Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Ядро звезды генерирует колоссальные количества нейтрино: примерно за 10 секунд из ядра вырывается около 10 58(это единица с 58 нулями, народ) частиц. Это происходит почти в то же время, когда наружные слои звезды, обрушившиеся на ядро, начинают отскакивать от него в тщетной попытке улететь. Только этот колоссальный рикошет замедлился и газовая оболочка вот-вот вновь упадет на ядро, как в нее врезаются все те бессчетные нейтрино.

Несмотря на то что нейтрино, как правило, проходят прямиком сквозь нормальную материю, звездный газ — невероятно плотный. Кроме того, нейтрино так много, что часть их поглощается — это все равно как ехать на машине сквозь рой мошкары; как бы они ни старались увернуться, некоторые все равно размажутся по вашему ветровому стеклу.

Газ поглощает лишь небольшую долю, может быть 1 %, нейтрино, но все равно это эпическое событие: суммарная энергия, сбрасываемая в газ, огромна .

Это, именно это уничтожает звезду.

Представьте взрыв бомбы на фабрике фейерверков. Энергия сотен миллиардов миллиардов Солнц врывается в наружные слои звезды, разворачивая их в обратном направлении, буквально выталкивая взрывом вовне. Октиллионы тонн вещества обреченной звезды срываются с нее со скоростями, равными многим тысячам километров в секунду. Событие настолько титаническое, что даже крошечную его долю, которая преобразуется в свет, можно наблюдать через всю Вселенную.

И это только видимый свет. Образовавшаяся сверхновая звезда также извергает другие виды излучения — рентгеновское, гамма-излучение и ультрафиолетовое излучение. Прорывающаяся сквозь наружные слои звезды взрывная волна вызывает такой рост давления и температуры, что способна запуститься ядерный синтез. Кстати, так могут наконец образоваться элементы, которые тяжелее железа, потому что условия во взрывной волне, и это невероятно, на самом деле более суровые, чем в ядре звезды. В разлетающихся остатках звезды создаются радиоактивные варианты таких элементов, как кобальт, алюминий и титан, и при распаде они испускают гамма-излучение. Газ, уже адски раскаленный, поглощает эту энергию и разогревается еще сильнее, до миллионов градусов. Он светится в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазоне спектра. Кроме того, эти взрывы редко бывают однородными. Одни вещества разгоняются сильнее, чем другие, и неизбежные столкновения между ними порождают еще более колоссальные ударные волны, подобные звуковым ударам в расширяющемся веществе. При этом может также генерироваться рентгеновское излучение.

В итоге сверхновая — бурлящий котел мощи и хаоса. Это одно из событий, наводящих страшный ужас в видимой Вселенной.

Вне всякого сомнения, все, что находится близко к взрывающейся звезде, смотрит в лицо надвигающемуся пылающему урагану. Любая планета, вращающаяся вокруг сверхновой, обречена: если ваша главная звезда взрывается в пламени, раскаленном до миллиардов градусов, конец один, и он не из приятных. Планеты будут испепелены, превратятся в бесплодные пустыни, а имеющиеся воздух и воду сорвет и унесет прочь мощной энергией взрыва.

От резкой потери массы силы тяготения звезды значительно ослабевают и планеты выбрасывает из звездной системы. Возможно, по Млечному Пути бродят тысячи или даже миллионы опаленных планет-отщепенцев, надолго переживших смерть звезды, породившей их. Однако космос столь необъятен, что мы можем никогда не найти таких планет, даже если галактика полна ими.

Понятно, что сверхновые опасны . Лучше всего держаться от них как можно дальше. Но насколько дальше? Если звезда взрывается в нашей Галактике, какое расстояние будет слишком близким.

В приложении есть таблица со всеми известными звездами, находящимися от нас на расстоянии до 1000 световых лет, которые могут стать сверхновыми. Самая близкая, Спика, голубой гигант в созвездии Девы, находится от нас на расстоянии примерно 260 световых лет, а большинство других значительно дальше. Несмотря на то что мы не можем назвать точную дату, когда одна из этих звезд взорвется, неоспоримый факт заключается в том, что они все взорвутся , а некоторые — в течение следующих нескольких тысяч лет.

Насколько нам следует беспокоиться об этом?

Вообще-то это зависит от того, о чем нам следует беспокоиться. На первый взгляд, вы можете подумать, что единственное, что стоит учитывать, это масштабность самого события. Ведь только что взорвалась целая звезда! Но в арсенале сверхновой имеется много оружия. Одно не является поводом для беспокойства. Но другое…

Если взрыв происходит вблизи от вас, самая очевидная угроза — это осколки. Даже, например, взрыв гранаты неподалеку не сулит ничего хорошего, но сверхновая выводит все на совершенно новый уровень: выброс нескольких октиллионов тонн газа в пространство на скорости, составляющей значительную долю от скорости света, не назовешь немного опасным. Это опасно! Но только если вы находитесь относительно близко. Планета, вращающаяся вокруг обреченной звезды, обречена и сама, но что, если вы наблюдаете это зрелище с «дешевых мест», в районе другой звезды?

Чтобы несколько упростить ситуацию, представим, что процесс извержения вещества сверхновой происходит за одно мгновение. Мы бы увидели тонкую газовую оболочку, расходящуюся от звезды облаком, диаметр которого со временем увеличивается. В той оболочке заключена почти вся масса исходной звезды (наружные слои, сброшенные взрывом, могут в несколько раз перевешивать массу ядра). По мере расширения оболочка увеличивается в объеме, поэтому количество газа в отдельно взятой области уменьшается — это очень похоже на свет, испускаемый электрической лампочкой; чем дальше вы от нее, тем более рассеянным и тусклым он становится.

Осколки от взрыва сверхновой также рассеиваются. Если вы находитесь на планете поблизости от взрыва, на вас обрушится больше вещества, чем когда вы находитесь дальше. В этом случае количество сталкивающегося с вами вещества уменьшается пропорционально квадрату расстояния: если расстояние удвоить, до вас долетит лишь четверть вещества. Но какое расстояние будет достаточным ?

Чтобы рассмотреть самый плохой вариант, предположим, что сверхновая находится от нас на расстоянии в 10 световых лет, что маловероятно. Это означает, что от нее до Земли будет около 95 трлн км [23] Здесь нужно пояснить, что на таком расстоянии от нас нет звезд, способных взорваться. . Давайте также предположим, что суммарная извергнутая масса в 20 раз больше массы Солнца, что довольно характерно для рядовой сверхновой. В этом случае по Земле попало бы примерно 40 млн т вещества.