Текст книги "Очерки о Вселенной"

Автор книги: Борис Воронцов-Вельяминов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 26 (всего у книги 36 страниц)

Изучением переменных звезд в Советском Союзе, помимо специалистов, занимается большая армия любителей, среди которых есть много школьников. При аккуратном и взможно более частом определении блеска переменных звезд можно получить результаты, имеющие серьезное научное значение.

Успехи советской науки в области изучения переменных звезд обусловили то, что московским астрономам поручен учет международных исследований по переменным звездам: обозначение их, каталогизация и т. д.

Пухлые атмосферы

Спектр – это паспорт звезды, он запечатлевает ее физическое состояние, если только мы сумеем в нем разобраться. В паспортах тех звезд, о которых будет сейчас идти речь, мы стали разбираться лишь за последние два десятка лет, и у некоторых звезд они совсем особенные. У подавляющего большинства звезд, о которых говорилось до сих пор, спектры того же класса, что у Солнца, – непрерывные спектры, перерезанные темными линиями. Яркие линии только на время появляются в спектре долгопериодических переменных звезд и, по-видимому, свидетельствуют о периодических мощных извержениях раскаленных газов на их более холодную поверхность.

Но вот у некоторых горячих звезд спектральных классов А, В и О в спектрах наблюдаются отдельные узкие яркие линии, а чаще всего некоторые темные линии ограничены со стороны красного конца спектра примыкающими к ним яркими линиями. Замечательно, что это встречается именно у горячих звезд, и, в общем, чем горячее звезды, тем ярче эти линии в их спектре и тем больший процент звезд их обнаруживает. Едва заметные яркие линии на краю некоторых темных встречаются у таких особенно ярких звезд класса А0, как, например, Денеб (α Лебедя). У звезд класса В, более горячих, эти линии заметны лучше, а в спектрах звезд класса О, еще более горячих, они первыми бросаются нам в глаза.

Причина этого вскрылась только недавно и состоит в том, что у этих звезд необычайно обширные, пухлые атмосферы. Такими, как их называют, протяженными атмосферами обладают самые горячие звезды, имеющие наибольшую светимость.

Обращающий слой, как известно, поглощает свет, идущий от более горячей, лежащей под ним поверхности звезды или фотосферы, но сам по себе испускает те самые длины волн света, которые поглощает. Поглощая свет, падающий на него снизу от звезды, он излучает его затем во все стороны, и потому к нам от него доходит только часть света, имеющего длину волны, которая поглощается обращающим слоем. В соседних же длинах волн спектра, для которых обращающий слой прозрачен, свет фотосферы достигает нас не ослабленным, и в результате в видимом спектре звезды наблюдается темная линия определенной длины волны. На краю Солнца, где за обращающим слоем нет фотосферы, дающей непрерывный спектр, к нам идет излучение самого обращающего слоя и наблюдается спектр из ярких линий.

У Солнца обращающий слой и хромосфера сравнительно с самим шаром Солнца очень тонки – как скорлупа на яйце, и те их части, которые проектируются за край Солнца, очень узки, дают мало света, дают слабый спектр излучения. Этот спектр можно видеть без труда только во время полных солнечных затмений, когда его не «заглушает» непрерывный спектр фотосферы. Последний получается от света неба, т. е. от земного воздуха, рассеивающего свет этой фотосферы. Свет неба попадает в щель спектроскопа вместе со светом хромосферы, потому что хромосфера видна на фоне неба. Вне затмения яркие линии спектра, даваемые кольцом хромосферы, слишком слабы на фоне яркого спектра фотосферы и почти не видны.

Но у звезд, у которых хромосфера имеет толщину, сравнимую с величиной радиуса звезды, излучение толстого хромосферного кольца сравнимо с излучением фотосферы, и яркие линии на фоне непрерывного спектра становятся видны. У звезд с такими пухлыми атмосферами их протяженную хромосферу можно сравнить со скорлупой зеленого ореха.

