|
…а лишь разъяснить сущность самых интересных и сложных, информации о которых не так много. Поэтому мы не будем рассматривать здесь галактики, туманности, кометы и т.п. Об этих объектах уже рассказывалось в других разделах и страницах нашего сайта. Начнем же мы с наиболее распространенных небесных тел - звезд. ЗВЕЗДЫ В настоящее время информации о звездах достаточно много, поэтому мы не будем акцентировать внимание на процессах их жизнедеятельности, а подробнее осветим виды звезд, включая их эволюционные стадии. Прежде всего, звезды различают по спектральным классам. Эти калассы определяют различие звезд по цвету, от бело-голубых (таких, как Ригель) до красных (таких, как Бетельгейзе). Цвета отражают диапазон поверхностных температур звезд от самых горячих (бело-голубых) к желтым, как наше Солнце, к оранжевым, как Арктур, к самым холодным красным звездам (Пурпурная звезда). Из упомянутых выше звезд. Ригель имеет температуру 11500 К, Бетельгейзе - 3450 К, самые горячие звезды могут достигать температуры 70000 К. Человеческий глаз может определять цвета только до определенного уровня яркости: для любого вида наблюдений - невооруженным глазом, с биноклем или в телескоп - существует предел, ниже которого все звезды кажутся белыми. Этим объясняется однообразие цветов на ночном небе. Спектр звезды, полученный посредством пропускания ее света сквозь призму дает большой объем информации о температуре и химическом составе звезды. Звезды подразделяются на следующие спектральные классы (от горячих к холодным) : W - 60000 - 70000 K, O - 30000 - 60000 K, B - 10000 - 30000, A - 7500 - 10000 K, F - 6000 - 7500K, G - 5000 - 6000K, K - 3500 - 5000K, M - 2000 - 3500K, L - 1500 - 2000 K, T - 700 - 1500K, Y - менее 700К. Звезды классов W, O, B, A, F относят к голубым гигантам и сверхгигантам, классов G, K к желтым субкарликам и карликам, класс М предназначен для красных карликов, а объекты с меньшей температурой называются коричневыми карликами. Кроме того, выделяют специальные классы для некоторых необычных звезд: C — углеродные звёзды, гиганты с повышенным содержанием углерода. Ранее относились к классам R и N, S — циркониевые звёзды, D — белые карлики, Q — новые звёзды, SN - сверхновые звезды, P — белые карлики в центре планетарных туманностей.![](/match/spektralnye_klassy.jpg) Основные спектральные классы (О - М) можно запомнить, изпользуя мнемоническое правило: Oh Be A Fine Girl Kiss Me. Для более точного определения звезды, после указания спектрального класса пишется цифра от 0 до 9 (от самых горячих к самым холодным), уточняющая ее характеристики. В качестве примера, вы можете посмотреть вышеприведенную таблицу. Иногда после цифры указывают класс светимости звезды (см. таблицу). Размеры звезд колеблятся в широких пределах - от гигантов, таких как VY Большого пса, которая, если ее поместить в центр Солнечной системы, поглотит орбиту Сатурна, до белых карликов, которые меньше Земли, а размеры нейтронных звезд всего 10-20 км! Как вы уже поняли, из главной последовательности бывают исключения. Не все белые звезды огромны, а красные малы. Встречаются белые карлики, красные гиганты и красные сверхгиганты, однако эти звезды являются не самостоятельными объектами, а стадиями развития обычных звезд. О них будет рассказано чуть позже, а ниже приведена таблица переменных звезд. Это непостоянные звезды, с той или иной периодичностью изменяющие свой блеск. ![](/match/peremennye.jpg) Теперь давайте вернемся к вопросу об эволюции звезд и стадиях их развития. Звезда начинает свою жизнь как холодное разрежённое облако межзвёздного газа, сжимающееся под действием собственного тяготения и постепенно принимающее форму шара. При сжатии энергия гравитации переходит в тепло, и температура объекта возрастает. Когда температура в центре достигает 15-20 миллионов К, начинаются термоядерные реакции и сжатие прекращается. Объект становится полноценной звездой. Первая стадия жизни звезды подобна солнечной — в ней доминируют реакции водородного цикла. В таком состоянии он пребывает бо́льшую часть своей жизни, находясь на главной последовательностидиаграммы Герцшпрунга — Расселла, пока не закончатся запасы топлива в его ядре. Когда в