Звёзды или нет?
Почему нейтронные звёзды, белые и коричневые карлики — не совсем звёзды в классическом понимании?
Наше Солнце ничем не примечательно: звёзды бывают синее и краснее, ярче и тусклее, более и менее массивны. В то время как оно будет жить в общей сложности около 10–12 миллиардов лет, некоторые звёзды могут дожить до триллионов лет, а другие взорвутся или разрушатся через миллион. Разнообразие среди звезд огромно.
И все же, многие объекты во Вселенной, которые мы называем звёздами — белые карликовые звёзды, коричневые карликовые звёзды, нейтронные звёзды и т. д. — не совсем звёзды. Чтобы быть звездой, нужно не просто отдавать наружу свет.
Посмотрим на внутреннее строение Солнца. Как и любой другой массивный космический объект оно состоит из слоев, каждый из которых имеет особые свойства. Температура короны составляет около 1 500 000 К, но с приближением к ядру она довольно резко возрастает. Примерно в середине пути достигается температура в 4 000 000 К — здесь раскрывается звёздная природа.
Мы подбрираемся к ответу на наш вопрос. Масса, светимость и температура — важные характеристики звезды, но звездой её делает то, что происходит внутри — реакция ядерного синтеза. В звёздах из водорода рождается гелий, и для поддержания этого процесса нужна температура около 4 000 000 К.
Эта реакция очень сильно зависит от температуры. Звёзды, которые меньше нашего Солнца на 40%, могут производить только гелий из водорода. В нашей звезде температура ядра достигает 15 000 000 К, что позволяет продолжить реакцию ядерного синтеза и производить из гелия более тяжелый элемент — углерод. Звёзды в 8 раз больше Солнца могут синтезировать кислород.
Таким образом, звёздами астрономически верно называть тела, в недрах которых происходят ядерные реакции с синтезом гелия, углерода, кислорода и более тяжелых элементов.
Помимо звёзд, подобных Солнцу, к ним относятся красные карлики, красные и синие гиганты и супергиганты. О последних поговорим в следующих статьях, а сейчас вернемся объектам, которые не являются звёздами как таковыми.
Коричневые (бурые) карлики
Коричневые карлики часто называют неудавшимися звёздами, потому что если бы в процессе формирования им удалось захватить больше массы — они бы смогли запустить термоядерный синтез и стать полноценной звездой. Кстати, существуют обнаруженные парные системы коричневых карликов, в результате слияния которых может загореться полноценная звезда.
Протозвезды
Протозвёзды — звёзды на завершающем этапе своего формирования, вплоть до момента загорания термоядерных реакций в ядре, после которого сжатие протозвезды прекращается и она становится полноценной звездой. В этом состоянии их свечение обосновано силами гравитационного притяжения, а не ядерным синтезом, поэтому такие объекты тоже не являются звёздами в своей сути.
Белые карлики
После того как топливо в нашем Солнце иссякнет, его ядро сожмется до размеров не больших чем Земля. В таком состоянии объект продолжит излучать свет еще от 100 до 1 000 000 000 лет. Внутри тела больше не происходит образования энергии, излучается накопленное ранее, пока не иссякнет. Поэтому белые карлики тоже не являются звёздами, какими они должны быть.
Нейтронные звёзды
Нейтронная звезда — сверхплотное тело, образующееся при взрыве сверхновой. В сфере размером несколько километров может быть до 2,5 масс Солнца. Объекты могут вращаться со скоростью до 2/3 скорости света. Появлением тяжелых металлов в нашей вселенной мы во многом обязаны процессам слияния нейтронных звезд. Как видно из описания, такие тела имеют мало общего с настроящими звёздами и их внутренними процессами синтеза.
На самом деле этой статьёй я хотел сказать простую вещь — не важно, как называется или классифицируется тот или иной объект. Значение имеет понимание, какие свойства у него есть, а каких нет, его внутренние процессы. Несмотря на то, что многие объекты со словом “звезда” в названии не создают внутри себя энергию с помощью процессов ядерного синтеза, они не менее интересны для наблюдения. Каждый объект играет свою роль в космической истории!
Больше статей и космических новостей — в моем Telegram-канале @spacejournal.
