Удивительные звезды

В окружающей нас знакомой природе мы встречаемся с веществом, находящимся в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном.

В твердом теле атомы образуют прочную кристаллическую решетку и лишь с небольшими отклонениями колеблются возле неподвижных положений равновесия. Но стоит начать повышать температуру, размах колебаний возрастает — и в конце концов тело расплавится. То есть положения равновесия, около которых продолжают колебаться атомы, начнут медленно перемещаться. Температура выше и выше — движение положений равновесия ускоряется, а размахи колебаний атомов становятся больше. При достижении температуры кипения размахи колебаний атомов увеличиваются настолько, что связи, удерживающие атомы друг около друга, рвутся. Движение атомов приобретает хаотический характер, они мечутся взад-вперед, сталкиваются и разлетаются снова. Жидкость кипит и переходит в газ!

Не будем останавливаться на достигнутой температуре и попробуем ее повышать дальше...

Скорость мечущихся атомов возрастает. Теперь уже, столкнувшись, они не разлетаются, как упругие мячики, в разные стороны. От ударов с атомов «слетают» внешние электронные оболочки. И «сорванные» электроны начинают самостоятельную жизнь, принимают участие в общем беспорядочном движении частиц. Заряженные одноименно частицы стремятся оттолкнуться друг от друга, разлетаются. С другой стороны, гравитационные силы стремятся сжать, спрессовать частицы в один ком.

В таком плазменном состоянии находится вещество Солнца и большинства звезд. Стремление «оттолкнуться», «разлететься» — одна из причин «упругости» звездного ядра, не дающая гравитационным силам сжать, спрессовать звездную материю в сверхплотное раскаленное вещество, напоминающее собой нечто вроде металла...

Построив модель звезды, мы с вами начали с того, что зажгли в ее недрах «водородный пожар». Давайте подхлестнем время, ускорим его бег и посмотрим, как будет эволюционировать наша звезда дальше. Наступит время, когда возможные термоядерные источники энергии окажутся исчерпанными. Активный водород, «выгорев», превратится в ленивый гелий. Силы, противодействовавшие гравитационному сжатию, ослабевают. Тело звезды съеживается. Давление в центральных областях возрастает...

Свои свойства газ или плазма сохраняют тоже не вечно, тоже до определенной величины давления. Стоит последнему превзойти критическую величину — и газ, как говорят, вырождается. Он теряет упругость. Огромный раскаленный шар катастрофически съеживается, спадает. Частицы спрессовываются, сдавливаются, плотность звездного вещества неудержимо растет. Этот процесс неудержимого спадания звезды называется «коллапс» — смерть. Звезда превращается в «белый карлик».

Что же представляют собой звезды, «сколлапсировавшие» в «белые карлики»?

Оставшееся вещество так спрессовывается, что ядра атомов образуют плотную и прочную решетку. Ее не в состоянии разрушить даже высокая температура. Кстати, внутри «белых карликов» температура почти не меняется, оставаясь равной примерно 10 миллионам градусов. Следовательно, в отличие от других звезд — газовых или плазменных шаров, «белые карлики» могут вполне походить на гигантские раскаленные шары из твердого и сверхпрочного, как металл, вещества.

Теоретически считается, что «белые карлики» могут быть лишь на двадцать процентов массивнее Солнца. Если до нарушения равновесия звезда обладала большей массой, то в момент коллапса она должна излишнюю сбросить. О плотностях «белых карликов» можно судить, например, по тому, что радиус такой звезды, с массой, близкой к солнечной, в сто с лишним раз меньше радиуса нашего светила.

Какова же дальнейшая судьба звезды, превратившейся в «белый карлик»? И является ли процесс «коллапса» окончательной и бесповоротной смертью?

На этот счет сегодня существуют разные точки зрения. Часть астрофизиков придерживается мнения, что «белые карлики» — действительно окончательно умирающие небесные тела. Они медленно остывают, так как лишены собственных источников энергии.

Другая часть астрофизиков более осторожна. Ведь если «белый карлик» — твердое тело, говорят они, скорость реакций в его центре должна упасть, может быть, в миллиарды раз по сравнению со скоростью реакций в обычной звезде. Значит, остатки водородного горючего могут постепенно сконцентрироваться снова в центре — и тогда «белый карлик» может вспыхнуть и возродиться, засиять в черном пространстве яркой звездой.

Какая группа астрофизиков окажется правой, пока сказать трудно. Серьезное изучение «белых карликов», по сути дела, только начинается... Может быть, в этом нам поможет Щенок — Сириус В, с которого началось открытие этого класса удивительных звезд.

Последние годы вскрыли множество загадок спутника Сириуса. Например, по измеренным значениям массы и радиуса Щенка астрономы теоретически определили концентрацию водорода в нем. Получилось около пятидесяти процентов. Но такая концентрация не может быть в газовом шаре звезды. Это слишком много, даже если представить себе Сириус В состоящим из твердого вещества.

В чем же дело? Пока ответа нет!