Природа сверхновых и новых звезд

Кузнецов А.И., Кузнецов А.Р.

Звёзды часто называют главными телами Вселенной, поскольку они составляют основную долю объектов, которые можно рассмотреть с Земли невооруженным глазом. Именно в них заключена основная масса светящегося вещества.
 
Согласно существующей теории образование звезд в виде газового шара происходит из пылегазового облака при его сжатии под действием гравитационных сил. Непрерывное повышение давления и температуры в процессе сжатия приводит к созданию условий для протекания термоядерного синтеза. В результате его образуются газы и легкие металлы.


Откуда берется газ и пыль для образования первых звезд теория умалчивает. Принято считать, что пыль и газ - это продукты эволюции звезд. Сначала зарождаются звезды, которые, просуществовав какое-то время и состарившись, завершают свое существование яркой вспышкой сверхновой звезды.
 
Железо, алюминий и другие металлы на нашей планете – и есть остатки некогда погибшей сверхновой звезды. После взрыва звезда превращается в нейтронную звезду или черную дыру, в зависимости от ее первоначальной массы. Из остатков звезды образуются новые планеты в звездных системах, расположенных в сотнях световых лет от места, где произошла космическая трагедия.

Блеск сверхновой, вспыхивавшей вроде бы на пустом месте, иногда достигал такой величины, что звезду было видно даже днём. Если на её месте до начала вспышки и была заметна звезда (как, например, в случае ближайшей изученной сверхновой, наблюдавшейся в 1987 г. в Большом Магеллановом Облаке), то после вспышки она исчезает, а сброшенная ею оболочка ещё долгие годы видна как светящаяся туманность [1].

По нашей гипотезе звезды следует рассматривать не как газовый шар, а как жерла вулканов, расположенных на поверхности твердой оболочки, по составу аналогичной планетам земной группы, гигантских суперзвезд сферической формы [2].
 
Согласно нашей гипотезе рождение сверхновой звезды вызвано разрушением оболочки суперзвезды под действием избыточного внутреннего давления, в наиболее слабом ее месте, и началом извержения с ее поверхности вулкана.
 
Это сопровождается мощным выбросом похожим на взрыв. При этом из жерла вулкана, с закручиванием по спирали выбрасывается большое количество газа, плазмы, раскаленных (расплавленных) и прочих частиц (сгустков) материала, а также крупных и мелких (пыли) твердых частиц оболочки, образующих планеты и туманность.

Таким образом на поверхности одной суперзвезды образуется большое количество вулканов (звезд), имеющих различные размеры и формы. Они связанны каналами (жерлами) с ее внутренней частью, содержание которой аналогично существующему составу звезд. Здесь также, как в звезде протекают термоядерные реакции превращения водорода в гелий.

Плотное облако частиц оболочки суперзвезды, пыли и газа надолго закрывает образующуюся сверхновую звезду от наблюдателей создавая иллюзию ее исчезновения при взрыве. Учитывая большие размеры облака и высокую температуру частиц, его образующих, оно долгое время наблюдается в виде светящейся туманности и служит основой для образований планетной системы.

Состояние звезд не остается стабильным на протяжении их существования. В процессе эволюции происходит непрерывное изменение их размеров, массы и яркости. Именно эти свойства заложены в основу их классификации, согласно которой основное количество звезд последовательно проходит все ее стадии.
 
Согласно принятой в настоящее время учеными теории, в период существования в звезде одновременно протекает два вида процессов: сжатие звездной массы под действием гравитации и расширение за счет термоядерных реакций. В период существования звезды эти силы находятся в стадии равновесия.
 
По предлагаемой нами гипотезе сжатие звездной массы и рост температур внутри суперзвезды объясняется наличием на ее поверхности прочной теплоизолирующей корки (оболочки). Увеличение толщины корки происходит не только снаружи, за счет оседания на ней космических частиц и межзвездной пыли, но и изнутри, в результате протекания термоядерных реакций образования ядер атомов газообразных и твердых химических элементов.
 
