Благодаря рассеивающему эффекту тумана вместо светящейся лампочки видно четкое яркое кольцо (ореол), которое больше диаметра лампочки в тысячи раз.
§ 23. Стадия звезды с планетарной системой (стадия IV).
Описанная гипотеза эволюции звезд предполагает образование планетарной системы вокруг каждой звезды. Из материи огромной звездной атмосферы, которая содержит 99% водорода и некоторое количество других элементов, образуются планеты. Читайте § 29-35. Количество планет в такой системе зависит от первоначальной массы звезды, скорости вращения вокруг своей оси и от массы образованной ею атмосферы. Крупные звезды с массой в 5-10 солнечных масс могут иметь системы из 40 - 70 планет. Если в средней части радиуса Солнечной системы расположены планеты-гиганты Юпитер и Сатурн (менее 0,001 солнечной массы), то в средней части гигантской планетарной системы, образованной от звезды в 10 солнечных масс, будут вращаться 2 - 3 мелкие звезды с массой 0,5 - 1,5 солнечных масс. Таков механизм образования «двойных и тройных звезд», а точнее звездно-планетарных систем, содержащих 2 - 3 звезды.
Глава 5. Старение и смерть звезд.
Звезды, как и все в природе, рождаются, стареют и умирают от старения. Внутри звезды накапливаются вещества, которые и приводят к взрыву звёзд как «сверхновых», что приводит к их гибели. Вместе со звездой погибают планеты, которые вращаются вокруг нее.
§ 24. Факторы старения звезд.
Ядра галактик по своей сути являются сверхгигантскими звездами. После того, как были описаны внутренние физические процессы старения ядер галактик, можно легко предсказать симптомы старения звёзд.
1. Значительная потеря массы - самый яркий показатель старения звезды. Существует всего две причины значительной и безвозвратной потери массы каждой звездой. Первая причина состоит в том, что звезда выбрасывает в пространство огромное количество плазмы, которое к концу эволюции равняется 40 - 90% первоначальной ее массы. Побочным и нежелательным последствием этого является одновременное извержение огромного количества ядер и атомов водорода, который сгорает в центре звезды с генерацией энергии. Эрупция продолжается до тех пор, пока звезда испускает лучевую энергию, пока существует фотоновое давление, то есть пока звезда «живет». Даже современное Солнце, считающееся старой звездой, выбрасывает со своей поверхности вещество, которое астрономы называют «солнечным ветром», общей массой приблизительно 2 · 10 12 граммов в секунду. Второй причиной потери массы является электромагнитное излучение и поток нейтрино. Например, Солнце теряет с электромагнитным излучением массу 4·1012 грамм в секунду. К этому количеству следует прибавить 10% от названной массы, которая приходится на нейтринный поток. Третьей причиной уменьшения массы звезды является постоянное излучение элементарных частиц с ее поверхности. К карпускулярному виду излучения со скоростью 300 километров в секунду относятся ядра элементов (лития, алюминия, железа, ртути, радия), который ученые назвали «солнечным ветром», одновременно потоки протонов, электронов, мюонов, гиперонов и других элементарных частиц покидают светило со скоростью в 200 000 километров в секунду. С излучением в виде элементарных частиц Солнце теряет 1014 граммов материи в секунду.
2. Скорость потери массы молодой и старой звезды. Молодые массивные звезды всегда выбрасывают в секунду в свою атмосферу большую массу плазмы, нежели маленькие старые звезды. Астрономы наблюдают в телескоп молодые звезды, излучение которых в миллионы раз выше, чем у Солнца (например, S Золотой Рыбы). Звезды высокой лучевой активности быстрее теряют массу с излучением электромагнитных волн и нейтрино. Поэтому можно сделать вывод: масса молодой звезды всегда значительно выше, чем старой. В среднем же масса молодой звезды равна 5 солнечным массам, а масса очень старых звезд - 0,05 солнечной массы. Интересно, что Солнце 5 миллиардов лет назад теряло массу с эрупцией плазмы и с излучением за год в миллионы раз больше и быстрее, чем сейчас. Из этой, когда-то выброшенной в окружающее космическое пространство материи, образовалась Солнечная планетарная система. Поэтому было бы ошибкой рассчитывать «среднюю скорость» потери массы Солнца на основании сегодняшних данных его излучения и сегодняшних «темпов» эрупции плазмы (солнечного ветра).
