[музыка]
Предлагаю сегодня провести небольшое
расследование и узнать, что скрывает за
собой макровспышка в глубоком космосе.
Простыми словами, это титанический
взрыв, повлекший за собой возникновение
гравитационных волн и гамма лучей. Но
как он появился и что осталось после?
Поверьте, дело очень интересное. Итак,
утром 17 августа 2017 года
автоматические системы на одном из двух
детекторов гравитационно-волновой
обсерватории зарегистрировали приход
гравитационной волны, свидетельствующей
о каком-то грандиозном космическом
событии, сопровождающемся выбросом
огромного количества энергии. Сигнал
получил обозначение JW170817.
Это был уже пятый случай фиксации
гравитационных волн с 2015 года, с
момента, когда они были впервые
зарегистрированы. Всего за 3 дня до
этого
обсерватория впервые услышала
гравитационную волну вместе с
европейским проектом Virgo. Однако в
этот раз уже через 2 секунды после
гравитационного события космический
телескоп ферме зафиксировал вспышку
гаммоизлучения на южном небе. Почти в
тот же момент вспышку увидела
европейская российская космическая
обсерватория Интеграл. Что же это было?
Очевидно, что случайное совпадение этих
двух событий крайне маловероятно. И это
действительно так, поскольку в ходе
поиска дополнительной информации было
обнаружено, что гравитационную волну
увидел и второй детектор Лигу, но не
зафиксировала Европейская гравитационная
обсерватория Вирго. Астрономы всего мира
были в недоумении. Охоту на источник
гравитационных волн и гамма всплеска
начали множество обсерваторий, в том
числе Европейская южная обсерватория и
космический телескоп Хаubл. Задача была
непростой. Комбинированные данные
четырёх обсерваторий позволили очертить
область площадью в
35°². Это примерная площадь нескольких
сотен лунных дисков. Только через 11
часов небольшой телескоп Схвоп с
метровым зеркалом, находящийся в Чили,
сделал первый снимок предполагаемого
источника. Он выглядел как очень яркая
звезда рядом с эллиптической галактикой
NGC 4993 в созвездии Гидры. В течение
последующих 5 дней яркость источника
упала в 20 раз, а цвет постепенно
смещался от синего к красным. Всё это
время за объектом наблюдали множество
телескопов в диапазонах от
рентгеновского до инфракрасного, пока в
сентябре галактика не оказалась слишком
близко к солнцу и стала недоступна для
наблюдений. Оценки и расстояния до
объекта, полученные как из
гравитационно-волновых данных, так и из
других наблюдений, дали согласующиеся
результаты. JW
170817 находится на том же расстоянии от
Земли, что и галактика, то есть в 13 млн
световых лет. Да, это очень далеко.
Однако это ближайший к нам из всех
обнаруженных источников гравитационных
волн и один из ближайших когда-либо
наблюдавшихся источников гаммовсплесков.
А источником волны было слияние двух
объектов с массами в диапазоне от
1,1 до
1,6 масс солнца. Это могли быть только
нейтронные
звёзды. Как пульсар может из вещества
формировать планеты, подобных Земле?
Прежде чем ответить на этот вопрос,
давайте вспомним общие сведения.
Пульсары - это быстровращающиеся
нейтронные звёзды сильным магнитным
полем, которые появляются посредством
взрывов сверх новых звёзд, вызванного
коллапсом крупной звезды. Пожалуй,
единственным, что очень сильно отличает
пульсары от других нейтронных звёзд,
являются их пульсирующие выбросы
радиовон, плотно сфокусированных пучков
электромагнитного излучения, очень
быстро вращающихся вслед за пульсаром,
как луч прожектора маяка. Пульсары
долгое время классифицировались именно
благодаря этим выбросам радиовон. Однако
более поздние исследования показали, что
пульсары способны производить другой вид
энергетических сигналов-
гаммаимпульсы. И с момента их открытия
были обнаружены тысячи пульсаров, многие
из которых производят лучи радиоволн и
гамма лучей. Некоторые пульсары обладают
только радиоимпульсами, а другие имеют
только гаммоизлучение. А совсем недавние
наблюдения показали устойчивую
рентгеновскую эмиссию обширных облаков
высокоэнергетических частиц, называемых
плерионами. Это название обозначает
подпитывание туманности ветром пульсара.
Плерионы могут быть связаны с обоими
типами пульсаров. Один из эффективных
способов выявить пульсар - это
тщательное слежение за туманностями
пульсарного ветра, облаками
энергетических частиц, образующихся в
виде колец, называемых торами, которые,
в свою очередь, под воздействием очень
быстрой скорости вращения пульсара
растягиваются, образуя своеобразный
хвост. Соответственно, создав на базе
полученных данных трёхмерные визуальные
модели этих туманностей, мы вполне можем
проследить за тем, как расположенные в
центре этих туманностей пульсары,
способны впрыскивать в них раскалённую
плазму. Это общее сведение об этих
удивительных объектах. Но мы с вами
обратим внимание на необычный пульсар.
Пульсар Гёминга, расположенного примерно
в 550 световых годах от Земли в
созвездии близнецов. Пульсар был
обнаружен ещё в
1975 году как второй по яркости источник
на небе в гаммодиапазоне двумя
спутниками. Попытки сопоставить его с
каким-либо известным объектом успехом не
увенчались, что и послужило идеей для
названия на миланском ломбардском
диалекте. Пульсар Гёминга означает этого
нет. Да, необычное название для объекта,
который есть. Причём он успешно
вращается со скоростью примерно пять
оборотов в секунду, а возраст составляет
примерно полмиллиона лет. Обсерватория
наблюдала этот пульсар в течение
нескольких лет с общей выдержкой почти 8
дней. Эти данные позволили показать
хвосты туманости в виде дуг,
простирающихся примерно на половину
светового года. Здесь же видна узкая
структура непосредственно за пульсаром.
Можно отчётливо наблюдать три чётких
хвоста, создающих его туманность. На
данный момент считается, что два боковых
хвоста этого пульсара создаются его
полюсами и растягиваются более чем на
один световой год. Кроме того, этот
пульсар обладает и третьим, центральным,
и более коротким хвостом. По мнению
следователей, расположение полесов
пульсара Гёминга по отношению к нам
является основной причиной, почему мы
способны улавливать на Земле только
гаммы излучения этого пульсара, а не его
радиоизлучения. Вероятно интерпретация
изображения Чандры говорит о том, что
длинные узкие следы сзади объекта
являются узкими джетами, исходящим из
полюсов вращения пульсара. Он также
имеет дискообразную область эмиссии,
распространяющуюся в области экватора.
Эти структуры похожи на гигантский
пончик, а также джеты устремлены назад
из-за того, что пульсар летит сквозь
галактику на сверхзвуковых скоростях.
Его диск виден нам практически сребра, в
то время как два джета расположены
строго по разным сторонам. Можно также
разглядеть яркие импульсы гаммы
излучения вдоль края диска. Однако
радиолчи около точек выхода джетов
остаются невидимы. И вот мы подходим к
сути. Благодаря этим данным, полученным
космической рентгеновской обсерватории
НАСА, так называемый выброс может быть
наблюдаем только под определёнными
углами. Соответственно, получилось
уловить не только сигнал к пульсару, но
и дугу вокруг него. Это напоминает
ударную волну, не так ли? Так как именно
этот пульсар движется по галактике со
скоростью, превышающую звуковую,
встречный материал сначала попадает в
ударную волну, а потом уже и в сам
пульсар. Согласно расчётам, захваченная
межзвёздная пыль прибавляет несколько
земных масс, поэтому сырья более чем
достаточно для создания целых планет.
Конечно, учёным потребуется больше
данных, так как изображение нечёткое,
поэтому они хотят в скором времени
воспользоваться массивом Алма. Конечно,
звучит невероятно, но что если это
правда? Что если пульсар действительно
содействует созданию
[музыка]
планет? На расстоянии около 16.000
световых лет была открыта звёздная
система Макси.
