Как же часто повторяются вспышки новых звезд?
В 1933 году советские астрономы Б. В. Кукаркин и П. П. Паренаго подробно исследовали вспышки так называемых новоподобных звезд. Это действительно что-то вроде новых звезд в миниатюре. При вспышках их блеск возрастает на 3–5 звездных величин, а не на 11–14 звездных величин, как у новых звезд. Каждая вспышка занимает несколько часов, а затем в течение нескольких дней блеск новоподобной звезды постепенно уменьшается до того уровня, на котором он был до вспышки.
Новоподобные звезды вспыхивают не вполне регулярно. Указать точно день и час, когда произойдет очередная вспышка, невозможно. Но в среднем для каждой новоподобной звезды можно установить некоторый средний период между вспышками, который держится вполне устойчиво.
Б. В. Кукаркин и Π. П. Паренаго нашли, что между амплитудой и средним периодом вспышек новоподобных звезд существует определенная зависимость. Оказалось, что чем продолжительнее средний период между вспышками звезды, тем больше амплитуда вспышек.
Например, новоподобные звезды, вспыхивающие в среднем каждые тридцать четыре дня, изменяются в блеске на 2,88 звездной величины. Те же из звезд, у которых вспышки повторяются в среднем через семьдесят один день, увеличиваются при этом в блеске на 3,05 звездной величины.
Повторяем, что во всем, кроме масштабов явлений, новоподобные звезды вполне напоминают новые звезды. Об этом свидетельствуют и те изменения, которые происходят в их спектрах. Естественно поэтому думать, что открытая двумя советскими астрономами взаимосвязь между средним периодом и амплитудой распространяется и на новые звезды.
Факты подтверждают эти выводы. Между типичными новыми и новоподобными звездами существует непрерывный переход. Он заполнен звездами, называемыми повторными новыми. Среди них имеется, например, звезда Т Компаса, которая, подчиняясь найденному закону, уже вспыхнула за последние семьдесят лет четыре раза.
У новой звезды Т Северной Короны вспышка впервые наблюдалась в 1866 году. В максимуме блеска она стала звездой 2-й величины, а потом по фотоснимкам выяснилось, что до вспышки Т Северной Короны имела блеск звезды 11-й величины. При амплитуде в 9 звездных величин средний период между вспышками должен быть близким к восьмидесяти годам. И действительно, в 1946 году советский любитель астрономии А. С. Каменчук первым заметил незнакомую ему яркую звезду в созвездии Северной Короны — то была повторная новая звезда, вспыхнувшая точно по расписанию.
Применим теперь открытый закон к типичным новым звездам. Считая, что амплитуда их вспышки равна в среднем 12 звездным величинам, легко найти, что средний период между отдельными вспышками обычных новых звезд близок к пяти тысячам лет!
Не часто повторяют свои вспышки яркие новые звезды. Неудивительно поэтому, что за всю историю астрономической науки, насчитывающую три-четыре тысячи лет, не замечено, что какая-нибудь из очень ярких новых звезд снова вспыхнула. Но что новые звезды за миллиарды лет своего существования вспыхивают десятки и сотни тысяч раз — в этом нет сомнения.
Напрягите теперь ваше воображение и попробуйте наглядно представить себе то, о чем пойдет речь. Ничего более удивительного, фантастически грандиозного и непонятного мы в Космосе не знаем.
Сверхновые звезды — еще одно неуклюжее название, скрывающее за собой, быть может, самые мощные из наблюдаемых нами в природе изменений. Оно введено для обозначения тех звезд, вспышки которых невообразимо грандиознее вспышек обычных новых звезд.
В соседней с нашей Галактикой исполинской звездной системе, видимой в созвездии Андромеды, в 1885 году заблистала необыкновенная звезда. Ее вспышка во многом напоминала вспышки обычных новых звезд, но масштабы явлений были совсем иные. В максимуме блеска удивительная звезда сияла почти так же ярко, как вся звездная система, к которой она. принадлежала! Одна звезда сияла, как сотни миллионов солнц! Было чему удивляться не только человеку, далекому от астрономии, но даже и астроному-специалисту.