3. Уменьшение общего лучевого потока звезды. По мере старения общий лучевой поток, который является виновником эрупции, постоянно уменьшается. Причиной этого в первую очередь является прогрессивное уменьшение массы звезды. К концу эволюции происходит уменьшение массы звезды почти в 100 раз. С уменьшением массы спадают внутренние температура и давление. Поэтому уменьшается интенсивность термоядерных процессов в недрах звезды, а следовательно, становится меньше по интенсивности общая лучевая энергия, вырабатываемая из недр звезды.
Уменьшает общую лучевую энергию и то обстоятельство, что с течением времени все больше протонов звезды «сгорает», а их место занимают энергетически «нейтральные» нейтроны. (Смотрите § 1: 4 р+ ® Не + g + энергия, а это не что иное как 2р+ ® 2n0 + g + энергия). Поэтому с каждой секундой в реакцию термоядерного синтеза способно вступать все меньшее количество протонов, а значит, общая лучевая энергия, покидающая Солнце и другие звезды, уменьшается. Измерения, проведенные американскими и швейцарскими астрономами, показали, что яркость Солнца, которая зависит от количества излучения в световом диапазоне, прогрессивно уменьшается. При анализе данных аппаратуры, установленной на спутниках, ракетах и высотных аэростатах, определяется четкая закономерность уменьшения яркости Солнца на 0,015 - 0,019% в год. Измерение яркости началось с 1978 года. (Смотрите «Science», № 4736, 1986 год). Следовательно, лучевая яркость Солнца 5 миллиардов лет назад была в 75 миллионов (75 · 10 6) раз выше. А это, в свою очередь, говорит о медленном охлаждении поверхности Солнца (и, конечно, Земли), то есть убеждает в неизбежном похолодании климата Земли.
4. Затухание процесса эрупции у звезд. В связи с постоянным уменьшением общего лучевого излучения, уменьшается и фотоновое давление на ионы и атомы элементов, а следовательно, уменьшается масса эрупирующего вещества. У очень старых звезд эрупция вообще останавливается. Поэтому нейтроны, накопившиеся в верхнем слое звезды в виде ядер тяжелых элементов, не выводятся за пределы звезды, а накапливаются. Так возникают старые нейтронные звезды. Поэтому астрономы совершенно справедливо утверждают, что следы тяжелых и сверхтяжелых элементов (которые в составе ядра имеют сотни нейтронов), есть признак старости звезды. Тяжелые и сверхтяжелые элементы обнаружены в составе атмосферы старых звезды, однако сверхтяжелые элементы отсутствуют в атмосфере молодых звезд. Существует не резко выраженная астрофизическая закономерность: чем более тяжелый элемент обнаружен в составе поверхностного слоя звезды, тем старше звезда.
5. Уменьшение величин механического движения звезды в пространстве. К этому фактору старения относится уменьшение скоростей: уменьшение скорости вращения звезды вокруг собственной оси, уменьшение скорости ее вращения вокруг ядра галактики, уменьшение скорости удаления звезды по спиральной траектории от центра галактики и так далее. Причины снижения скоростей следующие: трение магнитных и электрических полей в галактическом пространстве, гравитационные препятствия движению, трение поверхности звезды о собственную обширную и плотную атмосферу. Например, Солнце, по приблизительным подсчетам, в момент рождения (6 миллиардов лет назад) имело массу, радиус и объем в 3 раза большие, скорость вращения вокруг своей оси на экваторе равнялась 100 километров/в секунду (сейчас 2 километров/в секунду), скорость обращения вокруг ядра галактики - 500 километров в секунду (сейчас 250 километров/в секунду).
§ 25. Стадия карликовой звезды (стадия V).
Исходя из вышеизложенного астрофизического материала, легко себе представить модель старой звезды. Старые звезды должны быть небольшого размера и массы, неинтенсивной светимости, должны иметь достаточно высокую плотность из-за присутствия в их составе большого количества нейтронов и должны медленно двигаться в пространстве. Это же точная копия хорошо изученных карликовых звезд. Поэтому все карликовые звезды являются типичными представителями старых звезд.
