Автор: Прокопенко А.Е. (Ангарск)
2. ГОРИ, ГОРИ МОЯ ЗВЕЗДА
2.2 Звёздные катастрофы
2.6 Ядерный взрыв
2.2 Звёздные катастрофы
К настоящему
времени астрономы насчитали в небе более семисот светящихся колец, названных
планетарными туманностями. По мнению учёных эти туманности представляют собой
расширяющиеся с большой скоростью газовые пустотелые шары, в центре которых
находится по звезде с очень высокой температурой. Звезды невелики по размерам,
но плотность вещества в них в миллионы раз превышает плотность воды. Под
воздействием излучения этих звезд и светятся газовые оболочки, массы которых
достигают 10 % массы Солнца. Очевидно, что эти оболочки могли быть сброшены
с центральных звезд только в результате большого взрыва, звездной катастрофы.
Ученые предлагают различные варианты развития звездной катастрофы: “железная
катастрофа”, образование внутри звезды белого карлика или углеродный взрыв.
Сторонники “железной катастрофы”
считают, что когда в процессе термоядерного синтеза в центре звезды образуется
сферическая область из газообразного железа массой в 1,4 солнечной, ядра
железа могут захватывать электроны из окружающего газа, давление которого
противодействует силе тяжести. В результате эта область сокращается, а
сила тяжести растет. Атомные ядра плотнее прижимаются друг к другу и, в конце
концов, все электроны и протоны объединяются в нейтроны. Плотное газообразное
железное ядро звезды превращается в нейтронную звезду. Выделившееся в
результате ”железной катастрофы” невообразимое количество энергии разметает
внешнюю оболочку звезды.
По другой версии на последней
стадии развития звезды, после того, как уже выгорел водород и гелий, в центре звезды
из более тяжелых элементов образуется «белый карлик» с плотностью вещества до
10 тонн в см. куб. Масса “белого
карлика” растет и когда достигает предела Чандрасекара (1,4 солнечной
массы) происходит гравитационный коллапс. Плотность вещества растет и достигает
такой величины, когда электроны входят в ядро, соединяются с протонами, образуя
нейтроны. Атомы распадаются, и нейтронное вещество за несколько секунд
обрушивается к центру на большой скорости. В центре падение нейтронов
прекращается. Белый карлик превратился в нейтронную звезду. Как и в предыдущей
версии, высвободившаяся кинетическая энергия падавших нейтронов разметает
внешнюю оболочку звезды.
В единичных случаях в облаке
останков нейтронная звезда отсутствует. Некоторые ученые считают, что нейтронная
звезда отсутствует потому, что звезда разрушается полностью в результате
углеродного взрыва еще до начала гравитационного коллапса. Процесс этот,
однако, никому точно не известен. Да и образовавшаяся туманность не
является, строго говоря, планетарной.
Космические лучи, то есть падающие на
Землю из космоса частицы, и есть оторвавшиеся при катастрофах звезд нашей
Галактики газовые оболочки. При своем движении в космическом пространстве
частицы ускоряются, проходя через нерегулярные и неоднородные межзвездные
магнитные поля. Космическое излучение от различных источников долгое время
диффундирует в Галактике, в результате чего происходит сильное перемешивание и
изотропизация его. Распределение элементов в составе космического
излучения примерно соответствует их распределению во Вселенной. Лишь
незначительно преобладают легкие ядра (литий, бериллий, бор). Не более 7%
всех частиц составляют электроны, однако все они, по мнению ученых, являются
вторичными.
Считают, что звезды с массой от
1,4 до 10 солнечной погибают либо в результате углеродного взрыва,
либо в результате образования в их центре белых карликов, а звезды массой более
10 солнечных в результате “железной катастрофы”.
Попытки объяснить причины звездных
катастроф образованием нейтронных звезд испытывают значительные затруднения.
Дело в том, что астрономы наблюдают звезды массивнее Солнца в тысячи раз.
А по существующим гипотезам им на небе нет места.
При углеродном взрыве до
гравитационного коллапса дело не доходит. Взрыв должен разнести звезду вдребезги
в результате выделения энергии при термоядерной реакции углерода.
Но наибольшее количество энергии на каждый акт взаимодействия выделяется
при «перегорании» водорода в гелий. И никакого взрыва при этом не
происходит. При термоядерных реакциях ядер элементов с более высокими атомными
номерами процесс становится тем менее эффективен, чем больше заряд ядра.
Энергии на один акт реакции выделяется все меньше и меньше, а потому скорости
ядер должны быть все более и более высокими. Следовательно, для углеродного
взрыва нет причин.
Сомнительно и образование нейтронной
звезды в результате "железной катастрофы” или образования внутри звезды
белого карлика. В обоих случаях, как утверждают сторонники этих гипотез, при
очень больших давлениях и очень маленьких расстояниях между атомами последними
должны захватываться электроны из окружающего газа, а электроны и протоны
объединяться в нейтроны. Поскольку нейтрон тяжелее протона и электрона вместе
взятыми, то такое объединение происходит с поглощением энергии. Поэтому
распад ядер на отдельные нейтроны должен происходить с поглощением
колоссальной энергии. Эта энергия равна сумме энергий, выделившихся на всех этапах превращения вещества, начиная с
протон - протонного цикла. В результате потребуется энергии больше, чем
было высвобождено со времени образования звезды.
Звезды светят миллиарды лет и
миллиарды лет они испускают в космическое пространство большую часть
высвободившейся энергии в виде электромагнитного излучения и звездного ветра.
При взрыве же только незначительная часть звезды разлетается в пространство.
Основная часть остается в сверхплотной звезде. И для того, чтобы эта
оставшаяся основная масса материи превратилась в нейтронную звезду, попросту не
хватит энергии.
Планетарная туманность расширяется и
светится в оптическом диапазоне, поскольку её газ нагрет и возбуждён
ультрафиолетовым, как считают астрофизики, излучением горячего ядра центральной
звезды. Туманности названы планетарными за их внешнее сходство с дисками
планет. Но так выглядели только первые. Более поздние наблюдения показали, что
далеко не все они имеют форму диска: многие имеют форму эллипса или симметрично
вытянуты вдоль некоторого направления (биполярные туманности). А это различные
проекции кольца (бублика). Значит, оболочка сброшена с экватора быстро
вращающейся звезды-гиганта, а не со всей звезды, как должно быть при «железной
катастрофе» или взрыве «белого карлика».
Взрыв - явление кратковременное.
И время, в течение которого энергия выделяется в виде мощного
электромагнитного излучения (света) при звездной катастрофе, должно быть
непродолжительным. В действительности, сверхновая звезда (так ученые
называют результат звёздной катастрофы) остаётся видимой даже днем недели.
Затем месяц за месяцем яркость звезды становится слабее и слабее и только через
несколько лет она вернется к своему прежнему состоянию. Звезда будет светить,
как и прежде. Она осталась такой, какой была до взрыва. Она не стала
нейтронной.
Web-страница geostar22
