Що відбувається при загибелі зірки
Дивно те, що загибель однієї зірки, породжує ціле покоління нових зірок. Подібна зміна загибелі і народження, визначає всю історію нашої галактики - Чумацького шляху і мільярди таких же галактик у Всесвіті.
Наше уявлення про космос сформовано рідкісними вибухами зірок, досить яскравими, щоб побачити їх неозброєним поглядом.
У 1054 році, звіздарі Північної Америки виявили наднову, спостерігаючи за півмісяцем. Це ж подія спостерігали в Китаї, Кореї, на Близькому Сході.
Астроном Тихо Браги, спостерігав подібне явище в 1572 році. Він писав про це: «Я був настільки вражений цим видовищем, що не осоромився поставити під сумнів те, що бачили мої власні очі»
Наступний випадок, в 1604 році, описав Йоганн Кеплер. Галілей на цьому зробив обгрунтування для нового підходу до астрономії. взявши за ідею зміна як фундаментальну складову космосу.
Щоб зрозуміти, як зірки формують Всесвіт, вчені використовують цілий арсенал новітніх технологій. Від гігантських телескопів, розташованих високо в горах, до цілої армади супутників в космосі. Дивлячись на зірки в телескопи, ми бачимо що випускається ними світло. Але це лише маленька дещиця того, що відомо, як електромагнітний спектр.
На одному кінці спектра знаходиться короткий високоенергетичних рентгенівське і гамма випромінювання. На іншому, довгі, низькоенергетичними радіохвилі, ультракороткі хвилі. Для збору сигналів, що випускаються зірками в віддалених куточках галактики, використовується безліч радіотелескопів. Вони допомагають вченим розглянути об'єкти крізь товщу туманностей і газових скупчень.
На іншому кінці спектру розташовуються ультрафіолетові рентгенівські і гамма промені. Короткохвильове рентгенівське випромінювання дозволяє лікарям просвітити наші тіла і побачити переломи кісток. Астрономи ж шукають його в космосі, як свідоцтва самих бурхливо протікають процесів.
Формування нескінченного космосу можна побачити, не виходячи з дому. Наше Сонце - це зірка середніх розмірів з температурою на поверхні близько 6000 градусів Цельсія. У його глибинах, температура досягає п'ятнадцяти мільйонів градусів Цельсія. Така температура і тиск викликає ядерні реакції. які перетворюють водень в гелій з вивільненням величезної кількості енергії.
Сонце, як і інші зірки на протязі всього життя протистоїть гравітації. Енергія. виділяється з глибин, утримує верхні шари. Сонце виділяє достатньо енергії, щоб утримувати гравітацію під контролем протягом мільярдів років. Інакше йдуть справи з великими зірками.
Вони згоряють швидко і жарко, накопичуючи в ядрі все більш і більш важкі елементи. Коли ядро досягає критичного порога, енергії для утримання гравітаційного поля не вистачає. Зірка вибухає і гине. Це руйнування народжує наднову. Вибуху насичує оточення вуглецем, киснем, залізом і іншими елементами необхідними для життя, якою ми її знаємо. Вибухова хвиля дає початок народженню нових зірок.
Такі зоряні інкубатори, утворені надновими, проникають в усі куточки галактики. Серед них існує, і світиться скупчення газу і пилу, відоме, як туманність Оріона. Тут вчені виявили зірки зі своїми сонячними системами в процесі формування. Коли скупчення досягає певної щільності, в них виникають ядерні процеси. Це породжує зірки і їх планетарні системи.
Інша доля чекає внутрішню частину зірки, що вибухнула. Сильно стислий ядро, після вибуху залишається недоторканим. Уявімо, що Землю стиснули до розміру тенісного м'яча. Це нейтронні зірки. Деякі обертаються з неймовірною швидкістю - сотні обертів на секунду.
Коли перші, так звані, пульсари були відкриті за допомогою радіотелескопів, їх сигнали брали за сигнали інших цивілізацій.
