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

Поэтому эти
объекты, постепенно угасая, еще долгое время (в те­
чение нескольких сот миллионов лет) излучают энер­
гию. Наблюдаются белые карлики в большом количе­
стве в виде слабосветящнхся (по сравнению с обычны­
ми звездами) голубых объектов.
Однако не у всех звезд заключительные этапы эво­
люции протекают так спокойно и умиротворенно. В на­
чале 30-х годов нашего столетия известный астрофизик
С. Чандрасекхар показал, что для звезд t массой боль­
ше чем 1,2 Мс давление вырожденных электронов уже
не в состоянии противодействовать возрастающей силе
гравитации, и такие звезды должны сжиматься дальше.
И если менее массивные звезды медленно сжимаются
по мере исчерпания ядерных запасов в их недрах и
белый карлик, так сказать, постепенно «вызревает»
внутри звезды, то в жизни массивных звезд (М>
>1,2 Мс) наступает момент, когда они теряют свою
механическую устойчивость и начинают сжиматься к
своему центру так быстро, что сжатие принимает ха­
рактер катастрофы. Плотность в центре таких ката­
строфически сжимающихся звезд быстро возрастает н
за короткое время достигает значений, характерных для
внутренней плотности атомного ядра (10й—10,в г/см3).
Изучая процесс сжатия (коллапса) звезд, ученые
предсказали ряд возможностей дальнейшей судьбы та­
ких звезд. Как было показано в ряде работ 1930-х го­
дов (автором одной из них был молодой тогда Л. Д.
Ландау), при сжатии звезды до плотности порядка
10н—Ю15 г/см3 возможно новое устойчивое состояние.
Вещество звезды при такой плотности практически пол­
ностью превращается в нейтроны. В этом необычном
состоянии возросшая при сжатии в миллиарды раз сила
гравитации уравновешивается давлением вырожденно­
го нейтронного газа. Такие объекты были названы ней­
тронными звездами.
Радиус нейтронной звезды составляет всего не­
4

сколько километров. При коллапсе звезды, имевшей
перед его началом размеры порядка нескольких мил­
лионов километров, до радиуса в несколько километ­
ров, за короткое время выделяется гигантское количе­
ство энергии, приводящее к взрыву внешних частей
звезды и их разлету со скоростью порядка десятков ты­
сяч километров в секунду. Значительная часть энергии
при этом процессе уходит в виде электромагнитного
излучения с поверхности звезды, так что ее светимость
в течение нескольких десятков дней после взрыва ста­
новится сравнимой с общей светимостью всех звезд Га­
лактики. Такой взрыв получил название вспышки
Сверхновой. Типичным примером является Сверхновая,
вспыхнувшая в 1054 г. в нашей Галактике в созвездии
Тельца, на месте которой мы сегодня наблюдаем зна­
менитую Крабовидную туманность (остаток этого гран­
диозного взрыва). Обнаружение в 1968 г. в центре Кра­
бовидной туманности источника импульсного радиоиз­
лучения— пульсара NP 0532, являющегося, по мнению
большинства специалистов, вращающейся нейтронной
звездой, подтвердило вывод, который был сделан тео­
ретиками несколько десятилетий назад.
Всегда ли коллапс звезды заканчивается образова­
нием нейтронной звезды? Расчеты показывают, что к
моменту начала катастрофического сжатия звезды в ее
внешних частях еще остается значительное количество
вещества, не принимавшего участия в ядерных реакци­
ях. И при быстром сжатии звезды не исключена дето­
нация этого вещества (ядерный взрыв), при которой
выделяется энергия, достаточная для того, чтобы пол­
ностью разбросать вещество звезды в окружающем про­
странстве. От звезды в этом случае останется лишь рас­
ширяющаяся газовая туманность и никакой нейтронной
звезды не образуется. Отсутствие пульсаров в некото­
рых остатках вспышек Сверхновых как бы свидетельст­
вует в пользу этого варианта. Вероятно и то, что мы
по каким-либо причинам просто не можем их там обна­
ружить. Во всяком случае, нельзя с полной уверен­
ностью говорить о существовании остатков взрыва
Сверхновых, в которых нет нейтронных звезд.
Имеется еще один путь, по которому может проте­
кать коллапс звезды, — процесс неограниченного реля­
тивистского коллапса. Спустя несколько лет после вы­
вода о возможном существовании нейтронных звезд
5

американский физик Р. Оппенгеймер и его сотрудники,
рассчитывая равновесные конфигурации нейтронных
звезд, обнаружили, что эти объекты с массой, --">