центре звезды весь водород превращается в гелий, образуется гелиевое ядро, а термоядерное горение водорода продолжается на его периферии. Если первоначальное облако обладало небольшой массой (около 4 масс Юпитера), то такая звезда станет коричневым карликом, не способным компенсировать самостоятельно за сщет сжатия потраченную энергию. Такая звезда имеет температуру ниже 1000 К и почти не светит. Постепенно она выгорает и превращается в потухший черный карлик (к нему мы вернемся позже). Если облако было большей массы, то объект сможет стать звездой главной последовательности и, в зависимости от размера, от красного карлика до голубого гипергиганта. Судьба звезд главной последовательности примерно одинакова. Но она все же несколько варьируется в зависимости от их размеровПо спектральному классу они варьируются от горячих голубых до холодных красных, по массе — от 0,0767 до более чем 200 солнечных масс. Светимость и цвет звезды зависит от температуры её поверхности, которая, в свою очередь, определяется массой. Все новые звёзды «занимают своё место» на главной последовательности согласно своему химическому составу и массе. Речь идёт не о физическом перемещении звезды — только о её положении на указанной диаграмме, зависящем от параметров звезды. Фактически, перемещение звезды по диаграмме отвечает лишь изменению параметров звезды. Маленькие, холодные красные карлики медленно сжигают запасы водорода и остаются на главной последовательности сотни миллиардов лет, в то время как массивные сверхгиганты уйдут с главной последовательности уже через несколько миллионов лет после формирования. Звёзды среднего размера, такие как Солнце, остаются на главной последовательности в среднем 10 миллиардов лет. Считается, что Солнце все ещё на ней, так как оно находится в середине своего жизненного цикла. Как только звезда истощает запас водорода в ядре, она покидает главную последовательность. По прошествии определенного времени — от миллиона до десятков миллиардов лет, в зависимости от начальной массы — звезда истощает водородные ресурсы ядра. В больших и горячих звёздах это происходит гораздо быстрее, чем в маленьких и более холодных. Истощение запаса водорода приводит к остановке термоядерных реакций. Без давления, возникавшего в ходе этих реакций и уравновешивавшего собственное гравитационное притяжение звезды, звезда снова начинает сжатие, как уже было раньше, в процессе ее формирования. Температура и давление снова повышаются, но, в отличие от стадии протозвезды, до гораздо более высокого уровня. Коллапс продолжается до тех пор, пока при температуре приблизительно в 100 миллионов К не начнутся термоядерные реакции с участием гелия. Возобновившееся на новом уровне термоядерное горение вещества становится причиной чудовищного расширения звезды. Звезда «разрыхляется», и её размер увеличивается приблизительно в 100 раз. Таким образом звезда, вне зависимости от спектрального класса становится красным гигантом, в несколько раз большим, чем она была ранее а фаза горения гелия продолжается около нескольких миллионов лет. Практически все красные гиганты являются переменными звёздами. То, что происходит в дальнейшем, вновь зависит от массы звезды. Небольшие звезды, вроде нашего Солнца, став гигантом и раздувшись до своего предела сбрасывают внешние разряженные слои, а от звезды остается только сильно сжатый белый карлик, вещество которого переходит из плазменного в вырожденное состояние, может также образоваться еще более сжатая кварковая звезда (подробнее в разделе АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА). Белый карлик имеет размеры порядка земных, температуру до 100000 К на поверхности и несколько миллиардов градусов в центре. Его плотность в миллион раз превосходит плотность обычных звезд, а ускорение свободного падения на поверхности составляет более 1000 км/с2. Сброшенное звездой вещество может образовать вокруг белого карлика туманность. Белые карлики способны светить еще около 20 млрд лет, после чего все вещество в них выгорает и они превращаются мертвые черные карлики. Это тела, не способные излучать свет, они постепенно разлагаясь существуют десятки триллионов лет. Звезды много большей массы, чем