Реферат: Зорі, їх утворення, розвиток і види

Типовим прикладом виродженого карлика е супут­ник найяскравішої зорі земного неба — Сіріуса — Сіріус В. До речі, Сіріус В став першим представником класу вироджених зір, виявленим астрономами...

Отже, зорі з масою, що не перевершує 1,4 маси Сон­ця, після вигоряння водню перетворюються на білих карликів. Якщо ж маса зорі, яка завершує свій життє­вий шлях, більша за 1,4 маси Сонця, то стиснення на стадії виродженого карлика не зупиняється, під дією сил тяжіння воно триває далі. Виникає так званий граві­таційний колапс — невтримне падіння речовини зорі до її центра.

На цьому етапі може статися потужний вибух зорі — вже відомий нам спалах наднової. При цьому залишок зорі, що вибухнула, може утворити об'єкт, у надрах якого під дією колосального тиску електрони виявляться «вдрукованими» у протони. Протони перетворяться у нейтрони.

Нейтронна зоря — компактне, надзвичайно щільне тіло діаметром усього близько 15—20 км. Середня гу­стина речовини таких зір досягає дивовижної величи­ни — 10м грамів у кубічному сантиметрі. Це густина ядерної речовини. Нейтронна зоря — це ніби збільшене в багато разів атомне ядро.

Цікаво, що існування нейтронних зір було теоретич­но передбачене ще в довоєнні роки видатним радянським ученим академіком Л. Д. Ландау. Але виявити їх уда­лося тільки в 1967 р. за незвичним імпульсним випро­мінюванням.

З'ясувалося, що генераторами цього випромінюван­ня є нейтронні зорі, які швидко обертаються. Якщо ней­тронна зоря випромінює в радіодіапазоні, то породже­ний нею радіопромінь описуватиме періодичні кола в просторі, наче промінь маяка, що обертається. І кожне проходження такого променя через антену радіотеле­скопа буде зареєстровано як окремий імпульс...

Повернемося, проте, до еволюції вмираючої зорі. У тих випадках, коли маса нейтронного задишка пере­вищує 3—4 маси Сонця, теорія стверджує, що гравіта­ційне стиснення повинне тривати далі. І в результаті колапсу утворюється чорна діра.

Методичні міркування. Тепер відомо кілька космічних об'єктів, які здогадне ототожнюються з чорними дірами подібного типу. Однак повної впевненості в цьому поки що немає, оскільки фізичні явища, пов'язані з «підозрю­ваними» об'єктами, можуть мати й інші пояснення. На думку деяких учених, утворення чорних дір внаслідок вмирання масивних зір, якщо й відбувається, то в уся­кому разі досить рідко.

«Зоря,— пише академік В. Л. Гінзбург,— може закін­чити свій життєвий шлях одним з чотирьох способів: вибухнути до останку, перетворитися у білий карлик або у нейтронну зорю і, нарешті, стати чорною дірою. Мо­жливо, і деякі відомі з літератури розрахунки підкріп­люють це припущення, що кінцевий стан у формі чврної діри досягається лише за рідким збігом умов і пара­метрів» '.

Спалах наднової. Серед явищ, що відбуваються у зо­ряних світах, одним з найграндіозніших є так звані спалахи наднових зір.

Згідно з сучасними теоретичними уявленнями подіб­ні спалахи виникають на завершальному етапі існуван­ня досить масивної зорі при переході від стадії білого карлика до стадії нейтронної зорі чи чорної діри.

У 1758 році французький астроном Шарль Мессье, що займався пошуками комет, виявив у сузір'ї Тельця туманну світну пляму, яку він прийняв за невідому комету. Однак пізніше з'ясувалося, що на відміну од комет, які переміщуються серед зір, ця туманність про­довжує залишатися на одному і тому самому місці. З появою більш потужних телескопів вдалося роздиви­тись її детальніше. Виявилося, що туманність має досить чудернацьку форму, яка чимось нагадує гігантського фантастичного краба з численними клешнями. У зв'язку з цим туманність дістала назву Крабовидної.

