Кратные звезды и жизнь

Существует расхожее заблуждение, что подобно Солнечной системе во всех иных также львиная часть исходного материала собирается в центре и образует звезду, а остальная мелочь - планеты. Однако это далеко не так. От 30 до 50 % звезд образуют двойные, тройные и более сложные системы. Периоды обращений в некоторых системах составляют от нескольких лет до тысячелетий. В других случаях звезды настолько близки, что неразличимы в телескоп, и двойственность доказывается спектральными наблюдениями. Период WZ Стрелы равен 80 минутам. Наличие сопутствующих тел, в том числе больших планет, можно обнаружить также по колебаниям звезды. В созвездии Лиры есть кратная звезда, в которой две пары двойных звезд.

Теоретическая механика не запрещает весьма произвольное распределение масс в звездной системе, но она оставляет в стороне процессы в самих звездах, существенно отличающие звезды от планет. Планета сама по себе могла бы существовать бесконечно долго, пока ее не уничтожат внешние силы. А звезды выгорают, причем чем больше звезда, тем быстрее. Существует вселенский закон, согласно которому звезды с массой на 20% больше солнечной кончают свою жизнь грандиозным взрывом.

При близком расположении звезд мощные приливные силы могут образовывать общую газовую оболочку для пары звезд. Вещество может просто перетекать с одной звезды на другую. Наличие близкой звезды может полностью смазывать классическую картину эволюции звезд, в частности, переходу в стадию красного гиганта (которая когда-то предстоит нашему Солнцу). По расчетам астрономов спутник Сириуса потерял таким образом 70% своей массы, которая сейчас составляет 0.9 от солнечной.

В отличие от планет, соотношение масс в паре звезд не может быть произвольным, так как их пути эволюции быстро разойдутся, и пара относительно быстро исчезнет с небосклона. Кроме того, масса должна быть немалой, чтобы звезда вообще загорелась.

С другой стороны, система из вращающихся масс может быть устойчивой только в двух случаях: когда подавляющая часть вещества сосредоточена в одном теле, либо таких тел в системе всего два (а также в схожих ситуациях, когда, например, основная масса находится в паре близких звезд). Существует еще одно расхожее заблуждение, что в сложной системе вращение спокойно идет вокруг общего центра масс. Однако, это не так. Во всех случаях, кроме двух указанных, система быстро идет вразнос. Даже в простейшем учебном примере из трех тел поведение предсказать крайне трудно, не исключается, что одно из этих тел может вообще вылететь из системы и никогда более в нее не вернуться.

Ввиду всех перечисленных причин распространенность кратных звезд выглядит несколько странной. И она не сулит ничего хорошего для образования планетных систем и соответственно жизни на них. При паре примерно равных звезд даже образовавшаяся где-то планета не найдет между этими звездами ни одной устойчивой орбиты. Все вещество либо будет падать на эти звезды, либо распылится на очень большом расстоянии от обеих.

В уменьшенном виде проблема планетообразования видна в Солнечной системе на примере Юпитера, которому не хватило еще в 10 раз больше массы, чтобы стать звездой. Как полагают, пояс астероидов между орбитами Юпитера и Марса - это материал для "планировавшейся", но не образовавшейся планеты. Именно на этой орбите причудчивым и довольно хаотическим образом сочетаются гравитационные силы Солнца и Юпитера, которые не дают астероидам объединиться в более крупные образования, хотя эти силы все же не столь велики, чтобы вообще разметать пояс астероидов. Впрочем, все между орбитой Юпитера и поясом оказалось разметано.

Влияние Юпитера сродни эффекту разрыва тел при падении в черную дыру. Хотя никто этого не видел, но в теории считают, что ближайшая к дыре часть тела будет испытывать гораздо большее притяжение, чем более отдаленная, вплоть до того, что будут разорваны даже атомы. Ну, до атомов в Солнечной системе явно не дойдет, но подобным образом Юпитер растаскивает любые два осколка. То же самое делает, конечно, Солнце со всеми планетами, но их гравитация намного пересиливает эффект растаскивания. Самое большее, что удается сделать Солнцу в этом плане на Земле, так это приливы в океане, да и те на порядок слабее, чем от Луны.

У планет при паре не слишком близких звезд проблемы возникли бы не с перегревом, как можно подумать, а скорее с отсутствием достаточного тепла, поскольку по законам механики они могли бы находиться на устойчивой орбите только довольно далеко от своих звезд. Наоборот, при близких звездах их взаимодействие обещает планетам массу катаклизмов. При перетекании вещества с одной звезды на другую возможны периодические вспышки, способные выжечь окружающие планеты.

Хотя во Вселенной не наблюдаются столкновения звезд, но взаимодействие и обмен веществом между ними несомненны и особенно активно происходят в центрах галактик. Эти центры во многом являются загадкой, так как у нашей Галактики он сильно затруднен для исследования, поскольку экранирован множеством звезд, лежащих в плоскости Галактики. А центры соседей слишком далеки для наблюдений.

Долгое время астрономы полагали, что ничего нового в центрах нет, кроме большей концентрации звезд. Потом решили, что там должна быть очень большая масса. Но и ее не хватило, чтобы объяснить устойчивость галактик. И тогда придумали темную материю... Это уже отдельная тема. Но оглядываясь на особенности кратных звезд, нетрудно предположить, что центры галактик не обделены аналогичными проблемами, причем в гораздо большем масштабе.

При значительно большей средней плотности вещества ближе к центрам галактик гораздо быстрее происходит звездообразование, скапливаются крупные массы и соответственно быстрее сгорают, причем преимущественно с гигантским взрывом. Напомню, что для взрыва не так уж много надо, наше Солнце лишь чуть-чуть не дотянуло до взрывоопасной массы.

Любой взрыв разносит огромные массы на орбиты других звезд и быстро разрушает порядок, который там только чуть начинает устанавливаться. А приток вещества еще более склоняет звезду к взрывоопасности и ускоряет созревание тех, которые и так собирались разнести все вокруг. Налицо прямая тенденция нарастания хаотических явлений. Все это явно не способствует образованию планет и зарождению жизни.

Хаотическое перемешивание вещества имеет серьезные последствия. Здесь сталкиваются две противоположные тенденции. С одной стороны, несущемуся с огромными скоростями веществу трудно во что-либо собраться. С другой, отсутствие преобладающих направлений, орбит и центробежных сил делает огромное облако звезд более однородным и открывает простор гравитационным силам для его сжатия. Для сравнения можно напомнить, что схлапывание звезд не происходит исключительно потому, что ядерные реакции поддерживают высокую температуру и, значит, скорость частиц. У скопления звезд нет такого общего источника тепла, а потому схлапывание для скопления более чем вероятно. Однако механизм этого, понятный в принципе, не наблюдался и остается неясным.

По современным представлениям в центрах галактик находятся черные дыры с огромной массой. Вообще, такие дыры могут образовываться в результате взрыва звезд с массой в 10 раз больше солнечной, но масса дыры получается невелика. И ввиду разреженности межзвездного вещества представляется весьма проблематичным, чтобы эта масса могла далее существенно вырасти. По-видимому, происхождение дыр в центрах галактик совсем иное и лежит в плоскости более масштабных процессов эволюции Вселенной. Н.В.Невесенко
Нажми «Нравится» и читай нас в Facebook!

По теме Кратные звезды и жизнь

Письмо 5. Программа на жизнь или жизнь по программе?

Дорогой читатель! В прошлом письме мы размышляли о таинственных и необъяснимых...
Журнал

Виртуальная жизнь и реальная жизнь

Начнём с того, что понятие виртуальная жизнь - самое глупое, бессмысленное и...
Журнал

Звезды над куполами

Есть в нашем небольшом северном городе огромный православный храм. Называется он...
Журнал

Волосатые звезды

Природа комет издавна интересовала любознательное человечество. Вавилоняне и...
Журнал

Про гиперскоростные звезды

Российский астроном Василий Гварамадзе из ГАИШ МГУ разрешил загадку...
Журнал

Нейтронные звезды

Пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звезды, которые могут...
Журнал

Опубликовать сон

Гадать онлайн

Пройти тесты

Популярное

К чему саморегулируется Земля?
Работа канала-подъёмника