1621501. Впервые эта странная точка в
космосе отличалась, как казалось в
начале, непредсказуемыми вспышками
рентгеновских лучей. Позднее стало
известно, что в нейтронных звёздах
рентгеновские лучи исходят от
термоядерных взрывов на их поверхности.
Удивительно, но термоядерные взрывы не
происходят рандомно, а следовали схеме,
которые повторялись каждые 78 дней,
подобно сверхточным часам. И это
потрясает воображение. Конечно, очень
хотелось бы увидеть, как формируются эти
объекты и что происходит на поверхности
нейтронных звёзд. Но они так далеки от
нас. В наше астрономическое оружение нет
таких инструментов, позволившие
рассмотреть всё в деталях. Однако иногда
самые интересные эксперименты в физике
можно проделывать только в своём
воображении. Несмотря на физические
ограничения, не позволяющие нам
отправиться куда угодно, разрезать и
детально изучить любой интересующий нас
объект во Вселенной, наше понимание
материи во всех её проявлениях и
законов, управляющих ею, продвинулось
достаточно далеко. Предлагаем вместе
совершить такое путешествие к нейтронной
звезде. На сегодняшний день нам
известно, что нейтронная звезда - это
сжатое ядро массивной звезды. Очень
плотные угли, оставшиеся после
сверхновой. Её масса сравнима с
солнечной, но сжата она до размеров
города. Таким образом, нейтронные звёзды
служат плотнейшими резервуарами материи
во Вселенной. Последнее вещество на
рубеже чёрной дыры. Новорождённая
нейтронная звезда - это очень горячий
объект. Температура недр некоторое время
превышает миллиарды градусов. Примерно в
первые 100.000 лет своей жизни
нейтронная звезда остывает в основном не
с поверхности, как делают всякое
нормальное тело, а из центра за счёт
испускания нейтрина. В это время
температура нетра составляет сотни
миллионов градусов. И именно тогда
происходит страшно удивительный процесс.
Тепло течёт вглубь звезды, где в
некотором смысле исчезает, поскольку
нейтрина свободно покидает недра
нейтронной звезды. Пробурив такую
звезду, мы бы приблизились к переднему
краю науки. Пара сантиметров нормальных
атомов, в основном железо и кремний,
лежат на поверхности, будто ярко-красное
покрытие самых плотных леденцов во
Вселенной. Затем атомы так сильно
сжимаются, что теряют электроны,
попадающие в общее море. И ещё глубже
протоны начинают превращаться в
нейтроны, находящиеся так близко, что
они начинают перекрывать друг друга,
порождая неизвестные для нас материи.
Хотя на сегодняшний день с точки зрения
ядерной физики нейтронные звёзды могут
просто состоять из протонов и нейтронов,
другими словами, нуклонов. А нуклоны,
как мы знаем, не элементарные частицы,
ведь они состоят из трёх кварков. Под
невероятно сильным давлением кварки
могут сформировать новое состояние,
кварковую материю, находящуюся в едином
квантовом состоянии. Так вот, чем ближе
к поверхности, тем меньше плотность. Но
у нейтронных звёзд есть один космический
фокус.
Кроме тонкого мене 100 м слоя вблизи
поверхности у них везде почти одинаковая
температура, поэтому основание внешней
коры получается довольно горячим. Если
мы говорим о молодой и не слишком
тяжёлой нейтронной звезде, к примеру,
сотни тысяч лет и меньше, то эта
температура составит сотни миллионов
градусов поцельсию. В результате внешние
слои могут плавиться. Обычно это
происходит на глубине несколько десятков
метров от
поверхности. Здесь-то и начинается
странный
океан. Воды этого океана так называемая
нуклоновая жидкость. Как мы понимаем,
круглосветку нам не сделать. Состав этой
массы может меняться от водорода до
железа. Именно в этом слое нейтроной
звезды происходит скачок температуры от
сотен миллиннов градусов на дне до 1
млна на поверхности. Плотность вещества
в нём в десятки миллионов раз больше
плотности воды. Глубина как у Азовского
моря, зато покрывает океан всю звезду,
пусть и размером с город.
Многие молодые одиночные нейтронные
звёзды, которым мы наблюдаем благодаря
тепловому излучению их поверхности,
снаружи на самом деле жидкий. То есть мы
видим поверхность океана, постепенно
переходящего в плотную атмосферу
нейтронной звезды. При наличии мощного
акреционного потока под океаном идёт
термоядерное горение водорода и гели.
Последний превращается, как правило, в
углерод. Так что в основном океан будет
состоять именно из него. Очень хочется
назвать это жидким алмазом, ведь
давление там гигантская. Но это было бы
при уменьшением, потому что нас ждёт
совсем другой мир. Разогретый почти до
миллиарда градусов океан углерода с
плотностью в 10 млрд раз больше, чем у
воды. И всё это взрывается. Это
называется термоядерное горение. Вспышка
длится около часа, и за это время
выделяется столько энергии, сколько
солнца высвечивает за один год. Энергии
настолько много, что уносить её
приходится нейтрино. Именно эти вспышки
мы и наблюдаем с планеты Земля. Но не у
всякой нейтронной звезды углеродный
океан загорается часто. Надо, чтобы
вместе падения вещество не успело быстро
растечься. Тогда там возникнет область с
особенно высокой температурой и
плотностью. Интересно и вот что. На
любом океане есть волны, а возможно ли
они на нейтронной звезде? Поднять
большую волну в океане нейтронной звезды
трудно. Мешает высокая плотность и очень
сильная гравитация. Зато можно строить
жидкие горы. Удерживать вещество от
растекания помогает сильное магнитное
поле. Конечно, на нейтронной звезде всё
происходит очень быстро, из-за сильной
гравитации. Гравитационное ускорение на
поверхности в 100 млрд раз больше, чем
на Земле. Это означает, что маятник,
совершающий у нас колебания за 3
секунды, на нейтронной звезде совершит
его за одну
стотысячную. Сильная гравитация приводит
к быстрому разделению элементов на
лёгкие и тяжёлые. В океане более тяжёлые
элементы быстро идут на дно, а сверху
остаются лёгкие. Это происходит за
несколько дней или месяцев. Поэтому
океан, если в нём нет конвекции, скорее
всего, состоит из чётких слоёв с разным
составом. То есть даже если вы
перемешаете звёздную мэри очень быстро,
нейтронные массы окажутся всё равно
внизу. Воспрепятствовать этому может
только турбулентное перемешивание.
возникшая из-за большой разницы
температур в разных частях поверхности
океана и эффекта хола.
Чтобы не находилось в ядре нейтронной
звезды, свободные кварки, конденсат
каонов, гипероны или старые добрые
нуклоны, весь этот материал должен
держаться против сокрушительной
гравитации, во много раз превышающую
солнечную, иначе звезда схлопнулась бы в
чёрную дыру. Но разные материалы могут
сжиматься гравитацией в разной степени,
что определяет максимально возможный вес
звезды для заданного физического
размера. Нейтронные звёзды-
по-настоящему удивительные объекты, но,
к счастью, они очень далеки и крошечны.
Сегодня очень сложно измерить у них
что-либо, кроме самых основных свойств.
Что ещё хуже, самое интересное физика
происходит под их поверхностью. Ситуация
напоминает лабораторию, в которой
происходит что-то удивительное, что-то
секретное. Очень надеемся, что с новым
поколением оборудования теоретики
наконец смогут взглянуть по-настоящему
на нейтронные
звёзды. Посмотрите на ночное небо.
Особенно, если это ясное, ночное небо
без облаков, и вы далеки от любых
городских огней. Вы поднимаете голову и
видите бесчисленное количество красивых
звёзд. И хотя мы знаем, что звёзды - это
массивные и закрученные облака горячего
газа и пыли, выглядят они довольно
захватывающе. Но за миллионы световых
лет отсюда всё не так просто и
успокаивающе.
