Звёзды

Материал из Lurkmore

В параллельной Вселенной

Звёзды — окна в небосводе, через которые летают божьи ангелы. По мнению некоторых грязных еретиков, это гигантские раскалённые шары плазмы, вроде нашего Солнца, разбросанные по всей вселенной. Каждая состоит из трёх частей: ядро, зона лучистого переноса, конвективная зона. Остальное — уже атмосфера. Со старением звезды ядро и конвективная зона растут, а дальнейшая судьба зависит от массы.

ТТХ

Названия

Всем известные пафосные названия типа «Альдебаран», «Альтаир», «Бетельгейзе» и прочее — это в основном из арабского языка. Хотя некоторые (Сириус, Процион, Регул) из латыни или греческого. Всё это очень яркие звёзды, видные невооружённым глазом, поэтому им всем раздали имена древние и средневековые люди на своих родных древних и средневековых языках.

Звёзды чуть менее яркие пафосных имён собственных в древние времена не получили, поэтому погоняла им раздали уже на заре Нового времени астрономы Байер и Фламстид. До изобретения телескопа звёзд на небе было видно не особо много (всего-то несколько тысяч), поэтому некто Байер придумал для их обозначения систему имени себя. Схема обозначения незатейливая: «Греческая буква + название созвездия». Алфавит соответствует яркости по убыванию (самая яркая — альфа, чуть тусклее — бета и т. д.), хоть порой и не без инверсии. А в Большой Медведице алфавит вообще не соответствует яркости — тупо потому, что на глаз некоторые звезды имеют схожую яркость, и Байер решил пресечь холивары в стиле «какую звезду альфой назовем» на корню, забив на собственную систему и обозвав звезды по порядку их «следования» в созвездии, взяв за основу порядка их арабские имена^[1]. Система Фламстида похожа, только вместо буковок — циферки.

Наконец, когда стали юзать телескоп, звёзд открылось просто дохуя. И их, не мудрствуя лукаво, перенумеровали. Поэтому все звёзды, что без телескопа не увидишь, называются как-нибудь типа HIP 1234567 или SAE 7654321, где буковки — это код каталога, в котором они перенумерованы, а циферки — каталожный номер. При этом одна и та же звезда по разным системам может зваться по-разному. Например, Толиман, Ригель-Кентаврус, Альфа Центавра, Бунгула, GC 19728 и CCDM J14396-6050 — это, внезапно, одна и та же звезда^[2], а точнее — кратная звёздная система (об этом чуть ниже).

Звёздная величина

Была придумана древними греками, любившими позырить в свободное от посещения театров время на небо, для обозначения яркости звёзд на небе. 1 — самая яркая звезда, а 6 — самая тусклая, видимая обычными хуманами. Сверхчеловеки могут видеть невооружённым глазом звёзды седьмой величины. Но до изобретения телескопа на всё, что больше 6, астрономы забивали болт. Позднее астрономы довели эту систему до ума, добавив для лулзов нулевые, дробные и отрицательные звёздные величины. Теперь самая яркая звезда на небе Сириус имеет звёздную величину −1,46. Для справки: видимая звёздная величина Солнца −26,74.

Но тут имеется одна закавыка: какая-то ссаная солнцеподобная Альфа Центавра А имеет видимую звёздную величину −0,01, а мегайоба Денеб во сто крат больше Солнца — всего лишь 1,25. А всё потому, что до Альфы Центавры всего лишь четыре световых годика (4,2 если быть точнее), а Денеб от нас отделяет аж целые 1500 световых лет, что нааамного дальше Альфы Центавры А. Поэтому, чтобы нивелировать зависимость яркости от расстояния, астрономы придумали такую штуку, как абсолютная звёздная величина — такой будет казаться звезда с расстояния в 10 парсеков.

Спектральный класс

ВНЕЗАПНО классификация звёзд по спектру излучения. В отличие от представлений всякого рода хуйдожников, звёзды имеют разные цвет и яркость, зависящие от температуры, давления, химсостава и тому подобного. Для систематизации звёздного зоопарка учёными была изобретена диаграмма, которую можно представить как график, где по оси X будет цвет, а по оси Y — светимость. На ней отчётливо видна большая загогулина, называемая Главной последовательностью. На ней находятся звёзды в своей первой и самой продолжительной стадии эволюции. В этой вселенной таких звёзд большинство.

А карликом быть всё-таки хорошо!

Главная последовательность

Кто-нибудь может сказать: «Не проще ли было классы назвать просто по алфавиту и не выдумывать интересные фразы?» И вам ответят: «Таки да!». Когда эту систему только придумывали, в ней классы стояли по алфавиту. В класс «A» отнесли звёзды, в спектрах которых самыми заметными были линии водорода, «B» — гелия и так далее. А потом внезапно оказалось, что IRL важны только 7—10 классов, а остальные не нужны. Ну, а если эти оставшиеся буковки выстроить по температурам звёзд…

Как легко заметить, в сей последовательности представлены звёзды от голубых до красных. Почему тут нет зелёных или серо-буро-малиновых? Если по-простому — потому, что звезда может светиться только цветом теплового излучения чёрного тела. Если ещё проще — так повелел боженька.