Солнце из гигантов раздуваются до красных сверхгигантов. Сверхгиганты неустойчивы: они резко сжимаются и взрываются в виде сверхновой. Сверхновыми такие звезды названы потому, что взрыв еще мощнее чем при появлении новой звезды. Во время взрыва рвутся силы, удерживавшие звезду в стабильном состоянии и она коллапсирует под действием собственного тяготения. Сила такого сжатия зависит от массы звезды. Звезды меньшей массы превращаются в нейтронные. Сильная гравитация в недрах сверхгиганта заставляет электроны поглотиться атомным ядром, где они, сливаясь с протонами, образуют нейтроны. Этот процесс называется нейтронизацией. Электромагнитные силы, разделяющие близлежащие ядра, исчезают. Ядро звезды теперь представляет собой плотный шар из атомных ядер и отдельных нейтронов. То есть вещество в звезде переходит в состояние нейтрониума. Такие звёзды, известные чрезвычайно малы — не более размера крупного города, и имеют невообразимо высокую плотность. Период их обращения становится чрезвычайно мал по мере уменьшения размера звезды (благодаря сохранению момента импульса). Некоторые совершают 600 оборотов в секунду. У некоторых из них угол между вектором излучения и осью вращения может быть таким, что Земля попадает в конус образуемый этим излучением; в этом случае можно зафиксировать импульс излучения, повторяющийся через промежутки времени, равные периоду обращения звезды. Такие нейтронные звёзды получили название «пульсары», и стали первыми открытыми нейтронными звёздами. Нейтронная звезда способна жить чудовищно долго: сотни секстиллионов лет (1023). Но самые массивные звезды будут коллапсировать еще дальше, в плоть до превращения в черную дыру. Черная дыра не является собственно звездой, поэтому мы поговорим о ней в следующем параграфе, а ниже вы можете видеть графическую последовательность звездной эволюции.![](/olderfiles/2/HRDiagram_ru.jpg) ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ Черная дыра - это сверхсжатый объект чрезвычайно малых размеров, вещество в котором находится в сильно симметричном агрегатном состоянии (см. следующий раздел), т.е. внутри черной дыры нет никаких зазоров, все частицы соприкасаются. Черные дыры, таким образом, имеют чудовищные массы (до нескольких миллиардов солнечных), несмотря на то, что их размеры очень малы. Различают черные дыры, образовавшиеся из звезд, о чем было рассказано ранее и сверхмассивные дыры, существующие в центрах многих галактик и формирующие их структуру. Они образуются при сжатии вещества в момент рождения галактики. У нас в Млечном пути тоже существует такая дыра - Стрелец А и у нее даже есть спутник - Стрелец В. Такие огромные черные дыры могут иметь массы до нескольких миллиардов солнечных. Что же представляет из себя черная дыра и каим образом она себя ведет? Черная дыра это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света), таким образом ее нельзя увидеть не в одном из спектров, поэтому ее и называют черной. Существет гипотеза о том, что помимо вышеназванных, существуют также первичные черные дыры, образовавшиеся еще в момент инфляции Вселенной, говорят также о возможности существования квантовых черных дыр. Предполагается, что в результате ядерных реакций могут возникать устойчивые микроскопические чёрные дыры, так называемые квантовые чёрные дыры. Для математического описания таких объектов необходима квантовая теория гравитации. Однако из общих соображений весьма вероятно, что спектр масс чёрных дыр дискретен и существует минимальная чёрная дыра — планковская чёрная дыра. Её масса — порядка 10−5 г, радиус — 10−35 м. Комптоновская длина волны планковской чёрной дыры по порядку величины равна её гравитационному радиусу. Представим себе, как должно выглядеть падение в чёрную дыру. Тело, свободно падающее под действием сил гравитации, находится в состоянии невесомости. Падающее тело будет испытывать действие приливных сил, растягивающих тело в радиальном направлении и сжимающих — в тангенциальном. Величина этих сил растёт и стремится к бесконечности при . В некоторый момент собственного времени тело пересечёт горизонт событий. С точки зрения наблюдателя, падающего вместе с телом, этот момент ничем не выделен, однако