Самый массивный известный объект во Вселенной - чёрная дыра в центре квазара TON 618. По подсчётам её масса составляет 66 милллиардов (!) масс Солнца. То есть, эта чёрная дыра весит всего в 15 раз меньше всей нашей галактики или, к примеру, в 8 раз больше, чем галактика Большое Магелланово облако.

Как я уже написал, TON 618 является квазаром, то есть центральная чёрная дыра активно поглощает материю с формированием аккреционного диска из газа и пыли, разогретого силами внутреннего трения. Этот диск ярко светится: настолько ярко, что, располагайся TON 618 в 300 световых годах от Земли, он светил бы на небе с яркостью заходящего Солнца, как изображено на картинке. Но TON 618 находится от нас в 10 миллиардах световых лет.

И это хорошо: помимо видимого света, квазары также излучают мощные потоки рентгеновского и гамма-излучения, которые, скорее всего, сделали бы жизнь на Земле невозможной.

​Читаю в СМИ статьи о том, что, мол, в Чернобыле может возобновиться неконтролируемая цепная реакция в руинах реактора.

Вывод делают на том основании, что из-под реактора усиливается поток нейтронов.

Рост потока нейтронов и правда может свидетельствовать об ускоряющихся процессах распада радиоактивных ядер в радиоактивной "лаве", в которую превратился реактор после расплавления.

А может и не свидетельствовать. Например, рост числа нейтронов может быть обусловлен снижением влажности внутри саркофага после установки новых сооружений объекта "Укрытие": вода поглощает нейтроны, и может оказаться, что выделяется их столько же, просто до датчика долетает больше.

В целом же цепная реакция - штука капризная, и для её возбуждения, собственно, строят реакторы - весьма хитрые технологические устройства с массой частей (замедлители нейтронов, нейтронные экраны и тому подобное). Просто в куске стекловидной массы, в которой уран к тому же "разбавлен" всяким мусором, она не возникнет.

На фото - одна из "капель" застывшего реакторного вещества (его ещё называют умным словом "кориум"), знаменитая "слоновья нога" в подреакторном помещении № 217/2

Глядя на карту распределения галактик во Вселенной, можно заметить, что галактики распределены по космосу не случайно, а формируют некую ячеистую структуру: галактики собраны в протяжённые структуры, так называемые нити (оригинальный термин - filament, более точно его следует переводить как волокно, но в русской научной литературе устоялся термин нити), как бы оплетающие обширные пустоты, именуемые воидами.

Почему образовались галактические нити, и почему они имеют именно такую форму, до конца пока неясно. Самая распространённая гипотеза - ячеистая структура распределения тёмной материи в результате флуктуаций на начальных этапах Большого Взрыва.

​Говоря о крупномасштабной структуре Вселенной, имеет смысл упомянуть о положении в этой систематике нашей галактики, Млечного Пути.

Млечный Путь входит в так называемую Местную группу галактик (состоящей из, собственно, Млечного Пути, галактики Андромеды, галактики Треугольника и примерно 50 карликовых галактик типа Магеллановых Облаков). Размеры Местной группы Галактик - примерно 10 миллионов световых лет (для сравнения, диаметр Млечного Пути составляет чуть менее 106 тысяч световых лет), общая масса - около 2 триллионов масс Солнца.

В свою очередь, Местная группа галактик входит в т.н. Сверхскопление Девы, в которую, помимо Местной группы, входят Скопление Девы, Скопление Печи, Скопление Эридана и ещё ряд групп галактик. Размер Сверхскопления Девы - около 200 миллионов световых лет, масса порядка 10 в 15 (тысяча триллионов) масс Солнца.

Сверхскопление Девы, в свою очередь, входит в крупномасштабную структуру под названием Ланиакея - гравитационно связанного скопления примерно 100 тысяч галактик, диаметром около 520 миллионов световых лет и массой около 10 в 17 масс Солнца (в 100 раз тяжелее Сверхскопления Девы).