§ 26. Стадия «новой» звезды (стадия VI).
Астрономам давно известно, что многие карликовые звезды производят 2 - 10 мощных взрыва, а взорвавшиеся светила называются «новыми». Общая энергия вспышки 1045 эргов. При взрыве звезда теряет 1/5 - 1/10 часть массы в виде плазменного выброса. Через некоторое время облако взрывной эрупции рассеивается, и звезда приобретает прежний вид карликовой звезды. Такие взрывы могут совершаться звездой несколько раз через короткие промежутки времени (десятилетия). Хорошо известно, что взрывы «новых» и «сверхновых» звезд являются последней ступенькой в эволюционном старении звезды. Современная астрофизика не в состоянии объяснить механизм взрывов звезд. Автор предлагает следующую гипотезу по причине взрыва «новых» звезд.
1. Астрофизический механизм взрыва «новых» звезд. Как отмечено выше, старые звезды почти теряют возможность к эрупции вещества в окружающее пространство из-за слабой излучательной способности. Поэтому количество нейтронов в их составе постоянно накапливается. Это происходит в наружном слое, на периферии звезды, где нейтроны консервируются в виде ядер тяжелых элементов: урана, плутония, тория, радия, полония и других. До каких же концентраций могут накапливаться ядра радиоактивных элементов? Ведь, как известно из ядерной физики, у многих радиоактивных элементов существует критическая масса, при достижении которой радиоактивное вещество охватывается «цепной реакцией» и происходит взрыв, как у атомной бомбы. Например, критическая масса для урана-235 составляет 47000 грамм, а с частыми тонкими прокладками из бериллия, которые излучают нейтроны при облучении его гамма - лучами, критическая масса для урана-235 составляет всего 243 грамма. Критическая концентрация тяжелых элементов существует и на поверхности старых карликовых звезд. В периферическом слое тела старой звезды атомы тяжелых элементов располагаются в дисперсном, газообразном состоянии. Автор предполагает, что в один из моментов концентрация ядер и ионов тяжелых радиоактивных элементов на поверхности светила достигает критического уровня и происходит цепная реакция (ядерный взрыв), который представляется нам как взрыв «новой» звезды. После взрыва тяжелые элементы через 10 - 50 лет опять накапливаются до критической концентрации. Происходит несколько повторных взрывов. Астрономические исследования убеждают, что старая карликовая звезда может взрываться как «новая» звезда 10 - 30 раз.
2. Рождение нейтронного шара в центре старой звезды. Взрывы типа «новых» помогают освободиться звезде от балластных нейтронов и другим способом - при помощи образования в центре звезды нейтронного шара размером в несколько десятков километров. Образованию нейтронного шара в карликовой звезде способствуют условия, появившиеся вследствие взрыва «новой»:
Сильное сжатие центральных районов звезды при направленном давлении взрыва «новой» от периферии к центру. Нейтроны в центре приближаются друг к другу до соприкосновения и образуют единый конгломерат в виде нейтронного ядра размером в несколько десятков километров.
Вследствие резкого увеличения в центре звезды давления и температуры, оставшиеся там протоны полностью «сгорают» и превращаются в нейтроны. Происходить реакция типа:
p+ + ? ? n0 + ?+.
С каждым последующим взрывом «новой звезды» масса центрального нейтронного ядра увеличивается. Итак, во время пятой стадии эволюционного развития звезды-карлика образуется нейтронное ядро, плотность которого около 1014 г/см3. После первого же взрыва «новой» карликовая звезда уже существует с нейтронным центром.
§ 27. Стадия «сверхновой» звезды («смерть» звезды). Стадия VII.
Это последняя, заключительная стадия существования звезды. Во время взрыва звезда погибает, а ее материя разлетается на сотни световых лет, образуя расширяющуюся во все стороны (от центра взрыва) пылевую туманность. Общая энергия излучения «сверхновой» в момент вспышки колоссальна - 1049 эрг. Астрономы уже изучили десятки примеров гибели звезд. Если вокруг «сверхновой» звезды существовала планетарная система, то планеты погибают вместе со звездой. От такого сверхмощного взрыва планеты разрушаются, превращаясь в пыль и отдельные крупные глыбы кристаллических пород. Мелкие и крупные камни (осколки планет) разлетаются по межзвездному пространству с большой скоростью, превращаясь в кометы, метеоры, метеориты и болиды, которых множество в Солнечной системе и которые падают на поверхность Земли. Так погибают все планетарные системы.