Пухлыми атмосферами нередко обладают горячие звезды, потому что чем они горячее, тем больше ультрафиолетовых лучей в составе их света, а именно ультрафиолетовые лучи вызывают наиболее сильное давление света на атомы газа. У этих звезд давление света на атомы в их атмосфере противоборствует силе тяготения, прижимающей атмосферу к поверхности звезды, уменьшает вес атомов и, вероятно, поэтому позволяет имшодниматься на большую высоту над поверхностью. Поэтому атмосфера распухает, становится протяженной, пухлой.

Однако очень пухлые атмосферы встречаются и у весьма холодных звезд.

Некоторые астрономы считают, что быстрое вращение звезды сильно способствует образованию обширных атмосфер. Действительно, горячие звезды вращаются вокруг своей оси быстрее других. Тогда под действием центробежной силы притяжение атомов звездой ослабевает, и они еще легче удаляются от ее поверхности. Если это действительно так, то пухлые атмосферы протяженны больше всего в плоскости экватора такой звезды, где центробежная сила больше. Сама звезда может быть почти круглой, а атмосфера ее может быть по форме подобна репе или плоской тыкве. В некоторых случаях около звезды, может быть, образуется даже нечто, подобное кольцу Сатурна, только газовое. Увидеть его, конечно, в телескоп нельзя – слишком все это далеко от нас, но такое допущение объяснило бы многие особенности в спектрах некоторых звезд с яркими линиями.

Размеры протяженной хромосферы и яркость линий в спектре зависит не только от температуры звезды и скорости ее вращения, но также от светимости звезды и от силы тяжести на ее поверхности, а последняя зависит от соотношения между размером и массой звезды.

Звезды, истекающие газом

Описанные выше звезды удерживают обширные и пухлые атмосферы так же, как Земля удерживает свою атмосферу. Но в коллекции звездных спектров можно проследить непрерывный переход от спектров с отдельными узкими тонкими линиями к спектрам, содержащим отдельные необычайно широкие яркие полосы наряду с темными линиями и далее без них. Если темные линии есть, то каждая из них, как правило, примыкает к яркой полосе со стороны фиолетового конца спектра и очень сильно смещена со своего нормального положения. Между тем середина яркой полосы занимает почти нормальное положение в спектре, соответствующее линии данного химического элемента. Чаще всего вид широких ярких полос в спектре имеют излучения нейтральных атомов водорода, гелия и ионизованных атомов азота, углерода и кислорода.

Если темные линии считать смещенными со своего места вследствие эффекта Доплера, т. е. благодаря движению соответствующего газа в атмосфере звезды, то оказывается, что эти темные линии на краю ярких полос образованы газами, несущимися к нам со скоростью, доходящей в иных случаях до 2000 км/сек!

Звезды, которые по линиям их спектра могли бы быть отнесены к звездам спектрального класса О, но имеют в спектре широкие яркие полосы, называют звездами типа Вольфа – Райе – по имени двух французских ученых, которые первыми обнаружили и описали их еще в прошлом столетии. Разгадать природу этих звезд удалось только теперь.

Звезды этого класса – наиболее горячие среди всех известных. Их температуры, измеренные автором этой книги, заключены в пределах от 40 до 100 тысяч градусов! Наиболее же горячие из обычных звезд класса О (без ярких полос в спектре) имеют температуру поверхности только в 30 000°.

Рис. 157. Спектр звезды типа Вольфа – Райе

Такие огромные температуры сопровождаются столь мощным излучением потока ультрафиолетовых лучей, что легкие атомы водорода, гелия, а при очень высокой температуре и атомы других элементов, по-видимому, не выдержав давления света снизу, с огромной скоростью взлетают вверх. Скорость их движения под действием давления света так велика, что притяжение звезды ни в силах их удержать. Непрерывным потоком они срываются с поверхности звезды и почти не удерживаемые мчатся прочь в мировбе пространство, образуя как бы атомный дождь, но направленный не вниз, а вверх. Странный горячий дождь! Под таким душем сгорело бы все живое на планетах, если таковые окружают эти звезды на свое собственное несчастье.

