рошин. От горошины до горошины плюс-минус двадцать пять сантиметров. Вот что такое Местное сверхскопление галактик, ребята.
Но даже и это не вся обозримая Вселенная. Я уже не буду тут давать аналогии… Просто скажу, что обозримая Вселенная – это шар с диаметром примерно в 93 миллиарда световых лет, а в центре – наша крошечная планета Земля. Просто потому что мы с нее и наблюдаем. Если что – мы не претендуем на место в центре Вселенной. Вот в центре обозримой Вселенной… Ладно-ладно, последняя аналогия. Если Млечный Путь – сантиметровая горошинка, то обозримая Вселенная – шарик на девять километров и триста метров!
Все это мне взорвало мозг и до сих пор продолжает взрывать. Может быть, Большой взрыв – это не про расширение пространства, а про реакцию всего человечества на масштабы этого вселенского мероприятия?
1.6. Как зажигать звезды?
Я уже говорил, что Вселенная – не самая большая поклонница чистоты, и пыли в ней хоть отбавляй. И если мы с женой протираем полки довольно часто, то в дебрях космоса клининга нет. Клубы пыли копятся во Вселенной и растут, пока не превратятся в огромное молекулярное облако. Его еще называют звездной колыбелью.
Это облако достаточно плотное и достаточно большое, чтобы в нем образовывались молекулы из атомов. Обычно это водород.
Так вот, есть огромное облако из водорода. В принципе, дальше все просто. Что-то сталкивает пыль саму с собой. Это может быть столкновение с еще одним таким молекулярным облаком, или облако может пройти через какую-нибудь плотную область галактики, или звездный ветер подтолкнет частички пыли друг к другу. Но это ж космос. Тут масштабы соответствующие. Принцип простой: чем больше комочек, тем больше пыли на него налипает из-за гравитации. Чем больше пыли налипает – тем больше комочек становится.
Ну ладно, летают в космосе целые каменюки из пыли, что дальше-то? А принцип тот же самый. Камни прекрасно сталкиваются друг с другом, так же как сталкивалась пыль. Чем больше было облако, тем больше будет камней, тем больше будет звезда. Если облако было достаточно большим или просто объемным, то звезда может появиться вместе с планетами.
Дальше опять работает гравитация. Помните, как получается черная дыра? Одно сталкивается с другим, и получается большая масса в небольшом пространстве. Тут принцип тот же. Разница только в том, что для звезды плотность нужна меньше.
Ну что, послушали сказку? А теперь выбросьте из головы камни. Это таки водород. Тут газ. Просто где-то он реже, где-то гуще. Принцип проще было объяснить на камнях. Остальное более или менее правильно.
Так вот, появляется большое, плотное и очень густое облако водорода. Помните, мы говорили про сингулярности? Что происходит, когда очень много атомов находятся на небольшом участке пространства? Правильно, повышается температура. Тут уже можно говорить про звезду. Что делает звезда? Светит и греет. А если говорить более научно – излучает. Как раз повышение температуры и есть то самое излучение.
Но пока еще звезда молодая, не очень горячая и не очень яркая. В итоге наше облако стало звездой ДО главной последовательности.
Про последовательность расскажу совсем скоро. Подождите чуток. Так вот, в какой-то момент звезда достаточно уплотняется и нагревается, чтобы пошла термоядерная реакция. Все слышали такую фразочку? Объясняю, атом водорода – это ядро и электрон. Сильно сталкиваем атомы водорода и получаем атом гелия и дофигища энергии. Вот так вот одно с другим сталкивается и из изначального водорода получается почти вся таблица Менделеева. Это мы очень сильно упростили. Я пока не знаю, как объяснить без подготовки термоядерную реакцию.
Как только в звезде начинаются термоядерные реакции, значит – она созрела. И после этого можно считать, что это звезда главной последовательности.
Я обещал рассказать про последовательность, и теперь мы к этому готовы. Все довольно просто. Представьте график. Вверх мы будем откладывать светимость звезды, то есть ее яркость. А вправо – ее температуру. Как вы думаете, как этот график выглядит? Ученые увидели, что есть стройненькая линия, которую и назвали главной последовательностью. Там выше будет загогулина, но в принципе все нормально и укладывается и в уравнения, и в последовательность.
А теперь давайте еще один график представим. Вверх – время жизни звезды на этой самой главной последовательности, вправо – ее масса. Опять получится стройненькая линия, но с уклоном вниз. Чем больше звезда, тем меньше она будет жить на главной последовательности. Либо сама себя сожжет, либо, наоборот, будет слишком яркой и просто выбьется из этой самой линии.
Итак, в общем принципе разобрались. А какие вообще бывают звезды? Вы же знаете, что бывают всякие там карлики белые, желтые, есть какие-то сверхновые звезды ну и тому подобное.
Так вот, давайте по порядку пойдем. Существуют две характеристики, которые измеряют астрофизики. Это светимость и спектр. Пока все просто. Светимость – это то, как ярко светит звезда, а спектр – какого она цвета.