1. Механизм взрыва «сверхновых» звезд. Какова же причина сверхмощного взрыва «сверхновой»? Современная астрофизика не в состоянии объяснить причину взрыва. Автор предлагает следующую гипотезу, которая по астрофизическим параметрам аналогична причине взрыва ядра галактики (смотрите § 17). После нескольких взрывов звезды-карлика как «новой» в ее центре образуется крупное нейтронное ядро (шар) диаметром 100 - 200 километров. Звезда-карлик во время взрыва «освобождается» от балластных нейтронов при помощи «тотальной концентрации» их в своем центре, а вокруг нейтронного центра продолжаются термоядерные реакции с оставшимися протонами.
Рисунок 12. Эволюция звезд.
Таблица 2. Эволюционные изменения массы Солнца и внешнего вида Солнечной системы.
Возраст Солнца, миллиардов лет Эволюционная стадия Масса Солнца
1 Газо-водородная туманность 100 масс современного Солнца
2 Молодая звезда спектрального класса А 10
3 Эрупирующая звезда 5
4 Солнце с обширной атмосферой 3
9 (сейчас) Солнце с планетарной системой 1
11 Солнце как звезда - карлик с планетарной системой 0,5
12 Взрывы (около 5 раз) Солнца как «новой звезды» 0,3 массы современного Солнца
13 Взрыв Солнца как «сверхновой звезды», гибель нашей звезды и планетарной системы 0 = звезда отсутствует
Как известно, термоядерные процессы всегда сопровождаются мощным нейтринным излучением. Длина свободного пробега нейтрино в веществе (внутри "куска" железа или свинца) - 1017 километра, а в сверхплотном нейтронном веществе не превышает 10 километра, то есть на протяжении 10 километров нейтрино обязательно встретит нейтрон n0, с которым обязательно вступит в реакцию:
n0 + ? ? е ? + р+.
Если диаметр нейтронного центра звезды-карлика равен 100 километров, то все попавшие в него нейтрино будут вступать в реакцию с нейтронами, превращая их в протоны. Термоядерные реакции звезды-карлика выработают огромное количество нейтрино, часть которых обязательно проникнет в нейтронный центр звезды. Следовательно, со временем в нейтронном центре накопится большое количество протонов. Протоны будут диффузно вкраплены в сверхплотную массу вещества, состоящую из нейтронов.
Когда нейтронный центр будет состоять поровну из нейтронов и протонов, то он будет напоминать сверхтяжелое ядро элемента. Например, ядро элемента курчатовия состоит из 104 протонов и 160 нейтронов. А ядро нейтронного центра звезды будет состоять, например, из 10 56 протонов и 10 56 нейтронов. Главное свойство тяжелых ядер заключается в том, что они спонтанно вступают в реакцию деления с выделением огромного количества энергии. В один из моментов существования протонно-нейтронного центра произойдет предельное накопление протонов в шаре диаметром более 20 километров и состоящем из нейтронов, и центр взорвется как одно сверхтяжелое ядро элемента, разорвав на мелкие части всю звезду. Нет сомнения, что газопылевое облако (туманность), образовавшееся после взрыва «сверхновой», состоит в основном из радиоактивных изотопов. Поэтому туманность будет излучать в пространство мощный поток всевозможных элементарных частиц и лучей (электромагнитных волн). Так гибнут звезды (см. рис. 12).
2. "Длительность жизни" массивных и малых звезд одинакова. Длительность эволюции звезды не зависит от ее первоначальной массы. Если первоначальная масса звезды большая (10 - 15 масс Солнца), то и давление в центральных районах выше; следовательно, в каждый момент времени количество насильственно слившихся в ядро гелия протонов так же будет выше, чем у звезды с малой массой. Количество выделенной лучевой энергии за 1 секунду в «центральной термоядерной топке» всегда будет больше у массивной звезды, нежели у звезды с малой массой.
