Скільки зірок гине в нашій Галактиці щороку?
Галактики – це гігантські структури, що тягнуться крізь космос на десятки й сотні тисяч світлових років. Одні можуть бути зовсім маленькі, інші розростаються до гігантських розмірів. Однак кожна з них містить величезну кількість зірок. Вони народжуються й помирають у нескінченному, з погляду людини, процесі. Скільки ж зір помирає щороку в Чумацькому Шляху?
Це досить складне питання, яке потребує багатьох розрахунків, деякі з яких будуються на припущеннях і теоріях. До того ж не варто відкидати ймовірність того, що ми не розуміємо всіх процесів утворення й загибелі зірок або маємо про них хибні уявлення. Наприклад, лише нещодавно вчені зрозуміли, що деякі масивні зорі можуть вмирати без величезного вибуху, відомого як наднова. Вони просто моментально колапсують у чорну діру.
Детальніше про це Ось куди зникли сотні гігантських зірок з нашого неба за останні десятки років
Як гинуть менші й легші зорі
Отож, перш за все потрібно з'ясувати, що означає смерть зорі. Ці величезні кулі гарячого газу, що підтримуються ядерним синтезом, який перетворює водень на гелій всередині ядра, вмирають, коли ядерний синтез у них припиняється. Це може статися двома основними способами, і спосіб загибелі зорі залежить від її маси.
Для зірок малої маси ядерний синтез закінчується, коли весь водень в ядрі зірки перетворюється на гелій. Без тепла і подальшого зовнішнього тиску синтезу зоря колапсує сама на себе. Під час цього колапсу тиск на ядро стає настільки інтенсивним, що гелій, який залишився, починає перетворюватися на вуглець і вивільняти енергію. Зовнішня атмосфера зорі роздувається і стає червонуватою, створюючи так званий червоний гігант.
Червоний гігант в уявленні художника / Фото Nineplanets.org
Зрештою, зірка скидає цю пухку атмосферу в космос, залишаючи після себе щільний об'єкт, відомий як білий карлик. Близько 97% зірок у Чумацькому Шляху, включаючи Сонце, приречені стати білими карликами.
Астрономи можуть бачити білі карлики, тому що вони випромінюють унікальний світловий почерк. Вчені використовують цю інформацію, а також швидкість зореутворення і загальну кількість зірок, щоб з'ясувати, скільки зірок гине щороку. За підрахунками, один білий карлик утворюється кожні два роки.
Як гинуть масивні зорі
Для зірок, маса яких у вісім і більше разів перевищує масу Сонця, існує інший процес смерті. Ці масивні об'єкти складають лише близько 3% зірок Чумацького Шляху, але їхній вплив вражає. Це дійсно сильні, енергійні події, які відчуваються й можуть спостерігатися за тисячі світлових років.
Така зірка збирає в своєму ядрі все важчі й важчі елементи, зрештою стаючи настільки масивною, що не може протистояти гравітації. В результаті відбувається величезний вибух, який називається надновою. Ядро зірки живе далі як нейтронна зоря або чорна діра.
Через гравітаційні відхилення світло огинає чорну діру так, що для спостерігача здається, ніби її задній край припіднятий доверху / Малюнок NASA
Останнє зафіксоване спостереження наднової у Чумацькому Шляху відбулося у 1604 році, проте, за оцінками астрономів, наднові в галактиці трапляються один-два рази на століття.
Чому ж у нашій галактиці вже понад 400 років не вдається виявити жодного з них? Спостереження астрономів ускладнюються формою Чумацького Шляху та щільними хмарами газу та пилу.
По інший бік галактичного центру можуть спалахувати наднові. Але між нами стільки всього, що ми їх не побачимо,
– каже Джеймс Де Буйзер, науковий співробітник Інституту пошуку позаземного розуму (SETI).