Непрерывный дождь атомов, срывающихся с поверхности звезды, образует вокруг нее сплошную, но непрерывно рассеивающуюся в пространство атмосферу.

Рис. 158. Яркие полосы в спектрах звезд Вольфа – Райе образуются совокупностью атомов, движущихся в их обширных атмосферах наружу под разными углами к линии нашего зрения

Атомы газа, ее составляющие, непрерывно обновляются за счет звезды, истекающей газом. Вместо яркой линии мы видим в спектре такой звезды широкую полосу как совокупность множества линий, смещенных с нормального места на различную величину и слившихся друг с другом. Каждая из них образована атомами, летящими под каким-нибудь углом к линии, по которой мы смотрим на звезду. Чем больше этот угол, тем меньше проекция скорости атома на луч зрения, т. е. тем меньше его лучевая скорость, а лишь ее величиной (а не пространственной скоростью) обусловлена величина сдвига линий в спектре по принципу Доплера. Благодаря обширности излучающей атмосферы звезды Вольфа – Райе за телом звезды скрыты от нас лишь немногие атомы, удаляющиеся от нас с наибольшей скоростью. Атомы же, приближающиеся к нам с наибольшей скоростью, проектируются на звезду и потому, как полагается, дают темную линию поглощения в спектре. Она смещена, очевидно, к фиолетовому концу спектра на величину, соответствующую скорости их приближения к нам, т. е. на величину скорости, с которой атомы покидают поверхность звезды.

Как долго может истекать газом звезда типа Вольфа – Райе? Подсчеты привели ленинградского профессора Н. А. Козырева к выводу, что в год звезда Вольфа – Райе выбрасывает массу газа, равную примерно одной десяти– или стотысячной доле массы Солнца. Как говорится, «если дальше так пойдет – до чего ж это дойдет!», – и не истечет ли такая звезда газом нацело, без остатка? Масса звезд типа Вольфа – Райе в среднем в десяток раз превышает массу Солнца. Истекая газом с такой скоростью, звезда Вольфа – Райе не может просуществовать дольше, чем 104– 105 лет, после этого от нее уже ничего не останется. Независимо от этого есть данные, позволяющие считать, что и в действительности звезды в подобном состоянии существуют не дольше десяти тысяч лет, скорее даже значительно меньше. Вероятно, с уменьшением их массы до некоторого значения температура их падает, выброс атомов прекращается, прекращается и дальнейшее саморазрушение звезды.

В настоящее время на всем небе известно всего лишь около сотни таких саморазрушающихся звезд, из которых в СССР ни одна, к сожалению, не видна невооруженным глазом. Вероятно, лишь немногие, наиболее массивные звезды достигают, как мы думаем, в своем развитии таких высоких температур, когда начинается потеря газа. Быть может, как думает автор этой книжки, это явление можно сравнить с кровопусканием, полезным для полнокровных и тучных людей, так что, освободившись этим путем от излишка своей массы, звезда может продолжать нормальное, «здоровое» развитие.

Большинство звезд типа Вольфа – Райе (имеющих массы в среднем раз в 10 больше солнечной) являются очень тесными спектрально-двойными звездами. Их партнер в паре всегда оказывается также массивной и горячей звездой класса О или В. Многие из таких звезд наблюдаются нами как «дьявольские», т. е. как затменно-двойные звезды, периодически загораживающие друг друга от нас.

Знакомство со звездами, имеющими яркие линии или полосы в спектре, хотя и редко встречающимися, во всяком случае значительно обогатило наши представления о звездах вообще.

Звезды, сбрасывающие свои покровы

Звезды типа Вольфа – Райе стали нам известны недавно, но они тесно связаны со звездами другого типа, известными еще две тысячи лет назад и остававшимися наиболее загадочными из всех звезд, какие только видело человечество.