Но ведь ясно, что чем больший лучевой поток покидает звезду, тем больше масса выброшенного эрупцией вещества с поверхности звезды, и тем быстрее звезда теряет массу.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144
§ 23. Стадия звезды с планетарной системой (стадия IV).
Описанная гипотеза эволюции звезд предполагает образование планетарной системы вокруг каждой звезды. Из материи огромной звездной атмосферы, которая содержит 99% водорода и некоторое количество других элементов, образуются планеты. Читайте § 29-35. Количество планет в такой системе зависит от первоначальной массы звезды, скорости вращения вокруг своей оси и от массы образованной ею атмосферы. Крупные звезды с массой в 5-10 солнечных масс могут иметь системы из 40 - 70 планет. Если в средней части радиуса Солнечной системы расположены планеты-гиганты Юпитер и Сатурн (менее 0,001 солнечной массы), то в средней части гигантской планетарной системы, образованной от звезды в 10 солнечных масс, будут вращаться 2 - 3 мелкие звезды с массой 0,5 - 1,5 солнечных масс. Таков механизм образования «двойных и тройных звезд», а точнее звездно-планетарных систем, содержащих 2 - 3 звезды.
Глава 5. Старение и смерть звезд.
Звезды, как и все в природе, рождаются, стареют и умирают от старения. Внутри звезды накапливаются вещества, которые и приводят к взрыву звёзд как «сверхновых», что приводит к их гибели. Вместе со звездой погибают планеты, которые вращаются вокруг нее.
§ 24. Факторы старения звезд.
Ядра галактик по своей сути являются сверхгигантскими звездами. После того, как были описаны внутренние физические процессы старения ядер галактик, можно легко предсказать симптомы старения звёзд.
1. Значительная потеря массы - самый яркий показатель старения звезды. Существует всего две причины значительной и безвозвратной потери массы каждой звездой. Первая причина состоит в том, что звезда выбрасывает в пространство огромное количество плазмы, которое к концу эволюции равняется 40 - 90% первоначальной ее массы. Побочным и нежелательным последствием этого является одновременное извержение огромного количества ядер и атомов водорода, который сгорает в центре звезды с генерацией энергии. Эрупция продолжается до тех пор, пока звезда испускает лучевую энергию, пока существует фотоновое давление, то есть пока звезда «живет». Даже современное Солнце, считающееся старой звездой, выбрасывает со своей поверхности вещество, которое астрономы называют «солнечным ветром», общей массой приблизительно 2 · 10 12 граммов в секунду. Второй причиной потери массы является электромагнитное излучение и поток нейтрино. Например, Солнце теряет с электромагнитным излучением массу 4·1012 грамм в секунду. К этому количеству следует прибавить 10% от названной массы, которая приходится на нейтринный поток. Третьей причиной уменьшения массы звезды является постоянное излучение элементарных частиц с ее поверхности. К карпускулярному виду излучения со скоростью 300 километров в секунду относятся ядра элементов (лития, алюминия, железа, ртути, радия), который ученые назвали «солнечным ветром», одновременно потоки протонов, электронов, мюонов, гиперонов и других элементарных частиц покидают светило со скоростью в 200 000 километров в секунду. С излучением в виде элементарных частиц Солнце теряет 1014 граммов материи в секунду.
2. Скорость потери массы молодой и старой звезды. Молодые массивные звезды всегда выбрасывают в секунду в свою атмосферу большую массу плазмы, нежели маленькие старые звезды. Астрономы наблюдают в телескоп молодые звезды, излучение которых в миллионы раз выше, чем у Солнца (например, S Золотой Рыбы). Звезды высокой лучевой активности быстрее теряют массу с излучением электромагнитных волн и нейтрино. Поэтому можно сделать вывод: масса молодой звезды всегда значительно выше, чем старой. В среднем же масса молодой звезды равна 5 солнечным массам, а масса очень старых звезд - 0,05 солнечной массы. Интересно, что Солнце 5 миллиардов лет назад теряло массу с эрупцией плазмы и с излучением за год в миллионы раз больше и быстрее, чем сейчас. Из этой, когда-то выброшенной в окружающее космическое пространство материи, образовалась Солнечная планетарная система. Поэтому было бы ошибкой рассчитывать «среднюю скорость» потери массы Солнца на основании сегодняшних данных его излучения и сегодняшних «темпов» эрупции плазмы (солнечного ветра).
