class="p1">Описанная картина может быть не точна в деталях и она не описывает всех возможностей. При определенных условиях могут вспыхивать, как сверхновые, и не очень массивные звезды, с массой не сильно превышающей солнечную. Не обязательно в результате взрыва образуется нейтронная звезда или черная дыра: звезда может взорваться полностью, без остатка. Важно, что при взрыве освобождается гигантская энергия и разбрасываются в пространство синтезированные в звезде химические элементы. В белых карликах синтез элементов не продвинулся дальше углерода, но и он, в конечном итоге, оказывается запертым в недрах черного углеродного карлика, в который после остывания превратится белый карлик. Взрыв же сверхновых звезд обеспечивает процесс космического метаболизма: он обогащает межзвездную среду, из которой формируются новые поколения звезд. Звезды первого поколения сформировались из вещества, которое образовалось на ранних стадиях развития Вселенной. Они состояли практически целиком из водорода (70 % по массе) и гелия (30 %) с небольшой примесью бериллия, лития и бора (меньше одной миллионной). Вероятно, это были массивные звезды, которые давно закончили свою эволюцию, взорвавшись, как сверхновые, и разметав по Галактике тяжелые элементы от углерода до урана. Самые старые звезды, которые наблюдаются сегодня, относятся ко второму поколению; они содержат уже заметную долю тяжелых элементов, хотя значительно меньшую, чем звезды следующего третьего поколения, к которому принадлежит и наше Солнце. Существенно, что, как сверхновые, взрываются, в основном, массивные звезды, которые очень быстро эволюционируют н, следовательно, за время существования Галактики сверхновые звезды многократно обогащали межзвездную среду.
Итак, звезды формируются из межзвездной среды путем гравитационной конденсации диффузной материи. Они проходят длительную стадию главной последовательности, когда устойчивое состояние звезды обеспечивается за счет ядерных реакций превращения водорода в гелий. Затем следует более короткая стадия красного гиганта, когда жизнь звезды поддерживается за счет горения гелия. И наконец, наступает заключительная фаза, когда, в зависимости от массы звезды, она либо превращается в белый карлик и медленно угасает, унося с собой в черную могилу накопления своей жизни, либо взрывается, как сверхновая, щедро разбрасывая в пространство плоды своего творчества для использования их в следующих поколениях звезд. Вспышка света необычайной яркости оповещает всех, кто может ее увидеть, об этом подвиге самоотверженности звезды, отдающей себя, свою материю, свою сущность во имя продолжения Беспредельной Нити Жизни Космоса. Умирая, она, подобно фениксу, возрождается вновь в поколениях звезд, которые приходят ей на смену.
2.1.4. Звездная система — Галактика.
Мы познакомились с миром звезд, с их свойствами, с тем, как они рождаются, живут и умирают. Теперь нам предстоит краткое знакомство с той страной, в которой они обитают, — с грандиозной звездной системой Галактикой, имеющей размер более 100 тыс. св. лет и содержащей порядка 1011 звезд. Напомним, что в Галактике астрономы измеряют расстояние в парсеках (1 пк = 3,26 св. года) или килопарсеках.
Большинство наблюдаемых звезд Галактики сосредоточено в плоском диске с небольшим сферическим утолщением в центре. Поперечник диска около 30 килопарсек (кпк), толщина — в десятки раз меньше; поперечник центрального утолщения (иногда его называют «балдж») составляет около 4 кпк. Диск с балджем окружены звездным гало сферической формы, размер которого около 20 кпк. Диск и гало — две основные подсистемы звездного населения Галактики. Предполагается, что вокруг этой «видимой» части Галактики простирается еще невидимая галактическая корона, образуемая очень слабыми звездами, присутствие которых обнаруживается только по их суммарному гравитационному полю. В центре Галактики расположено компактное ядро размером около 20 пк. Схематически строение Галактики показано на рис. 2.1.22.Солнце относится к населению диска, оно расположено на периферии Галактики, ближе к краю диска, на расстоянии около 8 кпк от центра и лежит почти точно в плоскости симметрии диска (на расстоянии 20 пк над нею). Земной наблюдатель видит диск «с ребра», и огромное число удаленных звезд сливается для него в светящуюся полосу Млечного Пути, который в безлунную ночь хорошо виден на небе невооруженным глазом. Отсюда происходит и название нашей звездной системы — Галактика, т. е. звездная система Млечного Пути («галактикос» по-гречески означает молочный[110]). Звезды, видимые невооруженным глазом вне полосы Млечного Пути, — это звезды диска, расположенные близко к Солнцу, поэтому они наблюдаются на больших углах по отношению к галактической плоскости.
Рис. 2.1.22. Схема строения Галактики (вид с ребра)
Концентрация звезд в окрестности Солнца соответствует приблизительно одной звезде на 8 кубических парсеков. Это значит, что среднее расстояние между звездами составляет около 2 пк (или 6,5 св. лет). В центральных областях Галактики концентрация звезд в миллион раз выше, а расстояние между ними в 100 раз меньше, чем в окрестностях Солнца.
Рис. 2.1.23. Мозаичная фотография Млечного Пути
Рис. 2.1.24. Траектории вращения звезд вокруг центра Галактики.В одной плоскости лежат орбиты звезд галактического диска, а пересекают плоскость орбиты звезд гало (сферической составляющей)
Звезды двух основных составляющих — диска и гало отличаются возрастом (а, следовательно, химическим составом) и характером движения. В состав гало входят наиболее старые звезды Галактики, относительно бедные тяжелыми элементами. Звезды диска более молодые, и они богаче тяжелыми элементами по сравнению со звездами гало.
Важно подчеркнуть, что Галактика представляет собой не просто случайное скопление гигантского количества звезд, а динамическую систему, в которой составляющие се элементы совершают упорядоченное движение под действием центральной силы, определяемой суммарным тяготением галактической материи. Если мы выделим 100 или 1000 звезд в окрестности Солнца — они не образуют динамическую систему, а вот Галактика в целом является такой системой.
Звезды диска обращаются вокруг ядра Галактики по почти круговым орбитам, лежащим приблизительно в одной плоскости. При этом все они обращаются в одну сторону. Скорость их движения зависит от расстояния от центра Галактики. Для звезд в окрестности Солнца скорость галактического вращения составляет приблизительно 200 км/с, это соответствует полному периоду обращения вокруг центра Галактики примерно за 250 млн лет. Звезды сферической составляющей обращаются вокруг центра Галактики по сильно вытянутым эллиптическим орбитам, наклоненным под всевозможными углами к плоскости диска (рис. 2.1.24)[111]. Такой характер вращения напоминает вращение тел Солнечной системы. Звезды диска движутся подобно плане там, а звезды гало — подобно кометам. По-видимому, это связано с тем, что процесс формирования Галактики и Солнечной системы имеют общие черты.
Характерной особенностью Галактики является ее спиральная структура. Собственно говоря, спиральная структура относится не ко всей Галактике, а лишь к ее диску. Если бы мы могли посмотреть на нашу Галактику со