Представьте мир древних – хрустальную небесную сферу, на которой неподвижно укреплены со дня творения загадочные светочи-звезды. Неподвижные, неизменные огоньки, сияющие нам так же, как и далеким предкам, нерушимые сочетания звезд в созвездиях Скорпиона, Возничего, Большой Медведицы и других!

И вот еще во II веке до нашей эры великий ученый древности Гиппарх замечает в Скорпионе яркую звезду, которой здесь никогда не видел ни он, ни его предшественники. Что это, – новый акт творения, происшедший на наших глазах, поправка к уже созданному неизменному миру? Новая звезда, появившаяся в Скорпионе, проблистала недолго и, угаснув, скрылась из глаз. Пораженный Гиппарх решил предпринять перепись звезд на всем небе, записать точно их места и блеск, чтобы потомки могли следить за тем, не появятся ли опять на небе новые звезды и не исчезают ли иногда давно известные. Так был составлен Гиппархом первый известный нам звездный каталог, а по его образцу впоследствии создавались и другие, значение которых оказалось несравненно шире и составило фундамент астрономии.

Случаи, подобные наблюденному Гиппархом, замечались и впоследствии. Их отмечали китайские и иные летописи. Такие случаи в Европе впервые были описаны в 1572 и в 1604 гг., накануне изобретения телескопа. И во всех случаях конец был один – внезапно вспыхнувшая звезда, это новое светило, оказывалась недолговечной и через несколько месяцев исчезала из взоров, ослабевая с каждым днем. Распространялось мнение, что новые звезды, как запоздалые творения в уже готовом и совершенном мире, непрочны и потому быстро разрушаются.

Современные методы изучения звезд позволили в значительной мере разоблачить тайну вспышек новых звезд, из которых последние, светившие некоторое время как звезды первой величины, наблюдались в 1918 г. в созвездии Орла и в 1934 г. в Геркулесе. Наблюдалось еще много более слабых новых звезд, и подсчитано, что в нашей звездной системе, Галактике, ежегодно вспыхивает до сотни новых звезд, хотя из них мы замечаем только наиболее яркие и притом далеко не ежегодно.

Многие новые звезды были открыты не специалистами, а астрономами-любителями. Например, Новую Живописца 1925 г. открыл почтальон, Новую Персея 1901 г. – киевский гимназист, Новую Короны 1946 г. – железнодорожник и т. д.

Коллекции фотографий неба, хранящиеся на обсерваториях (так называемые стеклянные библиотеки, потому что они составляются из стеклянных негативов), помогли установить следующий факт: новые звезды вовсе не новые. Они существовали и раньше, но как незаметные слабые звездочки. Когда мы замечаем яркую новую звезду, то в действительности оказывается, что это одна из слабых звездочек внезапно так усилилась в блеске. Вспышка происходит чрезвычайно быстро, обычно дня за два. За это время звезда становится ярче на 11 звездных величин, а иногда даже на 14 звездных величин. Это соответствует увеличению блеска в 25-400 тысяч раз! Если изображать блеск «новой» звезды столбиком соответствующей высоты и принять, что до вспышки это был столбик в 1 см высотой, то блеск в максимуме представится «столбиком» до 4 км высотой! Чтобы достать до верхушки этого «столбика», придется подняться на самолете; она будет выше большинства облаков и почти вровень с высочайшими вершинами Альп и Кавказа.

Рис. 159. Кривые изменения блеска нескольких новых звезд. Моменты их максимумов совмещены друг с другом; время в сутках отсчитывается от момента максимума

Иначе говоря, вспышка новой звезды равносильна тому, как если бы свеча, горящая у вас на столе, засверкала как прожектор. Конечно, тут надо еще иметь в виду масштаб явления. Звезда, как бы она ни казалась слаба до вспышки, все же звезда, а не свечка. Мало того, установлено, что светимость новых звезд (за которыми это название так и сохранилось) до вспышки б среднем того же порядка, что и светимость Солнца. Представьте себе, что наше Солнце вздумало бы так вспыхнуть! Если бы его излучение увеличилось в десятки тысяч раз, мы бы не только ослепли, но и сгорели бы.