Спецификой Ланиакеи является наличие у неё единого гравитационного центра, к которому медленно притягиваются все галактики данной структуры, включая и наш Млечный Путь. Данный объект называют Великим аттрактором. Однако это, скорее всего, не какой-то конкретный объект в физическом понимании (скажем, особо огромная чёрная дыра или очень массивная галактика), а понятие скорее геометрическое - общий центр масс Ланиакеи, образовавшийся на пересечении нескольких сверхскоплений - собственно, Сверхскопления Девы, Сверхскопления Кентавра и Сверхскопления Павлина-Индейца.

Наконец, Ланиакея является частью ещё более крупной структуры - Комплекса сверхскоплений Рыб-Кита, включающей около 60 сверхскоплений общей массой около 10 в 18 (миллиарда миллиардов ) масс Солнца и диаметром около 1 миллиарда световых лет.

На картинке - примерные тракетории движения галактик Ланиакеи к Великому аттрактору. Красный кружок указывает положение нашей галактики, Млечного пути.

Тройная точка - сочетание давления и температуры, при которых в жидкости сосуществуют, переходя друг в друга, три фазы одновременно: твёрдая, жидкая и газообразная. При температуре в 0,01 градус Цельсия и давлении в 611,657 паскаля (0,006 атмосферы) вода кипит, замерзает и тает одновременно.

​Экраноплан – необычное транспортное средство, нечто среднее между самолётом и обычным кораблём. Впрочем, ближе экраноплан всё-таки к самолётам: как и они, он движется без прямого контакта с поверхностью, т.е. по сути летит, но только очень низко.

Экраноплан использует т.н. эффект аэродинамического экрана, «работающий» и для обычных самолётов: ещё очень давно авиаторы заметили, что на низких (несколько метров) высотах подъёмная сила крыла значительно возрастает. Это связано с тем, что создаваемые крылом потоки воздуха отражаются от поверхности и достигают крыла, как бы «подпирая» его. То есть, если обычное крыло обладает подъёмной силой за счёт того, что давление воздуха над крылом уменьшается, то на крыло экраноплана действует дополнительная подъёмная сила из-за того, что давление под крылом увеличивается. А значит, для полёта на малых (от десятков сантиметров до метров) высотах размеры крыла могут быть меньше, а для создания достаточной подъёмной силы требуется менее мощные двигатели.

По сути экраноплан является частным случаем судна на воздушной подушке. Только подушка эта не создаётся искусственно нагнетанием воздуха, а формируется в процессе самого движения транспортного средства.

Преимуществами экраноплана является высокая (практически самолётная) скорость при меньшем по сравнению с самолётами расходе топлива и отсутствии необходимости во взлётно-посадочной полосе, а также большая безопасность: при отказе двигателя экраноплан просто спланирует на воду. При этом отличие от обычных кораблей или судов на подводных крыльях, для экраноплана не принципиальна поверхность, над которой он движется: это может быть вода, лёд или даже поверхность земли, лишь бы она была достаточно ровной.

Увы, недостатки экранопланов также существенны. Важным является их низкая маневренность: как и самолёту, для поворота экраноплану нужно совершать крены в ту или иную сторону, что с учётом малой высоты полёта проблематично. Из-за этого радиусы разворота экраноплана существенно выше чем у самолётов или классических водных или наземных аппаратов.

Кроме того, хотя полёт «на экране» из-за большей подъёмной силы требует меньших мощностей двигателя, старт такого устройства требует тех же затрат мощности, что и взлёт самолёта той же массы. А в процессе полёта экраноплан движется в более плотных слоях воздуха, чем летящий на высоте нескольких километров самолёт, и аэродинамическое сопротивление во многом нивелирует эффекты экономии.

