От чёрных облаков к чёрным дырам

Для менее массивных звёзд эти промежутки времени значительно больше. Так, полное время нахождения Солнца на главной последовательности составляет примерно десять миллиардов лет, из них около 4,6 млрд. лет уже прошли. Таким образом, Солнцу предстоит ещё долгий путь, прежде чем оно превратится в красного гиганта и поглотит Землю! ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

Описанный выше сценарий того, как звезда функционирует в виде ядерного реактора, подготавливает ответ на вопрос: где образуются химические элементы?

Ложка из нержавеющей стали, которой вы едите суп, несомненно, сделана из металла, добытого на Земле. Но откуда он там взялся? Он должен был содержаться в том первичном газовом облаке, из которого сконденсировалась Солнечная система. Но как металл появился там?

Теперь мы понимаем, что элементы могут создаваться в звёздах. Происходящий внутри красных гигантов процесс называется α-процессом, так как присоединение ядра гелия последовательно приводит к появлению все более тяжёлых элементов — ¹²С, ^I6O, ²⁰Ne, ²⁴Mg и т.д. Эти элементы образуют так называемую α-цепочку.

За счёт разных процессов в звёздах могут образовываться и элементы, не входящие в эту цепочку. Первое подробное исследование того, как образуются разные ядра в звёздах, было выполнено в 1950 г. Джеффри и Маргарет Бербиджами, Уильямом Фаулером и Фредом Хойлом. Эти астрофизики показали, что в звёздах могут создаваться не только ядра легче группы железа, но и более тяжёлые ядра, а также те, которые не входят в α-цепочку. Мы станем обсуждать детали таких процессов, получивших разные названия: быстрый процесс, медленный процесс, равновесный процесс и т. п. Конечно, чтобы построить ядро, не входящее в α-цепочку, нужно к существующим уже ядрам добавить несколько протонов и (или) нейтронов. Это может произойти на завершающей стадии жизни звезды виде гиганта, когда она уже не может поддерживать равновесное состояние. Но случится ли такое?

Да, как будет показано в гл. 8, звезда действительно достигает такого состояния, когда она уже не может оставаться в равновесии. Она просто взрывается. Действительно, для того, чтобы ядра, образованные глубоко в сердцевинах звёзд, когда-нибудь попали в межзвёздное пространство, необходимо, чтобы звёзды взрывались. Только убедившись в том, что подобное происходит, мы получим полный ответ на вопрос, откуда берутся тяжёлые элементы в межзвёздном газе.

Глава 8 КОГДА ЗВЁЗДЫ ВЗРЫВАЮТСЯ

Пользуясь открытыми в земных лабораториях физическими законами, мы сумели представить себе, как и почему светят звёзды, почему они меняют внешний вид, смещаясь с главной последовательности в область красных гигантов, и как меняется их внутренний состав. Но на этом история не кончается, так как звезда, ставшая красным гигантом, стоит на пороге весьма драматических событий. Прежде чем описать эти события, обратимся к легендам трёх континентов, содержащих фактическое описание наиболее катастрофической стадии жизни звезды. ЛЕГЕНДА О ЗВЕЗДЕ-«ГОСТЬЕ»

Девять веков тому назад астрономы Китая и Японии считали своим долгом скрупулёзно записывать все, что происходит с небесными телами. При этом они преследовали в основном астрологические цели, так как считалось общепризнанным, что если правитель страны сойдёт с пути добродетели и станет плохо себя вести, он будет наказан Богом и в качестве предупреждения в небе должны возникать необычные явления. Таким образом, в обязанности придворных астрономов входило внимательное наблюдение за небесами и доклад о всём необычном.

Наряду с хорошо отлаженными движениями звёзд и не столь регулярными, но все же предсказуемыми, движениями планет, возникали и необычные явления, включавшие затмения Солнца и Луны, падение метеоритов или визиты комет. Но астрономы династии Сун совершенно не были готовы к тому, что они увидели 4 июля 1054 г. (по современному календарю!). Их запись гласит: «В день Чи Чоу на пятом месяце первого года правления Чи Хо в нескольких дюймах к юго-востоку от Тхьен Каун появилась звезда-«гостья». Когда прошло больше года, она угасла».

Появление новой звезды не могло остаться незамеченным, особенно тогда, когда она была настолько яркой, что её можно было видеть днём (яркость звезды была примерно в 5 раз большей, чем у Венеры на утренней заре или вечером!). Но звезда недолго сияла так ярко и постепенно начала угасать. Через два года её уже не было видно невооружённым глазом. Тем не менее удалось зафиксировать место, этой звезды на небе по отношению к остальным звёздам. Китайские и японские записи о положении «в нескольких дюймах к юго-востоку от Тхьен Каун» подразумевают звезду Дзета в созвездии Тельца. Так как звезда лишь временно появилась на небе, её назвали «гостьей».