возврата теперь нет. Тело оказывается в горловине (её радиус в точке, где находится тело и есть ), сжимающейся столь быстро, что улететь из неё до момента окончательного схлопывания (это и есть сингулярность) уже нельзя, даже двигаясь со скоростью света. Название дыры же она получила потому, что пользуясь своей гравитацией, она "засасывает" в себя новые тела, оказавшиеся рядом. Рассмотрим теперь процесс падения тела в чёрную дыру с точки зрения удалённого наблюдателя. Пусть, например, тело будет светящимся и, кроме того, будет посылать сигналы назад с определённой частотой. Вначале удалённый наблюдатель будет видеть, что тело, находясь в процессе свободного падения, постепенно разгоняется под действием сил тяжести по направлению к центру. Цвет тела не изменяется, частота детектируемых сигналов практически постоянна. Однако, когда тело начнёт приближаться к горизонту событий, фотоны, идущие от тела, будут испытывать всё большее и большее гравитационное красное смещение. Кроме того, из-за гравитационного поля все физические процессы с точки зрения удалённого наблюдателя будут идти всё медленнее и медленнее из-за гравитационного замедления времени: часы, закреплённые на радиальной координате r без вращения (r = const,θ = const,φ = const), будут идти медленнее бесконечно удалённых в раз. Будет казаться, что тело — в чрезвычайно сплющенном виде — будет замедляться, приближаясь к горизонту событий и, в конце концов, практически остановится. Частота сигнала будет резко падать. Длина волны испускаемого телом света будет стремительно расти, так что свет быстро превратится в радиоволны и далее в низкочастотные электромагнитные колебания, зафиксировать которые уже будет невозможно. Пересечения телом горизонта событий наблюдатель не увидит никогда и в этом смысле падение в чёрную дыру будет длиться бесконечно долго. Есть, однако, момент, начиная с которого повлиять на падающее тело удалённый наблюдатель уже не сможет. Луч света, посланный вслед этому телу, его либо вообще никогда не догонит, либо догонит уже за горизонтом. Кроме того, расстояние между телом и горизонтом событий, а также «толщина» сплющенного (с точки зрения стороннего наблюдателя) тела довольно быстро достигнут планковской длины и (с математической точки зрения) будут уменьшаться и далее. Для реального физического наблюдателя (ведущего измерения с планковской погрешностью) это равносильно тому, что масса чёрной дыры увеличится на массу падающего тела, а значит радиус горизонта событий возрастёт и падающее тело окажется «внутри» горизонта событий за конечное время. Аналогично будет выглядеть для удалённого наблюдателя и процесс гравитационного коллапса. Вначале вещество ринется к центру, но вблизи горизонта событий оно станет резко замедляться, его излучение уйдёт в радиодиапазон, и в результате удалённый наблюдатель увидит, что звезда погасла. Однако, вопреки тому как это кажется на первый взгляд, черные дыры не только поглащают массу, но и теряют ее. Таким образом происходит постепенный распад (испарение) черной дыры. Как уже говорилось в предыдущем разделе, в момент поглащения частицы, черная дыра разрушает ее. То есть при переходе через горизонт событий, частица ионизируется и распадается на пару: частица-античастица и свободный фотон/нейтрино, который улетает в обратном направлении. Такое излучение происходит на очень низких частотах и чрезвычайно слабо. Поэтому в настоящее время черные дыры лишь набирают массу: ведь масса захваченного вещества гораздо больше, чем масса излучаемых частиц. Но современем, когда Вселенная исчерпает запас энергоемких тел, эта статистика изменится. Черные дыры, тем не менее. являются самыми долгоживущими объектами во Вселенной. На полное испарение, черной дыре понадобится более 1060 лет. Теоретически возможность существования таких областей пространства-времени следует из некоторых точных решений уравнений Эйнштейна, первое из которых было получено Карлом Шварцшильдом в 1915 году. В честь него и был назван горизонт событий - горизонт Шварцшильда. Для полного понимания релятивистских процессов пространства-времени, часть из которых (о чем было сказано выше) наблюдается в черной дыре, рассмотрим их с точки зрения