«Если звезды зажигают – значит – это кому-нибудь нужно?» Но как они зажигаются?

Знание – силаНаука

Supernovae: «Вышли мы все из сверхновых»

Беседовала Наталия Лескова

«Если звезды зажигают – значит – это кому-нибудь нужно?» – писал поэт. Но как они зажигаются?

А как гаснут? Что нам дают эти знания? Может ли такое произойти с нашим Солнцем и когда? Что тогда будет с нами? И вообще – как мы зависим от звезд? Об этом рассуждает Петр Валерьевич Бакланов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Астрокосмического Центра ФИАН.

«Знание – Сила»: Петр Валерьевич, что такое сверхновая? Откуда взялось название?

Петр Бакланов: Исторически названию этого явления мы обязаны датскому астроному Тихо Браге, великолепному наблюдателю. Как-то раз в 1572 году, взглянув на небо, он обнаружил новую звезду в созвездии Кассиопея, где раньше ничего не было. Наблюдая за ней, он построил первую кривую блеска сверхновой, сравнивая ее по яркости с другими звездами и планетами. Кривая блеска – это изменение со временем потока света от источника, регистрируемое наблюдателем. Для сверхновых она меняется по космическим масштабам очень быстро – за неделю заметным глазу образом.

«ЗС»: Он наблюдал в телескоп?

П. Б.: Телескопа у него не было, он наблюдал глазами. Тихо Браге написал трактат об исследовании stella nova – «новой звезды», в котором впервые появился термин «новая».

«ЗС»: Но почему это звезда, а не какой-то другой светящийся объект вроде планеты, кометы или астероида?

П. Б.: Тихо Браге знал явление параллакса, когда из-за собственного движения наблюдателя близкие объекты смещаются на фоне более далеких. Это наглядно видно из окна бегущего поезда. Он пытался измерить угловое смещение «новой звезды» из-за движения Земли и обнаружил, что оно столь мало, что его нельзя заметить в наблюдениях. Это означало, что «новая» находится значительно дальше от Земли, чем Луна и Солнце.

Раз «новая» так далеко, то, согласно общепринятой тогда Аристотелевой картине мира, она принадлежит неизменному «надлунному миру». Однако она явно меняла свой блеск со временем и совсем исчезла с глаз примерно за два года. Такая переменность «надлунного мира» смущала. Тихо Браге был молод, около 25 лет от роду. Во многом загадочная «новая звезда» предопределила его увлечение астрономией.

«ЗС»: А кто назвал эти звезды сверхновыми?

П. Б.: Так они стали называться значительно позже, уже в XX веке. К тому моменту, за три века наблюдений с телескопами и с уже входящей в астрономию фотографией, было открыто много «новых» звезд. Тогда среди астрономов проходили великие споры о размере Вселенной. Равна ли наша Галактика всей Вселенной и туманности в ней – это облака пыли и газа? Или же Вселенная гораздо больше, а наша Галактика лишь один из многих звездных островов, и туманности в ней – это проекция на небосвод далеких галактик, расположенных столь далеко, что звезды в них по отдельности не видны?

Всего лишь сто лет назад, когда телескопы уже стали такими большими, что начали различать отдельные яркие звезды в других галактиках, стало понятно, что туманные пятнышки – это другие галактики, которые находятся в сотни и тысячи раз дальше, чем край нашей Галактики. А если это так, то и «новые звезды» в таких туманностях оказываются в тысячи раз дальше, чем предполагалось ранее. Поскольку световой поток падает обратно квадрату расстояния, то звезды, которые там вспыхивают, должны быть в миллион раз ярче, чем мы думали раньше.

Стенной квадрант в обсерватории Тихо Браге; в центре изображен сам ученый. Из книги Браге «Механика обновленной астрономии». 1598 год

«ЗС»: Наверное, это трудно поддавалось пониманию?

П. Б.: Да, и даже служило в спорах как аргумент в пользу расположения туманностей внутри нашей Галактики. С появлением работ по делению ядер и термоядерному синтезу в 20–30 годах XX века стало возможным придумать такую энергетическую машину, которая позволяет светить столь мощно. Ведь одна сверхновая в пике своей яркости светит, как вся ее родительская галактика, содержащая миллиарды звезд!

