Твиты о вселенной
Шрифт:
Затруднение: звезды такие горячие, что у некоторых атомов большинство или все электроны оторваны. Таким образом, элемент, даже распространенный, может не обнаруживаться.
До того, как это было понято, люди ошибались, полагая, что Солнце состоит из железа, так как спектральные отпечатки железа были наиболее яркими.
В 1925 Сесилия Пейн совершила прорыв. Из состава солнечного света она вывела, что водород и гелий — 2 редких на Земле газа [17] (элемента) —
17
Так у авторов. Вероятно, они имеют в виду, что редок не газ H 2, а атомарный водород.
Пейн обнаружила состав Вселенной: 98 % всех атомов в космосе — водород и гелий. Все остальное составляет только 2 %.
Несмотря на то что Пейн написала важнейшую в XX в. диссертацию по астрономии, ее имя практически неизвестно [18] . Она пострадала оттого, что была женщиной-ученым в мужской среде.
Люди постепенно поняли, что в этих же пропорциях элементы присутствуют везде. Это означает, что процесс возникновения элементов универсален.
18
Сесилия Пэйн-Гапошкин (вышла замуж за русского ученого С. И. Гапошкина, с которым выполнила совместно многие научные работы) была первой женщиной, получившей звание профессора и возглавившей кафедру в Гарвардском университете (США).
Но где же печь, в которой выплавлены элементы, из которых состоят наши тела? Укажем сначала на звезды, потом на Большой взрыв и потом снова на звезды.
Фред Хойл с соавторами описали в монументальном труде (1957) точные «ядерные» процессы, которые привели к рождению элементов внутри звезд.
Проблема теории: звезды не могут создать столько гелия, сколько мы видим во Вселенной. Природа непроста. Тяжелые элементы произведены звездами; легкие элементы — Большим взрывом.
Вилли Фаулер, коллега Хойла, в 1983 получил Нобелевскую премию по физике за описание происхождения элементов. Хойл был скандально проигнорирован.
70. Все звезды одиночки, как Солнце?
Солнце фактически уникально тем, что является одиночной звездой. Более половины звезд в Млечном Пути находятся в мультисистемах: две, три или даже четыре звезды объединены друг с другом.
Действительно, ближайшая к Солнцу звездная система, система Альфа Центавра, находящаяся в 4,2 световых лет, состоит из трех звезд (Проксима Центавра ближайшая).
В оптике двойная звезда видна в виде двух звезд, вращающихся друг относительно друга. В спектре мы обнаруживаем спектральные следы двойных звезд.
Никто не знает, почему большинство звезд составные. Нам необходимо изучить процессы в межзвездных облаках,
Когда-то думали, что планетам тяжело существовать в мультиплетных системах. Теперь мы знаем, что, если две звезды рядом, планеты могут существовать на «двойной круговой» орбите.
Если жизнь существует где-то в другой части Млечного Пути, то, скорее, внеземная жизнь возможна на планетах, имеющих два и более солнца, горящих в небе.
В 1984 Дэвид Рауп и Джон Сепкоски высказали предположение, что Солнце может иметь суперслабый спутник — с супердлинной орбитой протяженностью в 27 млн лет.
Гипотеза существования звезды-компаньона, которую назвали «Немезида», была предложена как объяснение 27-млн-летней цикличности массовой гибели всего живого, обнаруженной в палеонтологических свидетельствах.
Каждые 27 млн лет, утверждали ученые, Немезида встряхивает облако комет, окружающее Солнечную систему, посылая к Земле кометы, вызывающие массовое вымирание.
Немезида не была найдена. Во всяком случае, эта теория не может работать, так как действие сил гравитации близлежащих звезд привело бы к флуктуациям орбитального периода.
Однако нельзя исключать того, что давным-давно в звездных яслях, там, где родилось Солнце, у него был брат, украденный затем проходящей мимо звездой.
71. Как звезды работают?
Звезда — это гигантский газовый шар. Он формируется, когда межзвездное облако, в основном из водорода и гелия, начинает сжиматься под собственной тяжестью.
Сжатие продолжается, пока ядро не становится настолько сжатым и горячим, что запускает «ядерный синтез» водорода в гелий. Побочным продуктом является тепло.
Горячий газ выталкивается наружу, препятствуя действию силы тяжести. Шар больше не уменьшается. И теперь это уже не просто газовый шар, а светящийся газовый шар: звезда.
Ключевой факт: ядерный синтез чрезвычайно чувствителен к температуре. Если температура повышается, он усиливается, если снижается — затухает.
Так, если выделение тепла уменьшается, ядро сжимается/нагревается, увеличивая синтез; если выделение тепла увеличивается, ядро расширяется/охлаждается, что приводит к затуханию синтеза.
Следовательно, звезда имеет встроенный естественный термостат. Он держит ее постоянно сбалансированной между сжатием и расширением.
Ничто не вечно. Термоядерные реакции превращают водород в гелий, который, будучи тяжелее, опускается к центру, сжимая и нагревая ядро.
Таким образом, внутреннее строение звезд постепенно меняется. Звезда эволюционирует. И рано или поздно устойчивое равновесие нарушается.
Звезда малой массы, подобная Солнцу, превращается в расточительного красного гиганта, поскольку расходует весь водород. Затем она умирает медленной смертью как исчезающий белый карлик.