ОТО. Согласно теории относительности, по мере роста потенциалов гравитационных полей и скоростей движения в материальных системах искривляется пространство, замедляется время и растут массы. Наблюдаются эти эффекты только из других систем отсчёта. Их предел - это исчезновение пространства, остановка времени и бесконечность масс. Этот предел достигается на границах чёрных дыр и при скорости света в вакууме, которая везде предельна и неизменна. Но при этом предельность и неизменность скорости света в вакууме остаются необъяснимыми. Одинаковость эффектов от роста гравитационных потенциалов и от роста скоростей представляется, по сути, поразительнейшим совпадением. Что и как искривляет пространство, замедляет время и наращивает массы, даже и спрашивать считается неудобным. Ведь не гнуть же пространство кувалдой и не тащить же время назад за хвост. А уж исчезновение пространства, остановка времени и бесконечность масс представляются и вовсе непостижимыми. Что такое пространство и как оно искривляется. Пространство - это объём, в котором перемещаются материальные объекты. В нынешней термодинамике, где частички не имеют объёма, пространство занимает весь объём. Поэтому оно там и является евклидовым. Частички же занимающие объём, оставляют свободной для перемещений лишь его часть. Поэтому присутствие материи делает пространство неевклидовым, а неодинаковая плотность материи искривляет его. Расстояния и масштаб пространства. Итак, пространства и расстояния складываются из промежутков между частичками. Промежутки между соседними частичками представляют собой уже ничем реально не разделённые кванты пространства. Их количество определяет результаты измерений размеров, а их средняя величина масштаб пространства. Поэтому уменьшение абсолютной величины квантов пространства сокращает длины, но не меняет результаты их измерений. Чтобы убедиться в этом воочию, нарисуйте на экране компьютера человечка с эталоном длины, на котором написано 1 метр, а рядом домик с фасадом длиной в 2 таких метра. А затем измените масштаб рисунка и посмотрите, как это сказалось на длине домика и как на результатах её измерений человечком с его эталоном. Кванты и масштаб времени. Элементарнейшим из процессов, то есть квантом времени, в газе является процесс столкновения двух его частичек. Как и при измерении размеров, количество квантов определяет результаты измерений времени, а их средняя длительность определяет его масштаб. А причина изменений абсолютной величины квантов времени до смешного очевидна: длительность квантов времени возрастает, когда не успевшие оттолкнуться частички стискиваются новыми участницами столкновений. Таким образом время, как и пространство, вовсе не абсолютно и неизменно, а зависит от состояния тела, о котором мы говорим. Строго говоря, время - это скорость движения частиц тела помноженное на комплексный коэффициент и выраженное в квантах времени. Масса и рост масс. Поскольку элементарнейшими носителями инерционных и гравитационных свойств материи являются одинаковые частички, мерой этих свойств является их количество. Так что любая масса - это количество частичек. Поэтому увеличение числа участвующих в столкновении частичек означает как замедление времени, так и рост массы. А инертные и гравитационные массы объектов всегда и всюду эквивалентны оттого, что всегда и всюду 1=1, 2=2 и т.д. Единственная причина релятивистских эффектов - это повышение плотности газа частичек, сокращающее промежутки между ними (сокращение длин) и в результате повышающее частоту и продолжительность их столкновений (рост масс и замедление времени). Повышение плотности газа частичек может быть статическим, связанным с понижением его температуры, и динамическим, вызываемым столкновением движущихся друг относительно друга множеств частичек. В первом случае величина релятивистских эффектов определяется степенью концентрации материи (общая теория относительности), а во втором - величиной скорости движения (специальная теория относительности). Предел уплотнения газа достигается, когда сближенные вплотную частички сплачиваются в твердь, внутри которой между частичками нет промежутков (длины равны нулю), вследствие чего частички не могут