Вселенная. Вопросов больше, чем ответов

Для земных астрономов-наблюдателей как раз очень хорошо, что Юпитер маломассивен для звезды. Им и без того мешает яр­кая Луна, а если бы еще Юпитер светил на несколько звездных величин ярче, количество темных ночей резко уменьшилось бы.

Между прочим, средняя масса звезд в окрестностях Солнца равна 0,41 солнечной массы. Такая «усредненная» звезда явля­лась бы оранжевым карликом класса К и светила бы в 5-10 раз слабее Солнца. Разумеется, мы говорим о звезде, находящейся на главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Рессела, и это весьма существенная оговорка. Светимости звезд равной массы, но разных классов отличаются не в разы — на порядки.

Первым открытым астрономами белым карликом явился спут­ник Сириуса — Сириус В. Открыть его удалось потому, что соб­ственное движение Сириуса оказалось не прямым, а заметно вол­нообразным с периодом около 50 лет. Из этого следовал вывод о наличии массивного невидимого спутника, разглядеть который в телескоп удалось только в 1862 году. Сириус В также оказался звез­дой, причем не очень слабой, 8-й звездной величины. Лишь яркий блеск Сириуса А мешал наблюдателям заметить спутник раньше.

Итак, элементы орбит компонентов двойной системы стали известны, светимости тоже, и уже ничто не мешало получить полный «портрет» обеих звезд. А дальше начались чудеса на грани фантастики. Выяснилось, что Сириус В при крайне скром­ном для звезды диаметре, лишь втрое превышающем диаметр земного шара, но при массе порядка солнечной неизбежно дол­жен иметь чудовищную среднюю плотность — около 30 кг/см³. Сейчас такой плотностью не удивишь даже широкую публику, не то что астрономов, но в те времена столь громадные величины поражали воображение, поскольку находились в резком проти­воречии с бытовым опытом всякого человека. Нужно было по­стараться, чтобы представить себе силача а-ля Иван Поддубный,

149

напрасно старающегося приподнять спичечную коробку, напол­ненную веществом с Сириуса В.

Впоследствии было найдено немало подобных объектов, на­званных белыми карликами. Они действительно по большей ча­сти относятся к спектральному классу А, хотя есть исключения. Но характеризует все эти звезды прежде всего громадная плот­ность вещества в них. Так, звезда Вольфа, известная также под обозначением N457, втрое меньше Земли, а звезда Лейтена — вдесятеро. И это при звездных массах! Плотность Сириуса В да­леко не рекордная.

Несмотря на огромную плотность, вещество белых карли­ков — газ. Это может показаться странным, ведь наш земной опыт говорит нам, что газы легче жидкостей и твердых тел. Однако вспомним, что такое твердое тело. В нем ядра атомов находятся на определенном расстоянии друг от друга, определяемом радиу­сами внешних электронных оболочек. Последние довольно вели­ки по сравнению с размерами атомных ядер. Отсюда следует, что полностью ионизованные атомы газа, т. е. ядра, можно «упако­вать» гораздо плотнее, и вещество при этом все равно останется газом. Точнее, плазмой, но ведь плазма — это ионизованный газ.

Белые карлики состоят из гелия и более тяжелых элементов. Водорода в них нет, если не считать тонкую поверхностную обо­лочку. Из этого следует, что весь водород в таких звездах выгорел в результате ядерных реакций, ибо невозможно предположить, чтобы газовая туманность, давшая начало звезде, была исходно лишена водорода. Стало быть, белые карлики — весьма старые объекты, у которых «самое интересное» уже позади.

Более того, это типичные объекты. Разумеется, лишь ма­лую часть из них можно наблюдать средствами современной астрономии, но несколько таких звезд находятся в ближайших окрестностях Солнца, а мы не имеем оснований утверждать, что окрестности Солнца принципиально отличаются от других об­ластей Галактики. Следовательно, количество белых карликов в Галактике исчисляется миллиардами. Возможно, 10% всех звезд Галактики являются белыми карликами.

150

Как поведет себя звезда после выгорания ядерного топлива? Поскольку энерговыделение в ее центральных областях прекра­тится, давление света уже не будет компенсировать силу тяготения, стремящуюся сжать звезду. И действительно, звезда начнет сжи­маться до тех пор, пока гравитация не будет уравновешена каким- нибудь новым фактором и система вновь не станет устойчивой.

Какой же это новый фактор?

Если применить к белому карлику те же формулы газовых за­конов, которые мы имеем полное право применить к нормаль­ным звездам, исходя из того, что звездное вещество не сильно отличается от идеального газа, то окажется, то центральные тем­пературы белых карликов непомерно велики — сотни миллио­нов кельвинов. Но при таких температурах просто обязана эф­фективно идти тройная гелиевая реакция — уж гелия-то в белом карлике предостаточно. Выделяющаяся энергия должна тем или иным способом отводиться к поверхности и излучаться в про­странство, причем излучение должно быть весьма мощным.

Но этого не наблюдается. Наоборот, светимости белых карли­ков невелики, чтобы не сказать ничтожны; Как можно объяснить данный парадокс?