Американские астрономы Бааде и Цвики в 1934 году предложили термин «сверхновые», чтобы отличать вспыхивающие звезды в других галактиках от «новых» в нашей Галактике. Интересно, что совсем недавно, 20 лет назад, появился новый термин, связанный со сверхновыми. С развитием техники наблюдения стало возможным выделить редкие, особенные сверхновые, которые в сотни раз ярче «типичных». По-английски их назвали Superluminous Supernovae, по-русски мы говорим «Сверхмощные сверхновые». Такое вот сверхнаслоение приставки «сверх».

«ЗС»: В чем особенности этих объектов?

П. Б.: По факту, термин вводит в заблуждение. Сверхновая – это не рождение новой звезды. Наоборот, это явление гибели звезды, переход ее на терминальную стадию. Существует несколько сценариев, по которым некоторые звезды в конце своей эволюции могут светить столь ярко. Какой именно реализуется сценарий, зависит от многих параметров, ключевой из которых – масса звезды.

Базовых сценария два. Один – термоядерный взрыв звезды, как бомбы, и разлет без остатка – это сверхновая типа Ia. Другой – коллапс ядра массивной звезды, когда в центре остается остаток после взрыва сверхновой (нейтронная звезда или черная дыра), а внешняя оболочка разлетается и светит – это сверхновые второго типа плюс подтипы первого Ib/c.

Когда в середине XX века научились наблюдать спектры от сверхновых, то выяснилось, что есть сверхновые, у которых отсутствуют спектральные линии водорода. Такие сверхновые получили название тип I. Это было удивительно для ученых, поскольку водорода во Вселенной в среднем 75% от числа всех элементов, и нужно было изобрести процесс избавления сверхновых от водорода. Сверхновые с наличием водорода в спектре получили название тип II.

«ЗС»: А отсутствие водорода в типе I объяснили?

П. Б.: Да. Показали, что таким способом взрываются маломассивные звезды, в своей эволюции перешедшие на стадию белого карлика. Тут важно отметить, что белый карлик удерживается от гравитационного схлопывания не энерговыделением от термоядерных реакций, а давлением вырожденного электронного газа, когда плотность электронов столь высока, что их уже крайне трудно упаковать плотнее из-за квантовых законов, так называемого принципа запрета Паули.

Само барионное вещество белого карлика – в массе своей ядра атомов углерода и кислорода – остается не вырожденным и могло бы прекрасно участвовать в реакциях термоядерного горения, но из-за малости массы звезды не были достигнуты необходимые для его зажигания температуры и плотности. Однако, если в результате каких-то внешних процессов к таким белым карликам добавить вещества, то это может спровоцировать неудержимое термоядерное горение по всему объему белого карлика, а по факту, термоядерный взрыв. Тогда стартовавший внутри них процесс термоядерного синтеза не затухнет, а взрывным образом распространится по всей звезде, что приводит к чудовищному выделению энергии, синтезу множества элементов из таблицы Менделеева и разлету вещества звезды без остатка со скоростями порядка десяти тысяч километров в секунду.

Взрыв сверхновой

Замечательное их свойство взрываться только при достижении определенной массы, называемой пределом Чандрасекара и равной около 1,5 солнечных масс, объяснило другую наблюдательную странность – очень близкую похожесть их кривых блеска друг на друга. При таком сценарии естественно предполагать, что если взрывать термоядерные бомбы одной массы, то наблюдательные проявления взрывов будут похожи друг на друга. Предполагается два основных сценария, как белый карлик может достигнуть критической массы в полторы массы Солнца. Это может произойти в результате слияния двух близких белых карликов, либо в результате перетекания (аккреции) вещества со звезды-компаньона и накоплении его на поверхности белого карлика.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Самый энергичный свет Самый энергичный свет

История открытия и некоторые факты о гамма-лучах

Наука и жизнь
Переизобрести Пушкинский Переизобрести Пушкинский

Внедрение современных технологий для классического музея — всегда вызов

СНОБ
Был ли аншлюс ГДР? Был ли аншлюс ГДР?

Читаем новый единый учебник всеобщей истории для 11 класса

Дилетант
Такая, какая есть: почему важна твоя индивидуальность и как ее развить Такая, какая есть: почему важна твоя индивидуальность и как ее развить

Почему нам всем действительно нужно быть собой?