Пізніше з'ясувалося, що гази, які входять до складу Крабовидної туманності, розлітаються по радіальних напрямах від певного центра із швидкістю приблизно 100 км/с. Це означало, що близько 900 років тому вся речовина Крабовидної туманності була сконцентрована в одному місці. Що ж сталося в цьому районі неба на початку другого тисячоліття нашої ери?

Відповідь на це запитання було знайдено в китай­ських хроніках тих часів. Як з'ясувалося, у 1054 році в сузір'ї Тельця спалахнула надзвичайно яскрава зоря. Вона світила так сильно, що протягом трьох тижнів її було добре видно на денному небі при світлі Сонця. Потім зоря згасла, а на місці спалаху утворилася газова туманність, що й дістала згодом назву Крабовидної.

З цього видно, що йдеться саме про спалах наднової зорі. Правда, ця назва не зовсім точно відображав суть справи, оскільки «спалахують» зорі, які існували і до цього, але мали настільки низьку світність, що їх не можна було спостерігати тими засобами, які у минулі часи були в розпорядженні астрономів. У результаті ж спалаху вони ставали добре помітними навіть неозброє­ним оком. Мимоволі створювалося враження, що з'яви­лася нова зоря.

Спалахи наднових розвиваються порівняно швидко —-у середньому протягом 10 днів, після чого блиск починав поступово зменшуватись. Виділяється величезна кіль­кість енергії: від 1049 до 1051 ерг. Таку кількість енергії Сонце випромінює за мільярди років. А в максимумі блиску «наднова» зірка світить як кілька мільярдів Сонць! Як показують спостереження й розрахунки, під час такого спалаху значна частина маси зорі розлітаєть­ся у різних напрямах із швидкістю до 20 000 км/с. Цен­тральна ж частина «наднової» стискується і перетворює­ться на дуже маленьку нейтронну зорю, що має коло­сальну густину.

Що ж до фізичного механізму, який спричинює спалахи «наднових» зір, то він поки що залишається неясним. Подібні спалахи — досить рідкісне явище, тому їх важко вивчати. Наприклад, у нашій Галактиці на­раховується всього лише 300 залишків «наднових» зір.

Як показали розрахунки, зроблені астрономами, в се­редньому в кожній галактиці один спалах «наднової» відбувається приблизно один раз у 360 років. Але фак­тично такі спалахи можуть відбуватися і частіше. Так. встановлено, що за останню тисячу років у нашій Га­лактиці сталося приблизно 5 подібних спалахів.

І все ж явище це — досить рідкісне. Ось чому таку пильну увагу астрономів привернув спалах наднової, виявленої канадським астрономом Я. Шелтаном 24 лютого 1987 р. Спалах цей стався в одній з найближчих до нас галактик — Великій Магеллановій Хмарі, розта­шованій від нас на відстані близько 180 тис. світлових років (відстань за космічними масштабами порівняно невелика).

Незадовго до відкриття наднової в оптичному діапа­зоні нейтринові детектори, розташовані у різних пунк­тах земної кулі зареєстрували помітне посилення потоку нейтрино, що надходять на нашу планету з космічного простору.

У наступні дні, тижні й місяці астрофізики мали унікальну можливість послідовно спостерігати розвиток цього рідкісного космічного явища. Спостереження про­водились не тільки наземними обсерваторіями, а й за допомогою апаратури, встановленої на астрофізичному модулі «Квант», пристикованому до радянської орбіталь­ної станції «Мир».

Здобуті дані становлять величезну наукову цінність. Вони дають можливість порівняти теоретичні уявлення про фізичний «механізм» спалахів наднових зір з фак­тичним розвитком цього явища. У перспективі обробка результатів проведених спостережень і їх аналіз дозво­лять уточнити існуючу теоретичну модель подібних спалахів.