Сверхновые звезды — большая редкость. В среднем в каждой звездной системе (галактике) только раз в четыреста лет вспыхивает одна сверхновая звезда. Может быть, это и неплохо. Если бы какая-нибудь из сверхновых звезд вспыхнула по соседству с Солнцем, ее излучение, возможно, нанесло бы вред обитателям Земли.
В нашей Галактике наблюдались вспышки нескольких сверхновых звезд. Одной из них была уже известная нам таинственная звезда Тихо Браге.
Есть основания полагать, что сверхновые звезды при вспышке увеличиваются в яркости на 20 звездных величин. Это означает, что их блеск изменяется в сто миллионов раз! Самые же яркие из сверхновых звезд сияли, как пятнадцать миллиардов солнц!
Анализ спектров сверхновых звезд показывает, что при вспышке эти «сверхзвезды» чудовищно раздуваются. Если бы Солнце превратилось в сверхновую звезду, то оно, раздувшись, охватило бы собой всю планетную систему. Это все равно как если бы булавочная головка раздулась до размеров, сравнимых со зданием Московского университета! Любопытно, что скорость расширения звезды достигает шести тысяч километров в секунду!
Столь невообразимо мощный взрыв сопровождается выделением колоссального количества энергии — 1050 эрг!
Допустите на мгновение, что за эту энергию мы должны были бы платить по той же, скажем, таксе, как и за электроэнергию. Какую же сумму пришлось бы тогда внести в воображаемый «космический банк»?
Может быть, вы подумали, что слитком золота величиной с земной шар задолженность была бы ликвидирована?
Ошибаетесь! Чтобы уплатить за вспышку одной сверхновой звезды, пришлось бы такие золотые земные шары вносить в банк каждую минуту в продолжение полутораста тысяч лет!
Не ожидали?
Увы, таковы «астрономические масштабы», которыми нас удивляет природа.
Как и новые звезды, сверхновые «чудовища» после своих вспышек оказываются окутанными газовыми туманностями. Только в данном случае они гораздо более мощны, чем у новых звезд. Примером их может служить знаменитая Крабовидная туманность, названная так за некоторое внешнее сходство с крабом.
Установлено, что Крабовидная туманность образовалась при вспышке в созвездии Тельца в 1054 году сверхновой звезды. Выброшенные звездой газы до сих пор продолжают расширяться со скоростью около 1300 километров в секунду. В настоящую эпоху поперечник Крабовидной туманности равен шести световым годам, что в полтора раза больше расстояния от Солнца до ближайшей звезды — Альфы Центавра. Масса туманности в пятнадцать раз больше массы Солнца, то есть в полтора миллиона раз больше массы газовых оболочек, выбрасываемых новыми звездами. Все это подчеркивает грандиозность катастрофы, породившей Крабовидную туманность.
Крабовидная туманность.
Мы пока не знаем, что именно «взрывает» сверхновую звезду. Астрономы всегда обнаруживают катастрофу уже в «разгаре», когда причину обнаружить нелегко. Неизвестно так же, во что обращаются сверхновые звезды после своей вспышки. В центре Крабовидной туманности наблюдается необычная звездочка. По спектру выяснилось, что температура ее поверхности не ниже 14 тысяч градусов, а может быть, даже равна полумиллиону градусов.
Если это бывшая сверхновая звезда, то, видимо, для нее тысячелетие оказалось недостаточным, чтобы успокоиться и остынуть. Плотность звезды необыкновенно велика— наперсток, наполненный ее веществом, весил бы 300 килограммов!
Весьма возможно, однако, что видим мы не бывшую сверхновую звезду. По теории, защищаемой американским астрономом Цвикки, энергия вспышек сверхновых звезд не может быть объяснена обычными источниками звездной энергии. По мнению Цвикки, в процессе вспышки сверхновая звезда сжимается так сильно, что электроны «втискиваются» в ядра атомов, где, соединяясь с протонами, образуют нейтроны, и, таким образом, после вспышки сверхновая звезда становится «нейтронной» звездой.