Так что в настоящее время экранопланы практически не используются. Там, где важна скорость, предпочтительны всё-таки самолёты, там, где ключевой является грузоподъёмность – классический водный транспорт, а там, где ключевую роль играет проходимость – суда на классической «искусственной» воздушной подушке.

Более перспективным вариантом является экранолёт – аппарат, способный, в зависимости от режима работы двигателей, быть либо экранопланом, либо обычным самолётом, либо судном на воздушной подушке. Экранолёты могут найти своё применение в военной сфере или, скажем, работе чрезвычайных служб (врачи, спасатели, пожарные) в слабо заселённых районах.

​Как найти на звёздном небе центр нашей галактики?

Центр галактики Млечный Путь, гигантская чёрная дыра Стрелец А*, находится, как следует из названия, поблизости от созвездия Стрельца. Если точнее, он располагается левее звезды Гамма-2 Стрельца (см. первую картинку).

Но как найти само созвездие Стрельца (см. вторую картинку)? Сделать это не так-то и просто, в особенности с учётом того, что в наших широтах оно вообще редко поднимается над горизонтом: более ли менее регулярно (с мая по октябрь) его можно наблюдать разве что на Кавказе и в Крыму, а на севере России оно вообще не появляется на небе.

Оптимально делать так. Для начала в южго-западной части неба находим так называемый Летний треугольник: это три яркие звезды, Денеб, Альтаир и Вега (см. третью картинку). Если провести прямую линию между левой верхней и нижней звездой треугольника (Денебом и Альтаиром) и продлить её примерно на то же расстояние, то чуть правее как раз-таки будет созведие Стрельца, а сместив взгляд примерно на то же расстояние за него, мы будем смотреть как раз примерно в направлении на центр нашей галактики.

Но не ждите ничего феноменального: галактический центр скрыт от нас плотными массами космической пыли. Разглядеть галактический центр можно в радио- рентгеновском и инфракрасном диапазоне.

Картинки прикрепляю отдельной публикацией по техническим причинам, а сюда иллюстрацией ставлю "фото" Стрельца А* в радиодиапазоне от колаборации EHT.

​В Курчатовском институте запустили новый научный термоядерный реактор - Т-15МД.

"Фишкой" данного реактора является то, что на нём попробуют отработать новую технологию т.н. гибридных реакторов - во-первых, вырабатывающих энергию, а во-вторых, являющихся установками по производству ядерного топлива.

Ключевой проблемой термоядерной энергетики в настоящий момент является то, что единственной термоядерной реакцией, которую мы умеем поддерживать, является реакция дейтерия (тяжёлый водород, в ядре которого один протон и один нейтрон, тогда как обычный водород состоит только из протона) с тритием (один протон, два нейтрона). В результате получается ядро гелия (2 протона и 2 нейтрона), а "лишний" нейтрон улетает прочь.

У этой реакции два больших минуса.

Во-первых, тритий очень дорог, а значит, и получаемая таким образом энергия тоже влетит в копеечку. Во-вторых, значительную энергию, выделяющуюся в ходе такой реакции, уносят именно нейтроны, которые трудно "ловить" (и "утилизировать" содержащуюся в них энергию!) что сильно уменьшает КПД реактора. Кроме того, мощный нейтронный поток вреден - не только для живых существ, но и для конструктивных элементов реактора (он постепенно разрушает их).

Так вот, идея заключается в том, чтобы попробовать превратить минус в плюс: найти образующемуся нейтронному потоку полезное применение. Самой популярной на сегодняшний день идеей является помещение во внешнюю стенку реактора, т.н. бланкет, слоя какого-то вещества, в результате облучения которого нейтронами можно получить что-то полезное.

В самом большом строящемся реакторе ITER во Франции (в проекте также участвует Россия) в бланкет помещают металлический бериллий. При облучении нейтронами тот распадается на гелий и тот самый дорогой тритий. Таким образом в теории можно создать замкнутый топливный цикл, когда реактор в ходе своей работы будет производить из бериллия топливо для следующих циклов.

