Дмитрий Брашнов - Удивительная астрономия

Означает ли сказанное, что у каждой звезды должна быть планетная система? Вовсе нет. Очень многие звезды теряют свои пылевые запасы, так и не успев обзавестись планетным семейством. Не исключено, что вокруг некоторых одиноких звезд обращаются лишь астероиды.

Но известны и случаи прямо противоположные. Чтобы сложилась планетная система, требуются медлительный, неповоротливый сгусток протозвезды и проворный газопылевой диск. Между тем довольно часто случается так, что диска не возникает. Первичная туманность сама себя раскручивает, словно ребенок на качелях, и в результате принимает форму колечка, по обе стороны которого сидят два не сильно отличающихся по величине газопылевых утолщения. Утолщения растут «не по дням, а по часам». В результате за 50 тысяч лет из этих сгустков возникают два звездных зародыша, крутящихся вокруг общего центра масс и активно поедающих вещество вокруг себя.

Что же появляется в конечном итоге? Появляется один из самых причудливых и вместе с тем один из самых многочисленных объектов Галактики – двойная звезда.

В глубокой древности арабские астрономы, проводя наблюдения за созвездием Персея, обнаружили одну странность в поведении его второй по видимой величине звезды, обозначаемой в греческой традиции буквой «бета». Рядом с бетой Персея находятся две ярчайшие звезды другого созвездия – альфа и бета Кассиопеи, так что ученым было очень удобно сравнивать блеск этих трех соседей по небосводу.

Выяснилось, что на протяжении недели звезда в Персее несколько раз «лукаво подмигивает» наблюдателям. Большую часть времени она сияет столь же ярко, как и звезды Кассиопеи. Но каждые 69 часов блеск светила значительно ослабевает. Из-за переменности блеска проказницу нарекли Алголем , что в переводе с арабского означает «дьявол».

Со временем ученые обнаружили немало переменных звезд, большинство из которых открыто после 1820 года. У разных светил различные причины переменности, но вот для Алголя такой причиной являются затмения: бета Персея меняет свой блеск потому, что является двойной звездой .

Компоненты двойной звезды

Так называется система из двух звезд, расположенных настолько близко, что своим взаимным притяжением эти светила заставляют друг друга обращаться вокруг общего центра масс (барицентра). Со стороны выглядит так, словно два огромных огненных шара кружатся в танце. Разумеется, во время такого танца к земному наблюдателю поворачивается то один, то другой «плясун». Но от нас такие подробности ускользают, потому что двойная система очень далека и видится землянам единой звездочкой. А поскольку у компонентов двойной звезды нередко разная светимость, то и блеск видимой с Земли «единой» звездочки колеблется.

Двойные звезды встречаются в Млечном Пути очень часто, так что они, скорее всего, более типичны, чем звезды одиночные. Астрономы подозревают, что почти каждая звезда рождается на свет с парой, но затем некоторые пары распадаются, отчего множится число звезд-одиночек. Если бы такого распада не происходило, то одиночные светила считались бы редкостью в Галактике.

Заметим, что сейчас речь идет о физических двойных звездах . Кроме них, известны оптические двойные звезды . Так называют светила, которые кажутся земному наблюдателем очень близко расположенными, а для невооруженного глаза могут даже сливаться. Но при этом оптические двойные звезды разделены огромным расстоянием и не образуют пару, которая удерживается силами тяготения.

В настоящей (физической) двойной системе обе звезды взаимодействуют как планета со спутником. Именно поэтому наиболее массивный из ее компонентов условно считается главной звездой, а малый компонент – спутником. Те двойные системы, в которых спутник способен заслонять (затмевать) главную звезду, называются затменными переменными звездами. Алголь, бета Лиры и W Большой Медведицы являются типичными затменными переменными.

Совершенно фантастический объект – W Большой Медведицы. В этой двойной системе оба компонента – солнцеподобные звезды классов F и G, которые расположены столь близко, что соприкасаются наружными оболочками. Во время обращения вокруг барицентра обе звезды трутся друг о друга, словно шестеренки в часовом механизме. Бушующая огненными вихрями плазма постоянно перетекает с одного светила на другое. Скорость обращения звезд ужасно велика, так что период затмений составляет здесь всего-навсего 8 часов!

По всей видимости, новые звезды, ярко вспыхивающие на небе, также относятся к двойным системам. Впервые астрономы заподозрили это после открытия в 1954 году затменности у DQ Геркулеса. Тогда стала постепенно вырисовываться модель, которая объясняла причину взрыва новых звезд и отвечала на вопрос, почему некоторые новые звезды взрываются дважды.

Компактным компонентом в системе новой звезды является крохотная, но очень плотная и массивная звезда – белый карлик . Карлик почти ничего не излучает и поэтому не виден в телескопы. Главным компонентом является бывший гигант, который регулярно «сливает» свое газовое вещество на белого карлика, действующего по отношению к своему соседу как пылесос. Поскольку потоки газа не могут в одночасье перелиться на спутник, вокруг карлика образуется газовый диск. Получается каскадный «водопад» плазмы: гигант отдает свое вещество сначала в диск, а оттуда уже газ регулярно перекачивается на поверхность карлика.