В ближайшее время на ночном небе развернется редкое астрономическое зрелище — взрыв Новой звезды в созвездии Северной Короны. Известный астрофизик и ведущий научно-популярного канала StarTalk Нил Деграсс Тайсон подробно разобрал уникальные физические механизмы этого явления, природу двойных звездных систем и объяснил, почему грядущая вспышка станет одним из самых изученных событий в истории наблюдательной астрономии. Писать об этом событии как о катастрофе не стоит, поскольку для Земли этот космический шторм абсолютно безопасен.
🌌 Таинственная звезда в Северной Короне 0:00
Вниманию мирового научного сообщества и любителей астрономии приковано событие, происходящее в созвездии Северной Короны (Corona Borealis), название которого с латыни переводится как «Северный Венец». Речь идет о звезде Т Северной Короны (T Coronae Borealis). Данная система удалена от Земли примерно на 2600 световых лет, а значит, любые изменения, которые фиксируются приборами сегодня, на самом деле произошли еще 2600 лет назад.
Обозначение этой переменной звезды подчиняется строгой астрономической номенклатуре. По словам Нила Деграсса Тайсона, когда ученые идентифицируют переменные звезды в конкретном созвездии, они начинают присваивать им буквенные индексы, начиная с латинской буквы R. Соответственно, буква T указывает на то, что это третья по счету переменная звезда, открытая в созвездии Северной Короны. Физическая природа этого объекта давно привлекала внимание исследователей своей способностью взрывообразно менять светимость. Исторически такие вспышки приводили к тому, что на пустом месте неба внезапно возникало яркое светило, из-за чего древние наблюдатели называли их «новыми звездами» (от латинского слова Nova).
🔄 Космический вампиризм: как устроен механизм Новой 1:31
В основе системы Т Северной Короны лежит тесная двойная пара, состоящая из массивного красного гиганта и компактного белого карлика. Белый карлик представляет собой «мертвую» звезду, которая уже прекратила активное термоядерное существование и лишь излучает остаточное тепло. Тайсон напоминает, что аналогичная судьба ждет и наше Солнце: примерно через 5 миллиардов лет оно сбросит свои внешние слои, оставив после себя сверхплотное ядро размером с Землю — белый карлик, которому суждено остывать на протяжении триллионов лет.
Однако в системе Т Северной Короны белый карлик находится в жестком гравитационном сцеплении со своим раздувающимся соседом. Красный гигант постоянно расширяется, увеличиваясь в размерах. Вокруг него существует математически рассчитанная граница, называемая полостью Роша — в честь французского астронома Эдуара Роша, впервые описавшего этот эффект.
Процесс перетекания вещества происходит по следующим этапам:
- Красный гигант раздувается и постепенно заполняет свою полость Роша.
- Газовое вещество пересекает критическую точку гравитационного баланса между двумя объектами.
- Газ выходит из-под гравитационного контроля гиганта и начинает мягко падать на поверхность соседа.
- На поверхности белого карлика накапливается плотный слой чужого водорода.
💥 Термоядерный взрыв каждые 80 лет 3:03
По мере того как водородный газ продолжает непрерывно скапливаться на поверхности белого карлика, физические условия в этой зоне становятся экстремальными. Белый карлик состоит из вырожденного, фактически твердого вещества, поэтому падающий газ испытывает колоссальное сжатие. У основания водородного слоя неуклонно нарастают давление и температура.
Эта ситуация принципиально нестабильна. В определенный момент критическое давление приводит к спонтанному началу неуправляемого термоядерного синтеза прямо на поверхности звезды. Нил Деграсс Тайсон проводит наглядную аналогию: Солнце тоже каждую секунду осуществляет термоядерный синтез, но удерживает его внутри своего ядра силой собственной колоссальной гравитации. На поверхности же белого карлика этот процесс ничем не сдерживается извне, что приводит к катастрофическому, взрывному выбросу всего накопленного газа в космическое пространство. Именно этот колоссальный выброс энергии земляне видят как яркую вспышку Новой звезды.
Уникальность Т Северной Короны заключается в регулярной цикличности этого процесса. Вспышки повторяются примерно каждые 80 лет. Ученые располагают неопровержимыми доказательствами этих прошлых катаклизмов. Специализированные глубокие телескопы зафиксировали расширяющиеся газовые оболочки, медленно удаляющиеся от звездной системы, которые служат долговечной летописью предыдущих взрывов. После завершения термоядерного шторма цикл запускается заново: красный гигант продолжает поставлять газ, приближая систему к новому порогу.
✨ Насколько яркой будет вспышка и как её увидеть? 4:38
Ожидается, что на пике активности блеск Т Северной Короны достигнет звездной величины 2.5. На профессиональном языке астрономов это примерно соответствует яркости Полярной звезды.
Тем не менее, Тайсон призывает реалистично смотреть на вещи и развеивает популярный миф:
«Многие люди думают, что Полярная звезда — самая яркая и выделяющаяся на ночном небе. Но это не так, смиритесь с этим. Полярная звезда не входит ни в топ-10, ни даже в топ-40. Она занимает лишь 49-е место по яркости».
По мнению ведущего, грядущая вспышка Новой не будет настолько ослепительной, чтобы мгновенно привлечь внимание случайного прохожего на улице. Однако для астрономического сообщества событие станет эпохальным. Когда звезда взрывалась в прошлый раз, у человечества не было столь мощного арсенала наблюдательной техники. В этот раз на объект будут направлены сотни наземных приборов и новейшие космические телескопы, что сделает Т Северной Короны самой изученной Новой звездой в истории. Ежегодно открывается около 50 новых звезд, но Т Северной Короны выделяется среди них своей исключительной близостью к Земле.
Периодичность в 80 лет делает это событие истинным феноменом, происходящим «раз в жизни». При этом Тайсон иронично замечает, что люди часто злоупотребляют данной фразой, применяя её, например, к солнечным затмениям. На самом деле полные солнечные затмения происходят на Земле каждые два с половиной года — чаще, чем Олимпийские игры, просто они не приходят к вам на порог сами. В случае же с Т Северной Короны цикличность действительно совпадает со средней продолжительностью человеческой жизни.
🚀 Новая против Сверхновой: предел Чандрасекара 6:41
Существует и другой, гораздо более разрушительный сценарий взаимодействия в подобных двойных системах, приводящий к появлению Сверхновой звезды (Supernova). Если белый карлик изначально обладает массой, близкой к критическому значению, запуск сценария кардинально меняется.
Этот фундаментальный предел массы в свое время рассчитал выдающийся индийский астрофизик Субраманьян Чандрасекар. Математические расчеты показали, что верхний предел массы устойчивого существования белого карлика составляет около 1.4 массы Солнца. Если масса перетекающего с красного гиганта вещества заставляет белый карлик пересечь этот предел, то вместо локального взрыва на поверхности дестабилизируется и коллапсирует вся структура звезды целиком. Происходит колоссальный взрыв Сверхновой.
Различия между двумя явлениями фундаментальны:
- Масштаб разрушений: При вспышке Новой происходит лишь сброс накопленной водородной оболочки, а сама звезда выживает и продолжает цикл. Взрыв Сверхновой означает необратимую гибель белого карлика.
- Яркость: Сверхновые колоссально ярче Новых. Вспышку Сверхновой можно увидеть из другого конца Вселенной, так как ее светимость в пике сравнима со светимостью всей галактики, в которой она находится.
Несмотря на пугающие масштабы космических взрывов, Нил Деграсс Тайсон уверяет, что человечеству ничего не угрожает. Расстояние в 2600 световых лет является абсолютно безопасным для биосферы Земли, поэтому земляне могут спать спокойно.