Возможно, довольно сложно представить,
но достаточно большой процент звёзд на
ночном небе ждут или уже пережили
космическое столкновение. Хотя, с нашей
точки зрения, на Земле звёзды выглядят
фиксированными, но на самом деле они
весьма быстро перемещаются в космическом
пространстве и имеет большой шанс того,
что они столкнутся с другим массивным
телом. Вселенная в этом смысле похожа на
гигантский бильярдный столб.
Столкновения в космосе могут случаться
среди любых тел, будь то звезда,
астероид, комета или планета. Результат
становится зрелищным событием, состоящий
из вплесков энергии и материи. Но что же
всё-таки происходит, когда звёзды
сталкиваются? Является ли столкновение в
космосе редкими событиями или случаются
довольно часто? Может ли Земля или
солнечная система пострадать от подобных
столкновений? Давайте попробуем
разобраться. Итак, столкновение звёзд-
процесс, при котором две звезды
приближаются друг к другу и под
действием силы тяжести сливается в один
объект большого размера. По расчётам
астрономов, такие события чаще
происходят в шаровых звёздных скоплениях
нашей галактики с частотой примерно раз
в 10.000 лет. Совсем недавно астрономы
смогли наблюдать подобное столкновение
звёзд. А вот серия звёздных столкновений
внутри плотного скопления за короткий
период времени может даже привести к
возникновению чёрной дыры. Да, впрочем,
любая звезда во Вселенной может
столкнуться с другой звездой, независимо
от того, она ещё живая, то есть процессы
термоядерного синтеза всё ещё происходят
в ядре или уже мертва, и процессы
синтеза уже исчерпали себя. Такими
объектами могут быть белые
карлики, нейтронные
звёзды, чёрные дыры, звёзды и главной
последовательности, гиганты и
сверхгиганты. И разница в типах звёзд, в
их массе, температуры и радиусе приводит
к различным типам столкновений или
слияний. Например, белые карлики.
Звёзды, состоящие из электронной ядерной
плазмы, лишённые источников термоядерной
энергии и светящиеся благодаря своей
тепловой силе, постепенно остывая в
течение миллиардов лет. Простыми
словами, это остатки маломассивных
звёзд. Если белый карлик входит в состав
двойной системы, то в результате окреции
он может перетаскивать вещество со
звезды спутника. Например, это может
оказаться красный гигант, так и звезда
главной последовательности. Таким
образом, масса белого карлика будет
увеличиваться и в какой-то момент может
превысить так называемый предел
чандрасикара. Это верхний предел массы,
при котором звезда существует только как
белый карлик. Всё это приведёт к его
гравитационному коллапсу и к
последующему взрыву сверхновой. Однако,
когда два белых карлика обращаются друг
вокруг друга на близких орбитах, эмиссия
гравитационных волн уменьшает момент
импульса системы и заставляет звёзды
приближаться друг к другу по спирали.
Если во время их слияния суммарная масса
превышает предел чандросикара, то ни
тепловое давление, ни даже давление
вырожденного электронного газа не в
состоянии уравновесить гравитацию, и
происходит гравитационный коллапс. Он
приводит к увеличению плотности и
температуры в недрах и началу ядерных
реакций горения углерода, в результате
чего температура повышается ещё больше.
Повышение температуры ускоряет ход
ядерных реакций, но не приводят к
увеличению давления и расширения звезды.
Поскольку вещество в белых карликах
находится в вырожденном состоянии.
Процесс приобретает цепной характер.
Разгонная реакция ядерного синтеза
быстро нагревает внутреннюю часть
комбинированной звезды. И это приводит
также к взрыву новой или сверхновой,
образуя в центре остаточную нейтронную
звезду. В течение нескольких секунд всё
вещество звезды разлетается по сторонам
в
пространстве. Ну а иногда от слияния
двух белых карликов может образоваться
нечто более необычное.
Так произошло в 2017 году, когда
исследователи обнаружили источник
рентгеновского излучения, который был
похож на белого карлика, но был слишком
ярким, чтобы оказаться таковым. Было
высказано предположение, что объект мог
быть нестабильным слиянием двух белых
карликов. В новом исследовании команда
использовала рентгеновский телескоп
XMMн.
И новые данные подтвердили, что объект
имеет массу внимания, превышающую предел
чандресикара. Он окружён остаточной
туманностью, которая в основном состоит
из неона и имеет зелёный цвет. Это
согласуется с тем, что объект был создан
слиянием белых карликов. Вероятно, он
имеет высокую скорость вращения, что
предотвращает коллапс объекта в
нейтронную звезду. Но в конце концов
этот объект схлопнется и станет
нейтронной звездой в течение следующих
10.000 лет. Скорее всего, в процессе
этого события сформируется сверхновое.
Похоже, что белому карлику под силу
преодолеть предел Чендерсикара, но
только на
время. А что насчёт столкновений в нашей
солнечной системы? Тогда как в некоторых
частях галактики столкновение звёзд
встречается довольно часто, вероятность
участия Солнца в этом событии очень
мала. Расчёт показывает, что
столкновение Солнца с другой звездой
может случиться раз в 10-28 степени лет.
Для сравнения, возраст Вселенной
составляет порядка 10 степени лет, так
что вероятность приближения других звёзд
к солнцу также невелика. Несмотря на
малую вероятность непосредственного
участия Солнца в таком событии, Земля
может пострадать, если такое
столкновение произойдёт сравнительно
недалеко по космическим меркам. Согласно
моделированию, если столкновение звёзд
состоится в пределах 100 световых лет от
Земли, то это уничтожит Землю и всех,
кто на ней поселился. Однако на таком
расстоянии от Земли нет ни одного
звёздного скопления. Кажется, можно
немного выдохнуть.
В действительности звёзды колоссальные
по меркам землян объекты космоса. Они
непрерывно рождаются, взрываются и
сталкиваются. Они дают материал для
формирования новых планет, дают
возможность развитию жизни на планетах.
И когда-то, от счастья они дали эту
жизнь нам с
вами. Корма. Созвездие, которое
упоминалось в Альмагесте Клавдия
Пталимея, было описано в знаменитом
атласе Йогана Байера Уранометрия. Ещё в
1603 году корма созвездия южного
полушария неба лежит на Млечном пути.
При хороших условиях наблюдения в
созвездии Кормы можно разглядеть
невооражённым глазом около 140 звёзд,
шесть из которых ярче четвёртой звёздной
величины. Они образуют полукруг, в
котором, имея некоторое воображение,
можно увидеть корму корабля. Наиболее
примечательным объектом кормы является
переменная звезда Наос. Это традиционное
имя Дзты кормы. В переводе с греческого
слова значит корабль. Чем же
примечателен этот объект и почему он так
сильно привлекает внимание астрономов?
Давайте постараемся исследовать этот
вопрос.
В первую очередь мы должны понимать, что
звезда Дзета Кормы Наус - это голубой
свергигант, то есть массивный объект,
находящийся в определённой фазе процесса
умирания. В этой фазе интенсивность
протекающих в ядре звезды термоядерных
реакций снижается, что приводит к сжатию
звезды. В результате значительного
уменьшения площади поверхности
увеличивается плотность излучаемой
энергии, а это, в свою очередь, влечёт
за собой нагрев поверхности. Такого рода
сжатие массивной звезды приводит к
превращению красного сверхгиганта в
голубой. Возможен также обратный
процесс. превращение голубого
сверхгиганта в красный. В то время как
звёздный ветер от красного сверхгиганта
плотен и медленнен, ветер от голубого
сверхгиганта быстр, но разряжён. Если в
результате сжатия красный сверхгигант
становится голубым, то более быстрый
ветер сталкивается с испущенным ранее
медленным ветром и заставляет
выброшенный материал уплотниться в
тонкую оболочку. Почти все наблюдаемые
голубые сверхгиганты имеют подобную
оболочку, подтверждающую, что все они
ранее были красными сверхгигантами.
