Время жизни звезд

Время жизни звезды любого типа – невероятно долгий и сложный процесс, сопровождаемый явлениями космического масштаба. Многогранность его просто невозможно полностью проследить и изучить, даже используя весь арсенал современной науки. Но на основании тех уникальных знаний, накопленных и обработанных за весь период существования земной астрономии, нам становятся доступными целые пласты ценнейшей информации. Это позволяет связать последовательность эпизодов из жизненного цикла светил в относительно стройные теории и смоделировать их развитие. Что же это за этапы?

Жизненный цикл звезды

Прежде чем мы перейдем к тому, что происходит с каждым типом звезды в течение ее жизни, необходимо коснуться одного важного момента. Существует прямая связь между массой звезды и ее долголетием.

Массивные звезды могут иметь больше водорода, но они прожигают его быстрее, чем более мелкие, чтобы поддерживать свои большие размеры. Маленькие звезды не должны гореть так ярко, поэтому они живут дольше.

Это все относительно, так как средняя продолжительность жизни звезды исчисляется миллиардами лет. Нашей родной звезде 4,603 миллиарда лет, и, вероятно, у нее достаточно водорода, чтобы гореть еще 5 миллиардов лет. Как это отношение массы к продолжительности жизни влияет на различные типы звезд?

Главная последовательность

Именно в это время, то есть с началом ядерных процессов, рождается звезда. На данном этапе, чаще всего, она является представителем главной последовательности звезд. Правда, бывают и исключения. Например, субкарлики и коричневые карлики. Они отличаются небольшой массой и слабым ядерным синтезом.

Коричневый карлик

Между прочим стадия главной последовательности самая длинная в жизни светил (около 90% от общей продолжительности). Остальные же их этапы существования длятся значительно меньше. Вероятно, по этой причине во Вселенной преобладают звёзды, находящиеся именно на этой стадии развития. А вот как после неё будет проходить развитие напрямую зависит от массы тела.

Смерть

Неистовое вращение этих небесных тел постепенно замедляется. В течение миллиардов лет, по мере того как они теряют энергию, излучая электромагнитные и гравитационные волны. Однако не все они угасают тихо и спокойно. Так, например, учёные обнаружили несколько двойных систем, в которых нейтронная звезда вращается в паре с другим светилом. В этом случае она может стать каннибалом, начав питаться веществом своего компаньона. Это пиршество, в конце концов, заканчивается катастрофическим коллапсом обоих объектов в чёрную дыру.

Двойные звёздные системы во Вселенной не так уж редки, но лишь в немногих оба участника «дуэта» являются нейтронными звёздами. Здесь происходит смертельный танец, который неминуемо заканчивается столкновением и слиянием. В результате происходит мощнейший выброс гравитационных волн, которые проносятся по пространственно-временному континууму, как круги от брошенного в неподвижные воды озера булыжника.

Общая теория относительности Эйнштейна предсказала этот феномен более 100 лет назад, однако он не был документально подтверждён вплоть до 2017 года, когда гравитационные обсерватории LIGO и VIRGO впервые зафиксировали столкновение двух нейтронных звёзд. Другие телескопы засекли всплески гамма-излучения и световую вспышку, а чуть позже потоки рентгеновских лучей и радиоволн. Всё это буйство прослеживалось к одному источнику. Это событие стало рекордным в истории астрономии по количеству научного оборудования, следившего за ним. Были получены гигантские массивы данных, позволившие узнать скорость распространения гравитационных волн, выдвинуть новые гипотезы в области астрофизики, получить подтверждение происхождения тяжёлых элементов, вроде золота и платины.

Нейтронные звёзды хранят ещё много секретов о себе. LIGO и VIRGO, наблюдающие за ними, были не так давно усовершенствованы, чтобы лучше обнаруживать другие подобные столкновения. И, возможно, живописнейшая гибель этих плотных, пульсирующих, вращающихся магнитов не будет происходить впустую — она будет открывать нам всё новые тайны, которые хранит Вселенная.