, кроме звезд и диффузной материи. А так как формирование звезд продолжается — и это общепризнанный факт, — то они могли возникнуть только из диффузного вещества.

Для обоснования противоположной гипотезы необходимо предположить, что существуют какие-нибудь неизвестные нам плотные «протозвезды». Если сравнить распределение звезд и диффузного вещества, то легко можно убедиться, что молодые звезды расположены главным образом в непосредственной близости от плоскости Галактики. То же самое характерно для диффузного вещества. Более того, в тех областях пространства, где расположены группы молодых, недавно возникших звезд, то есть в звездных ассоциациях, мы часто наблюдаем диффузные газовые туманности, которые следует тогда рассматривать как материал для продолжения процесса звездообразования или как остатки этого процесса.

Поскольку Галактика состоит из спиральных ветвей, вдоль которых и располагаются молодые звезды и звездные ассоциации, постольку гораздо легче предположить, что форма ветвей отражает распределение газа, из которого звезды возникли. Наблюдаемые газовые облака, по-видимому, располагаются вдоль тех же спиральных ветвей. Наконец, только диффузное тело большого первоначального объема может иметь большой момент вращения, каким обладают, например, широкие звездные пары, то есть те, составные части которых расположены далеко друг от друга. Вот вкратце аргументы В. А. Амбарцумяна в пользу гипотезы о возникновении звезд из диффузного вещества.

Сторонники противоположной точки зрения утверждают, что диффузное вещество и звезды возникают совместно из каких-то массивных образований неизвестного нам типа. Этим можно объяснить, что молодые звезды и диффузное вещество встречаются в Галактике большей частью совместно. Весьма часто мы непосредственно наблюдаем в Галактике явления расширения и рассеяния диффузного вещества. При этом иногда это диффузное вещество на наших глазах выбрасывается из звезд. Так, во время вспышек новых и сверхновых звезд выброшенное из звезды вещество образует туманности, которые расширяются и затем рассеиваются.

Однако нигде и никогда мы не наблюдали не только сгущения диффузной материи в звезды, но и вообще какого бы то ни было сжатия разреженных газовых масс. Мы знаем, что некоторые газовые туманности расширяются. Примером может служить туманность Розетка в созвездии Единорога. В центральной части этой расширяющейся туманности находится разреженная область, где, однако, наблюдается группа молодых звезд. Естественно допустить, что в результате взрыва какого-то плотного массивного тела образовалась эта группа молодых звезд и одновременно были выброшены большие газовые массы, которые продолжают до сих пор расширяться. В центральной части туманности Ориона находится кратная звездная система, называемая Трапецией. Звезды этой группы удаляются друг от друга со столь значительными скоростями, что должны выйти из-под влияния взаимного притяжения. Если в обычном газе скорости внутреннего движения настолько уменьшилось, что он под воздействием собственных сил тяготения собрался в эти звезды, то непонятно, как у возникших звезд могли появиться столь большие скорости. Однако взрывом массивного плотного тела можно объяснить и образование расширяющейся Трапеции, и возникновение окружающей ее туманности. Если прибавить к этому то, что нам известно о расширяющихся оболочках вокруг отдельных звезд и групп молодых гигантов, то получается картина, диаметрально противоположная той, которую рисуют сторонники гипотезы конденсации. Наконец, остается неясным, как сгущающаяся в звезду газовая масса освобождается от имеющегося у нее обычно избыточного момента вращения. Конечно, представители обеих точек зрения пытаются найти обходные пути для решения встречающихся затруднений. Однако самое важное при этом, на наш взгляд, использование системного подхода к исследованию проблемы, учет закономерностей не только звездообразования, но также и тех известных процессов, которые происходят в галактиках и, самое главное, на вакуумном уровне. Ибо вакуум с его открытыми и еще не открытыми свойствами, во-первых, заполняет большую часть межзвездного и межгалактического пространства, а, во-вторых, лежит в основе всех астрофизических процессов (и не только их одних), по поводу которых, собственно, и ведутся дискуссии.

Одно время предполагалось, что все известные типы звезд — от голубого гиганта до белого карлика — это различные стадии общей для всех звездной эволюции. Сегодня думают по-другому.

Считается, что звезды-гиганты завершают свой жизненный цикл мощным взрывом. Напротив, небольшие звезды, вроде нашего Солнца, после того, как спустя примерно 10 миллиардов лет выгорает все содержавшееся в них ядерное топливо, сжимаются и превращаются в белые карлики. Те также постепенно угасают и становятся абсолютно безжизненными телами. Сказанное выше — всего лишь некоторые из обсуждаемых в настоящий момент гипотез. Пройдет немного времени — и ситуация может радикально измениться.

Собственно, альтернативный подход сформулирован давно — еще в середине нынешнего века. «Крамольная» точка зрения принадлежит выдающемуся отечественному космисту Н. А. Козыреву.