Из-за огромных масс они имеют
относительно короткую продолжительность
жизни, примерно 30 млн лет, и
присутствует только в молодых
космических структурах, таких как
рассеянные скопления, рукава спиральных
и неправильные галактики. Они
практически не встречаются в ядрах
спиральных или в шаровых скоплениях,
которые, как полагают, являются старыми
объектами. Несмотря на их редкость и их
короткую жизнь, голубые сверхгиганты
часто встречаются среди звёзд, видимых
невооружённым глазом. Ведь свойственная
им яркость компенсирует их
малочисленность.
Однако Дзето кормы выделяется среди
прочих голубых гигантов нечто особенным.
И даже несмотря на то, что Байер в 1603
году в своём знаменитом атласе
уранометрия присвоил этой звезде далеко
не первую букву в греческом алфавите дз,
она является самым ярким светилом на
нашем небосходе в созвездии Корма.
Виновник, выдающийся коллега Байера,
французский астроном и учёный Николя Луи
дела Кайль. Всё дело в том, что Байер
обозначал звёзды по своей системе в
едином на тот период созвездий, которая
носила название Арго или корабль Арго в
честь легендарного корабля Есона и
аргонавтов. Нет, это не уходящий в запой
моряки, так называли участников морского
путешествия. Однако это созвездие было
слишком большим по занимаемой площади на
небосводе. По этой причине Лакай в
1752 году его радикально разделил на
паруса, киль и корму, к которому чуть
позже присоединился компас. Вот так
Дзета Корме и стала в тот момент самой
яркой в плане видимости звездой в
новосозданном созвездии. Что касается
истории наблюдения за этим светилом, то
оно в средневековье и ранее было
известно и китайским, и корейским, и
японским астрономам, однако не имело для
них какого-либо значения, являясь самым
обычным и малоприметным. Хотя арабы всё
же называли его Сухаил Хадар, что
дословно переводится как величайший рёв
или рёв Светлого.
Своей известности в научных кругах и
среди
астрономов-любителей Наус обязан тем,
что является самой горячей среди всех
видимых невооружённым глазом звёзд на
небосводе. Температура на его
поверхности оценивается в 42.000
кельвинов. Для сравнения, эффективная
температура поверхности солнца всего
5.700 кно.
Именно поэтому Наус забирает космическое
золото в виде спектрального класса О5.
Что же ещё особенного известно об этом
лидере? Масса раскалённого шара Науса
составляет порядка 45 солнечных масс при
радиусе примерно 14 радиусов нашего
центрального светила, что говорит о
впечатляющей плотности
вещества. НАОС считается одной из
наиболее мощных звёзд в нашей галактике
в плане свтимости. Из-за очень высоких
температур на поверхности большая часть
излучения звезды приходится на
ультрафиолет. Видимом диапазоне дзета
кормы излучают в 21.000 раз мощнее, чем
наше солнце. А если брать
болелометрическую, то есть общую
светимость, то она составляет более чем
600.000 солнечных светимостей. Если бы
все излучения Науса находилось в видимом
спектре, то на земном небосводе, по
видимому блеску он бы уступал только
лишь Сириусу и Конопусу. Вероятно,
образовав бы в тройке с ними
интереснейший
южный яркий астеризм в виде
прямоугольного треугольника. Если на
этот счёт фантазировать дальше, то при
столь сильном излучении и мощном
звёздном ветре, скорость которого
определяет на уровне 2300 км/, зона
обитаемости для гипотетических планет у
Науса начиналась бы где-то в районе
450 астрономических единиц удаления от
его поверхности. Однако пока что ни
планет, ни каких-либо звёздных
компаньонов у Дзеты Кормы не выявлено, а
потому она продолжает для нас оставаться
одиночной звездой. К тому же Наус -
переменная звезда с переменностью типа
альфа-лебедя или Динеба. Звезда
показывает изменения в профилях
спектральных линий водорода Альфа и
рентгеновской светимостью на временных
отрезках менее суток, что вполне присуще
голубым гигантам и сверхгигантам. Но что
ещё удивительней, так это то, что Дзето
кормы обладает очень высокой собственной
космической скоростью и скоростью
вращения. А это означает, что перед нами
так называемая убегающая звезда. А раз
так, то, возможно, она приобрела
необходимые для разгона в пространстве в
результате взрыва сверхновой в двойной
системе. Предполагается, что НАо
зародился в том месте, где сейчас
находится туманность гамма, ставшая
результатом взрыва сверхновой примерно
2.600.000 лет назад. Но доказать или
опровергнуть это заявление будет
проблематично. Что же касается грядущей
участи звезды, то тут стоит
предположить, что она какое-то время
пробудет на главной последовательности,
интенсивно излучая и теряя массу в виде
звёздного ветра со скоростью примерно в
одну миллионную массу солнца в год.
Предполагается, что в ближайшие сотни
тысяч лет Дзета кормы будет постепенно
остывать и расширяться и пройдёт все
спектральные классы от B до M по мере
остывания. А далее основное излучение
звезды перейдёт в видимый диапазон. НАо
станет одной из ярчайших звёзд будущего
земного неба. Спустя 2 млн лет звезда
будет иметь спектральный класс М5, а его
размеры будут гораздо больше текущей
земной
орбиты. Затем НАУ взорвётся, став
сверхновой звездой. Ввиду небольшого
расстояния до Земли эта сверхновая будет
гораздо ярче блеска полной луны. А ядро
звезды, возможно, сколпсирует в чёрный
дур. Не исключено, что это будет
сопровождаться сильным гаммовсплеском,
который по понятным причинам нам не
суждено увидеть.
[музыка]
[музыка]
За многие годы наблюдений астрономы
открыли множество
звёзд. Самая большая из них на данный
момент занимала ювай щита. Светимость
звезды приблизительно в 120.000 раз
большей светимости солнца в видимой
части спектра. С учётом инфракрасного
излучения она в 340.000 раз ярче солнца.
Звезда ежегодно теряет большое
количество массы, что делает её самой
огромной и быстро сгорающей из
известных. Однако теперь это не так. В
2020 году, как астероид на голову,
появилась неожиданная информация о том,
что звезда Стивенсон 21 стала самой
большой звездой во Вселенной, конечно,
из известных ныне. Её радиус был
объявлен на уровне
2.150 солнечных радиусов. Это поистине
ошеломляющие значения, поскольку выводит
объём этого светила примерно в 10 млрдо
раз больше, чем у нашего солнца.
Гипотетически, если поместить Стивенсон
218 в центр солнечной системы, то её
фотосфера запросто поглотится Сатурном и
заметно подогреет замёрзший Уран и
Нептун. Другими словами, наша земля
вместе с нами оказались бы внутри
пылающего
[музыка]
шара. Постараемся приблизиться к этому
гиганту и узнать его немного. ближе. Это
будет сделать нелегко, поскольку звезда
находится от нас почти в 20.000х
световых лет от нас в созвездии Скутум.
Звезда Стивенсон 218 настолько огромна,
что становится вне конкуренции по
размерам среди других звёзд когда-либо
из
обнаруженных. Гигантский массивный
газовый шар на самом деле красный
гипергигант. Звезда огромной массы и
размеров. Гипергиганты определяются как
самые мощные, самые тяжёлые, самые яркие
и одновременно самые редкие и
короткоживущие сверхгиганты. Масса
гипергиганта намного превышает массу
любой звезды, даже сверхгиганта. Так,
типичный гипергигант в шесть раз более
массивный, чем такая мощная звезда, как
Риги. Типичная масса гипергиганта
100-120 мас солнца и более, вплоть до
250 масс солнца. Самое массивной
известной на данный момент считается
R136A1, имеющая 265 масс солнца. По
размерам гипергиганты не более
сверхгигантов, однако их масса намного
больше, поэтому они приближаются к
теоретическому пределу массы, являющейся
критической на грани перехода к
формированию чёрной дыры и крайне
неустойчива. Свтимость гипергигантов
может превышать 500.000 светимостей
солнца, а иногда она составляет миллионы
светимостей солнца. Эти звёзды имеют
крайне маленькую продолжительность
жизнь. Так продолжительность жизни
гипергиганта равна в среднем
одному-двум, максимум нескольким
миллионам лет. Причина этого в том, что
из-за громадной массы гипергигант должен
создавать громадное противодавление,
компенсирующее силы гравитации, чтобы не
сколапсировать. Такие массивные звёзды
являются большой редкостью. В нашей
галактике всего насчитывается примерно
десяток гипергигантов. Теперь нам стало
немного известно, из какого звёздного
теста сделана звезда Стивенсон 218. К
сведению, звезду, как оказалось, было
найти непросто. Её обнаружили в звёздном
скоплении
RSJC2, которая расположена в созвездии
Скуту. В этой области было подтверждено
26 красных сверхгигантов, которые
являются представителями скопления.
Причём это количество превышает
населённость сверхгигантами других
скоплений. Недавнее исследование
позволило обнаружить около 80 красных
гигантов. Примерно 40 из них обладают
лучевыми скоростями, сопоставимыми со
скоростями объектов скопления.
Возраст скопления оценивается от 14 до
20 млн лет. Наблюдаемые красные
сверхгиганты с массами около 12 до 16
масс солнца являются
звёздами-предшественниками взрывов
сверхновых второго
типа. Скопление в большой степени
закрыто пылью и не наблюдается в видимом
свете. Но, как видим, не всё скрылось от
взора астрономов. Именно в этом
космическом зоопарке и был обнаружен наш
призёр, гипергигант Стивенсон
[музыка]
218. В настоящее время известно, что это
самая большая из обнаруженных звёзд и
один из самых ярких сверхгигантов
радиусом в 2.150 раз больше радиуса
солнца и объёмом, который поместил бы в
ней примерно 10 млрд солнц. Это
настолько огромная звезда, что не
укладывается в голове. Что же нам ещё
известно об этом
гиганте? Современные модели эволюции
звёзд предсказывают, что в ядре
Стивенсон 218 уже идёт термоядерное
горение гелия. При этом в оболочке ядра
продолжается горение водорода. Когда
топливо для термоядерных реакций в
звезде окончательно иссякнет, самый
большой гигант из всех найденных
взорвётся как сверхновая типа LLB. Это
подкатегория сверхновых звёзд, которые,
в свою очередь, под категорией
катаклизмических переменных
звёзд. Взрыв оставит после себя
туманность с нейтронной звездой в
центре. Хотя некоторые полагают, что
звезда Стивенсон 218 яркий представитель
чёрной дыры после взрыва. Какого размера
окажется дыра, сказать трудно.
К сожалению, поскольку звезда находится
так далеко от нашей земли, её нельзя
наблюдать, потому что она слишком
тусклая, несмотря на свой размер. Тем не
менее, существование этих звёзд кажется
достаточным, чтобы нам представить,
насколько мала наша Земля, насколько мы
крошечны во Вселенной, которая больше,
чем мы, можем себе представить.
[музыка]
Галактика Млечный путь по размерам
является довольно средней галактикой. В
этом галактическом острове может
находиться до 100 млрд планет. Надо ли
говорить, что большинство из них до сих
пор не изучены? И скорее всего, чтобы
изучить нашу галактику, так как,
например, кладовку в нашей квартире,
потребуются ещё сотни или даже тысячи
лет. И всё же из тех экзопланет,
существование которых подтверждено
астрономами, каждая обладает своими
уникальными особенностями и
характеристиками, иногда кардинальным
образом отличаясь от тех, что мы с вами
привыкли видеть. И эта уникальность
может проявляться по-разному. Сегодня мы
расскажем вам о двух интересных
экзопланетах, которые не только
обращаются вокруг своей родительской
звезды на максимально близком
расстоянии, но и в конце концов
становится нечто больше.
Если рассмотреть солнечную систему, то
самой ближайшей планетой к нашей звезде
будет наименьшей из планет земной группы
Меркурий, который движется со скоростью
47
км/и среднем 58 млн км от солнца. Но это
далеко не рекордсмен по скорости и
поблизости расположения к родительской
звезде. Это звание на сегодняшний день
гордо носит планета класса ультрагарячий
Юпитер той
2109B с рекордно малым временем
обращения вокруг звезды в звёздной
системе, расположенной в 855 световых
годах от нас. Свою орбиту планета
проходит всего за 16 часов. Подумайте
только, у вас ещё не закончился день, а
на планете той
2109B снова Новый год. Правда, до тла
сгоревшей ёлкой. И, похоже, отмечать
праздник там уже некому, поскольку
температура дневной стороны
приблизительно
3.225° поцельсию, а это уже почти
температура небольших звёзд, а значит,
лёгкому загару не бывать, ведь той 2109
B находится на расстоянии примерно 2,4
млн км от своей звезды. Причём газовый
гигант находится в приливном захвате, а
из-за экстремальной близости планеты к
звезде система той-2109 является
идеальной лабораторией для изучения
процесса приливного разрыва планет
гравитации звезды. Планеты, близко
расположенные к своим звёздам, которые
находятся ещё на главной
последовательности на диаграмме
герцшпрунга Расела, то есть в их недрах
идут термоядерные реакции синтеза гелия
из водорода. Что это означает?
Рассмотрим следующий пример. Несмотря на
то, что по современным представителям у
белых карликов вполне могут быть планеты
спутники, до недавнего времени никаких
прямых указаний на это известно не было.
Однако совсем недавно в созвездии
Дракона на расстоянии восьмидесяти
световых годах от нас был обнаружен
необычный белый карлик, который
регулярно затмевается своим спутником.
При этом экранируется значительная часть
света, доходящего до карлика, до Земли.
По мнению первооткрывателей, этот
спутник может быть либо планетой
юпитерианского типа и размера, либо,
хотя и со значительно меньшей
вероятностью коричневым карликом.
Результаты этих наблюдений были также
подкреплены данными с космического
инфракрасного телескопа Спицер.
Собранные сведения позволили с полной
надёжностью установить, что обнаружен
транзит белого карлика
WD156 +534. несветящимся спутником
юпитерианского масштаба. Сам по себе
этот карлик ничего особенного не
представляет. При эффективной
температуре поверхности
4.500°C он куда холоднее солнца. Это
означает, что он возник около 6 млрд лет
назад, то есть задолго до возникновения
солнечной системы. И с тех пор успел
изрядно остыть. Его масса приблизительно
равна половины массы Солнца, а радиус
где-то в 75 раз меньше солнечного, то
есть лишь на 40% больше земного. Правда,
он не вполне обычен в том смысле, что
является внешним компонентом визуальной
тройной звёздной системы. Внутренние
компоненты, которые являются красными
карликами. Спутник белого карлика,
который обозначали как
WD156B, имеет длину большой полуоси
эллипса всего
0,02 солнечной единицы. Иначе говоря, от
своей звезды он находится всего лишь в 3
млн км, что в 20 раз меньше среднего
радиуса орбиты вышеупомянутого Меркурия.
Радиус этого тела чуть более чем в 10
раз больше земного, так что по сравнению
со своей звездой, белым карликом
WD156 + 534, объект выглядит настоящим
гигантом. Это и объясняет столь сильную
экранировку света карлика, которую
обнаружили исследователи. Также известен
период обращения
WD156B вокруг белого карлика, который
составляет всего 34 часа. К сожалению,
точная масса планеты спутника пока
неизвестна. Для её определения надо
знать его радиальную скорость, которую
установить до сих пор не удалось. Эта
скорость измеряется по доплеровскому
сдвигу спектральных линий, который в
данном случае не просматривается. Тем не
менее, кое-что интересно нам всё же
известно, когда сравнили результаты
наблюдения экранировки карлика в видимом
свете, выполненном с помощью фотометров
гигантского телескопа на острове
Лапальма с аналогичными наблюдениями в
ближней инфракрасной зоне, сделанными
аппаратурой телескопа Спицар. Так вот,
обнаружилось, что динамика изменения
яркости в обоих диапазонах оказалась
почти одинаковой. Отсюда следует, что
поток теплового излучения экзопланеты
составляет не более 6% потока самого
карлика. То есть столь тусклое тело
может быть или гигантской планетой, или
очень маломассивным коричневым карликом.
Последующий анализ показал, что масса WD
1856B не должны превышать
13,8 масс Юпитера. Эта оценка почти
равна, но всё же несколько ниже
теоретической нижней границы масс
коричневых карликов, и поэтому выбор в
их пользу делается маловероятным. На
основе имеющейся информации можно с
достаточным основанием утверждать, что
речь идёт именно о невероятно большой
планете. Но как спутник WD
1856B может находиться всего в 3 млн км
от белого карлика? и каким образом он
смог пережить смерть своей звезды. Дело
в том, что в процессе превращения в
красного гиганта звезда поглощает любые
свои планеты, находящиеся слишком
близко. Когда, например, солнце сделает
это примерно через 5 млрд лет, оно
уничтожит Меркурий, Венеру и, возможно,
Землю. Но как же выжила планета WD
1856B? Ведь на своей нынешней орбите он
бы давно бы уже сгорел. Исследователи
предлагают для рассмотрения два
вероятных сценария. Первый.
Звезда-предшественник белого карлика
перед своей гибелью была обязана для
начала превратиться в красный гигант,
раздувшийся от самомния до размеров
земной орбиты. Если у неё существовала
планета, находящаяся на меньшей
дистанции, она была бы полностью окутана
внешней оболочкой гиганта. И оказавшись
в окружении горячего газа, она лишилась
бы выгоревших внешних слоёв. но вполне
могла сохранить свои внутренности.
Двигаясь в газоплазменном облаке, она
тормозилась трением и приближалась к
плотному ядру звезды, которая после
сброса газовых оболочек и превратилась в
белый карлик. После сброса планета вновь
оказалась в свободном от
газапространстве, где и вышла на
стабильную орбиту вокруг карлика. Если
бы сброс оболочки красного гиганта, так
скажем, задержался, то планета
продолжала бы торможение и, в конце
концов, столкнулась со звёздным ядром, в
чудовищном катаклизме. При таком
раскладе на долю земных астрономов не
осталось бы выжившей пары из белого
карлика и его спутника, поскольку сам
спутник, будь это планета или коричневый
карлик, был бы обречён на полное
уничтожение. Однако этот сценарий
кажется менее вероятным, поскольку
проведённые модельные симуляции
показывают, что полный сброс внешних
оболочек красного гиганта с последующей
стабилизацией орбиты спутника
маловероятен в силу действия ряда
динамических механизмов. И здесь мы
переходим ко второму сценарию. Из тех же
симуляций следует, что
Звезда-предшественник уже обладала
несколькими планетами на более далёких
орбитах. И после её превращения в
красный гигант их орбиты потеряли
прежнюю устойчивость. В результате
планета WD
1856B постепенно мигрировала на близкую
к карлику траекторию, а остальные, если
таковы, всё же имелись, были выброшены в
свободный полёт вместе с её жителями по
космическому пространству. Эта
перестройка могла занять порядка
миллиарда лет, что вполне согласуется с
преклонным возрастом белого карлика.
Похоже, что так и получилось. И в
какой-то момент планета стала больше
своей звезды, у которой вращается. Да,
космос, без сомнения, удивительное
место. Полно интересных и даже
загадочных явлений и объектов. Что ж,
для всё ещё настраивающейся на работу
телескопа имени Джеймса Уэба впереди
много работы, в том числе и изучение
этой удивительной пары. Надеемся, что он
всё же позволит решить вопрос о природе
происхождения WD156B.
[музыка]
Мы знаем, что минимально возможная
температура составляет
-273,15° поцеси. Почему? Потому что при
такой температуре движение частиц
прекращается, и выделяемая ими тепловая
энергия становится равна нулю. Хм,
интересно. Если существует минимальная
температура, то, может быть, должна
существовать и максимальная. И логика
подсказывает, что такая точка, выше
которой частицы уже не могут выделять
больше тепловой энергии, должна
достигнуть своего максимума. Но так ли
это на самом деле? Чтобы понять, нужно
узнать, что такое температура вообще, а
также попытаться найти источники самых
высоких температур во Вселенной. Давайте
попробуем.
Все живые существа от бактерий до
кроганов и жнецов способны воспринимать
ощущение тепла и холода непосредственно
с помощью органов чувств. Но ввиду
отсутствия суперспособностей наши
возможности весьма ограничены, потому
что такое определение температур
требует, чтобы температура измерялась
объективно с помощью приборов, а не
руки. Такие приборы называются
термометрами и измеряют так называемую
эмпирическую температуру. В эмпирической
шкале температур устанавливается шкала
измерений и число делений между ними.
Так были введены используемые ныне шкалы
Цельсия, Фаренгейта и другие. А вот
измеряемое в кельвинах абсолютная
температура вводится по одной точке.
Точке, на которой основывается шкала
измерений. С учётом того, что в природе
существует минимальное предельное
значение температуры, абсолютно ноль.
Верхнее же значение температуры
ограничено планковской температурой. Это
своего рода температурный максимум.
Считалось, что самая высокая температура
составляет 10 триллинграсо поцельсию.
Она была получена искусственным путём
здесь, на Земле. Этот абсолютный рекорд
температуры был получен при эксперименте
на большом адронном коллайдере, самом
мощном в мире ускорителе элементарных
частиц. На скорости и близкой скорости
света специалисты столкнули пучки ионов
свинца, обладающие колоссальной
энергией. При столкновении тяжёлых ионов
начали возникать мини-большие взрывы,
плотные огненные сферы, имевшие столь
чудовищные температуры. При таких
температурах в энергиях ядра атомов
буквально плавится и образуют бульон из
составляющих кварков. В результате в
лабораторных условиях и была получена
плазма с самой высокой
температурой. И хотя 10 триллинградусов
- это невероятная огромная температура,
но похоже, что это далеко не предел.
Поскольку всё ограничивалось в рамках
этого эксперимента, шагнуть дальше нам
пока не позволяют технологии.
Поэтому предлагаю совершить космическое
путешествие в поисках самого горячего
источника во Вселенной. И начнём мы с
ближайшей к нам планеты. Венера
характеризуется аномальной плотной
атмосферой с давлением эквивалентным 90
земных атмосфер. За счёт чудовищного
парникового эффекта температура
поверхности планеты достигает
480° поцель, что больше, чем на
Меркурий. Многие известные объекты тоже
способны приближаться к солнцу на
рекордно близкое расстояние. К их числу
можно отнести астероид Файтон,
температура которого в перицентре может
достигать
750° поцеси. Но этот объект обгоняет по
температуре спутник IO, который стал
одним из самых больших сюрпризов при
исследовании системы Юпитера
космическими зондами. Его поверхность
является самой молодой в солнечной
системе. На ней отсутствуют ударные
кратеры. Измерения со станции Галялея
показали, что температура вулканов на
этом спутнике достигает как минимум
1340°
поцеси. Поверхность солнца имеет
температуру около
5.500° поцеси. Однако на расстоянии
около 10.000 км от поверхности солнца
находится солнечная корона, которая мы
видим как своего рода галу. Её
температура достигает уже миллиона
градусов. Но это ещё не всё. У солнечной
вспышки может составлять многие десятки
миллионов градусов. Однако во Вселенной
Солнце является совершенно рядовой
звездой. Температура поверхности обычных
звёзд колеблется от
2.000° у красных карликов до
30.000° поцельсию у голубых карликов. Но
не стоит забывать о том, что существует
особый класс звёзд. звёзды под названием
звёзды вольфа рая, у которых температура
поверхности может превышать
50.000° поцель. Число известных звёзд
этого типа в местной группе галактик
может составлять только несколько тысяч.
Подобные звёзды отличаются большой
плотностью, наличием сбрасываемых
оболочек, похожих на планетарные
туманности. Считается, что они
представляют собой последний этап
эволюции одиночных массивных звёзд перед
стадией взрыва Сверхновой. Наиболее
горячей звездой из них считается
WR102 с температурой в
210.000° и светимостью в половину
миллиона светимости Солнца. Масса этой
звезды оценивается в 20 масс Солнца при
радиусе меньше
0,4 радиусов солнца.