В чисто российском Т-15МД пошли другим путём: там бланкет заполняют торием-232, который при облучении нейтронами превращается (через серию бета-распадов, подробнее тут) в уран-232. А этот уран может поддерживать цепную реакцию, т.е. являться топливом для обычных ядерных реакторов деления.

Проще говоря, Т-15МД имеет двойное назначение: во-первых, производить энергию, во-вторых, являться установкой по производству ядерного топлива.

Причём эта технология обладает рядом плюсов по сравнению с традиционной схемой по производству ядерного топлива из природного урана путём выделения из него поддерживающего цепную реакцию урана-235. Во-первых, торий несколько дешевле урана, во-вторых, и в-главных, отделить уран-233 от тория проще, чем выделить уран-235 из природного урана (ведь это разные химические элементы, а не одна версия одного и того же элемента с теми же химическими свойствами).

Хотя наиболее перспективной схемой является всё-таки разработка реакторов, которые смогут поддерживать более интересные реакции - без нейтронного "выхлопа" и дорогого трития, скажем, реакцию дейтерия и "лёгкого" гелия (гелий-3, 2 протона, 1 нейтрон вместо 2 у обычного гелия), который также очень дорог на Земле, но по идее может быть относительно дёшево добыт на Луне.

​Помимо тройной точки, т.е. сочетания температуры и давления, в котором жидкость, газ и твёрдое тело переходят одно в другое (то есть, вещество кипит, тает и замерзает одновременно), есть ещё одно занятное сочетание температуры и давления, называемое критической точкой.

Если мы поместим жидкость в закрытый сосуд и станем нагревать, то она начнёт, во-первых, испаряться, уменьшая массу, а во-вторых увеличивать объём из-за теплового расширения. Как бы там ни было, плотность жидкости будет уменьшаться.

А вот с её парами над поверхностью будет наоборот: всё большей массе пара придётся уменьшаться в том же объёме, то есть, плотность его будет расти.

Иными словами, плотности жидкости и газа будут постепенно сближаться, пока не сравняются.

По мере роста температуры изменяется также её поверхностное натяжение, и при определённом значении температуры оно станет равным нулю.
Стоит отметить, что температуры, при которых это происходит, существенно выше температур кипения жидкости при атмосферном давлении. Но так как мы говорим о давлениях в десятки и сотни раз больших, собственно кипения не начинается.

Как бы там ни было, при определённых значениях температуры и давления мы сталкиваемся с ситуацией, когда оказывается невозможно отличить, где начинается жидкость, а где заканчивается газ. Вот этот-то момент и называют критической точкой.

Если нагрев продолжить, то сами понятия «жидкость» и «газ» потеряют свой смысл: сосуд заполнится равномерной массой вещества, находящемся в особом фазовом состоянии – т.н. сверхкритического флюида. Все параметры такого флюида (плотность, теплопроводность, вязкость, коэффициент диффузии) будут промежуточными между параметрами жидкости и газа, и будут весьма существенно меняться с изменением давления и температуры. Если сверхкритический флюид остудить, он конденсируется и станет жидкостью. Если же уменьшить давление, то он испарится и превратится в газ.

Для воды критическая точка достигается при 374 градусах Цельсия и давлении в 218 атмосфер. Углекислый газ (в видео используется именно он) проходит критическую точку при 31 градусе Цельсия и давлении в 73 атмосферы.
Кстати, давление в нижних слоях атмосферы Венеры составляет порядка 90 атмосфер, а температура может достигать 467 градусов Цельсия. А так как атмосфера Венеры состоит преимущественно из углекислого газа, мы можем с уверенностью сказать, что она пребывает в состояние сверхкритического флюида.

Самым далёким от нас космическим объектом, известным на сегодняшний день, считается открытая в 2011 году галактика UDFj-39546284, удалённая от нас на 13,42 миллиарда световых лет.

