Неонатология звезд

Все ветви диаграммы "цвет-светимость" (она же Герцшпрунга-Рассела, она же в английской номенклатуре CMD, color-magnitude diagram) https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4191.html именуются стандартными индексами - RG, RC, AGB, LBV и пр.
Главная последовательность диаграммы Герцшпрунга-Рассела именуется стандартным индексом MS. Main sequence.
А как именуются юные звезды, которые только-только образовались, еще находятся в стадии гравитационного сжатия и не вышли на главную последовательность? Правильно, звездами до главной последовательности или, на английском, pre-main-sequence stars. Сокращенно, PMS stars.
Когда это излагается на русском языке, то с чувством тихого восторга можно встретить термин ПМС-звезды или ПМС-объекты.
ПМС-объекты образуют на полной диаграмме отдельную ветвь (треки Хаяси (быстрое сжатие) и, затем, Хеньи (медленное сжатие с нагревом)) с индексом PMS.

Немного подробнее об этом.
В начале своей жизни звезда представляет собой сжимающееся газопылевое облако. В процессе сжатия облако нагревается, и его температура растет до тех пор, пока теплоотвод излучением при определенной температуре не начинает полностью компенсировать нагрев облака при сжатии. Начиная с этого момента протозвездное облако начинает сжиматься очень быстро, и при этом его температура почти не изменяется (а светимость, соответственно, падает пропорционально падению площади поверхности). В это время на диаграмме Герцшпрунга-Расселла будущая звезда стремительно опускается вниз (ее путь на диаграмме "цвет-светимость" в этой стадии именуется треком Хаяси).
В конце концов для всех звезд, кроме красных карликов, сжатие приводит к тому, что внутренняя конвекция не справляется с теплоотводом, после чего сжатие резко замедляется, и дальше протозвезда начинает сжиматься медленно и температура ее поверхности плавно растет, так что светимость остается почти постоянной ("трек Хеньи").
В конечном итоге в центре звезды температура оказывается достаточной для начала термоядерных реакций с интенсивностью, компенсирующей теплоотвод, и звезда выходит на главную последовательность.
И вот на этой стадии, перед самым выходом на главную последовательность ПМС-объекты проявляют различие в поведении.

При массе, меньшей двух солнечных, температура поверхности ПМС-объектов уже приближается к той, которая будет у них после выхода на главную последовательность (вместо термоядерных реакций источником нагрева служит сжатие). Такие объекты демонстрируют быструю и неправильную переменность, за что их относят к классу переменных звезд типа Т Тельца (первая изученная ПМС-звезда этого типа), окружающая их нагретая пыль интенсивно излучает в радиодиапазоне - словом, юная звезда демонстрирует буйный нрав.
Иногда в этой стадии на таких объектах происходят мощные вспышки, и такие объекты именуются фуорами (они упоминались в посте о переменных звездах, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/6508.html). Свое название этот класс объектов получил от вспыхивающей звезды FU Ориона, которая в 1930-х годах внезапно за четыре месяца увеличила яркость в 250 раз - и такой осталась.

При массе от двух до восьми солнечных переменность ПМС-объекта отсутствует, зато он, являясь столь же ярким в оптическом диапазоне, как и его более взрослые сородичи по массе, находящиеся на главной последовательности (и имея, как и они, белый цвет), оказывается мощным источником инфракрасного излучения (вернее, источником является не сам ПМС-объект, а остаток протозвездного облака, нагретый его излучением). Такие объекты именуются звездами Хербига (более массивные протозвезды - звездами Хербига Ве (они станут звездами спектрального класса В), менее массивные - звездами Хербига Ае).

А вот ПМС-объектов будущего спектрального класса О и вообще, имеющих массу более восьми солнечных, увидеть не удается. Они сжимаются и эволюционируют настолько быстро, что вся их эволюция до выхода на главную последовательность происходит, пока протозвездный диск еще плотен и надежно защищает их от посторонних взглядов. То есть, вначале можно видеть только большое горячее облако, излучающее в инфракрасном диапазоне - а когда оно начинает рассеиваться, внутри уже находится полностью сформированный недолговечный колосс, начавший дальнейшую эволюцию в ранге звезды главной последовательности.

Что же касается сроков эволюции протозвезды до выхода на главную последовательность - тут есть нюанс: более массивный фрагмент (протозвездное облако, которому предстоит стать более массивной звездой) до стадии глобулы Бока - достаточно плотного облака, в центральной части которого протекает процесс формирования звезды - эволюционирует дольше. Поэтому при фрагментации большого облака на малые вначале образуются менее массивные глобулы, в то время, как более массивные фрагменты продолжают сжатие.
Но потом в менее массивных глобулах сжатие происходит с меньшей интенсивностью - там ниже давление - в то время, как более массивные области продолжают сжиматься достаточно интенсивно.
И это - лишь при прочих равных условиях. Ибо на скорость формирования звезды на этой стадии очень существенно влияет металличность облака. К примеру, звезды первого поколения должны были формироваться сравнительно долго по той же причине, по которой они должны были быть очень массивными - в водородно-гелиевой среде оказывался неэффективным теплоотвод излучением, на достаточно ранней стадии облака возникала конвективная неустойчивость и массивный фрагмент медленно сжимался, "кипя" и передавая энергию внутренних областей наружу достаточно долго. Наличие более тяжелых элементов обеспечивает эффективное переизлучение, в результате чего давление внутри фрагмента при его сжатии растет медленнее, и сжатие происходит намного быстрее.
Дальше возникают еще тонкости - для менее массивного фрагмента сжатие его центральной части не может привести к достаточно высокой температуре в ядре, то есть, сформировать звезду. Центральная часть сжимается быстрее внешних частей, так что в центре образуется ядро массой в несколько процентов массы всего фрагмента (для маломассивных фрагментов, для более массивных - около одного процента) - а потом оно растет за счет того, что к нему присоединяется вещество из внешних слоев фрагмента (то есть, за счет аккреции) - и этот процесс может длиться около миллиона лет, и после его завершения (когда остается лишь протозвезда и внешняя часть фрагмента, которая аккрецировать уже не будет) сжатие все еще продолжается. Поэтому сам процесс "зажигания" такой звезды достаточно длителен - несколько миллионов, а для менее массивных звезд - и десятков миллионов лет.
Более массивный фрагмент не только быстрее сжимается - при массе центральной части свыше восьми солнечных в ней еще и реакции начнутся до завершения аккреции, после чего давлением света аккрецирующее вещество будет отброшено.
Поэтому при формировании звезд в рассеянном скоплении возможны варианты, например:
- звезды средних или небольших масс появятся относительно рано, пока массивные фрагменты еще не сжались достаточно (до формирования глобул Бока);
- при интенсивном коллапсе исходного облака массивные звезды уже появились, а менее массивные еще только рождаются;
- в областях интенсивного звездообразования с высокой металличностью доходит до того, что менее массивные глобулы Бока еще только эволюционируют, там еще звезды небольших масс живут в зародышевых стадиях, а неподалеку уже взрываются гиперновые - гибнут сверхмассивные звезды, успевшие за это время родиться и проэволюционировать.
Пример: на фотографии фрагмента туманности Киля https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/10836.html хорошо видны глобулы на фоне проэволюционировавших гипергигантов.

В среднем же для обычно встречающейся достаточно высокой интенсивности фрагментации порядки величин времен следующие:
От момента начала сжатия протозвездного облака до образования из него звезды главной последовательности нулевого возраста, массой сравнимой с Солнцем, проходит около десяти миллионов лет. Немного в масштабах жизни звезды (и, кстати, намного меньше, чем могло бы интуитивно показаться).
А на формирование звезды c массой, на порядок превосходящей солнечную, уходит намного меньше времени - от момента начала интенсивного сжатия облака до выхода на главную последовательность проходит .всего лишь по порядку величины семьдесят пять тысяч лет.
Но, напомню, это - только для интенсивно развивающихся в исходном протозвездном облаке процессах.