Спектр записывают буквами. Различают голубые (спектральный класс O), бело-голубые (спектральный класс B), белые (спектральный класс A), желто-белые (спектральный класс F), желтые (спектральный класс G), оранжевые (спектральный класс K) и красные звезды (спектральный класс M). Есть еще коричневые (спектральные классы L, T, Y) и черные карлики, но это уже совсем больные, чахлые и умирающие звезды. Еще есть всякая экзотика типа звезд Вольфа – Райе[14] или всяких циркониевых звезд.
Кстати, для запоминания классов звезд существует свое мнемоническое правило (как «каждый охотник желает знать, где сидит фазан» для цветов радуги).
Напомню классы звезд, только русскими буквами, если вы не возражаете: О-Б-А-Ф-Ж-К-М. А правило звучит так: «Один бритый англичанин финики жевал как морковь»[15].
Еще каждый спектральный класс делится на подклассы. Записывают их числами от 0 до 9. Чем холоднее звезда в своем классе, тем больше число. Перейдем к светимости. Ее ученые записывают римскими цифрами. Чем больше цифра, тем меньше светит звезда. Классы светимости звезд располагаются от ярких к тусклым: I класс — самые яркие, крупные и массивные звезды, носящие название сверхгигантов, II класс – яркие гиганты, III класс — нормальные гиганты, IV класс – субгиганты, V класс – звезды главной последовательности, VI класс – субкарлики, VII класс – карлики.
Наше Солнце считается желтым карликом. Если говорить в рамках этой классификации, то оно имеет класс G2 V.
Итак, мы понимаем, что Солнышко карлик. Вспоминаем про масштабы и начинаем разгонять…
Самые яркие супергиганты, еще их называют гипергигантами, – это самые мощные, яркие, тяжелые и самые короткоживущие звезды. Они нестабильны, потому что их масса настолько огромна, что они могут превратиться в черные дыры. Радиус самой большой звезды больше солнечного аж в 1708 раз, а масса, говорят, маленькая. Около 10 солнечных. Хотя самая массивная звезда тяжелее Солнца в 315 раз. Вспомните про масштабы и насладитесь этим моментом. Кстати, в Солнечной системе больше 99 % массы приходится только на одно Солнце. Остальное уже все наши планеты, метеоритные пояса и прочая мелочь.
Остальные классы звезд расписывать не стану, прикиньте сами. Напоминаю: наше Солнце – желтый карлик. Карлик, Карл!
Есть еще двойные-тройные звезды, и на самом деле их мы наблюдаем больше всего. Это наше Солнце – интроверт, а остальные звезды более общительны. Это хоровод звезд, которые либо родились из одного молекулярного облака, либо в процессе как-то встретились, но суть не в этом. Они ведут себя как вращающаяся гантелька. Две звезды, а между ними непонятная фиговина, как правило. Иногда газ, иногда просто центр масс или вообще какая-нибудь гравитационная аномалия. Такие звезды мерцают нам в телескопы с определенной частотой, и мы понимаем, что имеем дело со звездной системой.
Новая – это тоже двойная звезда. Как правило – белый карлик и что-то более спокойное, красное. Белый карлик высасывает газ из своего компаньона, и периодически этот газ взрывается. От взрыва светимость увеличивается довольно сильно, и так мы понимаем, что это новая звезда. Тут вращение – не главное. Важны именно эти взрывы.
Сверхновая звезда. Это последняя стадия жизни некоторых звезд. Вернее, это практически звездная смерть. Гравитация перестает удерживать звезду в целом состоянии, и звезду просто распирает изнутри. По закону сохранения импульса этот взрыв направлен и наружу, и внутрь. Я уже о таком говорил. И в результате получается либо черная дыра, либо нейтронная звезда. Зависит от массы исходной звезды.
И вот мы перешли к сладкому. Нейтронная звезда. Это для меня самая интересная штуковина. Потому что практически вся она состоит из нейтронов. То есть звезда настолько плотная, что вытолкнула из себя все, что ей мешало. Электроны? Нафиг! Протоны? Не надо, лучше нейтрончики поплотнее положим. Да, чем дальше от ядра, тем хуже это работает, и у некоторых нейтронных звезд внешний слой из ядер и тяжелых элементов может составлять около километра, но в общем это настолько плотная звезда, что плотность ее в триллион раз больше плотности воды. Спичка из такого вещества весила бы на земле приблизительно 160 тысяч тонн. Для справки: из вещества нашего Солнца спичка бы весила всего около двух десятитысячных грамма. Плотность Солнца, кстати, всего в полтора раза больше плотности воды. А уж спичка из гипергигантов совсем ничего бы не весила. Но вернемся к нейтронным звездам. Масса таких звезд сравнима с солнечной, а вот радиус всего от 10 до 20 километров в среднем. Кто-то считает, что в самом ее ядре находится кварк-глюонная плазма – это форма вещества, которое считается прародителем всего