Под действием внутреннего давления происходит вытеснение образовавшихся газообразных элементов к поверхности, где они образуют под коркой скопления в виде газовых пузырей. Одновременно, при вращении суперзвезды вокруг собственной оси, происходит оттеснение прочих ядер образующихся химических элементов к стенке (корке). Здесь, при взаимодействии с газообразными элементами, очевидно протекают реакции образования оксидов металлов, оседающих (налипающих), вследствие существующего градиента температур по толщине корки, на ее внутренней части.
 
Образующееся внутри суперзвезды, вследствие протекания термоядерных реакций, избыточное давление компенсируется непрерывным извержением звездного ветра через существующие на ее поверхности жерла вулканов (звезды). При чрезмерном повышении давления внутри суперзвезды происходят залповые извержения, наблюдаемые на Солнце в виде протуберанцев.

Очень редко на небе возникают новые звёзды - они внезапно появляются на том месте, где раньше можно было наблюдать звезду только в телескоп.
Согласно одним данным блеск такой звезды постепенно увеличивается от 50 тысяч до 100 тысяч раз, достигает максимума, а через несколько месяцев ослабевает настолько, что часто она становится не видимой даже в телескоп, т. е.  как бы исчезает [1].
 
Согласно другим данным, при вспышке начальный подъём блеска происходит очень быстро, за 2-3 суток. Незадолго до максимума рост светимости несколько замедляется [3].
 
По нашей гипотезе это очевидно объясняется тем, что сначала, образующийся под коркой суперзвезды, газовый пузырь выталкивает находящуюся в жерле светящуюся массу (плазму), обладающую относительно низкой, увеличивающейся по мере удаления от поверхности, вглубь звезды, температурой. Это приводит к повышению температуры поверхностного слоя плазмы с увеличением ее блеска. В последующем происходит частичное затемнение светимости жерла выбрасываемым газовым облаком. После газового облака из жерла происходит мощное извержение (выброс) высокотемпературной плазмы глубинных слоев суперзвезды.  Подтверждением этому может служить то, что расширяющиеся газовые туманности были обнаружены почти у всех близких новых.

После максимума происходит уменьшение светимости, длящееся годы. Это, очевидно, связано с охлаждением высокотемпературного поверхностного слоя плазмы до уровня обычных температур.
 
Ученые отмечают, что во время вспышки происходит внезапный взрыв. Это очевидно является следствием выброса массы из глубинных слоев суперзвезды после выхода газового пузыря.
 
Иногда появление новой звезды периодически повторяется более или менее регулярно на одном и том же месте, т. е. одна и та же звезда по каким-то причинам раз в десятки или сотни лет сильно увеличивает свою светимость. Всего известно около 300 новых звёзд, из них около 150 вспыхнуло в нашей Галактике и свыше 100 в туманности Андромеды. У известных семи повторных новых наблюдалось около 20 вспышек. Вспышки происходят примерно раз в 100 лет. Многие, если не все новые являются тесными двойными звёздами [3].

Предложенная нами гипотеза [2, с. 195] позволяет объяснить все перечисленные для новой звезды особенности. Возможны следующие варианты такого появления и поведения звезды:
 
1. Существующие звезды – это жерла действующих вулканов. Вспышка новой звезды, связана с извержением образовавшегося внутри (в глубине) суперзвезды на некотором удалении или вблизи канала (жерла) существующей звезды газового пузыря.
 
Поскольку образование пузыря начинается в глубине суперзвезды, то его размеры по мере всплытия непрерывно растут. При попадании под корку, вдали от жерла, происходит дальнейшее увеличение его размеров и внутреннего давления. Вследствие вращения суперзвезды пузырь, перемещаясь с плазмой, приближается к каналу (жерлу) звезды. Происходит мощный его выброс из жерла (звезды) наружу.
 
Именно этим можно объяснить наиболее частое извержение мощных выбросов (вспышек) в районе короны звезды (корональные выбросы).

При этом из внутренних слоев суперзвезды захватывается высокотемпературное звездное вещество. Смешиваясь с поверхностным слоем звезды, оно повышает его температуру, что дает резкое увеличение блеска (вспышку) новой звезды. Через определенное время температура поверхностного слоя новой звезды начинает понижаться и блеск ее ослабевает. Величина увеличения блеска новой звезды и длительность ее пребывания в таком состоянии определяются размерами пузыря и мощностью (скоростью) его выброса с поверхности.
 
