Галина Железняк - Чудеса и катастрофы Вселенной

При сравнении результатов проведенных наблюдений с наблюдениями этого объекта в 1997 г. выяснилось, что с тех пор нейтронная звезда переместилась примерно на 200 световых лет, что соответствует скорости 100 км/с. При такой высокой скорости она могла захватить достаточно вещества из межзвездного пространства, которое и разогрело ее поверхность. В настоящее время еще не определено, достаточно ли высока плотность окружающего звезду межзвездного вещества, чтобы разогреть ее до наблюдаемой температуры. Однако возможно, что в прошлом нейтронная звезда смогла собрать большее количество вещества во время своего путешествия через межзвездное пространство, чтобы разогреться, а теперь медленно остывает. Спустя несколько миллионов лет она станет невидимой, пока не встретит на своем пути другую плотную межзвездную область.

Голубой сверхгигант — это тип сверхгигантских звезд (класс I) спектрального класса 0. Это молодые очень горячие и яркие звезды с температурой поверхности 20 000—50 000 °C. Масса измеряется в пределах 10–50 солнечных, максимальный радиус в пределах 25 солнечных радиусов. Эти редкие и загадочные звезды — одни из самых горячих, больших и самых ярких объектов в мире звезд. Из-за огромных масс они имеют относительно короткую продолжительность жизни — 10–50 млн лет и присутствуют только в молодых космических структурах типа рассеянного скопления, рукава спиральной галактики и в неправильных галактиках. Они практически не встречаются в ядрах спиральных галактик, эллиптических галактик или шаровых скоплениях, которые, как полагают, являются старыми. Несмотря на редкость и короткую жизнь, голубые сверхгиганты часто встречаются среди звезд, видимых невооруженным глазом; свойственная им яркость компенсирует их малочисленность.

Известный пример — Ригель, самая яркая звезда в созвездии Ориона. Масса Ригеля приблизительно в 20 раз больше массы Солнца, а его светимость в 14 000 раз больше солнечной.

Голубые сверхгиганты — это массивные звезды, находящиеся в определенной фазе процесса «умирания». В этой фазе интенсивность протекающих в ядре ядер-ных реакций снижается, что приводит к сжатию звезды. В результате значительного уменьшения площади поверхности увеличивается плотность излучаемой энергии, а это, в свою очередь, влечет за собой нагрев поверхности. Такого рода сжатие массивной звезды приводит к превращению красного сверхгиганта в голубой. Возможен также обратный процесс — превращение голубого сверхгиганта в красный.

В то время как солнечный ветер от красного сверхгиганта плотный и медленный, ветер от голубого сверхгиганта быстр, но разрежен. Если в результате сжатия красный сверхгигант становится голубым, то более быстрый ветер сталкивается с испущенным ранее медленным ветром и заставляет выброшенный материал уплотняться в тонкую оболочку. Почти все наблюдаемые голубые сверхгиганты имеют подобную оболочку, подтверждающую, что все они однажды были красными сверхгигантами.

По мере развития звезда может несколько раз превращаться из красного в голубой сверхгигант и наоборот, что создает слабые концентрические оболочки вокруг нее. В промежуточной фазе звезда может быть желтой или белой, как, например, Полярная звезда. Как правило, массивная звезда заканчивает свое существование взрывом сверхновой. Очень небольшое количество звезд, масса которых колеблется в пределах от восьми до двенадцати солнечных масс, не взрывается, а продолжает эволюционировать, превращаясь в итоге в кислородно-неоновые белые карлики.

Как голубые, так и красные сверхгиганты могут эволюционировать в сверхновую. Большую часть времени массивные звезды пребывают в состоянии красных сверхгигантов, поэтому мы наблюдаем их больше, чем голубых сверхгигантов. Астрофизики ранее даже предполагали, что все сверхновые происходят из красных сверхгигантов, однако сверхновая SN 1987А образовалась из голубого сверхгиганта и, таким образом, предположение оказалось неверным. Это событие также привело к пересмотру некоторых положений теории эволюции звезд.

Наблюдения за отдаленными квазарами, проводимые в течение 10 лет силами международной группы исследователей во главе с астрономами из Манчестерского университета, показывают, что основная часть энергии во Вселенной содержится в форме таинственной темной энергии.

Темная энергия (dark energy), иначе именуемая отрицательным давлением, или антигравитацией, — термин, возникший в рамках одной из самых популярных моделей Большого взрыва — модели инфляционной Вселенной, как бы «раздуваемой» по экспоненциальному закону на начальном этапе своего развития отрицательной гравитацией вакуума. Инфляционная модель позволила лучше объяснить совокупность реально наблюдаемых фактов вроде «плоской» (практически неискривленной) и сравнительно однородной по своей структуре окружающей нас области Вселенной, но взамен потребовала несколько произвольных допущений.

Подобным образом еще в 1917 г. Эйнштейн добавил в свои уравнения общей теории относительности специальный лямбда-член (космологическую постоянную), чтобы получить стационарную нерасширяющуюся Вселенную, что впоследствии называл главной ошибкой своей жизни. Точно такой же эффект, как введение лямбда-члена, производит присутствие нового фактора — отталкивания, антигравитации. Долгое время считалось, что модель расширяющейся Вселенной, по крайней мере на современном ее этапе, позволяет обойтись без этой новой сущности, космологическая постоянная Эйнштейна считалась равной или очень близкой к нулю. Но пять лет назад многие астрофизики парадоксальным образом вновь были вынуждены обратиться к этому старому непопулярному приему, чтобы согласовать наблюдаемые данные с теорией.

Первое убедительное доказательство реальности темной энергии принес год назад снимок сверхновой, взорвавшейся на рекордном расстоянии в 10 млрд световых лет, полученный космическим телескопом «Хаббл». Звезда такого типа должна была дать вспышку в два раза меньшей яркости, в связи с чем был сделан вывод, что расширение Вселенной происходит со все возрастающей скоростью. При отсутствии темной энергии расширение Вселенной должно было бы, наоборот, со временем замедляться, особенно учитывая найденные за последнее время физиками и астрофизиками запасы темной материи, то есть скрытой от непосредственного наблюдения в телескопы.

Теперь появилось доказательство того, что около 2/3 Вселенной (включая все виды материи) составляет темная энергия — странная сила антигравитации, воздействующая на удаленные объекты.