Лев Мухин - В нашей галактике

Ну а что будет, если звезда не столь тяжела, как сверхгигант? Посмотрим на жизнь звезды с массой около трех масс Солнца. Такая звезда в 60 раз ярче Солнца, и время ее жизни порядка 600 миллионов лет. Казалось бы, если около этой звезды есть планеты, там в принципе могла бы возникнуть жизнь. Хватило бы этой жизни времени, чтобы достигнуть стадии цивилизации? Кто знает! Нам дано судить о темпах эволюции лишь на основании одного примера — нашей земной жизни. Но представим себе на минуту, что около такой звезды возникла цивилизация. Какова будет ее судьба?

Ведь наша собственная жизнь теснейшим образом связана с жизнью Солнца, и жизнь любой другой цивилизации определена судьбой центрального светила.

Итак, звезда втрое тяжелее Солнца. В ней идут уже знакомые нам ядерные реакции превращения водорода в гелий. Поскольку звезда массивнее Солнца, то и ядерные реакции должны идти интенсивнее, чтобы обеспечить достаточно высокие температуры, препятствующие сжатию звезды. Водород ядра выгорает, превращаясь в гелий, и температура ядра повышается примерно до 200 миллионов градусов.

При таких температурах в ядерной топке начинает гореть гелий, образуя ядра кислорода и неона. Температура продолжает повышаться, и, когда она достигает 600 миллионов градусов, начинаются ядерные реакции с участием неона. Эти реакции приводят к появлению магния и кремния. А когда в ядре звезды израсходуется весь неон, на сцене появляется кислород. К этому времени температура ядра еще больше повысилась и в процессе ядерных реакций начинают образовываться никель и железо.

Столбик термометра в ядре ползет к полутора миллиардам градусов. Там все время вырабатывается энергия, противодействующая сжатию и повышающая температуру ядра. При достижении температуры в 2–5 миллиардов градусов образуется множество тяжелых элементов, и в их числе титан, ванадий, хром. Но главная составляющая ядра — железо.

Очень важно, что ядерные реакции приводят к образованию значительных количеств нейтрино. Именно эти частицы, свободно пронизывая тело звезды, уносят из ядра огромное количество энергии. Как только включается «нейтринный холодильник», энергетические потери звезды становятся столь большими, что основную роль начинают играть силы гравитации. Ядро звезды резко сжимается, а оставшаяся оболочка начинает падать на центр звезды.

Все эти процессы сопровождаются резким повышением температуры. Речь идет уже о десятках и сотнях миллиардов градусов. При этих условиях легкие элементы, оставшиеся в оболочке звезды, обладают взрывной неустойчивостью. Происходит чудовищный ядерный взрыв, масштабы которого потрясают воображение: за время менее одной секунды при взрыве звезды выделится энергия, которую Солнце излучало в течение миллиарда лет!

Наше Солнце излучает ежесекундно 3,8·10 33эрг, и, значит, при взрыве сверхновой, а именно так называется наша взрывающаяся звезда, выделяется энергия порядка 10 50эрг. Если бы и существовали планеты около такой звезды, что, вообще говоря, маловероятно, они были бы просто уничтожены чудовищным взрывом.

Наружные слои звезды, составляющие значительную долю ее массы, улетают в пространство с огромной скоростью — тысячи километров в секунду. Они образуют туманность, простирающуюся на многие миллиарды километров.

Если бы взрыв сверхновой произошел на расстоянии нескольких световых лет от Земли, человечество скорее всего не уцелело бы из-за мощных потоков гамма-излучения. Именно поэтому около массивных звезд никогда не сможет возникнуть цивилизация. К счастью, таких звезд в нашей Галактике немного.

После катастрофического взрыва на месте сверхновой остается нейтронная звезда, которая, по словам американского астронома И. Левитта, «устрашает и поражает воображение». И хотя абсолютно ясно, что ни о какой жизни близ нейтронных звезд не может быть и речи, нельзя не сказать нескольких слов об этих удивительных объектах космоса.

Действительно, рожденная чудовищным взрывом, нейтронная звезда поистине фантастическое зрелище. В момент образования температура ее поверхности достигает нескольких миллиардов градусов, а диаметр… всего десять километров. Светимость такой звезды огромна — 10 45эрг в секунду. Для сравнения скажем, что вся наша Галактика излучает лишь 10 44эрг в секунду. Максимум излучения приходится на область жестких рентгеновских лучей.

Правда, нейтронная звезда очень быстро остывает: в течение месяца ее температура понижается до десятков миллионов градусов.

Силы притяжения на поверхности этого космического монстра чудовищны. Если бы человек смог оказаться на нейтронной звезде, его расплющило бы на поверхности до толщины следа, оставляемого почтовым штемпелем.

На расстоянии около метра под поверхностью один кубический сантиметр вещества весит около ста тонн. Человек весил бы на нейтронной звезде более миллиона тонн.

Очень интересно внутреннее строение нейтронной звезды, хотя нужно сказать, что построение моделей несет отпечаток произвола, поскольку неизвестно точное уравнение состояния вещества при столь больших плотностях.

В отличие от обычных звезд — газовых шаров — нейтронная звезда подобна слоеному пирогу. Она имеет твердую кору, проявляющую свойства металла. Кора построена из крошечных кристалликов размером в одну десятимиллиардную долю сантиметра. Кристаллы эти состоят из ядер атомов тяжелых элементов. Плотность коры в 460 миллиардов раз больше плотности железа.

Следующий слой в тысячу раз плотнее, а под ним еще более плотное (хотя, казалось, куда уж плотнее) вещество.

Но как ни странно — это уже жидкость, причем жидкость, состоящая из нейтронов с небольшой примесью протонов и электронов. Вдобавок ко всему эта жидкость — сверхпроводник. Да, сверхпроводник при сверхвысоких температурах.

Далее — ядро. Ядро, в котором непрерывно рождаются электронные частицы, главным образом гипероны и мю-мезоны. Но поведение элементарных частиц в условиях ядер нейтронных звезд теоретики представляют себе недостаточно надежно. Возможно, что в ядрах нейтронных звезд есть частицы, неизвестные сегодня нашей земной физике.

Очень интересно, что высказывались идеи о существовании кристаллических форм жизни на поверхности нейтронных монстров.

Мы, естественно, не будем останавливаться сейчас на анализе этих экзотических явлений. Вряд ли несколько десятков тысяч нейтронных звезд, находящихся в нашей Галактике, дадут что-либо для проблемы иных цивилизаций, с которыми мы могли бы когда-либо установить контакт.

А вот еще один объект космоса, предсказанный теоретически, имеет к проблеме внеземных цивилизаций более прямое отношение. Речь пойдет о знаменитых черных дырах. До сих пор ни одной черной дыры не удалось обнаружить в нашей Галактике. И немудрено. Ведь это невидимый объект, из недр которого не может выйти ни излучение в какой-либо форме, ни частицы. Лишь по наличию рентгеновских квантов, возникающих при падении горячего газа на черную дыру, можно было бы обнаружить ее существование.