Но звёздные остатки обладают ещё более
высокими температурами. Так, в 2015 году
было опубликовано открытие самого
горячего белого карлика
RXG0439 с температурой поверхности в
240.000
поцельсию. Мы приближаемся к
экзотическим остаткам звёзд. Это
нейтронные звёзды, которые обладают ещё
более высокими температурами
поверхности. Максимум их излучения лежит
в рентгеновском диапазоне и гаммалучах.
Так, ярчайшими источниками в гаммалучах
является тройка нейтронных звёзд в
крабовидной туманности, в туманности в
парусах и радиотихая звезда геминга.
Считается, что в момент рождения
нейтронной звезды температура её
поверхности составляет около 100 млрд
поцельсию.
Это колоссальная температура, но далеко
не предел. Наконец-то мы добрались до
чёрных дыр. Перед нами, к примеру,
чёрная дыра звёздных масс
X1. Является ярчайшим рентгеновским
источником на земном небе. А недавние
наблюдения показали, что эффективная
температура центральной части ближайшего
Квазара
3C273 составляет 40 триллинградусов.
Существует теория, что эффективная
температура тёмной материи в активных
галактических ядрах составляет около
зетакельвина, что в десятки миллионов
раз больше наблюдаемой температуры
видимой материи у этих объектов.
Возможно, вселенная скрывает ещё более
горячие объекты, но до них нам пока не
добраться. И всё же мы понимаем, что
самые высокие температуры были в момент
большого взрыва или начало инфляции, как
больше нравится. Теория утверждает, что
температура нашей Вселенной была равна
температуре Планка. Современная физика
считает, что эта точка находится на
высочайшем уровне, и это вовсе не 10
триллинградусов, а намного выше. В новой
теории предельная температура должна
равняться 142 квинтилеонам.
Да, как вы могли заметить, эта цифра
намного больше, чем та, которую получили
при эксперименте на Земле. Но почему же
такая разница? Дело в том, что есть
такая вещь, как состояние, и такая вещь,
как распределение скоростей частиц. Для
состояния, в котором находилась
предыдущая система, вообще не
определяется понятие температуры.
Температура определяется строго для
одного типа состояния. состояние
равновесия, при котором имеет место так
называемого максвеловского распределения
скоростей. Это распределение
вероятности, встречающееся в физике и
химии, лежит в основании кинетической
теории газов, которая объясняет многие
фундаментальные свойства газов, включая
давление и диффузию, что при
эксперименте не учитывалось. Из этого
можно заключить, что теоретически
абсолютного максимума температуры,
похоже, не существует, поскольку система
может разогреваться до каких угодно
температур. Другое дело, какие процессы
будут происходить при больших
температурах и будем ли мы в состоянии
их описать. Ведь при экстремальных
температурах начнут разлагаться сначала
молекулы на атомы, потом атомы на ядра и
электроны, потом ядра начнут распадаться
на нуклоны, потом нуклоны на
кварклионную плазму, состоящих из
кварков, фундаментальных частиц,
входящих в состав протонов и нейтронов.
А вот что дальше, непонятно, ведь кварки
- это элементарные частицы, и
распадаться им уже не на что. Что будет
происходить при больших температурах,
давлениях и
сверхскоростях, совершенно неясно.
Поэтому максимальный предел, он в данном
случае связан с тем, что мы просто не
знаем, что происходит с материей при
экстремальных температурах. Так что
вопрос, судя по всему, остаётся пока
открытым. Что будет, если рядом с землёй
взорвётся сверхнова? На самом деле
ответов три, среди которых есть не очень
утешительные. Но прежде, чем мы получим
на них ответы, давайте попробуем
разобраться, что из себя представляет
рождение сверхновой, и почему даже,
когда они находятся очень далеко, могут
нанести вред всему живому. Итак,
сверхновая звезда или вспышка сверхновой
явление, в ходе которого звезда резко
увеличивает свою светимость с
последующим сравнительно медленным
затуханием вспышки. Сверхновые звёзды
наблюдаются постфактом. То есть, когда
событие уже произошло и его излучение
достигло наших восторженных глаз,
сверхновое возникает там, где происходит
изменение ядра или центра звезды.
Изменение может происходить двумя
различными способами, и оба они приводят
к появлению сверхновой. Первый тип
сверхновых образуется в двойных звёздных
системах. Двойные звёзды - это две
звезды, вращающиеся вокруг одной и той
же точки. Одна из звёзд, белый карлик,
ловко крадёт материю у своей звезды
компаньона. В конце концов, белый карлик
накапливает неуместно много материи, а
наличие слишком большого количества
материи приводит к взрыву звезды. Так и
образуется сверхновое. Второй тип
сверхновых появляется в конце жизни
одной звезды. Когда у звезды
заканчивается ядерное топливо, часть её
массы падает в ядро. В конце концов,
ядро становится настолько тяжёлым, что
не может противостоять собственной силе
гравитации. Ядро разрушается, что
приводит к гигантскому взрыву сверхновой
звезды. Мощный взрыв сверхного является
финальным этапом эволюции, в результате
которого во Вселенной образуется новое
астрономическое тело: нейтронная звезда
или чёрная дыра. Какой именно объект
преобразуется, сверхновая зависит от
того, как прошёл предыдущий этап
эволюции. Если гравитационный коллапс
был остановлен за счёт внутреннего
давления, то появляется нейтронная
звезда. Такие звёзды отличаются
компактностью. Радиус не превышает 10 км
высокой плотностью до миллиарда тонн на
1 ку смет и очень большой массой по
сравнению с солнцем до 2 по раза больше.
После взрыва сверхновых остаются
нейтронные звёзды двух типов: пульсары и
магнитары. Первые почти в 10 раз тяжелее
солнца, вторые в 40 раз. Пульсары
вращаются вокруг своей оси с большей
скоростью, из-за чего создаётся
энергетическое поле, а полюса
выбрасывают радиационные импульсы.
Мощность магнитного поля магнетаров
примерно в 50 триллин раз мощнее того,
которое окружает Землю. Если масса
сверхновая превышает солнечную в 40 раз,
то после взрыва сверхновой звезды
образуется магнетар с вероятностью 100%.
Чёрные дыры появляются в результате
гравитационного коллапса. Вероятность
подобного исхода крайне высока в тех
случаях, когда масса сверхного превышает
солнечную в 100 раз и более. Чёрные дыры
утягивают невероятно огромные объёмы
частиц каждую секунду. Объёмы
сопоставимые с миллионами земных масс.
Избыточная энергия отдаётся обратно в
космическое пространство в виде
излучения. Именно такое будущее ждёт
одной из ближайших к нам звёзд. Да, это
звезда Беттельгейзи, которая уже в 20
раз массивнее нашего солнца. Сейчас она
находится в стадии красного гиганта. А
это предсмертная фаза, хоть и
долговременная. Бательгейзы - одна из
самых ярких звёзд на небе. Красное
пятнышко в созвездие Ориона продолжает
удивлять своим раздутым поведением. Ещё
в конце 2020 году она ослабла, но сейчас
вновь вернулась и стала ярче на 50% за
считанные недели. Именно это и привело к
слухам о том, что бетельгейзы готовятся
взорваться и счёт идёт не на сотни лет,
а на десятилетия или даже годы. В
конечном итоге, когда у звезды
закончится всё топливо, она
сколлапсирует под действием гравитации и
превратится в сверхнову. А что, если
баттельгейзе взорвётся прямо сейчас?
Стоит ли собирать чемоданы, припасы и
хватать на поганную морскую свинку ещё
бункер? Да, иногда люди начинают что-то
делать, когда уже слишком поздно. И
последний звездолёт покинул станцию. А
ко всему лучше быть готовым заранее. Но
как узнать и к чему вообще, и как
готовиться? Ведь наша жизнь полна
сюрпризов. В этом нам поможет.
Итак, если речь идёт об Этельгейзе, то
нам не стоит ждать большой опасности.
Да, зрелище будет впечатляющим, но землю
не накроет ударной волной. Небоскрёбы не
будут падать, как спички, море не
поднимется стеной, и жители земли не
воспламенятся, как в последний день
апокалипсиса. Прости, Танос. Тогда что
мы увидим? Согласно расчётам, это должен
быть взрыв сверхновой второго типа. Это
означает, что бетельгейза для
наблюдателя, находящегося в её системе,
будет на короткое время примерно в 500
млн раз ярче, чем наше солнце. Да,
действительно, это ослепительно ярко.
Однако очевидно, что мы не находимся на
орбите Беттельгей. Так насколько же
яркая будет звезда Бательгейзе для нас?
Принимая во внимание расстояние от Земли
до гиганта, расчёты показывают, что
яркость Беттельгейзы будет примерно
равна половине яркости Луны. Совершенно
точно бетальгейзия будет видна как днём,
так и ночью. Однако это не будет
выглядеть как второе солнце. Днём
Бательгейзия будет выглядеть как
довольно яркая, крупная точка,
существенно крупнее, чем обычная звезда,
но меньше, чем солнце. В ночное время
Батальгейзи будет выглядеть как такая же
крупная яркая точка, сравнимая по
яркости с Луной. Следующие месяцы
Батальгейзия начала бы понемногу
гаснуть, но всё ещё просматривалась бы
днём до полугода или года. Ещё около 2
лет её можно было бы наблюдать
невооружённым глазом в ночном небе, и
только тогда она исчезла бы. К
сожалению, никакой разлетающейся в
разные стороны туманности вокруг
взорвавшейся сверхновой сразу увидеть
будет нельзя. Это дело достаточно
длинного промежутка времени, так что до
появления эффектной туманности вокруг
некогда погибшей звезды придётся
подождать несколько лет. Хотя астрономы
со своими мощными телескопами увидят
сброшенную звездой оболочку гораздо
раньше. Дело в том, что большой босс
Бетальгейзы находится в 642 световых
годах от Земли, поэтому её превращение в
сверхновую максимум привело бы к тому,
что нашу планету накрыл бы дождь без
массовых частиц, которые называется
нейтрина. К счастью, они не могут
нанести нам никакого вреда, поскольку
нейтрина - это призрачные частицы,
которые вообще едва взаимодействуют с
миром. Взгляните на свою правую ногу.
Через неё ежесекундно проходит триллион
нейтрина от солнца. Вы не видите этого
потока, потому что нейтрина практически
не влияет на обыкновенную материю. Из
этой лавины частиц в среднем лишь один
нейтрина в несколько лет зацепит
какой-нибудь плохо закреплённый атом
вашего тела. История показывает, что по
меньшей мере десяток вспышек сверхновых
в далёком прошлом мы благополучно
пережили. И некоторые были не так далеко
от нас. Исследователям даже удалось
изучить последствия этих вспышек. Не
потому, что это было страшно, а потому,
что страшно интересно. И оказалось, что
да, некоторые последствия есть. В
частности, геологические слои Земли,
соответствующие конкретным временным
периодам, содержат некоторую
концентрацию редких изотопов,
образоваться которые могли лишь под
действием избыточного гаммоизлучения. Но
количество этих изотопов ограничиваются
лишь несколькими атомами на тонну
вещества. Никто бы не нашёл, если бы не
искал специально, прямо как Индиана
Джонс. К этому можно добавить повышенную
концентрацию оксида азота во льдах
Антарктиды. Кстати, в далёкой от
серьёзной науки прессии регулярно
появляется публикация о возможном
исчезновении динозавров именно из-за
вспышки близкой Сверхновой. Увы, никаких
научных оснований они не имеют, ведь
следов возможной вспышки сверхновой в
отложениях эпохи, удалённой на несколько
миллионов лет, и в костях динозавров не
обнаружено. Но те, сверхновые вспыхивали
далеко. Именно поэтому мы ещё здесь. А
что будет, если вспышка сверхновой
случится поблизости? Для начала было бы
правильным разобраться, что есть близко
и что есть далеко в межзвёздных
масштабах расстояний. Ближайшая к нам
звезда Проксима Центавра Красный карлик.
В сотни раз тусклее солнца расположена
на расстоянии примерно четырёх световых
года. Ни при каких обстоятельствах
данная звезда не сможет угрожать нам
вспышкой сверхновой, даже если сильно
разозлится. И находящиеся лишь чуть
дальше компоненты той же системы
Альфа-Центавры и звёзды, подобные нашему
солнцу, не смогут завершить свою
эволюцию столь феоричным образом. Нужно
искать звёзды тяжеловесох, но таких в
ближайшем окружении солнца нет. Даже
яркий процион альфа малого пса всего в
полтора раза массивнее солнца. Нас же
интересуют звёзды с массой восемь
солнечных и тяжелее. Именно они
заканчивают свою эволюцию с торжеством и
салютом. И такая имеется. Перед вами
двойная звезда Пегаса, расположенный в
150 световых года от нас, что почти в
четыре раза ближе, чем бательгейзы. Ни
одна из звёзд этой системы не может дать
вспышку сверхновой самостоятельно, но
совместными усилиями это может
получиться. Одна из звёзд системы АK
Пегаса является белым карликом. Вторая
вступила в стадию превращения в красный
гигант. Со временем злой карлик начнёт
перетягивать к себе верхние слои
пожилого гиганта, наращивая свою массу.
Достигнув определённого значения массы,
белый карлик получит возможность
вспыхнуть сверхновой звездой и
обязательно ей воспользуется. Но к тому
времени система IKA Пегаса, стремительно
удаляющаяся от солнца, будет уже на
гарантировано безопасном расстоянии.
Однако, если бы вспышка произошла прямо
сейчас, то совсем скоро мы бы ощутили её
последствия. В один прекрасный день мы
увидели бы на небе, как появляется
светило, сравнимое по яркости с солнцем.
Вполне возможно, что на планете в
течение месяца или двух не будет ночей,
если выпадет так, что солнце и
сверхновое будет располагаться по разные
стороны от Земли. Видимый свет и
тепловое излучение от сверхновой звезды
приведёт к заметному росту температуры
на планете, хотя и временному, а
радиационный фон повысится в несколько
раз, что поставит каждого землянина в
условия космонавта в длительной миссии
на МКС. Но всё же жители нашей планеты
смогут укрыться от прямого излучения
сверхновой. Какое-то время земляне
укрывались бы от лёгкой звёздной
радиации, сидя по домам и играя в
тетрис. выходя на улицу лишь по крайней
необходимости, прикрывая кожу лица и рук
масками и перчатками. Все эти
теоретические рассуждения не ставят
целью готовить людей к преодолению ещё
одного
карантина. Но всё же давайте представим,
что если бы сверхновая взорвалась бы уже
всего в десяти световых годах от нас,
здесь исход будет уже катастрофическим.
Дело в том, что вспышка также образует
радиоактивное железо, что могло бы
привести к разрушению озонового слоя, и
проникновение на землю опасного
ультрафиолета запредельного уровня, что
привело бы к вымиранию всего живого на
планете. Бункеры дадут какое-то время,
но и оно будет на исходе. И всё же можно
быть уверенными, вспышки сверхновых не
угрожают человечеству. Опасность падения
гигантского метеорита, глобальная
пандемия, климатический коллапс и
ядерная война гораздо более вероятны.
Да, в нашем обществе живёт много
страхов, порой беспочвных и
необоснованных. Страх - сильнейший яд,
который разрушает нас куда больше, чем
самая сильная радиация. Поэтому
хотелось, чтобы в нашей жизни страха
стало меньше, хотя бы на один, на ничем
не обусловленный страх перед прекрасным
вселенским шоу, вспышкой сверхновой
звезды. เฮ
[музыка]
[музыка]
[аплодисменты]
[музыка]
เฮ
[музыка]
เ
[музыка]
[аплодисменты]
[музыка]
Chrome Uzantısı