Самые редкие звёзды: Голубые карлики

Звёзды — изумительные объекты. И в первую очередь они могут поразить привычный к планетарным масштабам разум своим размером. Обычно, он маленький. На Земле карликовость считается исключением, но у звёзд всё иначе: она является нормой. Исключения редки. Не больше 5% светил имеют относительно крупные размеры, — от половины солнечной массы и выше.

Карлики, если они звёзды, как правило являются красными, коричневыми или оранжевыми. Имеется в виду цвет. О политических взглядах звёзд ничего не известно. И если коричневые, карлики заслуживают отдельного рассмотрения, то блок красных и оранжевых (массой от 0.077 до 0.5 «солнц») можно рассматривать, как типичных галактических «обывателей», массовых, незаметных и бесконечно благонадёжных.

Благонадёжность красно-оранжевых звёзд выражается в том, что они, с одной стороны, являются светилами главной последовательности, имеющими твёрдое ядро и трудолюбиво переваривающими в нём водород в гелий. С другой же стороны звёзды скромной массы в конце своей эволюции не взрываются.

Масса красных и оранжевых карликов достаточна для того, чтобы в их недрах четыре ядра водорода сливались в ядро гелия. Однако, горение водорода в телах такой массы ещё нестабильно. Звезда пульсирует. Сжатие ведёт к увеличению давления и возрастанию интенсивности реакций, но повышенное выделение энергии влечёт за собой нагрев ядра, расширение, снижение давления и резкое замедление синтеза. Аналогичные процессы протекают и в недрах более крупных звёзд, но если солнечная активность колеблется в пределах долей процента, то светимость красного карлики может изменяться на 40%, а в некоторых случаях даже в разы. Наименее стабильные карлики именуются «вспыхивающими звёздами» и являются самой многочисленной разновидностью переменных.

Но как бы карлик не вспыхивал, результат его усилий жалок. Давление мало и переработка водорода в гелий продвигается медленно. В зависимости от массы, — а чем звезда меньше, тем она долговечнее, — горючего хватает на срок от 40 миллиардов, до триллиона лет.

Тем не менее, как и у всех прочих звёзд главной последовательности, светимость красных карликов увеличивается с возрастом. Гелий плотнее водорода и чем его больше, тем выше давление в ядре и тем активнее протекают реакции. Соответственно, растут температура звезды и меняется её спектр.

Рано или поздно водород в ядре звезды выгорает. Давление излучения перестаёт препятствовать гравитационному коллапсу. Звезда начинает сжиматься, температура в её недрах растёт, и — если это большая звезда — в какой-то момент она оказывается достаточной для запуска термоядерных реакций с участием гелия. И это означает взрыв. Но если звезда маленькая, температура оказывается недостаточной и детонации гелия не происходит. Не происходит вообще ничего. Гравитационный коллапс останавливаетсясам собой. Потому, что сила тяжести уравновешивается кулоновской силой взаимоотталкивания ядер гелия.

В результате образуется очень горячее, а значит, «голубое» тело — голубой карлик. Состоит такая звезда из твёрдой гелиевой сердцевины и мантии из жидкого водорода. Но термоядерные реакции в его недрах прекращаются, внутреннего источника энергии нет, так что, звезда остывает. Голубой блеск снова сменяется жёлтым, потом красным. Потом, никаким. Звезда превратится в гигантское подобие газового гиганта. Её фотосфера станет атмосферой и затянется облаками.

Голубые карлики — самая редкая разновидность звёзд. В настоящий момент во всей вселенной их ровно ноль штук. Даже несмотря на то, что вселенная бесконечна. Просто, ещё не пришло время. Сейчас даже самые древние из красных карликов, возраст которых мало уступает возрасту самой вселенной, очень молоды. Голубеть самые старые и тяжелые из них станут лишь через 20-30 миллиардов лет.

Новые публикации также можно увидеть на Дзен-канале