Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Между тем оболочка горящего водорода вокруг ядра неуклонно превращается в гелий, и горение снова начинает задыхаться под слоем гелиевого пепла. Заполненное этим пеплом ядро медленно увеличивается в размерах и из-за этого еще больше сжимается и разогревается. В конце концов температура гелия достигает такой величины, что в нем тоже происходит внезапная вспышка термоядерного горения. Теперь ядро излучает в миллиард раз больше энергии, чем раньше – в нем опять идут термоядерные реакции. Ядра элемента номер два, гелия, соединяются по три и по четыре, образуя элементы номер шесть и восемь – углерод и кислород.

И по мере того, как первые звезды Вселенной проходят эти стадии своего развития, в мире постепенно появляется химия.

Но наконец охваченное гелиевым горением ядро в свою очередь начинает задыхаться под слоем углеродного и кислородного пепла и снова затухает. Происходит второй коллапс. В неуклонно сжимающемся ядре средней по размерам звезды температура и давление так и не возрастают до критических точек, при которых загораются углерод и кислород, – такие ядра затухают навеки.

Яростный рост температуры в коллапсирующем углеродно-кислород-ном ядре приводит к тому, что внешние оболочки звезды сбрасываются в пространство. Кажется, что звезда со слабым вздохом разлетается в разные стороны. Реакции ядерного горения полностью прекращаются по всей толще звезды – и это конец ее длившейся десять миллиардов лет жизни. Мощные пульсирующие выбросы массы уносят светящиеся облака водорода и гелия в межзвездное пространство. Из них рождаются новые туманности, в которых газ рано или поздно снова собирается в уплотняющиеся коконы, а из них образуются новые звезды. В бесконечной череде космических возрождений вокруг некоторых из них возникнут новые солнечные системы.

После кислорода

Звезды, более массивные, чем Солнце, не гаснут, когда их ядра заполняются углеродом и кислородом. Масса этих звезд так велика – ее огромная тяжесть создает настолько высокое давление в центре звезды, что температура там обеспечивает дальнейшее термоядерное горение. Его реакции захватывают ядра все более и более тяжелых элементов, поднимаясь ко все более высоким номерам Периодической таблицы. Каждый раз, когда «горючее» в ядре звезды истощается и реакции затухают, коллапс ядра вновь повышает его температуру и давление – и термоядерный костер, в котором «зола» вдруг превращается в «хворост», вновь разгорается адским пламенем. В этом пламени друг за другом продолжают образовываться все более тяжелые элементы.

Гелиевые ядра сливаются с кислородом, образуя десятый элемент – неон. В центральной области звезды накапливается тяжелая неоновая «зола», происходит очередное сжатие, и начинается горение неона. Теперь ядра гелия соединяются с неоном и образуют элемент номер двенадцать – магний. В каждой отдельной термоядерной реакции выделяется очень малое количество энергии, но так как звезды – гигантские космические тела, общее число реакций в секунду огромно, и этой энергии хватает на разогрев всей массы звезды. Горение магния порождает элемент номер четырнадцать – кремний; кремний дает шестнадцатый элемент, серу; из серы получается элемент номер восемнадцать – аргон. Затем друг за другом идут элементы с номерами двадцать, двадцать два и двадцать четыре – кальций, титан и хром.[17]

К определенному моменту в недрах массивной звезды образуется целый букет различных элементов. Но весь этот химический коктейль – от водорода до хрома – заперт глубоко под поверхностью звезды и никак себя не проявляет. Для того чтобы свежесинтезированные элементы смогли образовать вещество – молекулы, минералы, метеориты, живых существ – они должны покинуть недра материнской звезды.

В самых массивных звездах – тех, что в восемь или более раз тяжелее Солнца – настолько огромные температуры и давления, что ядерное горение в них позволяет подняться по Периодической таблице до еще более тяжелых элементов. В конце концов, в ядре звезды начинается «кремниевое горение» и синтезируются элементы с номерами двадцать шесть и двадцать восемь – железо и никель. И это – начало конца. Ни один из этих элементов не вступает в реакции ядерного горения. Тепловая машина в сердце звезды постепенно останавливается. После яркого горения в течение нескольких миллионов лет, кремний напоследок вспыхивает с необыкновенной силой и яркостью. Но эта вспышка длится лишь один день. Сфера из свежесинтезированных железа и никеля в звездном ядре быстро вырастает до размера земного шара.

Затем происходит космический катаклизм – звезда взрывается.

Неустойчивое ядро больше не производит энергию, которая могла бы уравновесить колоссальную силу тяготения, стягивающую массу звезды к центру, и коллапсирует. Как при развивающемся в обратной последовательности ядерном взрыве, ядро звезды за одну секунду сжимается от размера Земли (примерно 13 000 километров в поперечнике) до какой-то сотни километров (размеры графства Йоркшир). Внешние слои звезды, которые теперь не имеют никакой опоры, тоже обрушиваются к центру.