оттолкнуться друг от друга (время стоит) и получить ускорение (массы бесконечны). Ускорять материальные системы можно лишь пока за квант времени они преодолевают менее кванта пространства. За этим рубежом новые столкновения начинаются прежде окончания предыдущих, то есть время стоит и массы бесконечны. Поскольку предельная скорость представляет собой отношение одного кванта пространства к одному кванту времени, она неизменна оттого, что всегда 1:1=1 . КВАЗАРЫ Самые удаленные и самые яркие объекты - квазары (сокр. от «квазизвездные источники») из области меньшей, чем наша Солнечная система, испускают больше света, чем вся наша Галактика. Они представляют из себя сферы, размером около 5000 а.е., состоящие из материи в состоянии странного вещества, которые преобразуют гравитационную энергию падающей материи в излучение, заставляя его светиться. Возраст самых отдаленных квазаров, обнаруженных астрономами, составляет примерно 12 миллиардов лет, что лишь немногим меньше возраста Вселенной и свидетельствует о «бурной» молодости галактик. На ранних этапах эволюции Вселенной, когда ее размеры были в 3-5 раз меньше современных, квазаров было значительно больше, чем сейчас. В настоящее время считается, что черные дыры есть в центрах почти всех близких галактик и представляют они собой бывшие квазары, собирающие материю значительно медленнее, чем они это делали в пору своей юности. И происходит это совсем не потому, что они «выдохлись», просто в окрестностях черных дыр стало меньше материала для поглощения. Квазары - это определенный этап развития галактики и скорее всего все современные галактики, в том числе и наша собственная, когда-то были квазарами. Близкими родственниками квазаров, очевидно, являются Сейфертовские галактики и радиогалактики. Сейфертовскими называются галактики, в видимой области излучения похожие на обычные спиральные, но с очень активными ядрами, мощность излучения которых к тому же сильно меняется со временем, указывая на происходящие там грандиозные процессы. Радиогалактики, отличающиеся мощным излучением в радиодиапазоне, являются огромными эллиптическими галактиками. Мощности Сейфертовских и радиогалактик также обеспечиваются сверхмассивными черными дырами, находящимися в их центрах. Не исключено, что все это разнообразие типов - просто определенные этапы эволюции галактик, которые наблюдаются во Вселенной сейчас. Согласно принятой иерархической модели формирования галактик первыми структурами, образовавшимися в ранней Вселенной, являются маленькие протогалактики, массы которых составляют всего несколько тысяч Солнц. Появляется все больше доказательств того, что главными движущими силами эволюции галактик и причиной их разнообразия являются взаимодействие и столкновение галактик друг с другом. При этом не следует думать, что столкновение двух галактик будет представлять собой бесчисленные столкновения между входящими в них звездами. На самом деле, вероятность столкновения двух звезд очень мала, потому что размеры их очень малы по сравнению со средним расстоянием между ними. Но межзвездное пространство заполнено газом и пылью, и именно эти компоненты взаимодействуют, когда галактики сталкиваются. Гравитационное взаимодействие приводит к нарушению структуры газопылевой среды и к перекачиванию вещества из одной галактики в другую. Трение, возникающее между газом в сталкивающихся галактиках, порождает ударные волны, которые моryт вызвать образование новых звезд. Новые звезды в первые несколько миллионов лет своей жизни имеют весьма необычную светимость и голубизну, а потому обнаружение таких звезд является наиболее очевидным признаком произошедшего столкновения. Эти процессы радикально влияют на их структyру. Например, две спиральные галактики могут слиться и сформировать эллиптическую. Большие галактики поглощают маленькие и растут до еще больших размеров. Все эти процессы длятся миллионы лет (не так уж много по астрономическим масштабам времени), но вот человеческой жизни явно не хватит на то, чтобы зафиксировать все их стадии. Для того чтобы увидеть динамику, нужно наблюдать несколько пар взаимодействующих галактик в различные моменты их слияния и затем составить последовательность