Проще говоря, мы видим UDFj-39546284 такой, какой она была всего через 300 миллионов лет после Большого Взрыва.

Сам факт того, что в это время уже существовали галактики, является весьма интересным.

​Из чего состоит всё?

Все тела состоят из молекул. Молекулы, в свою очередь, состоят из атомов (некоторые молекулы состоят из одного-единственного атома!). Атомы состоят из ядра, вокруг которого распределены электроны (часто говорят, что они вращаются; это слишком большое приближение, коль скоро речь идёт о квантовых объектах - мы вместо этого скажем, что они там просто есть).

Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Ядро самого простого атома, атома водорода, состоит из одного-единственного протона. Остальные атомы сложнее.

Именно число протонов определяет химические свойства вещества, т.е. характеризует, с каким химическим элементом мы имеем дело. Число нейтронов влияет на некоторые физические характеристика, как то масса или ядерные реакции, в которых может участвовать это атомное ядро.

Нейтроны и протоны долгое время считались элементарными частицами, не имеющими внутренней структуры. Но в середине 20 века стало ясно, что это, наверное, не так, а в середине 60-х была предложена считающаяся общепринятой теория, согласно которому они состоят из т.н. кварков.

В каждом протоне и нейтроне по три кварка двух видов. Хотя вообще есть шесть видов кварков, но четыре из них живут слишком мало для того, чтобы мы могли с ними столкнуться в жизни. Их и в лаборатории-то получить - целое дело.

А вот из чего состоят кварки? Это отличный вопрос! Сейчас они считаются бесструктурными (т.е. не из чего не состоящими, базовыми кирпичиками материи). Но может быть, что структура у них всё-таки есть. Придумали даже название такой частицы - преон. Но пока что похоже на то, что никаких преонов не существует.

При этом мы можем "поломать" кварк, приведя вещество в состояние так называемой глазмы. Но мы пока почти ничего о нём не знаем.

Впрочем, если учесть, что вещество находилось в таком состоянии лишь в первую миллиардную от миллиардной миллиардной доли секунды после Большого Взрыва, мы довольно неплохо продвинулись, не так ли?

На картинке - все шесть известных в настоящее время кварков, протоны и нейтроны состоят из комбинаций по три кварка u- и d- типов.

​"Огни святого Эльма", или, говоря по-научному, коронный разряд раньше наблюдали на остриях мачт и других выступающих поверхностей лишь перед грозой. В век электричества их можно наблюдать куда чаще - например, часто они возникают на линиях электропередач.

Физика этого процесса проста: острые выступы объектов под напряжением создают вокруг вокруг себя электрическое поле большой напряжённости. Иногда эта напряжённость оказывается достаточно велика, чтобы началась ударная ионизация молекул воздуха: всегда имеющиеся в воздухе в небольшом количестве электроны разгоняются полем до скоростей, когда они оказываются способны при соударениях выбивать другие электроны из нейтральных молекул.

Параллельно происходит рекомбинация, когда выбитые электроны "воссоединяются" с имеющими "некомплект" электронов молекулами. В результате выделяется энергия - в виде тепла и электромагнитного излучения. Последнее мы и воспринимаем как "огни святого Эльма".

Вдали от острия напряжённость электрического поля быстро падает, и свечение угасает уже на небольших расстояниях от него.

Кстати коронный разряд в линиях электропередач - явление вредное, сопровождающееся потерями электричества, и с ним борются с помощью специальных технических ухищрений. Но в которых условиях, в особенности в пасмурную погоду при большой влажности он всё-таки наблюдается.

​В тексте (и видео) про сверхкритический флюид, который я назвал четвёртым состоянием вещества, меня спросили, почему я так сказал, ведь на самом деле четвёртое состояние - это плазма.

Технически это правильно. Хотя по сути плазма в отсутствие внешнего электромагнитного поля довольно слабо отличается с термодинамической точки зрения от обычного газа.