VOICE
Томас Манн Томас Манн

Томас Манн глазами Дмитрия Быкова

Дилетант
Мурашки по коже! История: как «идеальная дочь» наняла киллеров, чтобы убить родителей Мурашки по коже! История: как «идеальная дочь» наняла киллеров, чтобы убить родителей

Дженнифер Пан была «золотой» дочерью, пока не наняла киллеров для родителей

ТехИнсайдер
Мультиоргазм: 4 упражнения для мужчин — испытайте новые ощущения Мультиоргазм: 4 упражнения для мужчин — испытайте новые ощущения

Делимся упражнениями, которые помогут мужчинам получить мультиоргазм

Psychologies
Урожай «горит», вымерзает и тонет Урожай «горит», вымерзает и тонет

Погодные риски оказывают все большее влияние на урожай агрокультур

Агроинвестор
Вечный Шурик Вечный Шурик

5 советских актеров, которые не любили свои самые звездные роли

Лиза
Все в шоке и слезах: самые внезапные и нелепые смерти знаменитых красавцев, разбившие нам сердце Все в шоке и слезах: самые внезапные и нелепые смерти знаменитых красавцев, разбившие нам сердце

Человек внезапно смертен вне зависимости от его знаменитости

VOICE
Что делать, когда старые травмы напоминают о себе: 4 шага Что делать, когда старые травмы напоминают о себе: 4 шага

Почему травмы возвращаются? Как с ними справляться?

Psychologies
Как поднять самооценку после того, как вас бросили: рекомендации психолога Как поднять самооценку после того, как вас бросили: рекомендации психолога

Как восстановить самооценку после тяжелого разрыва?

Psychologies
Переработки за бесценок: что и в каких условиях шьют женщины в российских колониях Переработки за бесценок: что и в каких условиях шьют женщины в российских колониях

Сколько получают женщины в колониях? Помогут ли им новые навыки на свободе?

Forbes
Автор книги «Эксплейнер по современной философии» — о призраках и медиа Автор книги «Эксплейнер по современной философии» — о призраках и медиа

Может ли философия излечить душевные раны? Отвечает Максимилиан Неополитанский

РБК
Окнами в парк Окнами в парк

Квартира с современным эклектичным интерьером с нотками авангарда

Идеи Вашего Дома
12 причин, по которым люди не хотят связываться с электромобилями 12 причин, по которым люди не хотят связываться с электромобилями

Что сдерживает продажи электромобилей, и что нужно сделать, чтобы это устранить

4x4 Club
Интервью бывшей жены Бишимбаева: 25 фактов о жизни и расставании с абьюзером Интервью бывшей жены Бишимбаева: 25 фактов о жизни и расставании с абьюзером

Красные флаги, которые иллюстрируют поведение абьюзера

Psychologies
Дружба по переписке Дружба по переписке

О том, может ли искусственный интеллект стать настоящим другом

СНОБ
Над облаками Над облаками

Интерьер, в котором соединились лаконичность экостиля и эстетика бохо

SALON-Interior
Любовные грезы Любовные грезы

Что смотреть в отпуске любителям романтических турецких сериалов

Лиза
Балтийский берег Балтийский берег

Составили идеальную ознакомительную программу по Калининграду и его окрестностям

Лиза
11 Telegram-каналов, которые помогут лучше разбираться в кино 11 Telegram-каналов, которые помогут лучше разбираться в кино

Где почитать о фильмах, чтобы было нескучно, актуально и не так, как у всех?

Правила жизни
Законы торговли: почему слухи о крахе нефтедоллара сильно преувеличены Законы торговли: почему слухи о крахе нефтедоллара сильно преувеличены

В ближайшие годы в правилах нефтяной торговли радикальных перемен ждать не стоит

Forbes
Спад электропроводности Спад электропроводности

Мировая электромобильная революция откладывается

Деньги
Федор Хиросигэ Федор Хиросигэ

Петербург накрыло мощным пришествием человека-гриба — это Федор Хиросигэ

Собака.ru
Валерий Фокин Валерий Фокин

Валерий Фокин ворвался в театральную жизнь Петербурга и Александринки в 2002-м

Собака.ru
Поколение с ростками бунтарства: воспоминания женщин о жизни в дореволюционной России Поколение с ростками бунтарства: воспоминания женщин о жизни в дореволюционной России

Книги, в которых описана жизнь женщин дореволюционной России

Forbes
Виртуальная атака: как защититься от кибермошенников Виртуальная атака: как защититься от кибермошенников

Какими схемами пользуются кибермошенники и как защитить себя от них

ТехИнсайдер
Александр и Лиза Цикаришвили Александр и Лиза Цикаришвили

Александр и Лиза Цикаришвили — активаторы новой волны петербургского искусства

Собака.ru
3 лекарства от зуда седьмого года 3 лекарства от зуда седьмого года

Почему седьмой год для брака — самый рискованный в смысле развода?

Psychologies
Открыть в приложении