3. Уменьшение общего лучевого потока звезды. По мере старения общий лучевой поток, который является виновником эрупции, постоянно уменьшается. Причиной этого в первую очередь является прогрессивное уменьшение массы звезды. К концу эволюции происходит уменьшение массы звезды почти в 100 раз. С уменьшением массы спадают внутренние температура и давление. Поэтому уменьшается интенсивность термоядерных процессов в недрах звезды, а следовательно, становится меньше по интенсивности общая лучевая энергия, вырабатываемая из недр звезды.
Уменьшает общую лучевую энергию и то обстоятельство, что с течением времени все больше протонов звезды «сгорает», а их место занимают энергетически «нейтральные» нейтроны. (Смотрите § 1: 4 р+ ® Не + g + энергия, а это не что иное как 2р+ ® 2n0 + g + энергия). Поэтому с каждой секундой в реакцию термоядерного синтеза способно вступать все меньшее количество протонов, а значит, общая лучевая энергия, покидающая Солнце и другие звезды, уменьшается. Измерения, проведенные американскими и швейцарскими астрономами, показали, что яркость Солнца, которая зависит от количества излучения в световом диапазоне, прогрессивно уменьшается. При анализе данных аппаратуры, установленной на спутниках, ракетах и высотных аэростатах, определяется четкая закономерность уменьшения яркости Солнца на 0,015 - 0,019% в год. Измерение яркости началось с 1978 года. (Смотрите «Science», № 4736, 1986 год). Следовательно, лучевая яркость Солнца 5 миллиардов лет назад была в 75 миллионов (75 · 10 6) раз выше. А это, в свою очередь, говорит о медленном охлаждении поверхности Солнца (и, конечно, Земли), то есть убеждает в неизбежном похолодании климата Земли.
4. Затухание процесса эрупции у звезд. В связи с постоянным уменьшением общего лучевого излучения, уменьшается и фотоновое давление на ионы и атомы элементов, а следовательно, уменьшается масса эрупирующего вещества. У очень старых звезд эрупция вообще останавливается. Поэтому нейтроны, накопившиеся в верхнем слое звезды в виде ядер тяжелых элементов, не выводятся за пределы звезды, а накапливаются. Так возникают старые нейтронные звезды. Поэтому астрономы совершенно справедливо утверждают, что следы тяжелых и сверхтяжелых элементов (которые в составе ядра имеют сотни нейтронов), есть признак старости звезды. Тяжелые и сверхтяжелые элементы обнаружены в составе атмосферы старых звезды, однако сверхтяжелые элементы отсутствуют в атмосфере молодых звезд. Существует не резко выраженная астрофизическая закономерность: чем более тяжелый элемент обнаружен в составе поверхностного слоя звезды, тем старше звезда.
5. Уменьшение величин механического движения звезды в пространстве. К этому фактору старения относится уменьшение скоростей: уменьшение скорости вращения звезды вокруг собственной оси, уменьшение скорости ее вращения вокруг ядра галактики, уменьшение скорости удаления звезды по спиральной траектории от центра галактики и так далее. Причины снижения скоростей следующие: трение магнитных и электрических полей в галактическом пространстве, гравитационные препятствия движению, трение поверхности звезды о собственную обширную и плотную атмосферу. Например, Солнце, по приблизительным подсчетам, в момент рождения (6 миллиардов лет назад) имело массу, радиус и объем в 3 раза большие, скорость вращения вокруг своей оси на экваторе равнялась 100 километров/в секунду (сейчас 2 километров/в секунду), скорость обращения вокруг ядра галактики - 500 километров в секунду (сейчас 250 километров/в секунду).
§ 25. Стадия карликовой звезды (стадия V).
Исходя из вышеизложенного астрофизического материала, легко себе представить модель старой звезды. Старые звезды должны быть небольшого размера и массы, неинтенсивной светимости, должны иметь достаточно высокую плотность из-за присутствия в их составе большого количества нейтронов и должны медленно двигаться в пространстве. Это же точная копия хорошо изученных карликовых звезд. Поэтому все карликовые звезды являются типичными представителями старых звезд.
§ 26. Стадия «новой» звезды (стадия VI).
