Почему массивные звезды умирают молодыми: учёные раскрыли секрет звёздной жизни и смерти
От 10 км до орбиты Земли
Астрономы измерили тысячи звёзд и обнаружили поразительное: разброс в размерах колоссален, а вот по массе звезды удивительно похожи. Почему красный сверхгигант может быть больше орбиты Земли, но весить всего в 20 раз больше Солнца? И почему самые массивные звезды обречены на короткую и яркую жизнь?
Измеренные (или подсчитанные) радиусы звёзд отличаются большим разнообразием. Есть звезды, которые существенно меньше Солнца. Их называют белые карлики. Их диаметры составляют десятки тысяч километров, то есть сравнимы с размерами Земли. Есть ещё более «мелкие» нейтронные звезды, с поперечником всего несколько километров. А имеются в Галактике и красные сверхгиганты — столь крупные, что, если мысленно поставить их на место Солнца, внутри такой звезды окажутся орбиты нескольких планет Солнечной системы (включая Землю!). Разумеется, вещество в звёздах разных размеров находится в совершенно разном состоянии.
Важнейшей характеристикой звезды является её масса. Очень многое зависит от того, как много вещества собралось в одном месте и породило звезду. От массы зависит весь жизненный путь звезды. У массивных звёзд в недрах возникают очень высокое давления и температура, что способствует бурному выделению энергии. Светимость такой звезды высокая, запасы ядерного топлива расходуются быстро, и эта активная жизнь оказывается, увы, недолгой. А вот маломассивные звезды расходуют свою энергию более экономно, и время их жизни намного больше.
Измерение массы звезды обычно делается на основе закона всемирного тяготения. Это возможно, когда мы имеем дело с двойной системой: параметры взаимного движения составляющих пару звёзд зависят от их массы, которая вычисляется. Для одиночной звезды массу обычно оценивают по её светимости: чем больше масса, тем больше светимость.
Оказалось, что разбег по массам у звёзд значительно меньший, чем по светимости или размерам. Нет звёзд с массой менее 0,1 массы Солнца. Условия в центре таких объектов недостаточны для начала термоядерных реакций — звезда «не вспыхивает». Нет звёзд с массой более 100 масс Солнца.
Оказывается, можно получить данные даже о столь далёких от людей телах, как звезды. А имея эти данные, можно порассуждать о том, как эти звезды устроены.
