Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты - Жак Поль
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
☛ СМ. ТАКЖЕ
Новая звезда в системе с черной дырой (–16 тысяч)
– 5500
Извержение на Эта Киля
Под действием колоссального давления собственного ядра одна из самых массивных звезд Млечного Пути выбросила в пространство огромное облако вещества, что сильно изменило ее светимость.
В XVIII веке Николя-Луи де Лакайль изменил карту неба: созвездие Корабля Арго казалось ему слишком обширным. На его месте он выделил три участка неба поменьше и дал им названия разных частей старинного корабля. Так появилось три новых созвездия: Парусов, Кормы и Киля. В последнем из них на расстоянии в семь тысяч пятьсот световых лет от Солнца находится одна из самых массивных звезд Млечного Пути: Эта Киля.
Она в сто раз массивнее и в пять миллионов раз ярче Солнца. Эта Киля вращается вокруг своей оси со скоростью, близкой к предельной: еще чуть-чуть быстрее – и центробежные силы просто разорвут ее на части. От вращения звезда сплющивается и ее полюса приближаются к ядру, в котором происходят термоядерные реакции и выделяется мощное излучение. Волны сжатия приводят к росту давления на приполярные слои, в которых то и дело случаются разрывы – и вот оно, извержение!
Огромные массы раскаленного газа, вырывающиеся из приполярных областей звезды, резко увеличивают светимость звезды. Такая вспышка была зарегистрирована на Земле в 1840-х годах. Прежде Эта Киля считалась всего седьмой по яркости звездой в своем созвездии (потому она и называлась «этой» седьмой по порядку буквой в греческом алфавите). Но после извержения Эта Киля стала второй по яркости звездой неба после Сириуса! Затем ее поведение стало совершенно непредсказуемым: к концу 1860-х она стала почти невидимой, но вновь засияла в 1990-х. На основе этих признаков – крайней неустойчивости, резких колебаний блеска – можно заключить, что звезда находится на последней стадии своей эволюции.
В самом ближайшем будущем Эта Киля может превратиться в гиперновую – коллапсировать – и взорваться с невероятной силой и огромной яркостью. За взрывом, вероятно, последуют длительные гамма-всплески. Если это действительно произойдет и мощные потоки излучения взорвавшейся Эты Киля достигнут Земли, это может привести к апокалиптической катастрофе: наша несчастная планета получит энергетический удар, сравнимый по силе с миллионами атомных бомб. Он вызовет разрушительные ударные волны, способные проникнуть вглубь атмосферы, зажечь гигантские пожары, спровоцировать мощнейшие бури…
☛ СМ. ТАКЖЕ
Катастрофическая смерть первой звезды (13,2 миллиарда лет назад)
Гамма-всплеск, видимый невооруженным глазом (7,7 миллиарда лет назад)
Взрыв сверхновой (1054)
– 4500
Еще одна Сверхновая
Коллапс ядра звезды в конце ее эволюции перешел в колоссальный взрыв. Вещество звезды с огромной скоростью разлетелось во все стороны, образовав Крабовидную туманность.
На расстоянии в шесть тысяч пятьсот световых лет от Земли в созвездии Тельца в результате коллапса – схлопывания ядра звезды массой в десять Солнц – образовалось сверхплотное тело. Оно состояло в основном из нейтронов, объединенных сильным взаимодействием в нечто вроде гигантского атомного ядра. Остальная же часть вещества звезды была грандиозным взрывом выброшена в окружающее пространство.
При выбросе раскаленной материи светимость звезды выросла в несколько миллиарда раз. Такие взрывающиеся звезды называются сверхновыми. На Земле увидели яркую вспышку на небе в 1054 году – поэтому теперь эта сверхновая обозначается SN 1054. Выброшенное при взрыве вещество образовало в межзвездном пространстве быстро разлетающуюся вытянутую туманность с нечеткими контурами – остаток сверхновой, который и сейчас продолжает расширяться со скоростью в тысячу пятьсот километров в секунду.
Британский врач и астроном Джон Бевис открыл эту туманность в 1731 году. А в 1758-м французский астроном Шарль Мессье, изучая небо в ожидании кометы, возврат которой Эдмунд Галлей предсказал еще в 1705-м, независимо переоткрыл ее. В 1844 году Уильям Парсонс, третий граф Росс, богатый ирландский астроном, наблюдал ее в свой 90-сантиметровый телескоп, установленный в его замке Бирр в центральной Ирландии. Очертания туманности, которые он зарисовал при наблюдениях, слегка напоминали краба, поэтому туманность и получила название Крабовидной.
В отличие от множества других космических объектов, свечение которых (тепловое излучение) зависит в первую очередь от их температуры, излучение Крабовидной туманности имеет другую природу: его испускают высокоэнергетические электроны в сверхсильном магнитном поле оставшейся после взрыва SN 1054 нейтронной звезды – пульсара. Под воздействием этого магнитного поля заряженные частицы в туманности движутся по искривленным траекториям, из-за чего и возникает так называемое синхротронное излучение. Оно имеет ту же природу, что и свечение, которое наблюдали в 1947 году специалисты компании General Electric, проводившие эксперименты на ускорителе электронов – синхротроне.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Пульсар – космический маяк (–4500)
Еще одна сверхновая (1054)
– 4500
Пульсар – космический маяк
Пульсар – сильно намагниченная быстровращающаяся нейтронная звезда – выбрасывает в противоположных направлениях струи высокоэнергетических частиц – джеты, подобно мощным прожекторам обшаривающие окружающее пространство.
Во время коллапса – схлопывания ядра сверхновой звезды SN 1054, остались неизменными два его физических параметра: угловой момент и магнитный поток. Угловой момент пропорционален массе ядра, скорости его осевого вращения и квадрату радиуса. Магнитный поток пропорционален площади его поверхности (то есть тоже квадрату радиуса ядра) и напряженности его магнитного поля.
Сохранение этих двух величин во время схлопывания ядра вызывает увеличение скорости вращения и напряженности магнитного поля, пропорциональные квадрату относительного уменьшения радиуса. В конце концов нейтронная звезда, образующаяся в результате схлопывания ядра, сжимается до размеров астероида – до радиуса около пятнадцати километров, – и ее вращение разгоняется до пятидесяти оборотов в секунду. Создается магнитное поле в тысячу миллиарда раз мощнее, чем у Земли.
Знаменитый пульсар, притаившийся в недрах Крабовидной туманности, похож на гигантский, быстро вращающийся магнит, что-то вроде динамомашины, вырабатывающей для велосипедной фары напряжение в несколько вольт. Только на поверхности пульсара напряжение измеряется миллионами миллиарда вольт! Электрическое и магнитное поля разгоняют частицы до околосветовых скоростей и выбрасывают их двумя узкими пучками из магнитных полюсов пульсара. Под влиянием мощного магнитного поля траектории частиц искривляются, и разогнанные до огромных скоростей электроны испускают синхротронное излучение, фокусирующееся в узкие пучки вдоль оси вращения пульсара.
Но магнитная ось пульсара не совпадает с осью вращения. Поэтому пучок излучения прецессирует, описывая в окружающем пространстве гигантский конус. Испускаемый пульсаром в космические дали световой луч похож на прожектор маяка, периодически обшаривающий морское пространство. Пульсар в центре Крабовидной туманности открыли в 1968 году американский астрофизик Ричард Лавлейс и его коллеги на трехсотметровом радиотелескопе обсерватории Аресибо на севере Пуэрто-Рико. Их наблюдения подтвердили, что Крабовидная туманность