Астрономам давно известно, что многие карликовые звезды производят 2 - 10 мощных взрыва, а взорвавшиеся светила называются «новыми». Общая энергия вспышки 1045 эргов. При взрыве звезда теряет 1/5 - 1/10 часть массы в виде плазменного выброса. Через некоторое время облако взрывной эрупции рассеивается, и звезда приобретает прежний вид карликовой звезды. Такие взрывы могут совершаться звездой несколько раз через короткие промежутки времени (десятилетия). Хорошо известно, что взрывы «новых» и «сверхновых» звезд являются последней ступенькой в эволюционном старении звезды. Современная астрофизика не в состоянии объяснить механизм взрывов звезд. Автор предлагает следующую гипотезу по причине взрыва «новых» звезд.
1. Астрофизический механизм взрыва «новых» звезд. Как отмечено выше, старые звезды почти теряют возможность к эрупции вещества в окружающее пространство из-за слабой излучательной способности. Поэтому количество нейтронов в их составе постоянно накапливается. Это происходит в наружном слое, на периферии звезды, где нейтроны консервируются в виде ядер тяжелых элементов: урана, плутония, тория, радия, полония и других. До каких же концентраций могут накапливаться ядра радиоактивных элементов? Ведь, как известно из ядерной физики, у многих радиоактивных элементов существует критическая масса, при достижении которой радиоактивное вещество охватывается «цепной реакцией» и происходит взрыв, как у атомной бомбы. Например, критическая масса для урана-235 составляет 47000 грамм, а с частыми тонкими прокладками из бериллия, которые излучают нейтроны при облучении его гамма - лучами, критическая масса для урана-235 составляет всего 243 грамма. Критическая концентрация тяжелых элементов существует и на поверхности старых карликовых звезд. В периферическом слое тела старой звезды атомы тяжелых элементов располагаются в дисперсном, газообразном состоянии. Автор предполагает, что в один из моментов концентрация ядер и ионов тяжелых радиоактивных элементов на поверхности светила достигает критического уровня и происходит цепная реакция (ядерный взрыв), который представляется нам как взрыв «новой» звезды. После взрыва тяжелые элементы через 10 - 50 лет опять накапливаются до критической концентрации. Происходит несколько повторных взрывов. Астрономические исследования убеждают, что старая карликовая звезда может взрываться как «новая» звезда 10 - 30 раз.
2. Рождение нейтронного шара в центре старой звезды. Взрывы типа «новых» помогают освободиться звезде от балластных нейтронов и другим способом - при помощи образования в центре звезды нейтронного шара размером в несколько десятков километров. Образованию нейтронного шара в карликовой звезде способствуют условия, появившиеся вследствие взрыва «новой»:
Сильное сжатие центральных районов звезды при направленном давлении взрыва «новой» от периферии к центру. Нейтроны в центре приближаются друг к другу до соприкосновения и образуют единый конгломерат в виде нейтронного ядра размером в несколько десятков километров.
Вследствие резкого увеличения в центре звезды давления и температуры, оставшиеся там протоны полностью «сгорают» и превращаются в нейтроны. Происходить реакция типа:
p+ + ? ? n0 + ?+.
С каждым последующим взрывом «новой звезды» масса центрального нейтронного ядра увеличивается. Итак, во время пятой стадии эволюционного развития звезды-карлика образуется нейтронное ядро, плотность которого около 1014 г/см3. После первого же взрыва «новой» карликовая звезда уже существует с нейтронным центром.
§ 27. Стадия «сверхновой» звезды («смерть» звезды). Стадия VII.
Это последняя, заключительная стадия существования звезды. Во время взрыва звезда погибает, а ее материя разлетается на сотни световых лет, образуя расширяющуюся во все стороны (от центра взрыва) пылевую туманность. Общая энергия излучения «сверхновой» в момент вспышки колоссальна - 1049 эрг. Астрономы уже изучили десятки примеров гибели звезд. Если вокруг «сверхновой» звезды существовала планетарная система, то планеты погибают вместе со звездой. От такого сверхмощного взрыва планеты разрушаются, превращаясь в пыль и отдельные крупные глыбы кристаллических пород. Мелкие и крупные камни (осколки планет) разлетаются по межзвездному пространству с большой скоростью, превращаясь в кометы, метеоры, метеориты и болиды, которых множество в Солнечной системе и которые падают на поверхность Земли. Так погибают все планетарные системы.
1. Механизм взрыва «сверхновых» звезд. Какова же причина сверхмощного взрыва «сверхновой»? Современная астрофизика не в состоянии объяснить причину взрыва. Автор предлагает следующую гипотезу, которая по астрофизическим параметрам аналогична причине взрыва ядра галактики (смотрите § 17). После нескольких взрывов звезды-карлика как «новой» в ее центре образуется крупное нейтронное ядро (шар) диаметром 100 - 200 километров. Звезда-карлик во время взрыва «освобождается» от балластных нейтронов при помощи «тотальной концентрации» их в своем центре, а вокруг нейтронного центра продолжаются термоядерные реакции с оставшимися протонами.
Рисунок 12. Эволюция звезд.
Таблица 2. Эволюционные изменения массы Солнца и внешнего вида Солнечной системы.
Возраст Солнца, миллиардов лет Эволюционная стадия Масса Солнца
1 Газо-водородная туманность 100 масс современного Солнца
2 Молодая звезда спектрального класса А 10
3 Эрупирующая звезда 5
4 Солнце с обширной атмосферой 3
9 (сейчас) Солнце с планетарной системой 1
11 Солнце как звезда - карлик с планетарной системой 0,5
12 Взрывы (около 5 раз) Солнца как «новой звезды» 0,3 массы современного Солнца
13 Взрыв Солнца как «сверхновой звезды», гибель нашей звезды и планетарной системы 0 = звезда отсутствует
Как известно, термоядерные процессы всегда сопровождаются мощным нейтринным излучением. Длина свободного пробега нейтрино в веществе (внутри "куска" железа или свинца) - 1017 километра, а в сверхплотном нейтронном веществе не превышает 10 километра, то есть на протяжении 10 километров нейтрино обязательно встретит нейтрон n0, с которым обязательно вступит в реакцию:
n0 + ? ? е ? + р+.
Если диаметр нейтронного центра звезды-карлика равен 100 километров, то все попавшие в него нейтрино будут вступать в реакцию с нейтронами, превращая их в протоны. Термоядерные реакции звезды-карлика выработают огромное количество нейтрино, часть которых обязательно проникнет в нейтронный центр звезды. Следовательно, со временем в нейтронном центре накопится большое количество протонов. Протоны будут диффузно вкраплены в сверхплотную массу вещества, состоящую из нейтронов.
Когда нейтронный центр будет состоять поровну из нейтронов и протонов, то он будет напоминать сверхтяжелое ядро элемента. Например, ядро элемента курчатовия состоит из 104 протонов и 160 нейтронов. А ядро нейтронного центра звезды будет состоять, например, из 10 56 протонов и 10 56 нейтронов. Главное свойство тяжелых ядер заключается в том, что они спонтанно вступают в реакцию деления с выделением огромного количества энергии. В один из моментов существования протонно-нейтронного центра произойдет предельное накопление протонов в шаре диаметром более 20 километров и состоящем из нейтронов, и центр взорвется как одно сверхтяжелое ядро элемента, разорвав на мелкие части всю звезду. Нет сомнения, что газопылевое облако (туманность), образовавшееся после взрыва «сверхновой», состоит в основном из радиоактивных изотопов. Поэтому туманность будет излучать в пространство мощный поток всевозможных элементарных частиц и лучей (электромагнитных волн). Так гибнут звезды (см. рис. 12).
2. "Длительность жизни" массивных и малых звезд одинакова. Длительность эволюции звезды не зависит от ее первоначальной массы. Если первоначальная масса звезды большая (10 - 15 масс Солнца), то и давление в центральных районах выше; следовательно, в каждый момент времени количество насильственно слившихся в ядро гелия протонов так же будет выше, чем у звезды с малой массой. Количество выделенной лучевой энергии за 1 секунду в «центральной термоядерной топке» всегда будет больше у массивной звезды, нежели у звезды с малой массой.
Но ведь ясно, что чем больший лучевой поток покидает звезду, тем больше масса выброшенного эрупцией вещества с поверхности звезды, и тем быстрее звезда теряет массу.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144