Скачать

Новые и сверхновые звезды

При вспышках новых звезд выделяется энергия до 1038 Дж.

Те звезды, которые неудачно называют новыми, на самом деле существуют и до вспышки. Это горячие карликовые звезды, которые вдруг за короткий срок (от суток до ста дней) увеличивают свою светимость на много звездных величин, после чего медленно, иногда на протяжении многих лет, возвращаются к своему первоначальному состоянию. При вспышках новых звезд из их атмосфер со скоростью 1000 км/с выбрасываются внешние газовые оболочки массой в тысячи раз меньшей масс Солнца. Ежегодно в галактике вспыхивает не менее 200 новых звезд, но из них мы замечаем лишь 2/3. Установлено, что новые звезды горячие звезды в тесных двойных системах, где вторая звезда гораздо холоднее первой. Именно двойственность и является. в конечном счете, причиной вспышки новой звезды. В тесных двойных системах происходит обмен газовым веществом между компонентами. Если на горячую звезду при этом попадает большое количество водорода со второй звезды, это приводит к мощному взрыву, и на Земле наблюдатели регистрируют вспышку новой звезды.

Трудно, почти невозможно представить себе энергию, выделяющуюся при вспышках, или, точнее, взрывах сверхновых звезд. За несколько месяцев сверхновая звезда излучает во пространство столько же энергии (1043Дж) , сколько Солнце за несколько миллиардов лет. Причины взрывов сверхновых звезд достоверно не известны, однако, скорее всего они происходят потому, что в процессе излучения со звезды уходит громадное количество нейтрино и она теряет устойчивость. До взрыва ядро сверхновой звезды имеет плотность 1010 кг/м3 и температуру в несколько миллиардов кельвинов. После резкой утечки нейтрино звезда за несколько сотых долей секунды спадает внутрь себя. Ее ядро приобретает плотность 1017 кг/м3 и температуру порядка 200 млрд. кельвинов. В оболочке, окружающей ядро, возникает взрывная реакция выгорания углерода и кислорода. Мощнейшая взрывная волна срывает внешние оболочки звезды, и в этот момент мы видим вспышку сверхновой.

Итог вспышки зависит от первоначальной массы звезды. Если до взрыва звезда имела массу от 1,2 до 2 масс Солнца, то после взрыва она превращается в нейтронную звезду. Существование таких объектов было предсказано еще в 1934 г. Они состоят из нейтронов, в которые преобразуются протоны и ядра всех более тяжелых элементов. Поперечники нейтронных звезд так малы (порядка 20 км) , что любая из них свободно разместилась бы на территории Москвы. Теоретические расчеты показывают, что нейтронные звезды должны очень быстро вращаться вокруг оси и обладать мощным магнитным полем.

В другом случае, когда масса звезды более чем вдвое превышает солнечную массу, в результате взрыва звезда превращается в черную дыру или коллапсар.