«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

Аква инкогнита Аква инкогнита

Как вода нарушает правила жидкостей

Вокруг света
Как пользоваться вибратором, если ты не знаешь, с чего начать: 8 простых советов Как пользоваться вибратором, если ты не знаешь, с чего начать: 8 простых советов

Руководство «Вибратор для начинающих» поможет тебе отлично провести время!

VOICE
Гравитация – это притяжение или отталкивание? Гравитация – это притяжение или отталкивание?

Казалось бы, науке уже известно, что гравитация – это притяжение...

Зеркало Мира
Город-Гилёв Город-Гилёв

Разговор с Сергеем Гилевым о каньонах, злодеях, банях и работе охранником

Правила жизни
Предыстория появления «художеств» в Петербургской Академии художеств и наук Предыстория появления «художеств» в Петербургской Академии художеств и наук

Наука появилась из удивления и осознания того, что тайны природы можно раскрыть

Знание – сила
Король переигрывает феминизм Король переигрывает феминизм

«Игра королевы»: Джуд Лоу берет на себя грехи Генриха VIII

Weekend
Король говорит! Король говорит!

Георг VI оказался именно тем королём, который был нужен стране в трудные годы

Дилетант
«Как понять, что я нарцисс?»: 10 вопросов, которые помогут вам разобраться в себе «Как понять, что я нарцисс?»: 10 вопросов, которые помогут вам разобраться в себе

Можем ли мы увидеть нарциссические черты в себе и попытаться их скорректировать?

Psychologies
6 способов защитить свою собаку от клещей 6 способов защитить свою собаку от клещей

Как обезопасить своего питомца от клещей?

ТехИнсайдер
Почему вам сложно просить помощи Почему вам сложно просить помощи

Почему люди отказываются просить помощи?

ТехИнсайдер
Едем в сказку Едем в сказку

Куда отправиться в гости к сказочным персонажам летом? Выбор огромный

Лиза
Что такое RF-лифтинг, насколько он эффективен и кому противопоказан Что такое RF-лифтинг, насколько он эффективен и кому противопоказан

Как RF-лифтинг влияет на кожу?

РБК
Что умеет ИИ-поиск: возможности и риски следующего поколения поисковых систем Что умеет ИИ-поиск: возможности и риски следующего поколения поисковых систем

Александра Югунян рассказывают, почему запуск Нейро — не просто обновление

ТехИнсайдер
Кто является автором результатов деятельности искусственного интеллекта? Кто является автором результатов деятельности искусственного интеллекта?

Подлежат ли правовой охране результаты деятельности искусственного интеллекта?

Наука и техника
Летняя база: как ухаживать за льняными вещами, чтобы они надолго сохраняли свой идеальный внешний вид Летняя база: как ухаживать за льняными вещами, чтобы они надолго сохраняли свой идеальный внешний вид

Лен довольно капризный, и ухаживать за ним нужно по-особенному

ТехИнсайдер
Лодырь, галиматья, джакузи: 7 фамилий, которые сегодня стали обычными словами Лодырь, галиматья, джакузи: 7 фамилий, которые сегодня стали обычными словами

Какие фамилии стали общеупотребительными словами, изменив первоначальный смысл?

ТехИнсайдер
Не тот человек Не тот человек

Границы и их преодоление как ключ к кино Джозефа Лоузи

Weekend
«Манеж» «Манеж»

Участники команды ЦВЗ «Манеж» спродюсировали самую важную выставку 2024 года

Собака.ru
Валерий Фокин Валерий Фокин

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

Собака.ru
Двадцать фактов о Василе Быкове Двадцать фактов о Василе Быкове

Эта подборка фактов составлена на основе автобиографической книги Василя Быкова

Знание – сила
«На улице Дыбенко»: дебютный роман драматурга Кристины Маиловской «На улице Дыбенко»: дебютный роман драматурга Кристины Маиловской

Глава из романа о поколении девяностых, детских травмах и зависимости

СНОБ
«Она работала в бутике в Бирюлево»: российские ситкомы 2000-х — от худшего к лучшему «Она работала в бутике в Бирюлево»: российские ситкомы 2000-х — от худшего к лучшему

Список из самых популярных ситкомов, вышедших с 2001 по 2010 год

Правила жизни
Вопросы «ЖАРА MAG» Вопросы «ЖАРА MAG»

В эфире вопросы Кате Адушкиной и Саше Stone

ЖАРА Magazine
Фантазии искусственного разума: способен ли ИИ на подлинное творчество или обречен оставаться эпигоном? Фантазии искусственного разума: способен ли ИИ на подлинное творчество или обречен оставаться эпигоном?

Может ли машина выйти за рамки создания заданных образцов?

СНОБ
Объект внимания. Как сказать мужчине, что он нравится: подсказки от психолога Объект внимания. Как сказать мужчине, что он нравится: подсказки от психолога

Как признаться в любви мужчине, рассказывает психолог

Лиза
«Счастье в мелочах»: как научиться радоваться, если вся ваша жизнь — сплошной стресс «Счастье в мелочах»: как научиться радоваться, если вся ваша жизнь — сплошной стресс

Как приятные мелочи могут помочь сохранить эмоциональный баланс

Psychologies
Как правильно выбрать матрас: чек-лист от специалиста Как правильно выбрать матрас: чек-лист от специалиста

В ритме современной жизни сон — одна из немногих доступных здоровых привычек

Maxim
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
Вилла с фресками Вилла с фресками

Дом среди виноградников Венето, в котором встретились дизайн XVI и XX веков

Seasons of life
Почему Чернобыль остается угрозой для мира даже спустя почти 40 лет Почему Чернобыль остается угрозой для мира даже спустя почти 40 лет

Почему Чернобыль опасен для мира спустя несколько десятков лет

ФедералПресс
Открыть в приложении