Николай Иванович Шакура - Нейтронные звезды и «черные дыры» в двойных звездных системах

НОВОЕ
В ЖИЗНИ НАУКЕ.
ТЕХНИКЕ

1/1976

СЕРИЯ
КОСМОНАВТИКА. АСТРОНОМИЯ

Н. И. Шакура
НЕЙТРОННЫЕ
ЗВЕЗДЫ
И „ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ“
В ДВОЙНЫХ
ЗВЕЗДНЫХ
СИСТЕМАХ

Н. И. Шакура,
кандидат физико-математических наук

НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ
И «ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ»
В ДВОЙНЫХ
ЗВЕЗДНЫХ СИСТЕМАХ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЗНАНИЕ»
Москва 1976

524
Ш 17

СОДЕРЖАЛ И Е
Как умирают звезды?
..........................................
3
Можно ли наблюдать «умершие» звезды?
.
.
9
Аккреция как источник энергии релятивистских
звезд....................................................................................... 12

Сценарий эволюции нейтронной звезды в двой­
ной системе......................................................................... 17
Двойной радиопульсар и новые методы «взве­
шивания» звезд................................................................. 21
Общие свойства рентгеновскихисточников
.
.
26
«Эпициклы» и «деференты»Геркулеса
Х-1
30
Паруса Х-1—нейтронная звезда с аномально
сильным магнитным полем?...........................................40
Загадка Скорпиона Х-1.................................................. 42
Новоподобные источники
........................................... 45
Дисковая аккреции на «черную дыру» в двой­
ной системе........................................................................ 51
Лебедь Х-1 — «черпая дыра»?.................................... 58
Литература..........................................................................62

Ш 17

Шакура Н. И.
Нейтронные звезды и «черные дыры» в
двойных звездных системах. М., «Знание»,
1976.
64 с. (Новое в жизни, науке, технике. Серия
«Космонавтика, астрономия», 1. Издается ежемесячно
с 1971 г)
В последнее время благодаря интенсивному развитию внеат­
мосферных наблюдений, которые ведутся на спутниках н раке­
тах, был обнаружен новый класс астрономических объектов:
двойные системы с компактными рентгеновскими источниками.
Анализируя их свойства, ученые пришли к заключению, что та­
кими источниками могут быть нейтронные заезды или «черные
дыры», предсказанные ранее теориями относительности и звезд­
ной эволюпии. В брошюре популярно рассказывается об этих
необычных объектах, существенно развивших некоторые паши
представления в области астрофизики.
Брошюра рассчитана на широкий круг читателей, интересую­
щихся последними достижениями и области астрономии и астро­
физики.

20605-045
111 073(02)—76
(g)

„„
73

„
76

Издательство «Знание», 1976 г.

524

Как умирают звезды?
Звезды не вечны. Они рождаются, живут и умира­
ют. Длительное время после образования звезда нахо­
дится практически в неизменном равновесном состоя­
нии. Это устойчивое равновесие обусловлено равенст­
вом сил тяготения, стремящихся сжать звезду, и сил
давления горячего газа и излучения, распирающих ее
изнутри. Ежесекундно с поверхности звезды уходит в
виде излучения огромное количество тепловой энергии.
Эти безвозвратные потери компенсируются выделением
новой энергии в ядерных реакциях, которые протекают
в недрах звезды. До тех пор пока звезда не исчерпает
значительную часть водорода (основного химического
элемента, определяющего запас ядерной энергии звез­
ды), в ее внешнем облике никаких существенных изме­
нений не происходит. Этот запас хотя и велик, но впол­
не ограничен. Например, звезды с массой порядка сол­
нечной (Л1с ~2-1033 г) при их светимости Z-==4-1033
эрг/с «живут» около 10 млрд. лет. С возрастанием мас­
сы звезды сильно увеличивается ее светимость, и для
звезд, имеющих массу Л1~10Л1с, запаса ядерной энер­
гии хватает лишь па ~10 млн. лет.
Что же происходит со звездой, исчерпавшей со вре­
менем свои ядерные запасы? Ясно, что такая звезда
должна сжиматься под действием сил гравитации, ко­
торые начинают преобладать над силами давления в
отсутствии источников тепла. Может ли что-либо при­
остановить это сжатие?
Расчет этого процесса показывает, что звезды с мас­
сой порядка солнечной и меньше должны, постепенно
сжимаясь в процессе эволюции, превращаться в белые
карлики — довольно плотные тела (плотность I05—
3

109 г/см3), имеющие размеры порядка радиуса Земли
(несколько тысяч километров). Сила тяжести в белых
карликах уравновешена давлением вырожденных элек­
тронов, которое обусловлено квантовыми свойствами
плотного электронного газа. У только что образовав­
шегося белого карлика достаточно велики запасы теп­
ловой энергии вещества (кинетической энергии тепло­
вого движения тяжелых частиц — ионов). --">