АСТРОНОМІЯ - ДИТЯЧА ЕНЦИКЛОПЕДІЯ - ФОЛІО 2005

VII

КОСМІЧНІ КАТАСТРОФИ

image106

І він зібрав їх на місце, що називається єврейською Армагеддон.

Сьомий Ангел вилив чашу свою на повітря:

і з храму небесного від престолу почули гучний голос, що казав: сталося!

І були блискавки, грім та голоси, і зробився великий землетрус,

яких не було відтоді, відколи люди на землі...

Одкр. 16:16-18

image107

Як і весь Всесвіт, так і життя, і Земля у сучасному її вигляді народилися внаслідок великих катастроф. Наше існування як домінуючого виду живих істот теж стало можливим завдяки великій катастрофі, що сталася близько 65 мільйонів років тому. Чому? А ви уявіть собі, якщо б динозаври не вимерли. Можливо, ми би просто були ланкою в їх харчовому ланцюзі і не більше?

То чому ж ми приділяємо стільки уваги катастрофам, іноді просто вигадуємо їх на порожньому місці?! Згадайте, скільки разів пророкували кінець світу за ваш вік! Напевне, уже не з цікавості, а тому, що завершити своє існування ми також можемо внаслідок однієї з імовірних космічних катастроф. Тож познайомимося з найцікавішими та найдраматичнішими подіями, що відбуваються на теренах Всесвіту.

Адже недарма кажуть: страх породжується незнанням.

Вибухи Нових та Наднових

Як ми з вами вже знаємо, у житті кожної зірки настає такий драматичний момент, коли паливо в її надрах добігає свого кінця і вона стає неспроможною опиратися гравітаційному стисненню. Закінчується її існування колапсом — швидким зменшенням розміру, що супроводжується деякими побічними процесами. Для маломасивних зірок цей колапс не набуває якихось вагомих катастрофічних наслідків — вона просто стискається, з часом охолоджується і закінчує своє життя білим карликом або нейтронною зорею.

image108

Планетарна туманність М57«Кільце» у сузір’ї Ліри. Фото: Космічний телескоп імені Хаббла

Що ж до зірок, маса яких перевищує 3—5 мас Сонця, то фінальний етап їхньої еволюції, як правило, драматичніший. Особливо це виражено для зірок з масою понад 10 мас Сонця. Ці зірки-діаманти живуть не так довго (звичайно, за космічними уявленнями). Проте протягом свого життя вони дарують нам своє світло і прикрашають наше небо!

Як ми вже знаємо, наприкінці свого існування масивні зорі мають у своєму складі такі важкі метали, як, наприклад, залізо. Це стає можливим завдяки винятково високій температурі та інтенсивності ядерних процесів, що відбуваються у надрах таких зір. Отже, залізне ядро, що формувалося століттями, має масу приблизно таку ж, як маса нашого Сонця, і розмір майже як наша Земля. Але настає такий момент, коли навіть це ядро стає неспроможним опиратися силам гравітації. Електрони починають взаємодіяти з протонами і формують нейтрони. Масивне залізне ядро вмить (за долі секунди!) стискається до діаметру всього-на-всього кілька кілометрів та стає просто кулею з нейтронів.

Протягом цього гравітаційного колапсу виділяється неймовірна кількість енергії — у сотні разів більше, ніж дасть Сонце протягом усього свого життя за 10 мільярдів років! Куди йде вся ця енергія? Вона направляється у Всесвіт у вигляді світла та потужної вибухової хвилі. Це — вибух Наднової зірки. Якщо цей процес проходить менш масштабно, то зорю, що вибухнула, називають Новою, проте ця класифікація не дуже сувора.

image109

Планетарна туманність NGC 6543 «Котяче око» — залишок від маломасивної зірки.

Фото: Космічний телескоп імені Хаббла

Новими та Надновими ці зорі називають за традицією, що склалася історично. Справа в тому, що в результаті такого вибуху блиск зорі зростає у декілька сотень разів та вона стає яскравішою на кілька (або десять і більше) зоряних величин. Наприклад, якщо Бетельгейзе — яскрава зірка у сузір’ї Оріона, — вибухне як Наднова, то на іншому небі вона буде більш ніж у 10 разів яскравішою за повний Місяць! Тож на небі спостерігачі просто бачать «нову» зірку, якої раніше на цьому місці не було. Часто на місці Нових та Наднових за декілька місяців чи років до вибуху навіть на потужних фотографіях не знаходять нічого, окрім дуже слабких зір.

Є ще одна цікава деталь, яка вказує на велику енергію, що вивільняється у момент вибуху Нової або Наднової, а також надає нам можливість для їх подальшого вивчення. Справа в тому, що в момент вибуху колапсує тільки ядро (з утворенням нейтронної зірки). Проте верхні шари колишньої зірки зі страшною силою викидає ударною хвилею, і вони розповсюджуються навколо зорі, формуючи так звані планетарні туманності, — дуже красиві для спостереження об’єкти.

Одним із найвідоміших залишків вибуху Наднової є Крабоподібна туманність, що знаходиться у сузір’ї Тельця. Ця туманність розширюється у просторі та має нейтронну зірку в центрі, що підтверджує її походження. Якщо відрахувати розширення Крабоподібної туманності назад, то ми отримаємо приблизну дату вибуху Наднової — близько 1100 року н. е.

image110

Планетарна туманність М2-9 із подвійним викидом речовини. Фото: Космічний телескоп імені Хаббла

image111

Кільця у залишку від Наднової SN1987A. Фото: Космічний телескоп імені Хаббла

Найяскравішою Надновою була зірка в сузір’ї Вовка, яку спостерігали у 1006 році н.е. На основі багатьох свідчень та записів спостережень, які збереглися, можна зробити висновок, що Наднова мала видиму зоряну величину близько -10т, що можна порівняти із зоряною величиною Місяця. Положення цієї Наднової ідентифіковано за відомим залишком — об’єктом за номером PKS 1459-41, що випромінює електромагнітні хвилі у радіо- та рентгенівському діапазонах. Відстань до Наднової оцінюється у 3260 світлових років. У момент максимальної яскравості усі Наднові досягають приблизно рівних абсолютних зоряних величин, проте їхня видима яскравість залежить від відстані та кількості газу і пилу на шляху до спостерігача. Наступною за яскравістю була Наднова 1054 року, в результаті вибуху якої з’явилася Крабоподібна туманність у сузір’ї Тельця. Її видима зоряна величина у максимумі блиску досягла -5m.

Історичні записи династії Сунг у Китаї містять цікаве свідчення: «У перший рік періоду Чі-хо, п’ятий Місяць, у день хі-чоу, зоря-гостя з’явилася приблизно у декількох [градусах — прим, за цитатою] у південно- східному напрямку від Тьєн-куана. Більш ніж рік потому вона поступово стала невидимою». Цей опис несподіваної появи та поступового зникнення «зірки-гості» дає нам підстави підозрювати опис спостереження вибуху Наднової. До того ж положення «у південно-східному напрямку від Тьєн-куана» відповідає положенню Крабоподібної туманності у Тельці. Понад те, дата за китайським календарем свідчить, що зазначена подія мала місце 4 липня 1054 року, тобто точно вказує нам на те, коли Наднова Краба стала спостерігатися з Землі. Описи цієї Наднової з’являються також у японських, арабських та давньо- американських джерелах. Цікаво, що європейці ніяк не засвідчили цю подію.

З давніх часів описані декілька спостережень Наднових, зокрема у 1006, 1054, 1572 та у 1604 роках. Усі вони відбулися у нашій Галактиці. Так, вибух Наднової 1572 року спостерігав відомий астроном Тіхо Брате, а в 1604 році свідком космічної катастрофи став Йоган Кеплер. З 1604 року в нашій Галактиці вибухів Нових та Наднових більше не зареєстровано. Проте з удосконаленням техніки та спостережного інструментарію, доступнішими стають спостереження Нових та Наднових, що відбуваються в інших галактиках. Так, яскравою подією стало спостереження спалаху Наднової SN1987A у Великій Магеллановій Хмарі, галактиці-супутнику Молочного Шляху.

Останніми роками відкриття та спостереження Нових та Наднових в інших галактиках, навіть і не зовсім сусідніх, стає дедалі звичайнішою справою. Щороку їх відкривають кілька десятків. Проте чи може це мати катастрофічні наслідки для Землі? Хіба що Наднова спалахне зовсім близько, але таких зірок серед сусідів Сонця просто немає.

image112

Панорама району вибуху Наднової SN1987A. Фото: Космічний телескоп імені Хаббла


Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити