Яких зір у Всесвіті більше – «згаслих» чи діючих?

Слід від молодої Наднової, 20,000 світлових років від Землі, сузір'я Кентавр.

З цим питанням я звернулася до відомого українського астронома Івана Крячка, засновника і шеф-редактора науково-популярного журналу "Наше небо. observer". Як виявилося, астрономи мають на ці та подібні питання чіткі відповіді.

Вивчаючи природу зір, астрономи можуть сказати, наскільки старим є наш Всесвіт. Як розповідає Іван Крячко, у Всесвіті ще триває процес утворення нових зір. Проте більшість із нині наявних зірок – червоні карлики, тобто «старі» зорі. Якщо є «старі», то є й ті, що вже замовкли.

Яких же зір у Всесвіті більше – «згаслих» чи діючих?
Перш ніж почути відповідь на це питання, варто дізнатися, як протікає життя зірок у неозорому просторі. За останні 10-20 років наука дізналася про зорі більше ніж за попередні 200 років. Але й ці знання постійно поповнюються новими відкриттями. Попри страхітливі надумані цифри, якими оперують астрономи (вік Всесвіту на сьогодні вимірюється 14 млрд. років, а життя окремої зірки – десятками і сотнями млн. років), наука чітко говорить – Всесвіт має кінцевий вік.

Мислителі древнього світу, які володіли приголомшливими знаннями з таких світоглядних проблем, як безмежність світу, множинність сонць і планет у Галактиці, атомна структура речовини, нічого не знали про те, що зорі можуть змінювати свій блиск. А такі спостереження, зазначимо, можна здійснювати неозброєним оком.
Про те, що зірки здатні змінювати свою яскравість, люди довідалися тільки у XVI віці. Чому так? У зв’язку з цим фактом дозволю собі зробити наступне припущення. Можливо, люди стародавнього світу і середніх часів бачили «молоді» стабільні зорі, а на нашу долю випало спостерігати завершальний етап еволюції перших зірок?
 

Життя зірки починається з явища гравітаційної нестійкості. У Всесвіті є багато місць, де формуються зорі: однією з таких локацій може бути газо-пилова хмара. Новонароджена зоря випромінює велику кількість енергії. Джерелом її світіння є енергія гравітаційного стискання, що перетворюється в тепло. Коли температура ядра молодої зорі сягне 10 000 000°К, у ньому запускається термоядерна реакція, починає горіти водень. Закінчується процес її ущільнення і зоря стабілізується. Стабільний період життя зорі закінчується тоді, коли в її ядрі вичерпуються запаси водневого пального. Далі з нею відбуваються кардинальні зміни, які залежать від її початкової маси. Кінцевий етап існування зорі малої маси (про його тривалість зараз не йдеться), до 2 сонячних, полягає в тому, що ядро повільно стискається, оболонка значно розширюється, температура зовнішніх шарів спадає і зоря перетворюється в червоний гігант. Далі запускаються реакції з перетворення гелію у вуглець, а згодом – і в кисень. Після того, як ввесь гелій у ядрі зорі вигорить, ядро знову стискатиметься. Відтак оболонка зорі вчергове розшириться і врешті-решт, унаслідок теплового вибуху, буде скинута у міжзоряний простір. Вироджене ядро перетвориться в білий карлик. Поступово охолоджуючись, білий карлик стане майже червоним карликом. Радіус таких зір можна порівняти з радіусом планет земного типу. Як бачимо, перш ніж стати червоним карликом, зоря долає доволі складний і довгий шлях.
Інакше, ніж зорі малої маси, закінчують своє існування масивні зорі, до 8 разів масивніші за Сонце. Що масивніша зоря, то менше часу вона існує у стабільному стані. Масивні зорі, до 3 мас Сонця, врешті-решт, після потужного вибуху, перетворюються у пульсари (нейтронні зорі), а наймасивніші закінчують своє існування як чорні діри. Зорі долають конкретний еволюційний шлях, з часом зазнаючи зміни фізичних характеристик, хімічного складу та внутрішньої будови.
Зорі різних спектральних класів мають різну ефективну температуру й різний візуальний колір: від яскраво-блакитного (гарячі) до темно-червоного (холодні).

«Живі» зорі, зазначає Іван Крячко, значно переважають кількістю тих, що вже «згасли» (тобто перетворилися в нейтронні зорі чи чорні діри). Та при цьому, як мені думається, варто пам’ятати, що більшість із них – це червоні карлики, малі й відносно холодні зорі. Зірки цього типу випромінюють дуже мало світла. Цікаво, що сяють вони світлом не червоного, а радше вохристо-жовтуватого відтінку. Вважається, що через малу швидкість згоряння водню червоні карлики мають дуже велику тривалість життя. У таких об’єктах неможливі термоядерні реакції за участю гелію, тому поступово вони стискаються й дедалі більше нагріваються, поки не витратять увесь запас водневого палива. Згодом такі зорі перетворюються у блакитні, а відтак — у білі карлики з гелієвим ядром. Астрономи вважають, що з моменту створення Всесвіту минуло ще не настільки багато часу, аби червоні карлики вже почали «згасати». У житті зір усе так умовно – згасання не є повноцінним згасанням, розширення насправді означає зменшення, і навіть вибух не веде до миттєвого зникнення. Зорі живуть, а коли й вибухають, то цим тільки сприяють появі нових.
Дякую Івану Крячку за відповідь на мої питання.


За матеріалами: http://astrosvit.in.ua, http://www.astroosvita.kiev.ua, http://chandra.si.edu/photo/2007/g292/, youtube V7 Studio TV ©2015 The new channel "Astronomy In UA", статті Вікіпедії.