Ну, точнее плазма это и есть газ. Но только часть атомов этого газа вследствие различных причин "развалились на части": потеряли один или несколько электронов, утратив электрическую нейтральность и став положительно заряженными ионами. И вот в плазме электроны летают отдельно, а ионы - отдельно. То есть, если обычный газ однокомпонентен (даже если состоит из нескольких видов молекул - на его термодинамику это влияет мало), то плазма - двухкомпонентна. Причём у разных компонентов могут быть (и очень часто бывают!) разные скорости движения частиц, т.е. температура.

Ну и плюс, конечно, электрическое взаимодействие между частицами, которое существенно сильнее взаимодействия молекул в обычном газе, из-за чего, к примеру, распределение скоростей частиц (каждого вида отдельно) в плазме, скажем, по скоростям, может существенно отличаться от нормального (максвелловского), а также возможны некие коллективные эффекты: волны, слои, неустойчивости и т.п.

Тем не менее, во многих случаях для описания термодинамики плазмы используют модели термодинамики для идеального газа - и получают вполне приемлемые результаты.

Кстати, с плазмой мы сталкиваемся в жизни постоянно. Пламя свечи или зажигалки - это плазма; электрическая дуга сварочного аппарата - тоже плазма; даже внутри обычной газоразрядной лампы мы наблюдаем вполне себе плазму. Уж не говоря о нашем Солнце: его свет - это свет раскалённой плазмы, из которой состоит наше светило.

Внутри знаменитой "волшебной лампы", таки да, тоже плазма. По науке она называется "плазменный фонарь", и изобрёл это устройство действительно Никола Тесла.

И да, вообще споры о том, что считать четвёртым состоянием вещества, достаточно бессмысленны. Просто потому, что на самом деле этих состояний куда больше. Есть ведь ещё т.н. вырожденный газ, отличающийся по своим свойствам и от плазмы, и от обычного газа куда сильнее, чем оба они - друг от друга. А также - конденсат Бозе-Эйнштейна, частным случаем которого являются сверхтекучие жидкости.

Кстати, возможно имело бы как-то систематизировать все эти экзотические состояния вещества, чем мы обязательно и займёмся.

​Насколько велико наше Солнце?

Многие интересующиеся астрономией люди считают, что наше Солнце - достаточно маленькая звезда. Этому способствует и то, что Солнце классифицируется как "жёлтый карлик", и многочисленные видео и картинки, иллюстрирующие, насколько Солнце меньше действительно больших звёзд, таких как, к примеру, Антарес, VV Цефея или Stephenson 2-18: радиус последней, к примеру, превосходит радиус Солнца в 2158 раз.

Однако при этом следует понимать, что Солнце при этом крупнее и массивнее подавляющего большинства звёзд в ближайшем космосе и, вероятно, в нашей галактике и Вселенной вообще. Среди 60 ближайших к нам звёзд лишь 4 крупнее Солнца, т.е. наше светило больше 94 % своих ближайших соседей.

И хотя в других регионах нашей галактики (например, в её рукавах) массивных звёзд, вероятно, больше, Солнце, тем не менее, определённо крупнее подавляющего большинства звёзд, которые существуют на свете.

Другое дело, что среди ярчайших звёзд ночного неба преобладают более крупные и массивные светила - но это лишь потому, что чем больше и тяжелее звезда, тем ярче она светит (светимость прямо пропорциональна квадрату площади и четвёртой степени температуры, закон Стефана-Больцмана, например; а температура звезды, в свою очередь пропорциональна массе). Наиболее массивные и крупные звёзды мы можем рассмотреть даже в других галактиках, а находящиеся относительно недалеко от нас красные карлики могут оставаться незамеченными нами из-за своей тусклости.

На картинке - сравнения Солнца с меньшими звёздами, красными и коричневыми карликами.

