Второй механизм - термоядерные взрывы углеродно-кислородных белых карликов в двойных системах. Как уже упоминалось, звезды эволюционируют вплоть до почти полного выгорания ядер водорода (протонов) в их центральных областях с его превращением в ядра гелия (альфа-частицы), если масса звезды порядка солнечной или ниже. В звездах с несколько большими массами происходит дальнейшее горение альфа-частиц с образованием ядер углерода и более тяжелых элементов (Джек Макдевит "Послание Геркулеса"). По мере выгорания термоядерного топлива в центре звезда превращается в красного гиганта с изотермическим ядром, состоящим из гелия для менее массивных и углерода для тяжелых звезд. Термоядерные реакции в такой звезде протекают в удаленных от центра слоях. "Когда по меньшей мере три миллиона лет назад бывшая звезда G2 завершила первый этап своей эволюции, пепел образовавшихся гелиевых ядер начал сгорать в процессах вторичного высокотемпературного цикла термоядерных реакций, а исходное горение ядер водорода продолжалось в тонкой оболочке, находившейся далеко от центра звезды. В результате образовывались ядра атомов углерода и кислорода, также вступавшие в реакции, и звезда быстро переродилась в красного гиганта" (Дэн Симмонс "Небесные странники"). Гравитация в наружных слоях слабее и не полностью компенсирует давление излучения, что в конце концов приводит к раздуванию и сбросу наружу остатков этих слоев. После сброса, если оставшаяся масса не превышает предела Чандрасекара (примерно 1,4 массы Солнца), звезда становится белым карликом из плотной электронно-ядерной плазмы, в которой электронный газ вырожден. Если подобный карлик образует тесную двойную систему с обычной звездой-компаньоном, перетекающий с этой звезды газ попадает в состояние вырождения с медленной зависимостью давления от температуры. В результате начавшаяся на поверхности карлика термоядерная реакция протекает в крайне неравновесных условиях и вызывает формирование ударной волны и взрывной сброс поверхностных слоев с внезапным увеличением излучаемой энергии на несколько порядков величины. Со стороны это воспринимается как вспышка новой (Артур Кларк "Последняя теорема").

Присутствие углерода в звездном веществе запускает так называемый CNO-цикл, в котором протоны превращаются в альфа-частицы через последовательное поглощение протонов ядрами углерода, образующимися ядрами азота и далее - кислорода с высвобождением ядер углерода и гелия в конце такой цепочки реакций. Здесь углерод служит катализатором, ускоряющим термоядерное горение водорода по сравнению с обычным протонным циклом. В обычных равновесных условиях это сказывается на более массивных звездах, в которых в результате такое горение идет быстрее. Кроме того, реакции слияния ядер углерода и кислорода с образованием ядер кремния и их дальнейшее слияние с синтезом ядер никеля происходят с выделением большой энергии. Поэтому если белый карлик двойной системы является углеродно-кислородным, а его масса вместе с перетекшим газом достигает предела Чандрасекара или выше, все в нем взрывается сразу, с огромным выходом энергии и выбросом остатка звезды-компаньона из системы, результат чего виден как намного более сильная вспышка сверхновой.

Перейти на страницу:

Похожие книги