Давайте признаем, друзья мои, что наша Солнечная система – довольно скучное место. Она простая, как три копейки. Какая-то она пресная, без оригинальности. Ясно, что наша планета вращается вокруг ничем не примечательной звезды. В самой глуши космоса. Здесь нет ни взрывов сверхновых, ни квазаров, ни черных дыр. Но есть в космосе более интересные места.
Это множественные звездные системы…
Бинарные и тройные звездные системы
На самом деле все вышесказанное по отношению к Солнечной системе – это шутка. Поскольку мы должны быть благодарны судьбе, что в этих местах так тихо. Иначе никакой жизни тут не было бы и в помине. Конечно, большая часть нашей Галактики довольно спокойна. И около двух третей звезд в Млечном Пути одиночные. Это тусклые красные карлики. Однако оставшаяся треть – это звезды, которые живут не в гордом одиночестве. Они делают это в компании других звезд. И не только в двойных конфигурациях. Астрономы знают, что в космосе есть тройные, четверные и даже семикратные звездные системы!
Такое разнообразие может привести к очень интересному вопросу – как все это хозяйство образовалось?
Давайте подумаем. Наша Солнечная система и ее планеты образовались из межзвездного облака пыли и газа. Гравитация стягивала материю в центр системы, где и формировалась наша звезда. В то время как остальная часть диска стала вращаться все быстрее и быстрее. В конце концов на Солнце начался процесс термоядерного синтеза. А остальная часть облака стала протопланетной туманностью. Из которой сформировались планеты, кометы, астероиды и все остальные космические тела.
Однако, учитывая существование множественных звездных систем, можно предположить, что межзвездные облака бывают разными. И некоторые из них могут быть местом рождения сразу нескольких звезд. В этом процессе решающее значение будет иметь масса облака и скорость его вращения. Если центр гравитационного притяжения сформируется один – родится одна звезда. Если больше – значит больше. Вполне вероятно, что на начальном этапе формирования звезд таких центров всегда больше, чем один. Но в итоге побеждает тот, вокруг которого больше материи. Или она быстрее вращается. Если эти параметры примерно одинаковы – появляются две звезды. Главное, чтобы хватило материала.
Типы звездных систем
Когда мы видим в космосе две звезды рядом, мы говорим о двойной системе. Если они имеют одинаковую массу, то вращаются, как правило, вокруг общей точки пространства, находящейся за пределами обеих звезд. Ее ученые называют центром масс звездной системы. Если звезды имеют очень разные массы, тогда одна из них будет вращаться вокруг другой точно так же, как это делает любая планета Солнечной системы, вращаясь вокруг Солнца. Но и в этом случае, на самом деле, вращение будет происходить вокруг общего центра масс.
Когда Вы смотрите на ночное небо, многие из звезд, которые Вы видите, на самом деле являются двойными. И оба компонента можно увидеть в бинокль или небольшой телескоп. Например, в телескоп хорошего качества можно даже увидеть две из трех звезд, составляющих звездную систему Альфа Центавра (если, конечно, Вы живете южнее 29 градусов северной широты. И это печально. Поскольку с территории России Альфа Центавра не наблюдается никогда).
При наблюдении двойных звездных систем Вы должны постоянно оглядываться по сторонам😁 быть крайне осторожны. Потому что иногда кажется, что две звезды находятся рядом на небе. Но при этом, на самом деле, они могут быть удалены друг от друга на тысячи световых лет. Просто находятся они практически на одной линии по отношению к наблюдателю. В этом случае мы имеем дело с двойной оптической звездой. То есть, с нашей точки зрения, это двойная звездная система. Но на самом деле это две никак не связанные между отдельные звезды.
Еще астрономы наблюдают в космосе двойные звезды с третьим компаньоном, вращающимся вокруг них. Такова конфигурация, кстати, у системы Альфа Центавра. Как правило, третья звезда системы находится достаточно далеко от центра масс. Это позволяет системе оставаться стабильной. В этом случае мы имеем дело с тройной звездной системой. Но есть в космосе и еще более интересные вещи. Например – две двойные системы, которые вращаются друг вокруг друга. Это называется четырехкратной звездной системой.
Неограниченные конфигурации
Количество звезд, как и сложность их комбинаций, можно увеличивать и дальше. И Вселенная, собственно, так и поступает. Возьмем, к примеру, случай с системой Ню Скорпиона (Nu Scorpii), которая состоит из семи звезд. Конфигурация это звездной системы весьма запутана. И, на самом деле, еще не до конца ясно, является ли эта система семикратной, или всего пятикратной.
Если бы звезды не эволюционировали, на этом статью можно было бы и заканчивать. Но, к счастью, это не так.
Некоторые звезды в конце своей жизни становятся красными гигантами. Другие взрываются как сверхновые. В результате появляются новые космические объекты, такие как белые карлики, нейтронные звезды и даже черные дыры. Когда это происходит в одиночной звездной системе, рассказывать тут особо не о чем. Но если это происходит в множественной звездной системе, то все это может превратиться в весьма красочное шоу…
Самые странные звездные системы
Звезды в двойных системах иногда могут быть невероятно близки друг к другу. Настолько, что почти соприкасаются. В этом случае речь идет о бинарной контактной системе. В которой обе звезды постоянно делятся своим материалом. И это только первая из странных звездных конфигураций.
Когда у звезды, такой как Солнце, заканчивается водород в ее ядре, она расширяется и становится красным гигантом. После чего становится белым карликом. Но когда этот красный гигант находится в двойной системе, расстояние и эволюция его компаньона могут иметь решающее значение для того, чтобы все пошло по другому.
Если две звезды расположены достаточно близко, красный гигант может передать материал другой звезде. И если этот компаньон достаточно большой, он может напрямую полностью поглотить своего незадачливого спутника.
Есть еще более странные звездные системы. Она возникают, когда красный гигант поглощает нейтронную звезду. У этого процесса есть даже собственное имя – объект Торна-Житкова. Возникает он тогда, когда нейтронная звезда быстро падает через атмосферу красного гиганта. Когда она достигает ядра, могут произойти две вещи: либо возникает черная дыра, которая начнет пожирать красного гиганта изнутри, либо появиться гигантская нейтронная звезда. Это чрезвычайно редкое явление. И до сих пор астрономы подозревали только одну звезду, которая могла бы вписаться в эту классификацию – HV 2112. Однако в 2018 году отказались от этой гипотезы.
Когда одна из двойных звезд является белым карликом (остаток звезды, похожей на Солнце), материал его компаньона может перетекать на его поверхность. При этом возникают взрывные процессы, которые ученые называют новыми. И если белый карлик получит достаточно материала, он может взорваться даже как сверхновая типа Ia.
Хорошо, что все как есть
Комбинации звезд в звездных системах практически бесконечны. Существуют, например, двойные звездные системы, образованные двумя черными дырами. Которые, помимо испускания мощных гравитационных волн, иногда сталкиваются между собой и приводят к образованию черной дыры, имеющей просто колоссальную массу.
Иногда, темными холодными вечерами, интересно помечтать о том, насколько другим было бы наше небо, если бы мы родились в множественной звездной системе. И иногда видели бы несколько больших звезд. А иногда только одну. А иногда, наверное, даже наступала бы ночь.
И все же. Я предпочитаю душевное спокойствие. И хорошо, что наше Солнце – одинокая звезда с однообразной и скучной жизнью.