Взрывающиеся звезды: Новые звезды
Взрывающиеся звезды: Новые звезды
|
Взрывающиеся звезды: Новые звезды Явления новых и сверхновых звезд имеют совершенно различную природу. |
Итак, явления новых и сверхновых звезд имеют совершенно различную природу. Каково же современное представление о них? Начнем с новых звезд. Во время вспышки блеск новой увеличивается на 12-13 звездых величин, а выделяемая энергия доходит до 1046 эрг (такая энергия выделяется Солнцем примерно за 100 тысяч лет!). До середины 50-х годов природа вспышек новых звезд оставалась неясной. Но в 1954 г. было обнаружено, что известная новая звезда DQ Геркулеса входит в состав тесной двойной звездной системы с орбитальным периодом несколько часов. В дальнейшем оказалось, что все новые звезды являются компонентами тесных двойных систем, в которых одна звезда - как правило звезда главной последовательности типа нашего Солнца, а вторая - компактный, с размерами в сотую долю от радиуса Солнца (а он равен примерно 700000 км), белый карлик.
Орбита такой двойной звезды настолько тесна, что нормальная звезда оказывается сильно деформированной приливным воздействием компактного соседа - белого карлика, и плазма из атмосферы этой звезды может свободно падать на белый карлик, образуя вокруг него дискообразную оболочку (аккреционный диск). Вещество в диске тормозится вязкими силами, нагревается и образует свечение (именно оно и наблюдается в спокойном состоянии), и в конце концов достигает поверхности белого карлика. По мере падения этого вещества, на белом карлике образуется плотный тонкий слой, температура которого постепенно возрастает. В конце концов (как раз за характерное время от нескольких лет до сотен лет) физические условия в этом поверхностном слое (температура и плотность) достигают столь высоких значений, что столкновения быстрых протонов начинают приводить к термоядерной реакции синтеза гелия.
Но в отличие от центральных частей Солнца, где эта реакция идет достаточно медленно из-за специфического свойства устойчивых звезд - отрицательной теплоемкости их недр - на поверхности белого карлика реакция носит взрывообразный характер (главным образом из-за очень большой плотности вещества). Именно этот термоядерный взрыв на поверхности белого карлика и приводит к сбросу накопившейся оболочки (кстати, весьма малой массы - "всего" около сотой доли массы Солнца, т.е. 10 масс Юпитера), разлет и свечение которой и наблюдается как феномен новой звезды. Несмотря на выделенную энергию в 1046 эрг, разлетающаяся оболочка практически не оказывает заметного воздействия на соседнюю звезду, и та продолжает "поставлять" свежее "топливо" для следующего взрыва.
Как показывают оценки, число новых звезд, ежегодно вспыхивающих в нашей Галактике, достигает сотни. Ясно, что межзвездное поглощение и распределение звезд по расстояниям от Солнца делает невозможным наблюдение всех этих объектов. Но самые яркие новые звезды довольно часто бывают видны невооруженным глазом (лет 20 назад, в 1975 году, новая звезда в созвезди Лебедя около полугода "искажала" крестообразную конфигурацию этого созвездия).
С началом эры рентгеновской астрономии (60-е годы) выяснилось, что новые звезды вспыхивают не только в оптическом диапазоне - так, в 70-е годы были открыты т.н. рентгеновские барстеры - регулярно вспыхивающие рентгеновские источники. механизм их вспышек практически тот же, что и для классических новых звезд, за тем исключением, что компактная звезда в тесной двойной системе, как выяснилось, не белый карлик, а еще более компактная нейтронная звезда с радиусом всего в 10 км!
Вещество нормальной звезды типа Солнца или красного карлика "срывается" приливными силами со стороны нейтронной звезды, образует аккреционный диск, попадает на поверхность нейтронной звезды без большого магнитного поля, нагревается там и приводит к повторяющимся термоядерным взрывам. А большая компактность нейтронной звезды приводит к тому, что основная энергия при взрыве уходит в виде более энергичных рентгеновских квантов.
Наконец, нельзя не упомянуть еще об одном типе новых звезд - рентгеновских новых звездах, которые впыхивают в рентгеновском диапазоне на несколько месяцев, а затем полностью исчезают. Сейчас таких рентгеновских новых известно около 10, и самое волнующее открытие последних лет, сделанное совместными усилиями рентгеновских и оптических астрономов России, Украины (с борта орбитального комплекса МИР-Квант и обсерватории "Гранат" и в Крымской Астрофизической Обсерватории) и за рубежом, состоит в том, что во всех рентгеновских новых компактными звездами является, по-видимому, черные дыры с массой около 10 масс Солнца, существование которых неизбежно следует из Общей теории относительности А.Эйнштейна. Природа вспышки здесь существенно иная, чем у классических новых звезд и рентгеновских барстеров, т.к. черные дыры не имеют какой-либо поверхности, на которой может скапливаться аккрецируемое вещество. Как полагают, выспышка рентгеновской новой связана с внезапным гигантским энерговыдлением в окружающем черную дыру аккреционном диске, и выяснение причины такого неустойчивого поведения аккреционных дисков - одна из актуальных задач современной астрофизики.
« Назад