Что такое сверхновая звезда? По-настоящему «суперкрутое» явление

Каков самый мощный взрыв, который доводилось наблюдать человечеству? Это вспышка сверхновой! Новый материал Боба Бермана посвящен сверхновым — поистине грандиозному явлению, обладающему колоссальной «звездной силой».

Сверхновая звезда!

Любое слово с приставкой «супер», по идее, должно означать нечто выдающееся. Однако так бывает не всегда. Некоторые явления оказываются разочарованием с визуальной точки зрения — например, «суперлуние», которое так часто рекламируют в СМИ. В большинстве случаев оно ничем не отличается от обычного полнолуния, несмотря на обработанные в фотошопе снимки в сети, где Луна занимает чуть ли не все небо. Существуют и вымышленные персонажи вроде Супермена, который до сих пор использует телефонные будки в качестве раздевалки, хотя в реальности их уже практически нет. В итоге остается лишь несколько по-настоящему соответствующих этой приставке понятий, таких как суперзвезды или Супербоул.

Но есть один пример, который никогда не разочаровывает, — сверхновая звезда.

Что такое сверхновая звезда?

Это самый мощный взрыв, который только может осветить современную Вселенную. Каждая такая вспышка представляет собой колоссальный по яркости и силе взрыв звезды. Сверхновые настолько яркие, что их видно с другого конца Вселенной: в течение нескольких дней или даже месяцев они могут светить ярче, чем вся их галактика целиком.

Как часто происходят вспышки сверхновых?

В каждой из сотен миллиардов галактик в космосе взрыв звезды происходит примерно раз в столетие. Если это случается достаточно близко, на небе появляется «новая» звезда, которая светит настолько ярко, что затмевает все остальные светила и может оставаться видимой даже днем. Подобное уже происходило в истории — например, в 1008, 1054, 1572 и 1604 годах.

Если вспышка сверхновой произойдет у очень близкой к нам звезды, это может вызвать генетические мутации или даже полностью уничтожить жизнь на Земле. Но даже взрыв относительно далекой звезды часто оставляет после себя видимые остатки, которые позволяют астрономам в телескопы наблюдать последствия этой грандиозной космической катастрофы.

Кроме того, самые распространенные типы сверхновых достигают примерно одинакового пика светимости, что дает астрономам надежный способ измерения космических расстояний. Так что приставка «супер» здесь абсолютно заслужена.

Стоит разобраться в этом явлении подробнее, тем более что факты о нем действительно поражают воображение. К слову, в английском языке множественное число может записываться как supernovas, так и supernovae — последний вариант с латинским окончанием особенно ценится любителями астрономии.

Астрономический жаргон

Здесь стоит сделать небольшое отступление и обратить внимание на ту часть астрофизиков, которая поддерживает давнюю научную tradition по возможности ставить обывателей в тупик сложной терминологией.

• Например, когда врачи выписывают рецепт на прием лекарства три раза в день, они могли бы написать просто «3 р/д». Но чтобы не делать смысл слишком очевидным, они используют сокращение «t.i.d.», что расшифровывается как ter in die (на латыни — «трижды в день»). Задача выполнена: использование мертвого языка гарантирует, что обычный пациент ничего не поймет без подсказки.
• Астрофизикам тоже не чуждо стремление усложнять термины. Когда в окрестностях Плутона были обнаружены схожие с ним небесные тела, астрономы поначалу назвали их «плутоидами». Однако Международный астрономический союз (МАС), официально регистрирующий названия космических объектов, решил использовать термин «объекты пояса Койпера». Это обозначение продержалось несколько лет, пока слишком многие не научились правильно его произносить. Тогда эти объекты окончательно переименовали в аббревиатуру ОПК (объекты пояса Койпера).
• Точно так же использование световых лет для измерения расстояний показалось ученым слишком простым для широкой публики. Вместо этого было введено понятие «парсек» — расстояние, примерно равное 3,26 светового года. Хотя его практическая полезность ограничена пределами всего в несколько сотен световых лет, этот термин прижился. Сегодня расстояния до галактик измеряются исключительно в мегапарсеках. Световые года практически исчезли со страниц научных журналов, а вместе с ними улетучилась и способность обывателей наглядно представлять космические масштабы.

Типы сверхновыx

Это отступление сделано для того, чтобы оценить удивительную простоту, которую астрономы проявили в другом вопросе. Когда почти век назад выяснилось, что существуют два разных типа сверхновых, ученые почему-то не стали придумывать для них сложные, непроизносимые названия.

Вместо этого их назвали просто сверхновыми «типа I» и «типа II». Как в научном мире укоренилась столь простая классификация, остается загадкой, но ее можно легко запомнить благодаря двум ключевым отличиям:

1. Сверхновые типа I ярче, и в этом процессе участвуют две звезды, вращающиеся друг вокруг друга в двойной системе.
2. Сверхновая типа II вспыхивает при гибели одиночной массивной звезды на поздней стадии ее эволюции.

Достаточно запомнить это различие, чтобы понять общую картину происходящего со сверхновыми.

Что вызывает вспышки сверхновых?

В качестве примера можно взять Бетельгейзе — красный сверхгигант в созвездии Ориона. Это огромная, тяжелая и старая звезда. Она уже почти израсходовала запасы водородного топлива в своем ядре. Когда они закончатся окончательно (а по космическим меркам это произойдет совсем скоро), колоссальное давление излучения изнутри больше не сможет противостоять разрушительной силе собственной гравитации звезды. Огромная масса Бетельгейзе устремится внутрь, что приведет к резкому сжатию, мгновенному скачку температуры в ядре и запуску новых термоядерных реакций. В результате звезда разлетится на части в ходе мощнейшего взрыва. Такое явление относится к сверхновым типа II.

Теперь представим другую ситуацию: крупная звезда вращается по орбите вокруг крошечного, но сверхплотного белого карлика. Гравитация карлика огромна, поэтому он постоянно перетягивает вещество звездного ветра своего соседа на свою поверхность. Когда этого вещества накапливается достаточно много, образуя сверхплотный внешний слой, происходит мощный термоядерный взрыв, уничтожающий обе звезды. Это сверхновая типа I — самый яркий вид взрыва.

Следующая сверхновая

Теперь, когда получено достаточно знаний о космосе, можно перейти к плохим и хорошим новостям.

Плохая новость: многим хотелось бы в один прекрасный день увидеть на ночном небе новую ярчайшую звезду, свет которой отбрасывал бы тени на Земле. С момента последнего подобного события прошло уже 420 лет, так что человечество явно заждалось этого зрелища. По словам автора, в 1987 году он даже возглавил экспедицию к экватору для наблюдения за умеренно тусклой сверхновой в соседней галактике — это была первая вспышка за четыре столетия, видимая невооруженным глазом. Однако в нашей галактике пока не наблюдается очевидных кандидатов на роль сверхъяркого космического «маяка». Исключением может стать разве что Бетельгейзе. Она действительно близка к завершению своего жизненного цикла, но взрыв может произойти как завтра, так и через 10 000 лет.

Может ли наше Солнце стать сверхновой?

Хорошая новость: наше Солнце не является ни двойной звездой, ни массивным гигантом. Оно не способно превратиться в сверхновую ни первого, ни второго типа. Взрыв ему не грозит ни сейчас, ни в будущем, так что Земля находится в безопасности.

Ближайшая к нам тяжелая звезда — Сириус, расположенная на расстоянии 8,65 светового года. Однако ее масса превышает солнечную всего в 2,4 раза, чего явно недостаточно (требуется масса как минимум в пять раз больше). Этому светилу явно не хватает массы для подобного взрыва.

Тем не менее у Сириуса есть компаньон — белый карлик, который неофициально называют «Щенком». Так что всегда остается крошечная надежда, что когда-нибудь этот «питомец» сорвется с привязи и устроит на нашем небе настоящее световое шоу.

Узнайте больше о величайших взрывах во Вселенной!