Сразу же после того как новая звезда достигла максимума, блеск ее начинает спадать, сначала быстро, потом все медленнее, и через несколько лет звезда по блеску становится такой же, какой она была до вспышки. При спадании блеска часто наблюдаются вторичные вспышки, но при этих общих чертах нельзя найти две такие новые звезды, у которых кривые изменения блеска были бы совершенно одинаковы.

Такое чудовищно большое и быстрое изменение блеска уже само по себе говорит о его катастрофическом происхождении, но спектральные данные рисуют еще более интересную картину, детали которой стали понятны лишь за последние два десятилетия.

Незадолго до достижения своего наибольшего блеска новая звезда дает обычно нормальный звездный спектр с узкими яркими линиями на краю темных линий, по виду которых ее нужно отнести к сверхгигантам, т. е. к большим звездам с огромной светимостью и протяженными атмосферами. Это подтверждается также данными о ее светимости, выводимыми из оценок расстояния до новой звезды. В максимуме ее светимость в десятки и даже сотни тысяч раз превышает светимость Солнца. На короткое время новая звезда по светимости превышает все остальные известные нам звезды. Темные линии спектра в это время бывают смещены к фиолетовому концу спектра на величину, соответствующую скорости приближения к нам поштдка нескольких сотен километров в секунду. Температура же звезды в этот период почти постоянна и не слишком высока: 8-10 тысяч градусов. Класс спектра бывает А или F.

Все это говорит нам, что внезапное увеличение блеска звезды вызвано внезапным увеличением размеров звездных покровов или оболочек. Ее наружные слои вместе с фотосферой, обращающим слоем и хромосферой раздуваются как мыльный пузырь. Они несутся во все стороны от центра со скоростью сотен километров в секунду, но мы видим только те их части, которые обращены к нам, т. е. лишь приближающиеся к нам (остальные скрыты телом звезды). Оттого и линии спектра смещены к фиолетовому концу.

Сразу после максимума блеска в спектре новой звезды происходит удивительное явление – место темных линий занимают широкие яркие полосы, на фиолетовом краю которых находится резкая темная линия, смещенная с нормального положения на величину, соответствующую скорости приближения порядка тысячи километров в секунду и больше.

Объяснение этой картины то же, что и в случае звезд Вольфа – Райе: расширение во все стороны обширной атмосферы, прозрачной для своих собственных излучений, благодаря чему до нас доходит свет и от удаляющихся частей, формирующих, как говорят, красную половину ярких спектральных полос. Только тут основную роль играет не непрерывное выбрасывание атомов с поверхности звезды, а расширение атмосферы, оторвавшейся от звезды в момент максимума. Причиной отрыва является внезапное увеличение скорости атомов атмосферы под действием возросшего давления света.

Рис. 160. Две фотографии спектра новой звезды в Геркулесе. Вверху – в день максимума, внизу на 10 дней позднее. Фиолетовый конец спектра – справа. (Получены автором на обсерватории Московского университета в 1935 г.)

Итак, в момент максимума блеска звезда, вздувшаяся как мыльный пузырь, сбрасывает с себя свои покровы. Эти покровы, удаляясь от звезды и расширяясь, становятся все разреженнее и прозрачнее, и сквозь них проглядывает обнаженная звезда.

