Смерть звезд и звездные «останки»

На конечной стадии необратимой эволюции звезд, ко­гда все ядерное топливо выгорело, тепловое давление ста­новится не в состоянии противодействовать гравитации и начинается процесс гравитационного сжатия. У звезды, масса которой не превышает 1,4 массы Солн­ца, гравитационное сжатие останавливается, когда веще­ство переходит в так называемое «вырожденное» состоя­ние с очень большой плотностью (до нескольких тонн в кубическом сантиметре). При этом ядра атомов оказыва­ются плотно упакованными, а все электроны обобществ­ляются, образуя вырожденный электронный газ. Звезда еще сохраняет высокую температуру (10⁴ К), но постепен­но остывает и медленно сжимается в течение многих мил­лионов лет. Такие очень слабые звездочки - белые карли­ки - остаются видимыми, пока окончательно не остынут и не превратятся в похожие на планеты шары из вырож­денного вещества - черные карлики.

Если масса звезды после выгорания ядерного топлива превышает массу Солнца в 1,4 раза, то такая звезда не мо­жет превратиться в белого карлика, ее ждет более драма­тичный конец. Силы гравитационного сжатия на послед­нем этапе жизни звезды настолько велики, что им не мо­жет противостоять даже вырожденное вещество. Плотность вещества достигает миллиона тонн в см³, при этом атомные ядра раскалываются как орехи. Выделяется огромная гра­витационная энергия — наступает гигантский взрыв. За несколько секунд выделяется энергия 10⁴⁵ Дж, то есть боль­ше, чем за всю предшествующую жизнь. Температура мгновенно достигает невообразимой величины 10¹¹ К. Та­кой катастрофический процесс называется взрывом сверх­новой звезды. При этом большая часть массы звезды вы­брасывается в космическое пространство со скоростью 1000-5000 км/с. Выброшенное вещество содержит тяже­лые элементы, образовавшиеся в момент взрыва. В тече­ние нескольких суток сверхновая звезда испускает боль­ше света, чем целая галактика.

Под действием такого взрыва электроны вдавливают­ся в атомные ядра, сливаются с протонами и образуют ней­троны. Мощные потоки нейтрино охлаждают ядро звез­ды и превращают ее в нейтронную звезду — своеобразное гигантское атомное ядро с поперечником в десяток кило­метров.