Что вы храните в себе, что скрываете?» – писал Сергей Есенин. Этим вопросом человечество задаётся давно, причём не только поэты, но и учёные. И надо сказать – немало звёздных тайн уже раскрыто.
Прежде всего, удалось понять, что такое звёзды и чем они отличаются от всех прочих небесных тел. Звезда – это не что иное, как небесное тело, в котором идёт, когда-то шёл или будет идти термоядерный синтез. Под действием высокой температуры один химический элемент превращается в другой. Какие это элементы?
Большую часть своего существования звезда синтезирует гелий из водорода. В это время энергия, выделяемая при ядерном синтезе, компенсирует количество энергии теряемое при излучении. Звёзды, находящиеся на этом этапе, называют «звёздами главной последовательности». Они различаются между собой по массе. Чем массивнее звезда, тем она ярче и горячей, т.е. тем интенсивнее идёт термоядерный синтез. Именно это имеют в виду, когда говорят: «Яркие звёзды быстро сгорают!» Температурой звезды определяется её цветом. По этим показателям и классифицируют звёзды главной последовательности, обозначая их буквами O, B, A, F, G, K, M – английские студенты запоминают их посредством «магической» фразы «O, be a fine girl, kiss me!» (О, будь хорошей девочкой, поцелуй меня!), а русские – «Один бритый англичанин финики жевал как морковь».
O – это голубые гиганты, они наиболее горячи. Их температура от 30 000 до 60 000 K. По массе они в 10-20 раз превышают Солнце, а по светимости – в тысячи раз. Чтобы «выжечь» всё водородное топливо, такой звезде хватит 450 миллионов лет, так что искать жизнь вокруг таких звёзд бесполезно: если и будут планеты, жизнь толком развиться не успеет.
В – бело-голубые, которые чуть холоднее, но не намного: от 10 000 до 30 000 К. К их числу принадлежит, например, Регул – самая яркая из звезда созвездия Льва.
A – белые звёзды. Они имеют температуру от 7500 до 10 000 K. Теперь вы понимаете, почему герои ефремовского «Часа Быка» не поверили жителям планеты Торманс, выводившим свою «родословную» с неких «белых звёзд»: для жизни температура высоковата. Жизнь ищут возле звёзд с температурой от 4 000 до 7 000 К.
Следующий класс – F – уже захватывает этот промежуток: это жёлто-белые звёзды с температурой от 6 000 до 7 500 К.
Звёзды класса G – самые интересные. Почему? Да потому, что наше Солнце – одна из них! А значит – возле них можно искать жизнь, похожую на нашу. Температура их от 5 000 до 6 000 К, цвет – жёлтый. К слову, воспетые поэтами и фантастами Альфа Центавра и Тау Кита тоже принадлежат к этому классу! Может, не напрасно их так любят?
Вполне может быть жизнь и на звёздах классов К. Это оранжевые светила с температурой от 3 500 до 5 000 К. Звёзды класса М известные как «красные карлики» (красные, от 2 000 до 3 500). Они самые «долгоиграющие», горят сотни миллиардов лет.
Существуют звёзды, в которых энергия термоядерного синтеза не компенсирует потерю энергии при излучении. Их судьба – постепенное остывание и превращение в объекты, напоминающие планеты. Такие звёзды называются коричневыми карликами. По массе они действительно карлики – от 0,012 до 0,767 массы Солнца. Нелегко было астрономам обнаружить такие необычные звёзды, ведь видимого света у них практически нет. Их излучение сильнее всего в инфракрасном диапазоне – вот так их и «ловят». Нередко коричневые карлики являются «компаньонами» звёзд главной последовательности в двойных звёздах. Впрочем, известен коричневый карлик Cha 110913—773444 в созвездии Хамелеона, который окружён протопланетным диском, а значит – со временем у него будет своя планетарная система.
Интересно, что применительно к звёздам действует человеческое правило «что старый – что малый»: в начале и в конце своей звёздной «жизни» они могут становиться красными гигантами. Молодая звезда бывает красным гигантом, пока выделяет энергию за счёт гравитационного сжатия, а термоядерный синтез ещё не начался. Как только сжатие достаточно повысит температуру, чтобы запустить термоядерный синтез – звезда перейдёт в один из классов главной последовательности. В «старости» же, звезда превращается в красный гигант, когда водород в её ядре полностью выгорел и начался другой термоядерный синтез – углерода из гелия.
Какова дальнейшая судьба такой «состарившейся» звезды? Гелий со временем выгорит и начнётся синтез кислорода из углерода, затем – кремния и наконец – железа из кремния. На этом всё закончится: железо – это настоящий «убийца» звёзд. Сценарий смерти такой планеты зависит от её массы.
Смерть самых массивных звёзд выглядит поистине грандиозно – это колоссальный взрыв, называемый вспышкой сверхновой, который может длиться годами. Так, когда взорвётся одна из звёзд созвездия Ориона, Бетельгейзе, её будет видно даже днём. Ждать осталось недолго – всего-то каких-нибудь две тысячи лет!
После такой впечатляющей смерти самые массивные звёзды становятся чёрными дырами – сущими "гравитационными могилами". У звёзд с массой поменьше, электроны под действием гравитационного сжатия вдавливаются в ядра атомов, превращая протоны в нейтроны – в результате получается одно большое атомное ядро, диаметром которого исчисляется километрами – нейтронная звезда (пульсар).
Небольшие звёзды вроде нашего Солнца умирают тихо сжимаясь, лишаясь источника энергии и остывая. Такая «мёртвая» звезда называется белым карликом.
Один из этих трёх «сценариев» ожидает любую из существующих звёзд, как и все те, которым ещё предстоит сформироваться из облаков водорода. Но когда-нибудь водород весь «выгорит» в недрах звёзд, и тогда Вселенная погрузится во мрак. Жизнь в ней будет невозможна нигде. Находятся даже «энтузиасты», которые предлагают в целях экономии найти способ «погасить и законсервировать» звёзды, у которых нет обитаемых планет, ведь они «горят» попусту. Остаётся только радоваться, что реализация сего «грандиозного проекта» не представляется возможной ни теоретически, ни практически!