изображений во времени. Многие активные галактики, включая квазары, также являются частью взаимодействующих или сливающихся систем. Множество далеких, а следовательно, очень старых галактик носят следы разрушения, что свидетельствует о том, что в ранней Вселенной столкновения галактик были скорее правилом, чем исключением. Проведенные вычисления показывают, что большинство скоплений галактик уже прошло через одно или более таких столкновений. Наш Млечный Путь, очевидно, тоже является результатом слияния небольших галактик. Существует маленькая карликовая галактика, которая вливается в нашу прямо сейчас, а еще восемь близрасположенных карликовых галактик сольются с ней через некоторое время. Квазары, являющиеся одними из самых древних образований, не только крайне отдалены от нашей Галактики - согласно закону расширения Хаббла (чем дальше от нас объект, тем быстрее он удаляется), расстояние между нами продолжает неуклонно увеличиваться. Так вот, наиболее далекие квазары «убегают» от нас со скоростью всего на 5% меньшей скорости света. Наиболее яркие квазары испускают ежесекундно столько же световой энергии, сколько сотня обычных галактик типа нашего Млечного пути (это примерно 1042 ватт). Чтобы обеспечить выход такого количества энергии, черная дыра каждую секунду поглощает массу, равную массе Земли, за год же «съедается» около 200 солнечных масс. Подобный процесс не может проходить бесконечно долго - когда-нибудь окружающее вещество иссякнет, и квазар либо перестанет функционировать, либо же станет излучать относительно слабо. Итак, свечение квазара со временем уменьшается, но что же может заставить его время от времени увеличивать яркость? Чтобы понять механизм этого процесса, вспомним, что черная дыра поглощает любую материю, а не только элементарные частицы. В галактике же, центр которой занят черной дырой, особого порядка нет. Конечно, в целом звезды вращаются вокруг центра, но всегда есть те звезды одиночки или их небольшие скопления, которые нарушают заведенный порядок. Они-то и бывают наказаны - их захватывает и поглощает черная дыра. При этом если звезда «проглатывается» целиком, без предварительного разрушения, то света выделяется мало. Причина состоит в том, что как бы звезда ни была велика, ее электрический заряд равен нулю. Поэтому она не излучает активно свет и не теряет быстро энергию и момент импульса, испуская в окружающее пространство в основном гравитационные волны. А значит, она вращается вокруг черной дыры достаточно долго, потихоньку падая на нее. Но если звезда при подходе к так называемому Шварцшильдовскому горизонту черной дыры - гравитационному радиусу, прохождение которого закрывает путь обратно навсегда - разрушается приливными силами, то дополнительное излучение может быть очень заметно. После поглощения нарушителя порядка, свечение квазара возвращается к норме. Со временем, все же квазары перестают излучать столь активно и, в зависимости от их массы, либо превращаются в Сейфертовскую галактику, либо становятся синим гигантом. Так называют объект темно синего цвета, излучающий слабее чем квазар, но схожий по строению, размерами порядка 3000 а.е.ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ Природа бросила очередной вызов человеку – требуется исследовать новые, ранее неизвестные, формы материи и понять, что это такое. Речь идет о темной материи и темной энергии. Сейчас учеными уточнен состав Вселенной. По новым данным, она на 22 процента состоит из темной материи, на 74 – из темной энергии, и только 4 процента приходится на обычное вещество. Под ним понимают оптически яркие звезды (их доля лишь 10 процентов наблюдаемого вещества), межзвездная пыль и газы, молекулярные облака, остатки звездной эволюции (сюда входят и черные дыры), планеты и, наконец, малоактивные звезды. Темная материя сродни обычному веществу в том смысле, что она также способна собираться в сгустки и участвует в гравитационном взаимодействии. Сгустки темной материи могут быть значительными, например, размером с галактику или даже быть скоплением галактик. Астрономы сейчас уже научились «видеть» темную материю на фоне обычного вещества. Но и без этого его присутствия требовала слишком ма
|
|