Прочие звёзды

На этом главная последовательность с нормальными звёздами заканчивается. Однако во вселенной куча не таких, как все звёзд, но им всё равно нужно было дать спектральный класс. Таковы, например, коричневые карлики, которые по своей сути и не звёзды, и не планеты, а так. Их масса недостаточна для преодоления предела Кумара и раскумаривания термоядерной реакции сгорания водорода. Тем не менее, в бессильной злобе они сжигают дейтерий, литий, бериллий и прочие ценные элементы.

А всякие нейтронные звёзды, чёрные дыры и прочая экзотика спектрального класса не имеют, потому что их светимость около ноля и обнаруживают их не по видимому свету. У нейтронных звёзд теоретически есть некий видимый спектр, сдвинутый далеко в синий край и доходящий до рентгена, но очень слабый, потому что объекты — по звёздным масштабам микроскопические. У чёрных дыр есть излучение Хокинга — напротив, как правило, очень холодное, радиоволнового спектра и также очень слабое. Такие дела.

Светимость

Размер имеет значение

А теперь внимание: температура звезды нихера не определяет, насколько сильно она припекает жопу. Точнее, она является далеко не главным фактором: размер звезды, например, важнее. Белый карлик — горячая хуйня, нейтронная звезда — охуенно и невообразимо горячая штука, но они настолько милипиздрические, что греют на расстоянии слабенько и сами тусклые-тусклые. А вот красный сверхгигант Бетельгейзе — шняга относительно холодная, по температуре поверхности — как спираль обыкновенной электролампочки Ильича, но яркая и шпарит — пиздец. Потому что огромная. Поэтому существует понятие «светимость», нужная для измерения, насколько сильно звезда и светит, и греет.

Измеряют светимость обычно в попугаях Солнцах. И варьироваться этот показатель может от 0,000001 Солнца (какой-нибудь слабосветящий коричневый карлан) до 10000000 Солнц у гипергигантов наподобие VY Большого Пса или сверхмассивных голубых гигантов, массой до 300 солнечных и температурой поверхности свыше 40000К. Самая яркая на данный момент звезда — R136a1, ярче Солнца в 8,7 кк раз. Чтобы представить хотя бы приблизительно, как они лупят по шарам — наше солнце будет гореть порядка 9 миллиардов лет, а звезда с массой в 250—300 солнечных масс — всего миллион-другой. Та же R136a1 херачит так, что за 2 миллиона лет своей жизни она похудела с 320 до 265 масс Солнца.

При этом «как светит» и «как греет» — немного разные показатели. За первое отвечает видимая светимость (то есть только в тех длинах волн, которые видит человеческий глаз), за второе — болометрическая (во всех длинах волн вообще, от ИК до рентгена). У жёлтых и жёлто-белых звёзд видимая и болометрия практически совпадают, поскольку светят они в основном в видимом диапазоне. У всех остальных классов болометрия всегда заметно выше видимой светимости — тем выше, чем краснее или синее звезда. У красных звёзд основное излучение идёт в инфракрасном (тепловом) и радиодиапазонах — эдакий гибрид нагревательного прибора с микроволновкой, а у голубых — в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах.

Почему нам интересен показатель светимости? Да потому, что от него напрямую (ну хорошо, пропорционально квадратному корню) зависит ширина зоны обитаемости вокруг звезды.

Куда уходят все звёзды

Как-то так

Как мы знаем, никакой эволюции нет, а звезды такими, какие они есть, сотворил Б-г. И будут они незыблемо и неизменно висеть на небосводе во веке веков. Аминь (правда, звездопад — исключение). Ниже представлена — в целях ознакомления — версия бесноватых безбожников, которые ссылаются на какой-то там бездуховный научный метод.

Абсолютно все звёзды вылупляются из протозвёзд — огромных газовых облаков, которые сжимаются под действием гравитации, словно яйки на морозе. Одновременно с этим процессом от будущей звезды отделяется протопланетарный диск, в котором также начинают формироваться планетки. Со временем центр облака сжимается до такой степени, что в нём загорается термоядерная реакция.

Если масса новенькой звезды не достигает предела Кумара, то на выходе получается звезда-инвалид — коричневый карлик, который быстро сжигает доступное топливо, после чего тупо остывает. Всё прочее становится нормальными звёздами и вылезает на главную последовательность, где и тусуется до самой смерти. А дальше всё как в жизни: чем больше и толще звезда, тем быстрее она умрёт. Красные карланы отправятся к с-здателю через триллионы лет, а вот белые и голубые умирают молодыми в возрасте всего лишь нескольких миллионов, а то и тысяч лет.

Когда звезда пропивает весь водород из своего ядра, её немедленно просят из-за стола главной последовательности, вне которой они ведут себя сильно по-разному. Причём чем больше и быстрее звезда выжрала, тем интересней её поведение. Сначала водород, потом гелий, потом углерод с кислородиком и, наконец, железо — дальше реакции синтеза не идут. Есть ещё мутные технециевые звёзды, но про них читай сам.

Белый карлик

Белый карлик, нейтронная звезда и чёрная дыра

Белый карлан Люся, в нутре которого находится брюлик весом в 500 иоттатонн

Красные карлики за триллионы лет своей унылой жизни становятся сначала на некоторое время голубыми, а потом и белыми карликами. Хотя наверняка это не известно, так как триллион лет не прошел даже с момента Большого взрыва.

С теми, кто побольше, происходит всё несколько хитрее. После сжигания в ядре звезды всего водорода он начинает гореть вокруг ядра, и звезда становится субгигантом, что не так интересно, а вот потом термоядерная реакция в ядре останавливается, оно начинает сжиматься и разогреваться, как очко студента перед сессией, отчего начинается реакция синтеза углерода из гелия. Из-за возросшего излучения из ядра звезда пухнет в сотню раз, кушая близлежащие планеты, а её поверхность остывает, становясь красной. Так рождаются красные гиганты. Со временем звезда решает стать эксгибиционистом и сбрасывает КЕМ оболочку, оставляя одно только ядро, на котором вскоре останавливаются все реакции, и на выходе получается всё тот же белый карлик.

Кстати, сами белые карлики продолжают вонять ещё триллионы лет, в конце концов остывая полностью и становясь чёрными карликами — холодными, бездушными и очень плотными комками ненависти вещества. Нетрудно догадаться, что на данный момент они являются полными аналогами твоей девушки, то есть не существуют. По прикидкам ученых, Солнце станет чёрным карликом через квадриллион лет. Очень огорчает такая перспектива, хотя она и далёкая.

Сверхновая

Сверхновая^[4] dragonball-style

Более толстые дядьки, что тяжелее Солнца более чем в 10 раз, ведут себя брутально и дерзко. Они не ждут, пока в ядре сгорит весь водород, а начинают жечь гелий прям сразу, отчего распухают и становятся голубыми сверхгигантами. И вот уже когда весь водород в ядре прикажет долго жить, они становятся красными сверхгигантами. Это как асимптотический, только ещё эпичнее, ярче и толще. Будучи убербольшими и уберкрутыми, они не останавливаются на сжигании всего гелия, а жгут всё, что горит, и ебут всё, что движется.

Но вот когда в ядрах остаётся только сраное железо-56 — их ждёт большой облом. Ведь оно, падла, имеет максимальный дефект массы, и хоть ссы на него, хоть уговаривай, но дальше синтезировать ядра с выделением энергии оно не будет. Отчего ядро звезды немедленно фалломорфирует и коллапсирует. Внешние слои складываются, как карточный домик, вещество падает на ядро и отскакивает с образованием ударной волны. Звезда какбэ взбалтывается, что заставляет одновременно прореагировать всё оставшееся вещество. А потом как жахнет! И все верхние слои на неебической скорости удаляются в закат, оставляя голое ядро в одиночестве. Сие и есть взрыв сверхновой. В результате него остаётся планетарная туманность (без планет) и белый карлик. В принципе, карлик мог бы сжиматься и дальше, но ему сильно мешает давление электронов в его нутре.

Как несложно догадаться, звёзды, обладающие массой меньше 8—10 масс Солнца, в конце жизни бамболейо не устраивают. А поскольку само Солнце обладает всего лишь 1 массой Солнца, то оно НИКОГДА не взорвётся как сверхновая. Так что рассказы вроде «Спасательный отряд» Кларка суть угощение читателя голубцами.

Ввиду красивости и романтичности (умереть не старым пердуном в обоссанной постели, а быстро и ярко) сего события, а также его особой разрушительности, сверхновые очень любимы фантастами. Так, красная звезда Рао ЕЭС России, вокруг которой крутился Криптон — родина некого Превосходночеловека — по некоторым сведениям таки рванула как сверхновая. Родная планета Бруннен Джи Бруннис была уничтожена взрывом солнца Брунниса, которое рвануло как сверхновая после отключения орбитальных пульсаров. Вместе с Бруннисом чуть было не погиб архиеретик с Острал Б Стенли Твидл. В Стар Треке постоянно что-то бабахает. Как-то раз даже бабахнул родной мир ромуланцев. Не гнушаются сверхновыми и пейсатели фантастики от Исаака Озимова до Роберта Сойера.

Если учесть, что первичный нуклеосинтез из нормальных веществ выдал в значимых количествах только водород и гелий, то може