Представьте себе опять, что наше Солнце вздумало бы раздуться как пузырь, – мы бы сгорели как соломинки, потому что вздутая звезда в максимуме имеет поперечник больший, чем поперечник земной орбиты. Мы оказались бы внутри звезды еще до того, как она собралась бы сбросить свои покровы! Но мы увидим, что с нашим Солнцем такая катастрофа невозможна. Начиная со времени максимума, в спектре звезды происходят непрерывные и сильные изменения, представляющие огромный интерес для специалиста. Но вы – не специалисты, и я не буду утомлять вас теми подробностями, которыми много лет увлекаюсь сам. Достаточно будет сказать, что изучение изменений спектра приводит к выводу, что с течением времени новая звезда нагревается все больше и больше и в конце концов доходит до температуры около 60-70 тысяч градусов и приобретает спектр типа Вольфа – Райе. Если бы мы не были свидетелями всей истории этой звезды, то могли бы думать, что это обычная звезда Вольфа – Райе. Впрочем, обычные звезды типа Вольфа – Райе почти в тысячу раз ярче, и это заставляет нас остеречься от зачисления всех их в список «бывших» новых звезд.

Рис. 161. Размеры новой звезды по сравнению с Солнечной системой

Но что происходит с газовой оболочкой, сброшенной звездой в момент максимума блеска? Расширяясь, увеличиваясь в размерах, она несется во все стороны в пространство, все больше удаляясь от звезды. Если вы сомневаетесь в правильности такого объяснения явлений, наблюдаемых в спектре, то последите за новой звездой через несколько лет после вспышки в большой телескоп. К этому времени ослабевшая в блеске, но расширившаяся оболочка новой звезды становится достаточно велика, чтобы ее можно было видеть непосредственно в телескоп даже на том огромном расстоянии, на каком мы от нее находимся. Такие туманные оболочки мы действительно видим теперь вокруг бывших новых звезд 1901 г. (в Персее), 1918 г. (в Орле), 1925 г. (в Живописце), 1934 г. (в Геркулесе). Из года в год мы измеряем непрерывное увеличение их размеров, происходящее с той самой скоростью, какая была определена нами в свое время из изучения спектра звезды. Сначала такая туманность имеет вид крохотного пятнышка, потом пятнышко увеличивается и превращается в колечко, в центре которого видна слабенькая звездочка – бывшая «новая». Подсчеты показывают, что масса покровов, сброшенных звездой, в десять или сто тысяч раз меньше масеы Солнца. Сброшенная оболочка состоит из водорода, гелия, азота, углерода, кислорода и других газов. И видом, и химическим составом, и физическим состоянием газовые туманности, образованные новыми звездами, похожи на встречаемые кое-где на небе маленькие туманности, неудачно названные когда-то планетарными за их внешнее сходство с зеленоватыми слабо светящимися дисками планет Урана и Нептуна.

Сходство туманностей, рожденных новыми звездами, с планетарными туманностями дополняется тем, что в центре и тех и других находятся звезды типа Вольфа – Райе и даже светимость их одинакова. Допустить, что известные нам планетарные туманности с их ядрами в виде звезд класса О и часто звезд Вольфа – Райе являются результатом вспышки новых звезд, нам мешает лишь то, что массы планетарных туманностей раз в сто больше, чем массы выброшенных оболочек этих звезд, и что они расширяются медленнее, чем атмосферы последних. Тут еще кроется какая-то загадка, но сходство этих двух видов небесных тел слишком велико, чтобы быть случайным.

Рис. 162. Оболочка, расширяющаяся после вспышки Новой Персея 1901 г

Почему новые звезды сбрасывают свои покровы, со всякой ли звездой это может случиться, не может ли это случиться с Солнцем, меняются ли физиономия и «нутро» звезды после сбрасывания покрывал?

Увы, увы – все эти вопросы упираются в незнание точного спектра новой звезды до ее вспышки. Ах, если бы мы знали заранее, какая из слабых звездочек вскоре вспыхнет как новая! Мы бы во-время сняли ее спектр, сфотографировать же впрок, «на всякий случай», спектры сотен тысяч слабых звезд невозможно. Не зная же спектра новой звезды до вспышки, мы ничего не можем сказать и о ее физическом состоянии до катастрофы.

