Катастрофы среди звезд
В исторических летописях последнего тысячелетия удалось найти и прочитать свидетельства о пяти вспышках необыкновенно ярких звезд, замеченных еще в дотелескопическую эпоху. Сейчас все они истолковываются как вспышки сверхновых. Первая такая вспышка произошла и 1006 году и южном созвездии Волка. Мы знаем об этом из арабских хроник. Вторая вспышка наблюдалась 4 июля 1054 года в зодиакальном созвездии Тельца. Китайский летописец сообщает о том, что «звезда-гостья была видна днем, как Венера, лучи света исходили из нее во все стороны, и цвет ее был красноватобельм. Так была видна она 23 дня». Затем блеск ее стал ослабевать, и 17 апреля 1056 года она исчезла с небосвода, Сверхновая 1572 года была замечена и созвездии Кассиопеи датчанином Тихо Браге (1546—1601). Знаменитый астроном оставил подробные наблюдения развития вспышки, и сейчас этот феномен известен как Сверхновая Тихо. И наконец, вспышку Сверхновой 1604 года в Змееносце наблюдал Иоганн Кеплер (Сверхновая Кеплера).
После 1604 года вспышки сверхновых в Галактике не наблюдались. Однако это вовсе не означает, что таких вспышек за последние четыре столетия не было. Ведь вблизи галактической плоскости, проходящей через середину Млечного Пути, сосредоточены гигантские пылевые облака, которые сильно поглощают свет. Поэтому редко какую сверхновую удается увидеть. Доподлинно известно, например, что в 1667 году в Кассиопее вспыхнула сверхновая, но по причине запыленности Галактики она так и осталась незамеченной. И только присутствие в этой области неба расширяющейся газовой туманности, связанной с радиоисточником Кассиопея Л, свидетельствует о разразившейся здесь грандиозной катастрофе. Каковы же причины взрывов звезд, наблюдаемых как вспышки сверхновых?
Пока в недрах звезды совершаются термоядерные реакции и поддерживается высокая температура, светило сохраняет свое устойчивое равновесие. В ходе эволюции звезды ядерные реакции приводят к возникновению тяжелых химических элементов вплоть до железа. Но с образованием элементов группы железа ядерное горючее «выгорает», «термояд» прекращается, и звезда оказывается накануне драматических событий. Лишенное источников энергии ядро звезды, если его масса превышает 1,2 солнечной массы, начинает катастрофически сжиматься, ибо внутреннее давление уже не может противодействовать силе гравитации. В свою очередь оболочка звезды, лишенная поддержки лучевого давления, начинает стремительно падать на ядро. Такое падение сопровождается выделением колоссального количества энергии. В течение каких-то секунд кинетическая энергия падающих наружных слоев звезды превращается в тепловую — происходит мгновенный разогрев вещества, завершающийся взрывом. При этом выделяется столько энергии, сколько наше Солнце излучает в течение 1 млрд лет!
Хотелось бы заметить, что запас тепловой энергии Солнца в 100 раз меньше энергии, излучаемой сверхновой. Значит, освободившейся при вспышке сверхновой энергии более чем достаточно, чтобы полностью рассеять в межзвездном пространстве вещество звезды, похожей на Солнце. Таким образом, сверхновые как феномен — это совсем не звезды, а гигантские взрывные процессы, в которых звезды гибнут.
В максимуме блеска одна сверхновая может дать примерно столько же света, сколько его излучают все звезды гигантской звездной системы, подобной нашей Галактике или галактике в созвездии Андромеды!
Со времени начала телескопической астрономии (Галилей, 1610 год) сверхновых в нашей Галактике еще никто не наблюдал, а научная информация о вспышках сверхновых в других звездных системах явно недостаточная. Это затрудняет построение физических моделей взрывающихся звезд; ключ к раскрытию загадок сверхновых приходится искать в результатах исследований их остатков.
Первым космическим объектом, который астрономы признали за остатки вспыхнувшей сверхновой, является знаменитая Крабовидная туманность в Тельце. На небе она расположена как раз там, где в 1054 году китайские астрономы наблюдали великолепную «звезду-гостью».
На фотографиях туманность имеет отдаленное сходство с очертаниями краба, поэтому она и получила название Крабовидной. Из сравнения снимков, сделанных в разные годы, было определено: туманность расширяется со скоростью 1200 км/с. Расширение началось 6500 лет назад при взрыве сверхновой. (Расстояние до «Краба» 5500 световых лет, да еще прошло почти целое тысячелетие с того момента, как вспышка была замечена на Земле. Бот и получается, что давность события — около 6500 лет.)
В 1949 году было установлено, что Крабовидная туманность является ярким источником космического радиоизлучения. Вскоре были открыты еще такие же радиоисточники и отождествлены с остатками вспышек других галактических сверхновых. Но самой мощной из этих «небесных радиостанций» оказалась туманность в Кассиопее — остаток Сверхновой, вспыхнувшей в 1667 году. Однако чем же вызвано их интенсивное радиоизлучение?
Известный советский астрофизик И. С. Шкловский выдвинул гипотезу, согласно которой энергия радиоизлучения может создаваться за счет энергии релятивистских электронов, образовавшихся при взрыве сверхновой и ускоренных сильными магнитными полями до скоростей, близких к скорости света. Следовательно, радиоизлучение Краба и Кассиопеи А, равно как и радиоизлучение всех других сверхновых (галактических и внегалактических), имеет нетепловую природу. Для поддержания работы «космических радиостанций» в течение многих тысячелетий тепловой энергии просто не хватило бы.
Остатки вспышек сверхновых выделяются среди других туманностей не только своим мощным радиоизлучением. Есть у них и другой отличительный признак — рентгеновское излучение. Оно вызывается нагревом межзвездного газа до температуры нескольких миллионов кельни нов пролетающими сквозь пего с околосветовой скоростью частицами вещества взорвавшейся звезды.
По некоторым гипотезам, взрывы сверхновых являются главным источником космических лучей в Галактике — частиц сверхвысоких энергий. Плотность космических лучей в остатках сверхновых значительная. Не исключено, что массовое вымирание динозавров и других гигантских рептилий в копне мелового периода мезозойской эры произошло в результате стойкого увеличения уровня космических лучей в околоземном пространстве, вызванного тем, что одна из звезд, находившаяся «рядом» с Солнцем, вспыхнула как сверхновая.
|
|
Читайте в рубрике «Небо, Солнце и звезды»: |