Константин Галла Профессионал

Что такое гипотетические астрономические объекты? Звёзды

Есть такой тип учёных, которые занимаются разработкой максимально экзотических теорий. Они действуют в стиле: «давайте придумаем что-то эдакое, чтобы это было и удивительно, и непротиворечиво по отношению к имеющимся фактам». Особенно бурной фантазией обладают астрофизики: железные звёзды, кварковые звёзды, преонные звёзды… И это далеко не полный список необычайных звёзд!

Procy, Shutterstock.com

Космическая эра началась недавно — всего каких-то 60 лет назад, когда были запущены первые орбитальные аппараты и первые космонавты. Сегодня глубины Вселенной «просматриваются» мощнейшими телескопами, а в окрестностях планет Солнечной Системы выполняют свою миссию разные автоматические станции. Но даже соседка Луна пока ещё не раскрыла всех своих тайн, чего уж говорить о более дальних масштабах!

В общем, астрофизики решили идти по принципу древних мифотворцев, которые, не зная, что за существа обитают на «краю земли», включали воображение и описывали их в виде огнедышащих драконов и прочих фантастических чудовищ. Надо сказать, в науке смелые гипотезы не только не возбраняются, а ещё и приветствуются. Достаточно вспомнить планету Нептун, которую сначала вычислили на бумаге, а уж затем обнаружили на небе.

Теперь пожелаем успехов нашим учёным в творчестве такого рода и расскажем о самых необычных гипотетических звёздах.

Кварковая звезда. Сверхновая после взрыва превращается либо в плотную нейтронную звезду, либо в чёрную дыру. Однако не всё так просто, как может показаться на первый взгляд. Согласно расчётам, имеется и третий вариант — «кварковая звезда», которая полностью состоит из кварк-глюонной плазмы. Это астрономическое тело намного плотнее нейтронной звезды, но недостаточно плотное для «схлопывания» в чёрную дыру. Другими словами, оно занимает промежуточное положение.

По мнению астрономов, кварковые звёзды образуются под воздействием колоссального давления, когда нейтроны распадаются на входящие в их состав кварки. Поиски таких объектов могут помочь в познании процессов, которые проходили на ранних этапах развития Вселенной, ведь тогда она была заполнена кварковой материей, только разогретой до триллионов градусов.

Преонная звезда. Есть гипотеза, которая гласит, что кварки и лептоны не являются фундаментальными частицами, а состоят из преонов — частиц глубочайшего уровня. Если это так, то по аналогии с кварковыми звёздами могут существовать и преонные звёзды с более чудовищной плотностью (1020 г/куб.см). Грубо говоря, такая звёздочка при радиусе в 175 метров будет иметь массу двух Солнц. Поскольку в теории преонная звезда не испускает излучения, её удастся обнаружить только посредством эффекта гравитационной линзы.

Бозонная звезда. Этот объект целиком и полностью состоит из бозонов (обычные звёзды состоят в основном из фермионов). Главное условие для жизни подобной диковинки — бозоны должны обладать хотя бы небольшой массой и при этом быть стабильными. Но на сегодняшний день известно только об одном стабильном представителе данного типа частиц — фотоне. Увы, он безмассовый и к тому же всегда «летает» со скоростью света.

Бозонные звёзды, по крайней мере, гипотетически могут находиться в центрах галактик. Также они рассматриваются в качестве компонента, составляющего тёмную материю.

Железная звезда. Термоядерные реакции, при которых лёгкие атомные ядра преобразуются в более тяжёлые, являются основным источником звёздной энергии. Они протекают следующим образом: водород превращается в гелий, гелий — в углерод, углерод — в кислород, кислород — в кремний, и, наконец, кремний — в железо. Синтез железа требует больше энергии, чем выделяется, поэтому железо — последняя стадия.

Добрая половина звёзд умирает еще до «возгорания» углерода, остальные же, достигнув этой или следующей ступени, взрываются в виде сверхновой. Но может ли существовать звезда, полностью состоящая из железа и при этом вырабатывающая энергию?

Да, в теории может — за счёт холодного нуклеосинтеза, идущего путём эффекта квантового туннелирования. Это когда частица преодолевает барьер, который в обычной жизни преодолеть бы не смогла. Например, если вы бросите резиновый мячик в бетонную стену, он отскочит, ударившись об неё. Но в квантовой механике есть маленький шанс, что мячик пройдёт сквозь стену и стукнет по макушке человека, которому не повезло оказаться позади стены.

Железная звезда должна быть невероятно массивной, чтобы в ней постоянно шли термоядерные реакции. Поскольку железо — довольно редкий по космическим меркам элемент, считается, что первая железная звезда появится через 10^1500 лет, что значительно больше нынешнего возраста Вселенной.

Квази-звезда. Такие гипотетические объекты могли существовать исключительно в ранней истории Вселенной. Эти древние звёзды черпают энергию вовсе не из термоядерных реакций, как их современные «сородичи», а светятся благодаря излучению, которое генерируется в результате засасывания материи в черную дыру.

По сути, квази-звезда — это огромная протозвезда (находящаяся на заключительном этапе своего формирования) с небольшой чёрной дырой в центре. Оболочка такой звезды настолько массивная, что при взрыве она не рассеивается в окружающем космосе, как это происходит с обычными сверхновыми.

Для того чтобы лучше понять принцип излучения квази-звезды, в качестве наглядного примера возьмём петарду, окружённую тончайшей бумагой. Если петарда взорвётся, бумага улетит в сторону, и чёрная дыра, возникшая в результате взрыва, не сможет её поглотить. Но если окружить петарду слоем кирпича, взрыв не разрушит столь прочный материал, и впоследствии он будет «съеден» чёрной дырой. Такая «подкормка» сопровождается огромным выделением лучистой энергии.

Каждый раз, когда мы восторженно глядим на миллиарды сверкающих звёзд, невольно задаёмся вопросом: «Какие же тайны скрывает Космос?» Вполне естественно, что большинство увлекательных объектов находится за пределами возможностей наших технологий. И пока их не удаётся обнаружить напрямую, учёные будут строить гипотезы.

Статья размещена на сайте 9.11.2014

Комментарии (0):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети: