Звезды начинают свою жизнь, когда в их плотных горячих ядрах происходит синтез водорода. Как только этот процесс запускается, игра начинается. Гравитационное притяжение всей массы звезды пытается сжать ее в крошечную точку, но энергия, высвобождаемая при термоядерном синтезе, выталкивается наружу, создавая хрупкое равновесие, которое может сохраняться миллионы или даже триллионы лет.
Маленькие звезды живут невероятно долго. Из-за их небольшого роста им не нужно много энергии, чтобы уравновесить внутреннее гравитационное притяжение, поэтому они лишь расходуют свои запасы водорода. В качестве дополнительного усиления атмосферы этих звезд постоянно циркулируют, вытягивая свежий водород из внешних слоев в ядро, где он может подпитывать продолжающийся пожар.
В целом, типичная красная карликовая звезда будет счастливо сжигать водород в своем ядре в течение триллионов лет. Не слишком убого.
По мере старения этих маленьких звезд они неуклонно становятся ярче, пока просто не начинают как бы рассеиваться, превращаясь в инертный, скучный комок гелия и водорода, просто слоняющийся по Вселенной и не занимающийся ничьими делами, кроме своих собственных.
Это печальная судьба, но, по крайней мере, она тихая.
Грандиозный финал
Когда умирают массивные звезды в нашей вселенной, это происходит гораздо более жестоко. Из-за увеличения массы этих звезд реакции синтеза должны происходить намного быстрее, чтобы поддерживать баланс с гравитацией.
Несмотря на то, что эти звезды намного тяжелее своих собратьев-красных карликов, продолжительность жизни у них гораздо короче: всего за несколько миллионов лет (что, учитывая астрономические масштабы времени, с таким же успехом может быть и на следующей неделе) они умирают.
Но когда умирают массивные звезды, они гаснут во всей своей красе.Их огромный размер означает, что гравитационного давления достаточно, чтобы сплавить не только водород, но и гелий. И углерод. И кислород. И магний. И кремний. Большое количество элементов периодической системы образуется внутри этих гигантских звезд ближе к концу их жизни.
Но как только эти звезды образуют железное ядро, музыка прекращается, и вечеринка заканчивается.
Весь материал, окружающий железо, сжимается в ядре, но при слиянии железа не выделяется энергия, противодействующая этому. Вместо этого ядро сжимается до такой невероятной плотности, что электроны заталкиваются внутрь протонов, превращая все ядро в гигантский шар нейтронов.
Этот нейтронный шар способен — по крайней мере, временно — противостоять сокрушительному коллапсу, вызывающему взрыв сверхновой. Сверхновая за неделю выделит больше энергии, чем наше солнце за весь свой 10-миллиардный период существования. Ударная волна и выброшенный при взрыве материал создают пузырьки в межзвездной среде, разрушают туманности и даже выбрасывают материал из самих галактик..
Это одно из самых захватывающих зрелищ во всей Вселенной. Когда на нашей окраине галактического леса вспыхивают сверхновые, взрывы достаточно яркие, чтобы их можно было наблюдать днем, и они могут быть даже ярче полной луны ночью.
Довольно напряженно, и какой путь предстоит пройти.
Последнее шоу
Наихудшая участь постигает звезды среднего размера. Слишком большие, чтобы просто тихо исчезнуть в ночи, и слишком маленькие, чтобы вызвать взрыв сверхновой, они вместо этого превращаются в ужасных монстров, прежде чем окончательно вывернуться наизнанку.
Для этих средних звезд (к которым относятся звезды, подобные нашему солнцу) проблема заключается в том, что как только в ядре образуется шар из кислорода и углерода, окружающей его массы недостаточно, чтобы сплавить его во что-то более тяжелое. Так что она просто сидит там, нагреваясь с каждым днем. Остальная часть звезды реагирует на этот ад в ядре, набухая и становясь красной, образуя красного гиганта. Когда наше солнце превратится в красного гиганта, его край достигнет почти орбиты Земли.
Эта фаза красного гиганта нестабильна, и звезды, подобные нашему солнцу, будут биться в конвульсиях, коллапсируя и раздуваясь снова и снова, причем каждое событие запускает ветры, уносящие основную массу солнца в солнечную систему.
В последних предсмертных судорогах звезда среднего размера извергает свои внутренности, образуя шипучую планетарную туманность, тонкие струйки газа и пыли окружают обнаженное ядро из углерода и кислорода в центре. Это ядро, оказавшись в космическом вакууме, получило новое название: белый карлик.
Белый карлик освещает окружающую планетарную туманность, заряжая ее энергией примерно на 10 000 лет, прежде чем звездный труп остынет слишком сильно, чтобы обеспечить такие световые шоу.
Планетарные туманности прекрасны и сбивают с толку, если смотреть в телескоп, но они являются результатом насильственной, мучительной смерти звезды. Заманчиво, да, но и навязчиво созерцать.