Все же есть данные, позволяющие сделать некоторые выводы. Оказывается, что и до и после вспышки многие новые звезды в небольших пределах неправильно меняют свой блеск. Солнце так себя не ведет. Есть звезды, названные автором этой книжки повторными новыми звездами. Их вспышки неправильно повторяются по прошествии нескольких десятилетий. Автор обратил внимание на тождественность их спектров до и после вспышки. Ничто не мешает предположить, что то же имеет место и для остальных новых звезд. От них новоподобные звезды отличаются лишь меньшим масштабом явлений, которые в остальном совершенно такие же, как у новых звезд.

Московские астрономы П. П. Паренаго и Б. В. Ку-каркин нашли, что у полупериодических переменных звезд среднее время между вспышками тем больше, чем больше изменение их блеска. Этому соотношению удовлетворяют и новоподобные звезды. В частности, предсказывавшаяся ими повторная вспышка звезды, вспыхнувшей в Северной Короне, действительно произошла в 1946 г., и первым ее заметил астроном-любитель, обходчик железнодорожных путей Ка-менчук. Если эту зависимость распространить на новые звезды, то у них можно ожидать повторения вспышек примерно через три тысячи лет.

Повторение вспышек с такой частотой у некоторых звезд вполне может обеспечить наблюдаемую ежегодную частоту вспышек звезд в Галактике. Уже это, а также предполагаемый спектр новых звезд до вспышки (правильнее, пожалуй, было бы сказать между вспышками), характеризующий их как очень горячие звезды, исключает возможность вспышки Солнца.

Уокер в США сделал интересное открытие. Оказалось, что новая звезда, вспыхивавшая в Геркулесе в 1934 г., состоит из двух почти одинаковых звезд с массами меньше солнечной.

Но одна из этих звезд, вспыхивающая как новая звезда, – горячая, а другая – красный холодный карлик. Звезды этой пары очень близки друг к другу. Поэтому в силу взаимного сильного притяжения они обе имеют неустойчивые атмосферы. Из последних происходит истечение газа и его потоки, циркулируя, создают вокруг звезд еще и общую атмосферу. Интересное открытие принес электрофотометр. Из наблюдений Уокера оказалось, что все «бывшие новые» (новые звезды после вспышки) непрерывно «лихорадят». Блеск этих горячих звезд как бы трепещет. Мелкие колебания блеска имеют подобие периодичности порядка немногих минут. Кроме того, у них есть и более сильные, но более медленные колебания.

Замечательное открытие было сделано в 1966 г. Один из сильнейших источников излучения рентгеновских лучей называется Скорпион RX-1. Ожидалось, что это может быть крохотная нейтронная звезда, по теории – «конечная» стадия эволюции звезд, исчерпавших свои источники энергии. На месте этого источника неожиданно нашли довольно яркую (около 13m) звезду, которая по мелким и быстрым и более медленным колебаниям блеска, по цвету и по спектру очень сходна с бывшими новыми звездами. Однако среди них пока не известно ни одного сильного источника рентгеновских лучей, хотя некоторые из них находятся от нас не дальше и столь же ярки.

Заметим еще, что повторные новые звезды подобно Новой Геркулеса являются тесными двойными звездами. Их спутники тоже холодные. Возможно, что тесная двойственность звезд как-то связана с их вспышками.

Вся совокупность наших сведений о новых и новоподобных звездах отрицает мысль, чтобы причиной вспышек могли быть столкновения звезд друг с другом или падения планет на звезды. Первые, если и бывают в Галактике, то слишком редко.

Причина вспышек новъгх и новоподобных звезд должна быть в них самих, и теория внутреннего строения звезд приводит к выводу, что при известных условиях в процессе развития звезды в ней может наступить состояние неустойчивости. «Перепроизводство» энергии в ее недрах поведет тогда к срыву наружных слоев звезды, как это показали Л. Э. Гуре-вич и А. И. Лебединский.

