Книга Бытия. Общая история происхождения

А чем закончит свою жизнь Солнце? Его размер слишком мал для катастрофического взрыва, и все же, когда наступит его последний час, оно устроит вполне достойный спектакль. По этому поводу можно было бы даже испытать беспокойство, если бы до предстоящего события не оставалось еще очень много времени. Проблем такого рода у нас не должно возникать еще долго, поскольку запаса водорода на Солнце хватит не меньше чем на пять или шесть миллиардов лет. Когда он закончится, начнутся реакции с участием более тяжелых элементов; в этот момент самое внутреннее ядро нагреется – и объем Солнца станет увеличиваться, пока оно не превратится в красный гигант. Размеры Солнца будут расти довольно быстро, из-за этого друг за другом испарятся Меркурий, Венера и Земля. Но даже это не должно нас сильно беспокоить: еще задолго до того, как случится что-то подобное, Солнце увеличит свою мощность примерно на 40 %, так что на Земле растают полярные ледяные шапки, а затем испарятся и все океаны. Никакая жизнь при этом уже не будет возможна.

Когда Солнцу наступит конец, оно сбросит самые внешние слои газа, которые превратятся в планетарную туманность. Неспешно выйдет из комы самое внутреннее ядро, и появится объект размером с Землю, чрезвычайно плотный, очень горячий и светящийся, – белый карлик, небольшая яркая звезда, состоящая исключительно из ядер полностью ионизованного углерода и кислорода. У нее появится непроницаемый электронный щит, достаточно плотный, чтобы предотвратить дальнейший гравитационный коллапс. Звезда будет продолжать остывать, возможно, в течение десятков миллиардов лет, пока не превратится в черный карлик, то есть инертный объект, не видимый ни для кого, лишенный каких-либо следов былого великолепия.

Очарование гаснущих звезд

Звезды, значительно превосходящие Солнце по размеру, при истощении запасов ядерного топлива превращаются в еще более экзотические объекты: если их масса больше солнечной в 10–30 раз, то образуются очень плотные нейтронные звезды – маленькие шары радиусом в десять-двадцать километров и массой, раза в полтора превосходящей солнечную.

Нейтронные звезды образуются, когда гравитационный коллапс настолько силен, что все ядра внутри звезды разбиваются на протоны и нейтроны. Электронный газ, защищающий от коллапса белые карлики, здесь мгновенно разрушается. Сила гравитации в таких массивных объектах настолько велика, что процесс сжатия вызывает реакцию захвата электронов протонами с превращением последних в нейтроны. Образуется чрезвычайно компактное тело чудовищной плотности, которое похоже на гигантское атомное ядро, целиком состоящее из нейтронов, плотно прижатых друг к другу сильным взаимодействием. Фрагмент вещества такой высокой плотности с массой, равной массе горы Эверест, уместился бы в чайной ложке.

Словно специально, чтобы усилить впечатление, эти маленькие шары вращаются вокруг своих осей с немыслимой скоростью. Известны нейтронные звезды, совершающие полный оборот за несколько тысячных долей секунды. На поверхностях этих звезд при скорости вращения в сотню оборотов в секунду достигается линейная скорость, превышающая пятьдесят тысяч километров в секунду.

Звезды раскручиваются до таких скоростей из-за чудовищного сжатия во время коллапса. Медленное, спокойное вращение родительской звезды вокруг собственной оси все больше нарастает из-за сохранения углового момента. Если исходный период измерялся неделями или месяцами, то при сокращении радиуса от миллионов километров до нескольких десятков частота увеличивается до сотен оборотов в секунду. Так фигуристка на льду, прижимая руки к груди, заметно увеличивает скорость своего вращения, делая спортивный элемент намного зрелищнее.

Кроме того, быстрое уменьшение размеров звезды из-за гравитационного коллапса приводит к колоссальному усилению магнитного поля. Те же самые силовые линии, что простирались на миллионы километров вокруг большой звезды, теперь теснятся вокруг компактного шарика, и их плотность вырастает как от взрыва. Нейтронные звезды окружены экстремальными магнитными полями, в миллиарды раз превышающими поля обычных звезд.

Если магнитные полюса нейтронной звезды оказываются далеко от ее оси вращения, электроны и позитроны, остающиеся свободными на поверхности звезды, движутся ускоренно по направлению к полюсам, отчего возникает мощный электромагнитный луч, вращающийся вместе со звездой. Если Земля попадает в конус излучения этой своего рода радиостанции, мы можем зарегистрировать импульсный радиосигнал, обладающий строгой периодичностью, будто где-то там идут этакие чрезвычайно точные часы или работает очень мощный маяк, излучающий радиоволны вместо света. Это значит, что мы открыли пульсар.

Сингулярность в черной дыре