Газовые пузыри, образующиеся в глубинных слоях, находящихся под жерлом, имеют небольшие размеры. Это обусловлено меньшим временем их формирования. Всплывая сразу на поверхность, они извергаются в виде протуберанцев относительно небольшой мощности, образуя здесь светлые пятна.

2. Медленное появление новой звезды можно объяснить расположением ее на поверхности вращающейся суперзвезды. Едва заметное ее свечение наблюдается в период появления ее в поле зрения наблюдателя. В процессе вращения происходит постепенное приближение ее, сопровождающееся увеличением видимой плоскости свечения, а соответственно и блеска. Наиболее сильный блеск наблюдается в момент максимальной видимости ее поверхности. Последующее снижение блеска происходит по мере ее вращения по орбите до полного исчезновения за телом суперзвезды. Это аналогично смене фаз луны.
 
3. Принято считать, что часто образование новых происходит в системе тесных двойных или кратных звезд, в которой одна звезда значительно старше и в своем возрасте находится на главной последовательности или перешла в стадию красного гиганта и уже успела заполнить свою полость Роша, а вторая звезда – белый карлик. В результате тесного взаимодействия на белый карлик от гигантской соседки через окрестности точки Лагранжа L1 перетекает газ, содержащий до 90% водорода [1].
 
Причину и механизм данного явления ученые объясняют их взаимным притяжением. Однако, почему-то наиболее сильным притяжением обладает звезда имеющая меньший размер, а, следовательно, и массу, что противоречит закону гравитации.
 
Согласно нашей гипотезе «захват» (поглощение) одной звезды другой для таких систем тесных звезд происходит следующим образом: существующая перегородка между двумя рядом расположенными на поверхности одной суперзвезды их каналами (жерлами), вследствие непрерывного воздействия высоких температур, постепенно расплавляется. Этому наиболее подвержены участки, расположенные в нижней части жерл, в глубине суперзвезды и на ее поверхности. Их края кроме высоких температур испытывают механическое воздействие от извержения и перемешивания плазмы.

Визуально это наиболее заметно на поверхности суперзвезды. Происходит вытягивание округлой формы жерл (звезд) в направлении друг к другу по прямой наименьшего расстояния между ними. При этом, расположенные на поверхности оболочки суперзвезды, выходные отверстия жерл (звезды) постепенно сближаются, образуя полость Роша.
 
Звезда меньшего размера, обладая более высокой скоростью истечения плазмы, а, следовательно, и большей яркость, более активно воздействует на перегородку. Это создает эффект перетекания звездной массы от большой звезды в ее сторону. Происходит их объединение в одну, обладающую большим размером и наибольшей светимостью, за счет извержения на ее поверхность высокотемпературной плазмы из глубинных слоев суперзвезды.

Появление новой звезды при этом происходит тихо или сопровождается взрывом, разрушающим перегородку. Образующееся при взрыве перегородки пылегазовое облако, в зависимости от размеров перегородки, мощности взрыва и его направления, по отношению к наблюдателю, может загородить звезду на какое-то время и создать видимость ее исчезновения.

Периодичность появления новой на одном и том же месте по нашей гипотезе можно объяснить в первом случае многократным образованием таких пузырей, а во втором – продолжительностью полного цикла оборота суперзвезды, на поверхности которой она находится. Периодичность процесса выброса газовых пузырей определяется начальным расстоянием расположения места его образования от жерла (звезды), а мощность выброса - его размерами.

Таким образом, предложенная гипотеза позволяет объяснить вспышку сверхновой звезды, а также механизм, природу и периодичность появления на одном и том же месте новых звезд.

ЛИТЕРАТУРА
1 Новые и сверхновые звезды. [Электронный ресурс]. – URL: https://rosuchebnik.ru/material/novye-i-sverkhnovye-zvezdy [дата обращения 24.05.2021].

2 Кузнецов А. И. Общая теория относительности А. Эйнштейна и новые гипотезы //Материалы Международной научно-практической конференции «Х Торайгыровские чтения», посвященной 125-летию С. Торайгырова. - Павлодар, 2018. - Т. 4. - С. 194-198.

3 Курс лекций по астрономии. [Электронный ресурс]. – URL:  http://www.inggu.ru/upload/lectures  [дата обращения 17.05.2021].