Автор этой книги полагает, что вспышки происходят у звезд с довольно высокой температурой и средней светимостью, не позволяющей отнести их ни к белым звездам главной последовательности, ни к белым карликам. В процессе эволюции только небольшое число звезд проходит через подобное состояние или же это состояние проходит очень быстро. Вот почему мы их почти не встречаем на диаграмме спектр – светимость. Эти звезды неустойчивы и время от времени сбрасывают свои внешние слои до тех пор, пока благодаря этому звезда не приобретет устойчивость окончательно. После каждой вспышки звезда несколько сжимается и в конце концов, сжавшись и несколько охладившись, переходит в состояние белого карлика. Однако могут быть и другие «методы производства» белых карликов. В стадии звезды Вольфа – Райе она находится только в промежутках между вспышками, пока они происходят, да и то, вероятно, не все время.

В 1939 г. немецкий астрофизик Бирман пришел к выводу, что неустойчивость звезд наступает тогда, когда водород в их недрах исчерпан в процессе его превращения в гелий, в процессе, служащем источником энергии в обычных звездах. Когда выработка энергии в звезде становится недостаточной, излучение звезды ослабевает, т. е. ее блеск падает, и она, следовательно, переходит на диаграмме спектр – светимость в область, промежуточную между белыми гигантами и карликами, где с ней происходят вспышки, приводящие ее к состоянию белого карлика.

Автор этой книги в 1945 г. открыл, что белые и голубые звезды образуют на диаграмме спектр – светимость особую последовательность. Самые горячие звезды в порядке уменьшения светимости образуют на диаграмме непрерывный ряд. Он начинается с самых массивных и ярких среди известных звезд, переходит к менее массивным и ярким звездам Вольфа – Райе, затем к повторным, потом к типичным новым звездам, массы которых до сих пор не установлены, и заканчивается белыми карликами, самыми плотными звездами, наиболее скупо расходующими энергию.

Это открытие может быть истолковано так, что некоторые горячие звезды неустойчивы. Световое давление в них и неумеренный, может быть неравномерный, выход энергии в недрах приводят к истечению газа из их атмосфер, превращая их тем самым в звезды типа Вольфа – Райе. Мы не можем пока сказать, при каких условиях и со всеми ли горячими гигантами происходит такое изменение. Конечно, при этом теряется масса, а с нею уменьшается и светимость звезды. Ослабев, звезда становится более устойчивой. Ее равновесие нарушается все реже и реже, однако все сильнее и сильнее с течением времени, когда где-то внутри постепенно опять накапливаются условия, приводящие к неустойчивости. Мы получаем новую звезду с ее редкими вспышками. После каждой из них звезда сжимается и уплотняется, пока не перейдет в состояние белого карлика, настолько устойчивое, что вспышки уже прекращаются совсем (Подробнее об описанных здесь звездах вы узнаете из книги В. Г. Горбацкого «Новоподобные и новые звезды», «Наука», 1974)).

Сверхвзрывы сверхновых звезд

Если собрать лучших писателей-фантастов и сказочников всего мира и предложить им выдумать что-либо совершенно невероятное, то, наверное, ни один из них не придумает ничего более невероятного, чем то, что мы сейчас опишем. Но это не фантазия, не сказка, а быль, происходящая на наших глазах. «Чудеса» природа демонстрирует вокруг нас постоянно, мы являемся их свидетелями, но зачастую не понимаем или понимаем лишь гораздо позднее, какое чудо природы было пепдц нами. Читатели книг по астрономии, может быть? уже привыкли к кажущимся невероятными расстояниям в тысячи световых лет, к планетам, совершенно не похожим на Землю, к компаниям цветных солнц, в тысячи раз более ярких, чем наше. Но не только у них, а и у бывалых астрономов-специалистов начинает кружиться голова, когда они задумываются над тем, о чем сейчас будет речь. Невероятность и в то же время достоверность этих явлений стала нам ясна лишь за последнее время, но свидетелями их были многие люди с давних пор. Был их свидетелем и китайский летописец Мин-Туань-Линь. 4 июля 1054 г. он записал: