Как будет умирать Солнце: новая версия астрофизиков

До сих пор считалось, что такие звезды очень спокойно завершают основной этап своей эволюции. Теперь выясняется, что это на самом деле происходит гораздо более импульсивно.
Система красного гиганта в представлении художника
Система красного гиганта в представлении художникаИсточник: Freepik

Солнцеподобные звезды сбрасывают свое внешнее вещество отнюдь не так тихо и спокойно, как принято считать, рассказал астрофизик из Калтеха (Калифорнийского технологического института) Джим Фуллер на съезде Американского астрономического общества. Он пришел к такому заключению после моделирования развития событий на последней стадии полноценной «жизни» такого светила — на стадии красного гиганта.

Напомним, любая звезда «живет», пока в ее ядре продолжается нуклеосинтез. Как только топливо для него заканчивается, ядро начинает стремительно сжиматься, а вся внешняя оболочка, наоборот, раздувается до неимоверных размеров: к примеру, наше Солнце, по расчетам, в процессе «старения» и «умирания» совершенно точно поглотит Меркурий и Венеру, а очень возможно, что Земля и Марс тоже не смогут избежать этой участи. Так звезда и становится красным гигантом. По прогнозам, с Солнцем это случится через 5−7 миллиардов лет.

Это стадия временная, и заканчивается она для всех звезд в целом одним и тем же: все внешнее вещество в конце концов полностью отделяется и становится обширным живописным газопылевым облаком, а в самом центре этого облака остается бывшее ядро звезды. В зависимости от степени массивности «умершего» светила ядро превращается либо в белого карлика размером с планету, либо в чудовищно плотную и компактную нейтронную звезду с диаметром астероида, либо и вовсе «схлопывается» в черную дыру. Ядра звезд типа Солнца становятся белыми карликами.

Планетарная туманность Кольцо, в центре которой расположен белый карлик
Планетарная туманность Кольцо, в центре которой расположен белый карликИсточник: https://commons.wikimedia.org/

Процесс сброса вещества у массивных звезд гораздо более понятен, потому что его время от времени наблюдают в космосе повсеместно — это то, что называется взрывом сверхновой. То есть все верхние слои у такой звезды срывает одномоментно и очень эффектно — вспышку видно даже в далекой галактике.

Похожие на Солнце, то есть маломассивные звезды сверхновыми не взрываются: их внешние оболочки сходят постепенно. И Джим Фуллер объяснил, что вещество их действительно отделяется не все сразу, но тихим и мирным этот процесс не назовешь: это происходит в результате спорадических локальных выбросов. Их можно представить как тут и там взрывающиеся атомные бомбы.

А еще интереснее то, что каждый такой взрыв дает звезде небольшой гравитационный толчок, и в результате множества таких толчков их совокупный эффект в конце концов начинает смещать белый карлик в каком-то определенном направлении. Это объясняет, почему некоторые двойные системы распадаются после превращения одной из звезд в белого карлика. Но, по модели Фуллера, может быть и наоборот: звезду таким образом направит к ее компаньону, что неизбежно закончится столкновением и мощным взрывом.

Стоит отметить, что в космосе уже давно наблюдают последствия локальных выбросов вещества маломассивных красных гигантов. Но астрономы видят это как моментальный снимок — мгновение. Очень трудно по одному такому мгновению воссоздать весь процесс старения звезды: он слишком длителен не только для человеческой жизни, но и даже по сравнению со сроком существования всей человеческой цивилизации, поэтому наблюдать его в реальности не представляется возможным. Как раз в этом и помогло компьютерное моделирование.

Ранее ученые попытались рассчитать, если ли у Земли шансы пережить гибель Солнца.