# Космические матрешки и спички: как астрономы находят самые странные звезды Источник: https://www.youtube.com/watch?v=YR-l0b2iYy0 Канал: Perimeter Institute for Theoretical Physics Опубликовано: 08.03.2018 --- Эмили Левек представила обзор экстремальных состояний звезд в лекции для Perimeter Institute for Theoretical Physics 7 марта 2018 года. Астрофизик описала эволюцию массивных светил и представила доказательства существования объектов, которые ранее считались чисто теоретическими моделями. ## 📊 Классификация звезд и температурный предел [[JUMP:03:52]] Астрономы используют диаграмму Герцшпрунга — Рассела для классификации звезд по температуре и яркости [04:05]. На графике горячие объекты располагаются слева, а холодные — справа. Солнце находится в центре этой системы и считается ничем не примечательной «нормальной» звездой [04:44]. Эволюция массивной звезды, чей вес превышает солнечный в восемь и более раз, проходит через несколько стадий: * **Голубые сверхгиганты:** синтезируют гелий из водорода при температуре около 22 000 °C [06:02]. * **Желтые сверхгиганты:** промежуточная стадия, примером которой является Полярная звезда [06:54]. * **Красные сверхгиганты:** финальный этап жизни, когда звезда увеличивается до огромных размеров. Бетельгейзе в созвездии Ориона превышает радиус Солнца в 900 раз [07:50]. Если поместить её в центр Солнечной системы, поверхность звезды достигнет орбиты Марса и приблизится к Юпитеру [08:28]. ## 🔍 Поиск крупнейших звезд во Вселенной [[JUMP:12:16]] Долгое время расчеты показывали, что красные сверхгиганты находятся в «запретной» зоне диаграммы, где звезды не могут стабильно существовать [11:38]. Эмили Левек в своей первой научной работе использовала спектры 75 звезд для уточнения их температуры [15:01]. Она анализировала линии поглощения молекул оксида титана, которые образуются только в холодных атмосферах [13:36]. Исследование проводилось в национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне на 2,1-метровом телескопе [14:42]. Новые данные позволили сдвинуть положение звезд на графике, что привело к неожиданному открытию. Математический расчет радиусов выявил экстремальные объекты: * **KY Лебедя (KY Cygni):** звезда-рекордсмен, чей размер достигает орбиты Сатурна [17:19]. * Результаты подтвердили точность существующих физических моделей звездных интерьеров [15:24]. ## 💥 Сверхновые и ложные взрывы [[JUMP:18:00]] Когда в ядре массивной звезды начинает синтезироваться железо, она теряет способность поддерживать баланс между гравитацией и давлением [18:36]. Железо требует энергии для синтеза вместо её выделения. Это приводит к коллапсу ядра менее чем за одну секунду и мощнейшему взрыву сверхновой [19:40]. История знает примеры ярчайших вспышек: * **Сверхновая 1054 года:** была видна днем в течение двух недель [20:25]. * **Крабовидная туманность:** остаток того самого взрыва, зафиксированного арабскими и китайскими астрономами [20:52]. Некоторые звезды имитируют смерть. Переменная **2009 IP** демонстрировала вспышки в 2010, 2011 и 2012 годах, прежде чем окончательно погаснуть [23:00]. Такие объекты называют яркими голубыми переменными. Эта Киля в нашей галактике пережила подобное «извержение» в 1843 году, став на время второй по яркости звездой неба [24:48]. ## 🛰️ Гамма-всплески и космические маяки [[JUMP:28:47]] Смерть звезд в 40–50 раз тяжелее Солнца приводит к образованию быстро вращающихся черных дыр [29:26]. Этот процесс сопровождается выбросом узких струй материи — **гамма-всплесков** [29:40]. Впервые их обнаружили спутники Vela в 1960-х годах во время поиска признаков ядерных испытаний на Земле [30:47]. Астрономия временных областей требует мгновенной реакции. Космический телескоп Swift фиксирует вспышку, которая длится около 20 секунд, и рассылает уведомления на телефоны ученых [33:54]. После получения сигнала исследователи используют крупнейшие наземные инструменты: 1. Обсерватория Кек на Гавайях с 10-метровыми зеркалами [34:19]. 2. Приоритетный режим наблюдений «Target of Opportunity», прерывающий текущую работу других астрономов [34:06]. 3. Публикация данных в сети циркуляров GCN или в Astronomer's Telegram [36:18]. ## 🌊 Гравитационные волны и столкновения [[JUMP:37:00]] В 2016 году было объявлено об обнаружении гравитационных волн — искажений пространства-времени [37:09]. 17 августа 2017 года детекторы LIGO зафиксировали столкновение двух нейтронных звезд [39:52]. В отличие от черных дыр, этот процесс сопровождается ярким светом [40:42]. Команда из Санта-Крус обнаружила электромагнитный отклик события в одной из далеких галактик [41:08]. И гравитационные волны, и свет распространяются со скоростью света [1:02:06]. Однако сигнал LIGO поступил первым, так как гравитационное возмущение предшествует выбросу материи и радиации [1:02:19]. ## 🌭 Спички и микроволновки: земные помехи [[JUMP:42:15]] История астрономии полна случаев, когда технический шум принимали за новые физические явления. В 1960-х годах во Франции обнаружили «калиевые вспышки» на звездах [42:59]. Позже выяснилось, что линии калия в спектре появлялись, когда астрономы в соседней комнате зажигали спички [44:48]. Другой инцидент произошел в обсерватории Паркс в Австралии: * Радиотелескоп фиксировал странные сигналы — перитоны [47:11]. * Анализ показал, что всплески происходили в обеденное время [47:36]. * Причиной стали микроволновые печи, дверцы которых открывали до завершения таймера [48:03]. ## 🧪 Объект Торна — Житков: звезда внутри звезды [[JUMP:49:08]] Кип Торн и Анна Житков в 1970-х годах предсказали существование гибридных звезд [50:41]. В этой модели нейтронная звезда поглощается красным сверхгигантом и заменяет его ядро [51:47]. Снаружи такой объект выглядит как обычная звезда, но обладает уникальной химией. Процесс конвекции затягивает материал вглубь, где рядом с нейтронной звездой происходит быстрое поглощение протонов [52:53]. Это создает избыток специфических элементов: * **Молибден** * **Рубидий** * **Литий** В ходе исследования 70 кандидатов Эмили Левек нашла одну звезду с аномально сильными линиями этих элементов [55:26]. Объект считается главным кандидатом в **Thorne-Żytkow Object** [56:05]. Подтверждение их существования изменит понимание того, как бинарные системы взаимодействуют и обогащают Вселенную тяжелыми элементами [56:31].