Кое-что о жизни и быте

Есть на свете двойная система BD+20307, удаленная от нас примерно на триста световых лет.
Она выглядит буквально образцовым примером того, какой должна быть идеальная система.
Дело в том, что в идеальном случае без посторонних воздействий, таких как гравитация других объектов, внешние магнитные поля и разнообразные турбулентные течения в протозвездном облаке, звезды должны формироваться совершенно симметричными парами (вспомним https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/22749.html).
В данном случае мы имеем практически совершенную пару из двух звезд одинакового размера (на несколько процентов больше Солнца) спектрального класса G0V возраста более миллиарда лет, вращающихся достаточно близко друг к другу (один оборот вокруг общей оси они совершают за 3 дня 10 часов). Систему видно почти с полюса, так что друг друга они не затмевают, и все описанное определяется по допплеровскому эффекту.
Словом, эту пару хочется сдать в музей, а ее фотографии разослать по всей Галактике с подписью: "Идеальная пара".

Но у этой идеальной пары, как это часто бывает, обнаруживается свой скелет в шкафу. И предстает он перед нами в виде мощного облака достаточно мелкой пыли, нагретой излучением пары примерно до ста градусов Кельвина,. Объем пыли в системе - по крайней мере, в миллион раз больше чем вокруг Солнца.
Нет, Вы не подумайте, я человек широких взглядов и не хочу обвинять пару BD+20307 в нечистоплотности и неряшливости. У звезд - свои законы и свои представления о порядке и чистоте, а также свои методы уборки занятой ими территории. Беда заключается в том, что свою территорию эта пара убирает прилежно, исправно излучая фотоны и звездный ветер, которые за миллиард с лишним лет ее существования давно должны были развеять пыль буквально по этому самому звездному ветру и вынести ее в межзвездное пространство.
Так что тот факт, что вся эта пыль до сих пор имеет место вокруг идеальной пары, нам может сказать о многом - как некогда многое могла сказать известная капля воды ставшему столь популярным музыковеду-исследователю средневековой полифонии Шерлоку Холмсу. Если пыль, которую за время жизни звезд должна была уже покинуть их окрестности, до сих пор их занимает, причем в таком количестве, стало быть эта пыль - недавнего происхождения. Причем весьма недавнего (по космическим меркам).
А откуда вокруг звезды (или в данном случае, пары звезд) может внезапно возникнуть облако пыли такой огромной величины? Ответ прост и печален - из столкновения планет. По расчетам, на формирование такого облака как раз хватило бы сравнительно недавнего столкновения двух планет размером с Землю...

Так что подождем объявлять BD+20307 идеальной парой. У нее планеты сталкиваются...

Интересное - желтый сверхгигант IRAS 17163-3907

Это - интерферометрическая фотография представителя редчайшего класса желтых сверхгигантов (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4191.html) - гипергиганта IRAS 17163-3907.

Расстояние до звезды - около 13000 световых лет, интегральная болометрическая светимость превосходит солнечную более, чем в пятьсот тысяч раз.
Звезд этого класса очень мало, потому что, мало того, что гипергигантов вобще немного и они очень недолго (всего несколько миллионов лет) живут, так еще эту стадию жизни проходят очень быстро, сбрасывая относительно холодную (пять-шесть тысяч градусов) оболочку и превращаясь в яркую голубую переменную.
Собственно, этот этап мы и наблюдаем - вокруг звезды видны две оболочки, сброшенных в разное время с интервалом примерно в четыреста лет. Суммарная масса видимых сброшенных оболочек - около четырех солнечных масс.

И нас здесь та же участь злая ждет! (с)

На фотографии - одна из самых известных планетарных туманностей - туманность Кольцо М57, расположенная в 2300 световых годах от нас.

Сама туманность - это сброшенная оболочка отжившей свое звезды. Возраст туманности - около пяти с половиной тысячи лет, диаметр - треть светового года. В центре туманности виден остаток звезды, ее породившей, - мелкий юный белый карлик массой 0,6 солнечной, диаметром менее одного процента солнечного и температурой около ста двадцати тысяч градусов.
Вид этой туманности в искусственных цветах на комбинированной фотографии восхитителен:

Хорошо видны последовательные стадии сброса внешней оболочки умирающей звездой.

Южный Крест

Если взять наугад группу звезд - в ней практически наверняка найдется что-то интересное.

Например, возьмем знаменитый астеризм (явно видимая и группируемая группа звезд) Южный Крест, давший имя одноименному созвездию.
На латыни он именуется просто: Crux.
Вот он какой - а неподалеку от него туманность Замочная Скважина и знаменитая эта Киля (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/10836.html).

Астрономы, которые в иных случаях проявляют весьма недюжинную фантазию, в именовании четырех звезд Южного креста проявили благородную сдержанность и истинно спартанскую простоту, так что эти звезды (α, β, γ, δ Южного Креста) получили изысканно лаконичные имена Акрукс, Бекрукс, Гакрукс и Декрукс.
Посмотрим на них поближе.

Акрукс - тройная система из весьма ярких и крупных звезд, удаленная от нас на 321 световой год. Две звезды составляют больший компонент системы - они удалены друг от друга всего лишь на одну астрономическую единицу, имеют период обращения 76 дней и по отдельности не видны. Массы этой пары 14 и 10 солнечных масс,относятся они к классу В причем, раннему (В0,5), имеют суммарную светимость 25000 солнечных и когда-нибудь, через несколько миллионов лет, по очереди взорвутся как сверхновые.
Третья звезда системы удалена от этой пары на 430 астрономических единиц, имеет период обращения 1500 лет, тоже является очень большой и голубой (класс В1), имеет примерно такой же размер и светимость 16000 солнечных и тоже относительно скоро взорвется как сверхновая.

Бекрукс - очень похожа на компоненты Акрукса звезда класса В0,5IV, только уже чуть постарше - ей десять миллионов лет и она начала сходить с главной последовательности, увеличивая размер и перейдя в группу субгигантов. Расстояние до нее - 280 световых лет, весит она 16 масс Солнца, имеет светимость в 34000 раз больше, чем у Солнца и взорвется раньше компонентов Акрукса.

Гакрукс - старый красный гигант массой в три солнечных, светимостью, в полторы тысячи раз превышающей солнечную, раздувшийся до диаметра, превосходящего солнечный в сотню с лишним раз и находящийся в последней стадии жизни. Скоро (относительно) он сбросит оболочку, и в 88 световых годах от нас появится новая планетарная туманность с белым карликом в центре.

Декрукс - еще один голубой субгигант класса B2IV. Он поменьше и постарше Бекрукса - 9 солнечных масс и 18 миллионов лет - удален на 360 световых лет и имеет светимость в десять тысяч солнечных. Возможно (но вовсе не обязательно) - еще одна будущая сверхновая.

Кое-что о двойных нейтронных звездах (и белых карликах)

Коль скоро большинство звезд в диске Галактики - двойные, то, стало быть, не нужно удивляться тому, что двойная система массивных звезд имеет шансы завершить свою жизнь двумя последовательными взрывами сверхновых и формированием пары нейтронных звезд.

Впервые двойная система нейтронных звезд была открыта в 2003 году.
Это - двойной пульсар PSR J0737-3039. До этого были известны двойные системы, в которых один из компонентов - нейтронная звезда, но впервые была найдена система двух нейтронных звезд, в которой, к тому же, оба объекта являются пульсарами.
Система PSR J0737-3039 очень интересна. Расстояние между двумя нейтронными звездами в настоящий момент составляет менее восьмисот тысяч километров (да, всего лишь в два в небольшим раза больше, чем от Земли до Луны!). Как это чудо выглядит с небольшого расстояния, и что происходило, когда они в незапамятные времена поочередно взрывались как сверхновые - остается лишь воображать.
Линейная скорость вращения пульсаров друг относительно друга - триста километров в секунду, период обращения - около 140 минут, масса нейтронных звезд - 1,34 и 1,25 солнечных.

Этот двойной пульсар является уникальной природной лабораторией для проверки теории относительности, и позволяет проверить ее выводы с точностью выше 0,2%.
Во-первых, такая система должна излучать гравитационные волны, а следовательно, терять энергию вращения и сближаться. Наблюдения показывают, что это происходит в действительности, причем именно так, как и предсказано теорией относительности - за сутки пульсары сближаются на семь миллиметров, так что через 85 миллионов лет они столкнутся, образовав черную дыру (и короткий гамма-всплеск https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/9114.html).
Во-вторых, мощное гравитационное поле должно замедлять ход времени - и в самом деле, когда пульсары находятся в наибольшем сближении, мы видим, что их период вращения вокруг собственной оси замедляется на 0,38 микросекунд. На самом деле, не он замедляется, а время для них удлиняется.
В третьих, по этой же причине, когда один пульсар находится перед нами, он вызывает задержку времени прохождения радиоимпульсов второго пульсара на 90 микросекунд - время для них течет медленнее, чем для нас.
И, наконец, наблюдения этих пульсаров позволили впервые увидеть предсказанное Эйнштейном явление - гравитационную прецессию оси вращения. Искривление пространства-времени мощным гравитационным полем вызывает смещение осей вращения этих нейтронных звезд примерно на 4,38 градуса в год - в строгом соответствии с теорией. в результате в строго предсказанное расчетами время - в 2012 году - следствие релятивистской прецессии радиоизлучение второго пульсара (PSR J0737-3039В) перестало наблюдаться. Его ось развернулась настолько, что радиоимпульсы теперь к нам не попадают.
Жалко, фотографии этой прелести нет и быть не может: размеры объектов - порядка двух десятков километров.

Еще одним примером двойной системы нейтронных звезд является пара PSR B1913+16 (они же J1915+1606), которая находится на расстоянии 23250 световых лет.
Массы у них определены с точностью до десятой процента и составляют 1,4414 и 1,3867 масс Солнца, вращаются они вокруг общего центра масс по эллиптическим орбитам с удалением от 770 тысяч до 3,3 миллиона километров. Период обращения их составляет примерно семь часов сорок пять минут и за счет излучения гравитационных волн сокращается в полном соответствии с теорией относительности на семьдесят шесть микросекунд в год. Через триста миллионов лет они столкнутся.

Точность измерения параметров параметров этих пар позволяет в настоящее время измерить релятивистские эффекты и проверять теорию относительности с точностью 0,2%. Благодаря этому теория относительности в настоящий момент является одной из наиболее точно проверенных на практике физических теорий.

Визуализация:

Watch on YouTube

Ну, а конец жизни одной такой пары можно было наблюдать 17 августа 2017 - это упомянутое мной и зафиксированное девушкой с двумя мотыгами событие регистрации гравитационных волн GW170817 и происшедший через 1,75 секунды после его максимума короткий гамма-всплеск GRB 170817A. На расстоянии около 130 миллионов световых лет от нас в галактике NGC 4993 произошло слияние двух нейтронных звезд.

Двойных систем белых карликов, разумеется, куда больше, чем двойных нейтронных звезд - обо всех не расскажешь - но одну интересную пару я хотел бы вспомнить.
Это - пара RX J0806.3+1527, удаленная на 1600 световых лет от Солнца. Эти белые карлики массой примерно по 0,5 масс Солнца уникальны тем, что вращаются на расстоянии 75000 километров друг от друга (!!!) - меньше шести диаметров земного шара, то есть, в пять раз меньше расстояния до Луны! При этом диаметр самих карликов близок к диаметру Земли.
Период обращения этих карликов вокруг общего центра масс впечатляет еще сильнее - 321,5 секунды.
Линейная скорость вращения карликов при этом превышает полтора миллиона километров в час.
Измеренное падение периода их обращения за счет излучения гравитационных волн составляет строго предписаннные теорией относительности 1,2 миллисекунды в год - они сближаются чуть больше, чем на полметра в сутки.

Silentio universum, מגדל בבל и прочие трудности коммуникации

Для начала - картинка.

Это - визуализация радиосигнала из 1679 импульсов на длине волны 16,6 сантиметров, длившегося 169 секунд и повторявшегося несколько раз.
Изначально, разумеется, сигнал не содержал никакой визуализации и был просто цепочкой импульсов.
Сигнал создан существами нашего биологического вида. Теперь расшифруйте закодированную в нем информацию и найдите в ней ошибку.

Сами авторы сигнала закодировали (по их мнению) в нем систему счисления, принятую людьми, указания на атомы водорода, углерода, азота, кислорода и фосфора, состав ДНК (химические формулы дезоксирибозы и нуклеотидов - аденина, гуанина, цитозина, тимина, а также их количество в геноме человека и форму молекулы), рост человека (в единицах длин волн послания), количество людей на Земле, состав Солнечной системы, соотношение размеров планет, место Земли в Солнечной системе, размер того радиотелескопа, который передавал послание.
Этот бред, которым несколько лет бомбардировали окрестные звезды, могут расшифровать, пожалуй, лишь сами авторы. Его полная расшифровка другими представителями того же вида и биологической природы - сомнительна. А для расшифровки существами иной природы и биологии требуется столько невероятных допущений (начиная от наличия у них зрения и заканчивая наличием у них химии в нашем понимании), что оно делается просто немыслимым. Зато вполне мыслимым кажется то, что приличный инопланетянин, получив такие импульсы и поломав над ними орган мышления (уж какой он у него есть), сочтет их продуктом весьма естественных процессов.
Об импульсах - позже. Ибо это все было преамбулой.

А поговорить я хотел не об этом забавном послании, а о куда более серьезных вещах, а именно, о парадоксе Ферми, он же silentio universum - молчание Вселенной.
Дело в том, что нашей Вселенной уже 13,77 (ну, более или менее) миллиарда лет. Первые звезды более или менее современного типа (второго или третьего поколений), первые галактики и первые планеты появились в ней более тринадцати миллиардов лет назад. Наша Галактика имеет возраст не менее 12,9 миллиарда лет.
Солнце родилось примерно 4,57 миллиарда лет назад, а жизнь на Земле - около 3,8 миллиардов лет назад. К этому моменту Вселенная насчитывала почти десять миллиардов лет, нашей галактике, древнейшим звездам и планетам было более девяти миллиардов лет.
И вот тут возникает вопрос - если возникновение жизни и развитие цивилизации имеет ненулевую вероятность, если Земля - не единственное место обитания цивилизаций, то где все ранее возникшие цивилизации нашей Галактики (и других тоже) Отчего они молчат?
Вариантов ответов множество, и исчерпывающего перечня я составлять не возьмусь.
Самый пессимистичный, который я не люблю, звучит так: цивилизации непременно вымирают через несколько тысяч или миллион-другой лет, поэтому они просто не успевают обнаружить друг друга. Правда, причин, по которым цивилизации непременно обязаны вымирать в космически короткие сроки, авторы этой концепции не приводят. Вернее, приводят всякие разные - и совершенно неубедительные, отражающие тот факт, что убеждения их авторов носят иррационально-демонстративный характер, свойственный не ученым, а адептам странных сект.
Самым оптимистичным был такой: возникновение жизни становится возможным в результате чудовищно маловероятного сочетания случайностей. Сторонники этой идеи указывали на то, что сложные органические вещества могут возникнуть только удивительно случайным образом. Эта идея, увы, рухнула, когда, с одной стороны, оказалось, что следы жизни на Земле появились всего лишь через сотню миллионов лет после появления на ее поверхности воды (то есть, немыслимо быстро для случайностей), а с другой стороны, в космосе, в том числе, в других галактиках, обнаруживаются органические вещества изысканной сложности (я как-то упоминал, что, к примеру, номенклатура аминокислот, обнаруженных в космосе, в том числе, и в таких экзотических местах, как аккреционные диски квазаров, уже давно обогнала таковую же на Земле).
Зато модифицированную версию этого ответа, которая, к слову, мне очень нравится, пока никто не опроверг. Ее суть в том, что крайне маловероятной может быть эволюция жизни в сложную, высокоразвитую форму, а тем более, в форму, обладающую культурой (цивилизацию). Пусть мол, бактерии живут себе на Марсе, разных Глизе и по всей галактике Андромеды (и неАндромеды тоже) - а разумная жизнь на всю Вселенную (или на очень большой ее кусок) - одна. И, стало быть, ничего странного в том, что других она не видит, нет, и это вовсе не помешает ей прожить миллиарды лет.
Вариантов ответов еще уйма - вплоть до того, что вокруг нас карантин, а высокоразвитые инопланетяне летают к нам как в зоопарк (да, и анекдоты про "разбанили" помню, и чудесные рассказы Шекли!)

А я задумался вот еще над чем... посмотрите на начальную картинку. Полюбуйтесь. Найдите ошибку, исправьте ее, освежите по картинке в памяти формулы цитозина или аденина, посчитайте диаметр зеркала радиотелескопа Аресибо... :) Попробовали?

А теперь представьте себе что вокруг таким образом общаются существа иной культуры и биологической природы. Вы уверены, что такое общение Вам вообще удастся адекватно интерпретировать как артефакт, тем более, расшифровать? Догадаетесь ли Вы преобразовать это послание в воспринимаемую форму и понять его смысл? А ведь это - только простейший и известный нам целый век носитель информации - радиоволны, обладающий уймой недостатков (и рассеивание, и отсутствие помехозащищенности, и неустойчивость параметров). А более продвинутые цивилизации могут в меру своих знаний, навыков, биологической природы и особенностей культуры изощряться в коммуникативной сфере любым физически допустимым способом - и лазерами, и мазерами, и нейтринной модуляцией и чем угодно. И модулировать сигналы любым естественным для себя и совершенно неочевидным для нас способом...
Словом, глядя на наши собственные потуги, поневоле задумываешься - а вдруг все не так, и на самом деле имеет место не ситуация silentio universum (молчание Вселенной) а совсем иная ситуация - מגדל בבל (мигдаль бавель, вавилонская башня)? Полным-полно сигналов, которые иные цивилизации, и мы в том числе, не можем понять, опознать и даже интерпретировать как искусственные?
Почему вавилонская башня? Когда Господь смешал языки, понять, что набор звуков, издаваемых соседом, является речью, только непонятной,человек еще как-то мог, поскольку биологическая природа соседа идентична собственной, и можно было использовать прямые аналогии. Но если мы никогда не слышали чужого языка, а с нами говорят неизвестным для нас способом - как мы догадаемся что слышим чужую речь?

Приведу пример:
Представим себе двух гипотетически одинаково разумных существ - канарейку и таракана. Они отличаются (биологически) друг от друга намного меньше, чем мы от инопланетян - у них даже органы чувств одинаковы. Таракан визуально сигнализирует о свое желании вступить в контакт, передавая импульсы серии по 1679 дерганий усиками (код послания - см. выше). У канарейки свой способ связи - она передает серии по 1679 верещаний с тем же кодом. И что самое забавное - и таракан и канарейка теоретически способны уловить своими органами чувств действия другого - но связи не установят...
А в это время над ухом зудит комар - и передает серию по 1679 частотно модулированных импульсов...

Кстати, о коммуникации...

Не знаю, известно ли это Вам - но еще в 2008 году был предложен восхищающий своей эффективностью способ связи с инопланетными цивилизациями, заключающийся в управлении характером пульсации цефеиды с целью кодирования в этой пульсации разнообразной информации.
Идея красива - цефеиды, как Вы помните (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/6900.html), это гиганты и сверхгиганты, светимость которых превышает солнечную в тысячи и десятки тысяч раз, их можно видеть с большого расстояния - даже в других галактиках, к тому же, их наверняка наблюдают, потому что они являются стандартными свечами, позволяющими определять расстояния с большой точностью - а стало быть, если у нас внезапно назреет что-то такое, что непременно нужно донести до окружающих, то они, эти самые окружающие, это обязательно это увидят. Если существуют, конечно.
Этакий Дримвиз галактического масштаба.

Как это возможно - управлять пульсацией гигантской звезды - спросите Вы? У авторов идеи есть ответ.
Управление пульсацией колоссальной звезды предлагалось осуществить, облучая ее мощным (я имею в виду, мощным по космическим меркам! - с плотностью потока, близкой к потоку нейтрино при взрыве сверхновой звезды!) пучком нейтрино.
Ну, а чтобы авторов идеи не сочли совсем уж оторванными от жизни прожектерами, они предложили еще и способ технической реализации создания требуемого пучка нейтрино - всего-то нужно взять соответствующего размера мишень из сапфира (желательно! На худой конец - вольфрама. Впрочем, чистый углерод тоже пойдет. Возможно, авторы намекали на алмаз), направить на нее мощный (я сказал, мощный! по космическим меркам мощный, а не то, что Вы подумали!) пучок протонов - и получить ливень из пионов, распадающихся с образованием искомых нейтрино.
Не знаю, насколько всерьез была выдвинута эта идея - сапфир размером с планету и соответствующий источник протонов меня умилили - но она была вполне серьезно опубликована. Препринт здесь: https://arxiv.org/abs/0809.0339. Любуйтесь.

Ну, а тогда - гулять так гулять. Я же тоже могу припомнить описанные мной вариации пульсаций Полярной звезды... Может соседняя сверхцивилизация балуется? Не заняться ли расшифровкой - благо, я говорил в предыдущем посте (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/76166.html) - расшифровка чужих мессиджей окажется делом необычайно увлекательным.

Интересное

Визуализация процесса коллапса центральной части быстровращающейся звезды при взрыве сверхновой.

Watch on YouTube

Показана центральная часть звезды (примерно сорок километров). На графиках, которые попутно строятся сверху и снизу, показаны возможные прекурсоры взрыва: сверху - интенсивнойсть нейтринного излучения, а внизу - интенсивность гравитационного излучения. Увы - нейтринное излучение при взрыве сверхновой, напомню, удалось зафиксировать лишь однажды, в 1987 году, а фиксация гравитационного излучения - дело будущего.
Обратите внимание на длительность основного процесса (правый верхний угол)
Цвета соответствуют температуре. Видно что коллапсирующее ядро, эффективно охлаждаемое нейтринным излучением, остается относительно холодным, а вышележащие слои сильно нагреваются. Черными линиями показаны поверхности равной плотности.
В начале визуализации виден момент "отскока", когда падающие внутрь под действием гравитации верхние слои ядра звезды отбрасываются наружу, сжимаются, нагреваются и генерерируют мощнейшую взрывную волну. Внутри остается нейтронная протозвезда.

Известные шестерные системы (и заодно - о движущихся группах звезд)

О том, что такое звездная система, я рассказывал здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/12048.html.
О том, что большинство наблюдаемых звезд - это двойные и кратные звездные системы (и о причине этого) - здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/22749.html.
А вот о том, до каких пределов доходит кратность систем - не рассказывал.

В принципе, кратность систем невелика - насколько я знаю, известна только одна звездная система из семи звезд (ν Скорпиона), и о ней, может быть, я еще расскажу.
А вот шестерные звездные системы известны достаточно широко. В том числе, три из них - весьма широко, могут наблюдаться без труда невооруженным глазом (правда, о том, что то, что мы видим, является шестерной системой, знают не все).

Одним из примеров является Дзета (ζ) Большой Медведицы - самая первая звездная система, известная человечеству. Гораздо лучше она известна под названиями Мицар и Алькор.
Собственно, Мицар - это вторая звезда рукоятки ковша Большой Медведицы. Рядом с ней человек с относительно неплохим зрением может увидеть более тусклую звездочку Алькор. Известная легенда утверждает, что разные народы таким образом проверяли остроту зрения новобранцев - мол, если видишь Алькор рядом с Мицаром, то годен в лучники. Сомневаюсь - звездная величина https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/3650.html Алькора равна 4,02, а человек с нормальным зрением видит звезды до шестой звездной величины, то есть, раз в шесть менее яркие.
В 1617 году в один из первых телескопов было обнаружено, что Мицар - сам по себе двойная звезда. В 1857 году она была первой двойной звездой, сфотографированной через телескоп.
В 1890 году телескопическое фотографирование компонента Мицар А показало, что и он является двойной звездой, так что пара Мицар А и Мицар В оказалась не парой, а двойной звездой, вокруг которой обращается третья.
Но это еще не все - в 1908 году фотографирование Мицар В показало, что и она - двойная звезда.
Таким образом звезда Мицар оказалась четверной системой - одна пара звезд и вторая пара звезд обращаются друг вокруг друга.
А теперь смотрим на фотографию Алькора:

Черный круг убирает слишком яркое пятно на снимке, оставленное самой звездой Алькор - и мы видим слабое белое пятнышко маленькой звездочки, которую иначе мы бы просто не рассмотрели - второго компонента системы.
То есть, звезда Алькор тоже оказалась двойной...
А первая исторически известная звездная пара Алькор-Мицар оказывается при внимательном рассмотрении шестерной звездой.
Система родилась в рассеянном звездном скоплении примерно пятьсот миллионов лет назад. Само скопление давно рассеялось - и составляющие его звезды, среди которых есть достаточно известные, в том числе, почти весь ковш Большой Медведицы (Бета, Гамма, Дельта, Эпсилон этого созвездия), а также Гемма (Альфа Северной Короны), Дельта Володея и Бета Возничего - нынче входят в так называемую движущуюся группу звезд Коллиндер 285 (или группу звезд Большой Медведицы).

(Вкратце о движущихся группах звезд.
Звезды, как правило, рождаются группами в одном и том же протозвездном облаке и в течение миллионов лет после рождения лет сохраняют определенное единство скоростей и направлений движения на небе, унаследованное от их колыбели.
Зачастую молодые звезды, уже удалившись от исходного положения, продолжают составлять рассеянное звездное скопление.
В результате рождается движущаяся группа звезд - группа звезд на небе, связанная общностью происхождения и общими элементами движения по галактической орбите.
Примером такой группы является так называемый Коллиндер 285 - группа звезд, известная как движущаяся группа звезд Большой Медведицы (название они получили по каталогу рассеянных звездных скоплений, составленному в 1931 году шведом Пером Коллиндером).
Коллиндер 285 интересен тем, что он расположен недалеко от Солнца, а звезды, входящие в него, образовались около полумиллиарда лет назад и успели разойтись достаточно далеко друг от друга. В результате сегодня они внешне уже не кажутся единой группой, и их совместное происхождение устанавливается по общности возраста и близости значений (по величине и направлению) их собственных скоростей движения в Галактике.
Интересна движущаяся группа звезд Большой Медведицы не только этим. Поскольку эта группа является достаточно близкой к нам, составляющие ее звезды оказались не только распределенными по значительной части видимого неба, но и хорошо видимыми невооруженным глазом. В результате их традиционно использовали как ориентиры при создании карты звездного неба. Часть этих звезд почти полностью формирует ковш созвездия Большой Медведицы, так что оно, в отличие от других созвездий, оказывается (в своей основной, легко видимой части) составлено звездами, действительно находящимися друг от друга относительно недалеко. Пять из семи звезд ковша - члены этого рассеянного скопления (Бета, Гамма, Дельта, Эпсилон и все Дзеты (четверная звезда Мицар и двойная - Алькор).
Но и это еще не все. Кроме перечисленных, в состав группы входят еще и другие известные звезды, которые относят по традиции к другим созвездиям - Дельта Водолея, Бета Возничего, Дзета Волопаса и самая яркая из группы - Альфа Северной Короны (Гемма).
Всего в группе Коллиндер 285 находится около сорока хорошо видимых звезд. Группа занимает в пространстве область размером до тридцати световых лет, а ее центр удален от Солнца примерно на восемьдесят световых лет, так что она является самым близким к нам звездным скоплением).

Но это еще не все - еще одна широко известная звезда является на самом деле шестерной системой. Это - Кастор, который по недоразумению назван альфой Близнецов, хотя уступает по яркости бете Близнецов Поллуксу.
Еще в 1678 году открыли, что Кастор является двойной звездой (Кастор А и Кастор В). Период обращения компонентов равен 350 лет, так что они находятся сравнительно недалеко друг от друга.
В XX веке обнаружилось, что тусклая звездочка YY Близнецов, невидимая невооруженным глазом, находится примерно в тысяче астрономических единиц от Касторов и гравитационно с ними связана, поэтому ее наименовали Кастор С, а система стала тройной.
Анализ спектров Касторов А и В показал, что каждый из них в свою очередь является двойной системой. Кастор А состоит из большой бело-голубой звезды, напоминающей Сириус, массой чуть больше двух солнечных и красного карлика, в два раза меньшего, чем Солнце. Больший компонент Кастора В немного меньше, чем у Кастора А (массой 1,7 солнечных), а меньший компонент - почти такой же, как у Кастора А.
Ну, и в довершение всего, маленький Кастор С тоже оказался двойной звездой, состоящей из двух похожих звезд массой, соответственно, 0,76 и 0,68 масс Солнца.

И еще одна известная шестерная (минимум) система - Гамма Парусов.
Это - одна из самых дальних звезд, вернее, звездных систем, хорошо видимых невооруженным глазом. Она наблюдается с расстояния в 1100 световых лет как яркая голубая звезда видимой величины +1,7m (примерно тридцатая по яркости на небе).
На самом деле Гамма Парусов - система, которая включает в себя как минимум, шесть весьма крупных звезд.
Ее главный компонент - двойная звезда Гамма Парусов А, в свою очередь состоящая из двух компонентов: голубого сверхгиганта массой в 30 солнечных Гамма Парусов Аа и далеко проэволюционировавшей очень горячей звезды Вольфа-Райе массой в десять солнечных Гамма Парусов Аb. Расстояние между компонентами - около астрономической единицы, период обращения - 75,5 дней. Когда-то Гамма Парусов Аb была более массивной, чем Гамма Парусов Аа, она проэволюционировала быстрее, сбросила наружные слои, частично захваченные вторым компонентом и увеличившие его массу, и в ближайшее время первой из всей системы закончит жизнь взрывом сверхновой. Недолго останется и второму компоненту.
Вокруг этой пары вращается начавший уходить с главной последовательности субгигант класса В массой около пятнадцати солнечных - Гамма Парусов B, следующий кандидат в сверхновые в этой системе.
Несколько далее вокруг этой же пары обращается белая звезда класса А Гамма Парусов С, массой около трех солнечных масс. И, наконец, вокруг всего комплекса по широкой орбите обращается еще одна пара - Гамма Парусов D и Е. Первая звезда этой пары превосходит Солнце более, чем в два раза и относится к спектральному классу А, вторая сравнима с Солнцем.
Суммарная светимость всего комплекса превосходит солнечную более, чем в двадцать тысяч раз.

И еще терминологическое

Сколько замечательных терминов есть в астрономии - от парадоксальной молодежи до ископаемых галактик.
И теперь хочу порадовать еще одним - голубая отставшая (blue straggler). Переводы этого термина на русский язык грешат разнообразием - можно встретить еще и вариант "голубые отстающие" и даже такой вариант, как "голубые приблудные", демонстрирующий, что знать слова - это не значит понимать язык. Ибо если отставшими их именуют за дело, то приблудными - в силу девиаций мышления переводчика.

Голубые отставшие - это своеобразные звезды, встречающиеся иногда в шаровых звездных скоплениях. Отличаются они тем, что для своей массы они слишком горячи и, соответственно, имеют намного более голубой цвет, чем им положено. В результате голубые отставшие очень существенно нарушают все каноны диаграммы "цвет-светимость" Герцшпрунга-Рассела https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4191.html.
(Вот тут становится ясным, отчего "отставшие". Напомню - по историческим причинам более голубые звезды спектральных классов О, В, А традиционно с давних имен именуются "ранними", а более красные - например, классов К или М - "поздними". И даже в просторечии проводят сравнения именно таким образом - например, Солнце - звезда класса, более раннего, чем красный карлик и более позднего, чем Сириус. К возрасту звезд сие отношения не имеет, но получается, что отставшая звезда выглядит более "ранней" (в указанном смысле), чем ее нормальные сородичи той же массы).

Причина такого нарушения всех правил и законов эволюции звезд проста. Голубые отставшие - это результат слияния двух зрелых и вполне сформировавшихся звезд. Когда две нормальных звезды сталкиваются и сливаются в единое тело, получившаяся звезда оказывается куда более яркой и горячей, чем нормальные звезды той же массы.
Косвенным подтверждением такой модели является тот факт, что все голубые отставшие вращаются очень быстро - как и надлежит при столкновении двух звезд, при котором слившаяся звезда сохраняет орбитальные моменты компонентов.
В общем, как гласил заголовок одной из статей об этом феномене, "Blue stragglers stay young by feeding off their neighbors". Как страшно жить...

Становится ясным, почему такие удивительные звезды встречаются только в шаровых скоплениях - плотность расположения звезд в них выше, чем, скажем, в окрестностях Солнца, на четыре-пять порядков, так что вероятность столкновения двух звезд в шаровом скоплении выше, чем даже в плотно населенном галактическом диске, во много тысяч раз.
Голубые отставшие, как показывают наблюдения и расчеты, обречены на то, чтобы оставаться ненормальными почти до самой смерти. Уйдя по диаграмме Герцшпрунга-Рассела далеко в синюю сторону (влево), они и в старости эволюционируют, находясь слева от главной последовательности (оставаясь более горячими) и превращаясь в желтые отставшие (в то время, как нормальные звезды их массы становятся красными субгигантами и гигантами), а потом - и в красные отставшие. И только перед смертью они, скорее всего, наконец, присоединяются к нормальным звездам своей массы и становятся нормальными красными гигантами или звездами асимптотической ветви гигантов.

Спектры звезд - вдруг кому-нибудь пригодится

Решил показать картинку, иллюстрирующую вид спектров звезд разных спектральных классов в видимом диапазоне.


Конечно это - только схема, но основные особенности видны.
В целом, особенности спектров звезд основных спектральных классов в видимом диапазоне (частично их видно на картинке) можно описать так:
Класс W (звезды Вольфа-Райе) Температура более 50000 градусов. Очень широкие линии излучения гелия, азота, кислорода, углерода. Спектр подкласса WC содержит преимущественно линии углерода, а WN - азота с кислородом. Линии водорода очень слабы.
Класс О. Температура до 40000 градусов. Интенсивные линии ионизированного гелия, линий металлов практически нет.
Класс В. Температура 20000 градусов. Линии нейтрального гелия, слабые линии ионизированного кальция.
Класс А. Температура 10000 градусов. Интенсивные линии водорода. Линии ионизованного кальция. Слабые линии металлов.
Класс F. Температура 7000 градусов. Линии водорода менее интенсивны. Линии металлов.
Класс G, родной. Температура 6000 градусов. Линии водорода еще менее интенсивны. Линии ионизированных металлов, интенсивные линии кальция.
Класс К. Температура 4500 градусов. Линий водорода почти нет. Присутствуют слабые широкие линии оксида титана. Многочисленные линии металлов.
Класс М. Температура 3000 градусов. Выражены сильные широкие линии (полосы) оксида титана и других молекулярных соединений.
Класс L. Температура 2000 градусов. Крупные нестарые коричневые карлики. Полосы гидридов и оксидов.

Замечательные видео

Визуализация процессов взрывов сверхновых:
1. Сверхновая типа Ia - взрыв белого карлика, масса которого в результате аккреции превысила предел Чандрасекара:

Watch on YouTube

Хорошо виден дефлаграционный характер взрыва - реакция распространяется в поверхностном слое распространяющейся ударной волны.

2. Сверхновая типа II - взрыв массивной звезды (массой 11 солнечных) после начала нейтринного охлаждения ядра:

Watch on YouTube

Кстати, обратите внимание на несимметричный характер взрывов, особенно, типа Ia.
Как показывают расчеты и наблюдения нейтронных звезд, в результате воздействия реактивных сил при таком несимметричном взрыве, остаток сверхновой может получить весьма ощутимый импульс - до 10^37 кг·м/с. Такого импульса хватило бы, чтобы разогнать, к примеру, Солнце до скорости в 5 тысяч километров в секунду - более полутора процентов скорости света.

И еще о нейтронных звездах

О нейтронных звездах я рассказывал здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/11635.html

А теперь расскажу немного о стадиях эволюции "обычной" нейтронной звезды. Да, они тоже с течением времени эволюционируют.
Дело в том, что когда ядро огромной звезды-гиганта сжимается в крохотную нейтронную звезду, его вращательный момент, разумеется, никуда не пропадает. Это означает, что, раз диаметр упал с сотен тысяч до полутора десятков километров, угловая скорость должна соответственно увеличиться. В результате, как я уже говорил, нейтронные звезды вращаются очень быстро - как правило, со скоростями в десятки, а то и сотни оборотов в секунду (представляете себе шар диаметром в двадцать километров, вращающийся со скоростью в семьсот оборотов в секунду?).
Вместе с нейтронной звездой вращается и ее чудовищное магнитное поле (оно тоже никуда не пропало, только теперь оно "размазано" не на сотни тысяч километров, а на считанные километры, и его напряженность выросла до колоссальных величин). При этом звезда излучает электромагнитные волны, теряет энергию, и ее вращение понемногу замедляется, что неплохо проверяется наблюдениями. Магнитное поле, разумеется, тоже уменьшается.

Ну, а по мере снижения скорости вращения нейтронной звезды изменяются наблюдательные эффекты, которыми она себя может проявлять для нас.
По этому признаку можно выделить четыре стадии эволюции "обычных" нейтронных звезд.

1. Эжектор - "молодая" нейтронная звезда с большой скоростью вращения и сильным магнитным полем. Именно их мы воспринимаем как пульсары (радиопульсары).
Это - интересная стадия. Скорость вращения огромна, магнитное поле - тоже. Оно вращается вместе со звездой и удерживает заряженные частицы, порывающиеся вырваться с поверхности звезды. Однако из-за огромной скорости вращения на определенном расстоянии от поверхности звезды скорость вращения поля становится равной скорости света - и все. В этом месте силовые линии "наматываются друг на друга" и разрываются, и частицы, добравшиеся до этого расстояния, беспрепятственно улетают в космос. Поэтому такие звезды и называются эжекторами - они испускают (эжектируют) заряженные частицы, движущиеся с огромной, релятивистской скоростью и излучающие радиоволны.

2. Пропеллер - следующая стадия жизни нейтронной звезды. Скорость вращения снизилась, магнитное поле уже простирается на большое расстояние, обрыва силовых линий нет, и заряженные частицы теперь не могут покинуть звезду. Излучение исчезает, и наблюдать пропеллер становится очень трудно - в сущности, его можно заметить только по гравитационным эффектам.

3. Аккретор. На этой стадии скорость вращения и магнитное поле становятся такими слабыми, что заряженные частицы, которые до этого удерживались магнитным полем, начинают падать на поверхность нейтронной звезды (происходит аккреция вещества).
Они падают в районе магнитных полюсов (на участке размером порядка нескольких десятков метров), падающее вещество разогревается до миллионов градусов и излучает рентгеновские лучи. Участок, излучающий в рентгеновском диапазоне, вращается вместе со звездой, так мы его видим периодически (излучение "пульсирует" ). Поэтому аккреторы описываются как рентгеновские пульсары.

4. Георотатор - скорость вращения нейтронной звезды становится совсем малой, плазма из мирового пространства захватывается магнитным полем и не пропускается к поверхности нейтронной звезды (аналогично тому, что происходит на Земле, магнитное поле которой не пропускает заряженные частицы).

Поляры

Что такое аккреторы, я рассказывал здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/77790.html.
Аккретор - это нейтронная звезда, у которой магнитное поле достаточно слабо (разумеется, в масштабах полей нейтронных звезд! Оно все равно колоссально по любым меркам!), чтобы допускать падение вещества на поверхность звезды. Газ падает на поверхность в районе магнитных полюсов (на участке размером порядка нескольких десятков метров), падающее вещество разогревается до миллионов градусов и излучает рентгеновские лучи. Участок, излучающий в рентгеновском диапазоне, вращается вместе со звездой, так мы его видим периодически (излучение "пульсирует"). Если вокруг пульсара очень много газа, излучение может оказаться достаточно мощным, и мы наблюдаем рентгеновский пульсар.
Интересно то, что подобный эффект может наблюдаться у белых карликов. Только для этого необходимы два условия: белый карлик должен обладать весьма мощным (для звезд этого класса) магнитным полем (хотя, разумеется, до такой напряженности поля, которая характерна для нейтронных звезд, ему далеко) и должен находиться в тесной двойной системе, в которой второй компонент заполнил предел Роша (см. ahttps://atandakil-gunze.dreamwidth.org/6214.html), так что его вещество перетекает на белый карлик.
В таких условиях мощное магнитное поле белого карлика не дает притягиваемому газу собраться в аккреционный диск, и вещество падает на магнитные полюса карлика вдоль силовых линий поля, разгоняясь до огромных скоростей и нагревая около полюсов поверхность карлика до миллионов градусов. В результате такая система ведет себя аналогично рентгеновскому пульсару, периодически (для удаленного наблюдателя, в момент, когда он видит магнитный полюс карлика) выбрасывая мощное рентгеновское излучение.
Такие системы именуются полярами. О них я рассказывал здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/6508.html

Разумеется, нагретые полярные участки белого карлика излучают не только рентгеновское, но и ультрафиолетовое излучение и видимый свет. Причем много - около половины суммарной яркости системы определяется только лишь светом нагретых участков поляра.

Интересно то, что, хотя поляров имеется немного, у некоторых из них известны планетные системы.
Например, система HU Водолея, в которой планета массой, в семь раз превышающей массу Юпитера, обращается по широкой орбите вокруг обоих компонентов поляра. Период обращения самих компонентов - 125 минут, а планеты вокруг них - десять лет.
А еще стоит упомянуть о планете у поляра UZ Печи. Поляр состоит из белого карлика массой 0,7 солнечных, вокруг которого на удалении всего лишь триста тысяч километров с периодом 126,5 минут (!) обращается красный карлик массой 14% солнечной, оболочка которого перетекает на белый карлик. Вокруг этой звездной пары обращается как минимум одна планета (возможно - маленький субкоричневый карлик) массой не менее 7,7 массы Юпитера. Расстояние от нее до этой пары - около 420 миллионов километров, период обращения - чуть более пяти лет.

Плеяды

Одним из ярких (во всех смыслах) примеров небольшого рассеянного звездного скопления является широко известное скопление Плеяды.
Его знают все (или почти все). Оно находится недалеко от нас, примерно в 440 световых годах, и представляет собой группу молодых (около 110 миллионов лет) звезд.
Диаметр скопления составляет около 12 световых лет, оно включает более тысячи звезд, которые примерно через четверть миллиарда лет окончательно разлетятся в стороны, утратив гравитационную связь.
Примерно четверть звезд Плеяд - коричневые карлики массой менее 0,0767 массы Солнца, что недостаточно для экзотермической термоядерной реакции (ядерные реакции в них, как я рассказывал, происходят, но тепловыделение при них не компенсирует естественного остывания карлика). Таким образом, состав Плеяд позволяет оценивать реальное количество таких образований среди звезд. Кстати, суммарная масса коричневых карликов - менее двух процентов массы скопления.

По неизвестным (мне) причинам Плеяды издавна ассоциируются с семеркой - разные народы именовали их "Семь сестер" или еще семь кого-нибудь или чего-нибудь.
Некоторые часто утверждают, что эта самая семерка возникает в связи с количеством отчетливо видимых в скоплении и достаточно ярких звезд. Может быть, конечно, и так - но еще со времен греков к таковым в Плеядах относятся Альциона (Алкиона), Атлас (Атлант), Электра, Майя, Меропа, Тайгета, Плейона, Целено (Келайно) и Астеропа. Как минимум, это 7±2...

Что они нам дают

Об эволюции звезд разной массы я рассказывал здесь:https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4395.html.
И вот подумалось мне, что об эволюции я рассказал - а о том, что она дает всем нам, нет.
Итак, что же получает Вселенная в результате эволюции звезд разной массы?

От объектов массами до 0,075 солнечных - коричневых карликов - ничего толкового не получишь. Ядерные реакции в них практически отсутствуют, металлов они не производят, а то, что производят, хранят у себя внутри.

Звезды массами до 0,5 - 0,8 солнечных в основном заняты преобразованием водорода в гелий - и, соответственно, могли бы обогащать межзвездное пространство гелием при сбросе оболочки в конце жизни. Пока они за всю историю Вселенной жизнь не заканчивали, так что толку от них не слишком много.

Звезды от 0,8 до 8 солнечных масс уже производят к концу жизни не только гелий, но и металлы - в сброшенных ими оболочках присутствуют углерод и азот, а также более легкие металлы (в незначительных количествах). Подчас они взрываются (углеродная детонация) - и тут уж в продуктах взрыва появляются кислород и более тяжелые элементы.

Звезды от 8 до 12 солнечных масс, если не взрываются, дополнительно к сказанным элементам обогащают Вселенную кислородом, неоном и магнием.

Более тяжелые звезды (до 30-40 солнечных масс) взрываются как сверхновые II типа (см. https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/5401.html). При этих взрывах пространство обогащается всей таблицей элементов, а преимущественно - кислородом, неоном, магнием, кремнием, кальцием, серой, а также железом и близкими к нему элементами. Более тяжелые, чем железо, элементы производятся в относительно небольшом количестве.

Белые карлики в двойных системах, сливаясь или в результате аккреции взрываются термоядерными сверхновыми (тип Ia, см. https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/5401.html) - при этом производится весьма много железа и близких элементов.

Более массивные звезды взрываются гиперновыми (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/5844.html) и при взрыве с электрон-позитронной нестабильностью производят очень много железа и более тяжелых элементов (а также, кстати, кислорода).

А вот самым богатым источником золота во Вселенной, замечу, является слияние нейтронных звезд. Разумеется, кроме золота, они производят много других тяжелых (тяжелее железа) элементов.

Интересное - Капелла

Одна из самых ярких звезд на небе - Капелла - является очень интересной звездной системой, удаленной на сорок два световых года.
Интересного в ней много.

Она включает в себя две звезды почти одинакового размера (массы 2,7 и 2,56 солнечных), расстояние между которыми меньше, чем радиус земной орбиты, оно составляет около ста миллионов километров). Возраст системы - около 520 миллионов лет, так что возникла она в кембрийском периоде - но благодаря достаточно большой массе ее компоненты уже прожили большую часть своей жизни и ушли с главной последовательности (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4191.html).

Особенно интересно в системе Капеллы то, что из-за небольшого отличия в массе ее больший компонент Капелла А успел проэволюционировать чуть раньше и в настоящий момент является нормальным гигантом - в ядре звезды уже происходят реакции с участием гелия, и звезда заметно увеличила размеры. А вот меньший компонент Капеллу B мы застали на очень редкой (для звезд этой массы) стадии субгиганта, когда водород в центре звезды уже превратился в гелий, реакции синтеза гелия из водорода в ядре уже прекратились и идут только в менее глубоких областях, но температура ядра и его плотность еще не поднялись настолько, чтобы в центре начались реакции с участием гелия. Такая стадия в жизни относительно массивных звезд очень кратковременна, она может длиться всего лишь несколько тысяч лет, поэтому звезд массой свыше полутора солнечных в этой стадии известно всего несколько десятков (недаром эта стадия жизни звезд такой массы именуется пробелом Герцшпрунга - на диаграмме "цвет-светимость" Герцшпрунга-Рассела ей соответствует почти незаполненная область).
Через несколько тысяч лет в центре Капеллы B зажгутся гелиевые реакции, звезда быстро увеличится в размерах почти без увеличения светимости (подобно своему большему компаньону Капелле А), и внешние области обеих звезд соприкоснутся и сольются в общую атмосферу восьмеркоообразной формы - Капелла превратится в тесную двойную систему.

Но это еще не все - в целом, Капелла является четверной системой, потому что вокруг описанной пары по очень широкой орбите радиусом почти световой год обращается тесная пара маленьких красных карликов.

Межгалактический газ

Как я не раз писал, в межзвездном пространстве галактик вовсе нет вакуума - межзвездное пространство можно считать заполненным газовой средой с плотностью от 1 до 100, а иногда и более, атомов на один кубический сантиметр и температурой как правило, порядка нескольких тысяч градусов. По этой среде могут распространяться крупномасштабные ударные волны, формирующие, к примеру, спиральные рукава галактик, в ней возникают крупномасштабные вариации плотности (циклоны и антициклоны), и звезды в газовой среде галактик достаточно часто движутся со сверхзвуковой скоростью.

Вакуума во Вселенной нет и в более крупных масштабах. Пространство между галактиками в галактических скоплениях тоже заполнено газом.
Этот газ, разумеется, существенно менее плотен, чем газ внутри галактик - его плотность несколько больше тысячи атомов на кубометр, то есть, она на три-четыре порядка меньше, чем плотность межзвездного газа. Зато межгалактический газ является значительно более горячим - его температура составляет миллионы (как правило, 5 - 10 миллионов) градусов - он намного более горяч, чем сами галактики. Механизмы нагрева я описывал.
Галактики, кстати, как правило, также движутся в межгалактическом газе со сверхзвуковой скоростью (я об этом говорил - и фотографии показывал).
Чрезвычайно интересным является тот факт, что межгалактический газ содержит значительное количество тяжелых элементов - его металличность подчас близка к металличности Солнца. То есть, состав межгалактического газа существенно отличается от состава ранней Вселенной, содержавшей лишь водород и гелий, и он никак не может являться реликтом древнейших времен.
Оценки показывают, что масса межгалактического газа сравнима с видимой массой галактик, а если учесть газ вне скоплений - то и превосходит ее.

При этом до сегодняшнего дня нет окончательной ясности по поводу того, откуда произошел межгалактический газ. Согласно одной из теорий, он преимущественно является все же остатком древнейшего (первичного) газа во Вселенной, обогащенным металлами за счет внутригалактического газа, выброшенного из галактик за время их существования.
Другая же теория утверждает, что он наряду с первичным газом обогатился металлами при гибели первичных звезд (гигантских звезд первого поколения, так называемых звезд третьего типа населения), которые образовались и погибли на заре существования Вселенной.

Для того, чтобы окончательно понять механизм формирования и обогащения металлами межгалактического газа, нужно знать, как формировались галактики и где рождались первые звезды. А мы, в сущности, не знаем, не формировались ли первые звезды и галактики независимо друг от друга.

Мимоходом

Кинетическая энергия частицы весом в один микрограмм на скорости в сто тысяч километров в секунду равна кинетической энергии нормального бронебойного снаряда. Только проникающая способность и поперечная нагрузка существенно выше, так как площадь частицы мала.

Я очень люблю читать тексты о путешествиях к звездам на субсветовой скорости.

И такое бывает - IRAS 08544-4431

Фрагмент туманности в созвездии Парусов

На врезке - интерферометрическая фотография окрестностей несимметричной двойной системы IRAS 08544-4431.
Может показаться, что мы видим юную звезду, окруженную протопланетным диском - на деле же это далеко проэволюционировавшая двойная звездная система, в которой больший компонент начинает сбрасывать вещество, формирующее новый, вторичный диск. Его форма определяется тем, что его внутренняя часть выдувается на периферию звездным ветром.
Из этого вторичного диска могут опять сформироваться планеты.
В общем, иллюстрация известного (хотя, и не слишком) факта - таким образом у звезды в конце жизни может сформироваться второе поколение планет.

И для иллюстрации - видео

Watch on YouTube

Скромность настораживает...

Когда журналист становится тих и мирен, теряет склонность к преувеличению и приобретает взамен сдержанность, это подчас имеет пугающий характер.
Читаю новость о свежеоткрытой двойной системе, одним из компонентов которой является черная дыра. Описание системы выглядит, я бы сказал, просто непривычно скромно: маленькая черная дыра (!) вращается вокруг небольшой голубой звезды.
Скромность, конечно, украшает пишущих, как девушек - короткие платьица. И все, в конце концов, в мире относительно: и черная дыра массой 5 - 7 солнечной, безусловно, может быть названа маленькой (диаметр тридцать-сорок километров, да и с галактическими черными дырами массами в миллионы и миллиарды солнечных ее даже сравнивать неудобно), и звезду MWC656 класса Ве (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/3951.html) можно, несомненно, назвать небольшой (мы, конечно, привыкли думать, что звезду массой в 16 солнечных назвать небольшой трудно - но что такое 16 солнечных масс сравнительно с крупнейшими звездами? Ничего... карлик... как слон рядом с китом...). Но общий тон сообщения, тихий, скромный, даже в чем-то непривычно застенчивый, настораживает. На моей памяти еще ни один журналист звезду класса B или астрономическую черную дыру маленькой назвать не додумался

(no subject)

Я как-то обмолвился (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/11635.html), что нейтронные звезды во многом напоминают нашу Землю (только тяжелее примерно в полмиллиона раз и меньше раз в пятьсот).
Соответственно, на поверхности нейтронных звезд могут возвышаться горы, и исследования показывают, что они могут иметь весьма заметную высоту - до нескольких сантиметров.

Я люблю этот язык...

Оценки SFR по GRB на больших z согласуются с плотностью LSBG при их учете на слабом конце функции УФ-светимости.

Бурундук неторопливо ушел от нока выстрела на корму...

С одной стороны, казалось бы, почему нельзя писать по-человечески?
GRB - гамма-всплески;
SFR - темп (интенсивность) звездообразования;
z - красное смещение;
LSBG - галактики низкой поверхностной яркости.
А с другой стороны, почему математические формулы словами не записывают?

Собственно - это я побурчать.
Вообще, LSBG (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/3492.html), подсчетом которых давно и серьезно озаботились, на больших z попросту невидимы и сами должны считаться по GRB. Так что упомянутый учет на слабом конце (плотность галактик низкой поверхностной яркости на заданном удалении от нас) без подсчета количества гамма-всплесков на этом удалении выполнить невозможно.
Так что тут и не захочешь - все само согласуется: если подсчет количества яблок в саду провести по количеству яблонь, подсчитанное количество яблок удивительным образом согласуется с количеством яблонь...

Интересное - звезда Каптейна

В 12,78 световых годах от Солнца расположена маленькая звезда, именуемая HIP 24186 или HD 33793 (звезда Каптейна) - красный карлик класса М1 массой в 36% солнечной и светимостью в 0,4% светимости Солнца.
Звезда очень старая, ей более десяти миллиардов лет, очень низкометалличная, ее металличность равна -0,99 (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/5209.html) словом - типичная древняя звезда второго поколения (второго типа населения, см. https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/5020.html) - но одно обстоятельство вызывает удивление: она движется по Галактике в направлении, обратном направлению вращения Млечного пути.
А ретроградное движение звезды - обстоятельство серьезное. Урожденная звезда галактики так двигаться не может. Есть, конечно, вероятность того, что она появилась на свет в кратной системе и после ее разрушеия полетела в "неправильную"сторону, но это очень уж маловероятно - для такого нужно точно выполнить условия, определяющие скорость и направление движения звезды.
Куда более вероятно, практически, достоверно, то, что звезда Каптейна сформировалась в другой галактике, некогда захваченной Млечным путем, и унаследовала свое парадоксальное движение от этой галактики.
И самое интересное, это то, что наиболее вероятный вывод по результатам расчетов движения звезды и анализа ее химического состава, гласит: мы знаем галактику, из которой она происходит. Это - шаровое созвездие Омега Центавра (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/28034.html), вернее, та древняя галактика, остатком которой оно является, и которая была некогда поглощена Млечным путем.

Интересное - белый карлик RX J0648.0-4418

Помните, я рассказывал, что максимальная масса, которую может иметь белый карлик, именуется пределом Чандрасекара https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/11952.html - если масса белого карлика достигает предела Чандрасекара, давление в нем уже не может скомпенсировать тяготение, и он коллапсирует в нейтронную звезду, взрываясь сверхновой типа Ia?
Так вот, тут есть один нюанс - если белый карлик вращается слишком быстро, он может набрать массу, большую, чем предел Чандрасекара, но из-за центробежного эффекта давление в его центре еще не будет достаточным для потери устойчивости, и коллапс не произойдет.
Основной причиной разгона белого карлика до высокой скорости вращения является аккреция вещества. Когда в двойной системе, одним из компонентов которой является белый карлик, второй компаньон начинает расти в размерах, переходя в стадии субгиганта или красного гиганта, газ его внешних слоев перетекает на белого карлика и может увеличить его момент вращения до достаточно высоких значений.

Это я к чему... Рекордсменом по скорости вращения среди белых карликов является RX J0648.0-4418 - белый карлик массой 1,28 солнечных (близок к пределу Чандрасекара), заодно, замечу, являющийся поляром ( https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/77879.html). Газ, падающий на его поверхность от второго компаньона, разогнал его почти до предела устойчивости - белый карлик совершает один оборот за 13,2 секунды.
Вдумайтесь... Представили себе тело размером с Марс, совершающее почти пять оборотов в минуту?