Крабоподібна туманність - це оболонка наднової, яку спостерігали в різних місцях в 1054 році. Вчені зосередили свою увагу на глибинній частині пульсара. Вони зафіксували сплески радіації, які залишили круглі сліди в навколишньому газовій хмарі. Деякі гинуть зірки очікує вкрай дивна доля. Всесвіт породжує монстрів.
Альберт Ейнштейн припустив, що є зірки з такою гравітацією, яка не дозволяє прорватися навіть світла. Але він відхилив цю ідею, як неможливу. Що колись було за межею розуміння - зараз визначає межу науки. Астрономи вважають, що коли вривається велика зірка, в її ядро проникає стільки матерії, що вона може покинути Всесвіт. Але останнє слово за гравітацією.
Користуючись перевагами землі, ми можемо охарактеризувати Всесвіт по відомим нам критеріям, включаючи форми світла електромагнітного спектра. Однак чорні діри з цим не згодні. Як можна визначити об'єкт, який не дає світла?
Астрономи знайшли відповідь у спалаху гамма випромінювання, спрямованого в центр нашої галактики. Радіотелескопи сконцентрувалися на джерела і виявили потоки матерії в двох напрямках. І ось що вони побачили.
Чорна діра, що випускає потоки газу з зовнішніх шарів зірки. Вони утворюють обертовий диск. Він формує магнітні поля, які обертаючись, утворюють два високоенергетичних променя, або потоку, з, що проходять крізь них, матерії.
Астрономи знають, що чорні діри здатні сконцентрувати в цих потоках величезна кількість енергії в одну мить. Одна з них, відома під назвою «GROJ 1655-40», мчить крізь Всесвіт на швидкості 400 тисяч кілометрів на годину. У чотири рази швидше, ніж інші зірки. Це подібно до пострілу з гармати, зробленому однією з наднових.
Гравітація підживлювала чорні діри космічним речовиною і газом. Речовина перетворилося вперше галактики, які переросли у великі. Деякі з них досягли маси, в мільярди разів перевищують масу Сонця.
Випускаючи енергетичні потоки, вони розігрівали оточення галактик. Це зупиняло струмінь газу в центральній галактиці, сповільнюючи її зростання, і, провокуючи зростання периферійних галактик. Але на цьому вплив чорних дір не закінчується.
Галактичне скупчення, зване «Гідра А», оточене розпеченими западинами, що випускають рентгенівське випромінювання. З центральної галактики виривається потік, видимий в радіохвильове спектрі. Газ по краях цього потоку містить велику кількість іонів заліза, і інших металів, народжених вибухом наднової. Виштовхуючи ці метали на краю Всесвіту, чорні діри насичують віддалені галактики елементами, необхідними для формування зірок і планетарних систем, подібних до нашої.
Велетенські чорні діри спостерігаються майже у всіх галактиках у Всесвіті. Так само відзначається і зростання числа потужних енергетичних потоків.
Нам дісталося роль спостерігачів за тернистим життєвим циклом зірок. Перебуваючи на колосальному видаленні від них в часі і просторі, нам дуже багато чого незрозуміло.
Запуск двох станцій «Вояджер» в 1977 році, помітно скоротив цю відстань. Після обстеження самих далеких планет Сонячної системи і їх супутників, ці апарати направляються до зовнішніх меж нашої системи, на десятки мільярдів кілометрів від Землі. Рухаючись зі швидкістю 16 кілометрів на секунду, Вояджер2 покриє відстань в чотири світлових роки і досягне однієї з найближчих до нас зірок - Сіріуса, через 290 тисяч років.
Спостерігаючи з нашого тихого куточка в галактиці, ми зрозуміли, що зірки не тільки висвітлюють Всесвіт, але і насичують її матерією, необхідної для життя. Спостерігаючи за загибеллю зірки під час вибуху, ми набуваємо розуміння тієї сили, яка утворює Всесвіт і змінює світи, подібні до нашого власного світу.