Кто вы?

В процессе эволюции звезды совершают сложный путь по диаграмме «спектр — светимость», связанный с коренным изменением их структуры. Но при этом основное время звезда пребывает на главной последовательности, почему ее иногда называют домом, или обителью, звезд. Что творится в этом доме, мы разберем в следующем разделе. А пока, уставший читатель, давай отдохнем. Если сейчас вечер, то погасим в комнате свет. Откроем окно. Полюбуемся звездами. Оценим установленный гигантским трудом факт: весь этот чарующий хаос далеких и близких, слабых и сильных светил собирается на нашей диаграмме в единую могучую реку — главную последовательность. Мы находимся где-то в ее средней части.

Судьбы звезд

Единой точки зрения на процесс образования звезд пока нет. Согласно наиболее распространенной гипотезе они образуются путем конденсации облаков из газо-пылевидной межзвездной среды. Наблюдения показывают, что этот процесс идет во вселенной и сейчас.

Под действием сил тяготения из возникшего облака вскоре образуется сравнительно плотный непрозрачный газовый шар. Он еще не светится, но под действием тех же сил продолжает сжиматься, его температура повышается и образуется так называемая протозвезда — слабо светящееся тело. Температура протозвезды еще невелика, но уже появляется свечение. Протозвезда находится пока на нашей диаграмме правее главной последовательности. Местоположение определяется ее массой (см. рис. на стр. 22).

Дальнейшее увеличение сжатия приводит к уменьшению диаметра и к еще большему повышению температуры. Звезда передвигается влево к главной последовательности. Когда температура в центре звезды достигает нескольких миллионов градусов, там возникают термоядерные реакции. При некоторой температуре дальнейшее сжатие прекращается, звезда становится стационарной (устойчивой) и оказывается на главной последовательности. На этом заканчивается первый этап эволюции звезды. Время сжатия протозвезды, как обычно пишут астрономы, «сравнительно невелико — порядка нескольких десятков миллионов лет».

Наступает самый любопытный с позиции нашей темы второй этап эволюции. Звезда, пребывая на главной последовательности, сохраняет приблизительно постоянную температуру и светимость, что создает благоприятные условия для возникновения и развития жизни на ее планетах.

По мере выгорания водорода в центре звезды, то есть превращения водорода в гелий, происходит некоторое смещение ее вправо на главной последовательности. Чем больше масса звезды, тем быстрее происходит это выгорание. Второй этап эволюции заканчивается, когда водорода в центральной части остается не более одного процента. Ядро звезды становится гелиевым.

Третий этап. Для звезд с массой, близкой к солнечной, он протекает примерно так. По мере увеличения гелиевого ядра звезды ее радиус и светимость растут. Радиус звезды может увеличиться до десяти раз. Звезда становится красным гигантом, или сверхгигантом. При температуре порядка 30 миллионов градусов весь водород во внутренних частях звезды выгорает. Дальнейшее повышение температуры до 100–140 миллионов градусов приводит к выгоранию гелия, или гелиевой термоядерной реакции (превращение гелия в углерод). Гелиевая стадия выгорания значительно короче водородной во времени. Расширение оболочки приводит к тому, что наружные слои уже не удерживаются силой собственного тяготения звезды и отделяются от нее. Такое явление наблюдается в двух видах: медленное истечение (оболочка «плывет») или быстрое (вспышки новых и сверхновых звезд). При этом ядро не претерпевает заметных изменений и образуется типичный белый карлик (почти не содержащий водорода). Плотность вещества в центре его достигает сотен и тысяч килограммов на кубический сантиметр. Температура снаружи звезды — порядка тысячи градусов, а в центре — порядка миллионов. Наконец, после остывания белый карлик перестает светиться и превращается в черного карлика.

Этот контурный рисунок жизненного пути звезды, конечно, весьма схематичен и варьируется в зависимости от массы и типа звезды. Но он поможет нам при оценке возможной длительности существования цивилизаций.

Знакомство с этой картиной эволюции звезд потрясает. Потрясает дерзкое проникновение человеческого гения в жизнь невообразимо далеких светил. Потрясают методы, позволившие заглянуть на миллиарды лет назад и вперед в судьбы звезд. Потрясают установленные гигантские масштабы времени и пространства наблюдаемого «звездного театра». И мгновенно рождает каскад вопросов:

— На каком этапе эволюции находится наша дорогая звезда?

— Как скоро начнется заметное остывание Солнца?

— Когда начнется переход Солнца в красный гигант и уничтожит ли это все живое на Земле?

Дабы успокоить взволнованных читателей, скажем, что в ближайшие миллиарды лет земной цивилизации с этой стороны ничто не угрожает (других врагов цивилизации мы коснемся ниже). А для убедительности подтвердим это некоторыми цифрами.