​Космические фейерверки: новые звёзды

Термину «новая звезда» без малого 450 лет: его ввёл в обиход астроном Тихо Браге, в ноябре 1572 года неожиданно для себя обнаруживший яркую звезду в части неба, где раньше ничего подобного не наблюдалось.

Для средневекового астронома было бы логично предположить, что он наблюдает рождение новой звезды, и именно так он и назвал объект в своих записях – de stella nova.

Правда, когда со временем светило стало тускнеть, и примерно через 17 месяцев полностью исчезло с неба, стало ясно, что это, вероятно, было что-то другое. Но термин уже успел закрепиться.

На самом деле термин оказался весьма неудачным: к рождению звёзд происходящее отношения не имеет. Наоборот, речь идёт об очень старых звёздах, а точнее – в огарках отживших своё светил, так называемых белых карликах.

Эти объекты образуются из обычных звёзд средней массы после того, как те исчерпают запасы своего ядерного топлива (чаще всего - водорода): под действием собственной гравитации звезда сжимается, а значит нагревается, превращаясь в очень маленький, очень плотный и очень горячий объект.

Для подавляющего большинства белых карликов это – конец их истории. Но некоторые белые карлики способны снова напомнить о себе яркими вспышками – их-то мы и знаем как вспышки новых.

Для этого рядом с белым карликом должна оказаться звезда-компаньон, причём достаточно близко для того, чтобы мощная гравитация карлика могла перетаскивать к нему вещество из внешних слоёв звезды-компаньона.

При этом это вещество достаточно богато водородом – то есть, там самым термоядерным топливом, которое у белого карлика закончилось.

«Ворованное» вещество постепенно оседает на поверхность белого карлика, нагреваясь и уплотняясь, пока в нём не начинают протекать термоядерные реакции – такие же, которые идут в недрах родительской звезды. Ну, почти такие же.

Нормальные звёзды обладают рядом механизмов, обеспечивающих плавное протекание таких реакций. Ключевым из них является т.н. отрицательная теплоёмкость: звезда устроена так, что если её внутренняя энергия увеличивается, то она расширяется и охлаждается, что, среди прочего, приводит к снижению интенсивности термоядерных реакций.

Но в нашем случае реакция происходит в слое водорода, находящегося в гравитационном поле белого карлика. И возросшее из-за запуска термоядерной реакции внутреннее давление в водородном слое не способно преодолеть силу этой гравитации: водородный слой продолжает сжиматься и нагреваться – причём даже быстрее за счёт выделяющейся в процессе энергии.

В результате в реакцию вовлекается всё большее количество водорода оболочки– до тех пор, пока она не оказывается охвачена ими полностью.

По сути происходит термоядерный взрыв водородной оболочки, которая в мощной вспышке разлетается по окружающему космосу – эдакая термоядерная бомба с массой, примерно равной массе Земли. Именно это мы и наблюдаем как вспышку новой. В ходе этого явления выделяется энергия, эквивалентная той, которую Солнце излучит примерно за миллион лет.

Интересно, что после такой вспышки система возвращается в своё прежнее состояние: ни белый карлик, ни его звезда-компаньон, вообще говоря, никуда не деваются, и процесс перекачки вещества и его накопления у белого карлика продолжается, обещая в будущем новые вспышки. Нам известно уже более десятка звёзд, вспыхивающих как новые: например, Т Компаса демонстрировала вспышки в 1890, 1902, 1920, 1944, 1966 и 2011 годах, а U Скорпиона за последние 150 лет показывала файер-шоу аж 10 раз.

А самое забавное в том, что «новая звезда» Тихо Браге на самом деле… не была новой в современном понимании этого термина, то, что наблюдал Браге, было так называемой сверхновой типа 1а. История физической терминологии иногда бывает весьма забавной.

На картинке – иллюстрация процесса «перетаскивания» (аккреции) вещества на белый карлик в процессе «зарядки» новой перед очередной вспышкой.

​Сверхновые типа 1а: самые мощные термоядерные бомбы во Вселенной

Под термином «сверхновая» понимают сразу несколько весьма различных явлений, некоторые из которых по последним данным настолько отличаются от других, что заслуживают собственного названия. Сегодня мы поговорим об одном из типов сверхновых – т.н. сверхновых типа 1а. Именно такое явление, как считается, наблюдал в 1572 году датский астроном Тихо Браге - отец термина "новая звезда".

Как и со вспышкой новой, в случае сверхновых типа 1а в главной роли выступает белый карлик – горячий и плотный остаток звезды, исчерпавшей запасы своего термоядерного топлива. Чаще всего имеется в виду водород, объединение атомов которого с образованием атомов гелия является главным источником энергии звёзд. Однако следует понимать, что «гореть» в звёздах может не только водород: к примеру, наше Солнце с исчерпанием запасов водорода сможет перейти на гелий, атомы которого будут сливаться с образованием углерода.

Другие звёзды способны использовать в качестве топлива и углерод (с образованием кислорода и неона), некоторые способны «питаться» даже кислородом (с образованием кремния), а самые «всеядные» могут «переваривать» даже кремний с образованием никеля и железа.

На этом цепочка возможных термоядерных превращений заканчивается: атомы железа и никеля уже не могут являться термоядерным топливом, так как при их слиянии энергия не выделяется, а поглощается.

Почему одни звёзды способны поддерживать термоядерные реакции с участием более тяжёлых элементов, а другие – нет? Все дело в том, что для «горения» более тяжёлых элементов нужны более экстремальные условия (более высокие температура и давление) в ядре звезды. А давление и температура в ядре растут по мере роста массы звезды. Красным карликам не хватает температуры даже для «поджига» гелиевой реакции. Солнцу для этого массы хватит, а вот на запуск более сложных реакций – уже нет.

То есть, понятие «ядерное топливо» относительно. И то, что уже не может быть таковым для меньших звёзд, будет прекрасно «гореть» в звёздах большей массы.

Причём же здесь сверхновые типа 1а? А они имеют к этому как раз самое прямое отношение.

Представим себе систему из двух звёзд средней массы – скажем, вроде нашего Солнца – которые сожгли весь свой водород и гелий и превратились в белые карлики, состоящие преимущественно из углерода. Массы каждой из этих звёзд по отдельности недостаточно для того, чтобы «зажечь» этот углерод. Но что если эти звёзды будут расположены достаточно близко для того, чтобы обмениваться массой друг с другом? В тесных двойных системах эта ситуация вполне возможна: более массивный «огарок» может «воровать» материю у менее массивного, либо, как вариант, возможна ситуация полного слияния двух белых карликов.

Так вот: в результате возможно, что масса одного из белых карликов станет достаточной для зажигания следующей «ступени» термоядерной реакции. Причём если в обычных звёздах условия для протекания реакции существуют лишь в ядре звезды, тогда как большая часть её объёма для этого слишком холодная, то в белом карлике температура распределена существенно более равномерно, и термоядерные реакции начинают происходить почти во всём его объёме одновременно. По сути, как и в случае с вспышками новых, происходит термоядерный взрыв. Но если там масса одновременно реагирующего вещества составляет порядка массы Земли, то в случае сверхновых типа 1а речь идёт уже о массе в несколько масс Солнца или даже более. А значит, и энергии в ходе такой вспышки выделяется в сотни тысяч и миллионы раз больше.

Например, сверхновая Тихо Браге в максимуме свечения на ночном небе уступала по яркости лишь Венере, хотя и находилась примерно в 7500 световых лет от Земли.

В результате взрыва сверхновой типа 1а «материнский» объект, как считается, полностью разрушается, а результатом взрыва становится медленно расширяющееся газовое облако – т.н. планетарная туманность. Остаток взрыва сверхновой Тихо Браге прикрепляю к посту в качестве иллюстрации.