5. Проблема выбора


Из почти 400 радиопульсаров всего лишь несколько входят в состав тесных двойных систем. У всех двойных радиопульсаров вторые компоненты не видны. Скорее всего,

Таблица 6
Двойные радиопульсары

Название
пульсара

Орби
тальный
период,
дни

Период пульсара, с

Эксцен
триситет

Функция
масс,
М/Ме

Масса
второй
звезды,
М/Ме

PSR 1913+16

0,32

0,059

0,617

0,1322

1.4

PSR 0655+64

1,03

0,196

0,000

0,0712

1 ± 0,03

PSR 0820+02

1,232

0,865

0,012

0,0030

0,2-0,4

PSR 1953+29

-120

0,006

lt;0,05

0,0027

0,2-0,4

невидимые компоненты в этих системах — звезды, которые также окончили свою эволюцию — белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра. Следовательно, иногда двойные системы не распадаются после второго взрыва.
Вспомним, что система распадается в том случае, если взрыв происходит быстро и если система при взрыве теряет более половины своей массы. Второе условие будет выполнено, если перед вторым взрывом нормальная звезда потеряла значительную часть своей массы в процессе эволюции. По- видимому, это происходит при втором обмене массой.
Мы видели, что второй обмен массой обычно заканчивается образованием двойной, состоящей из гелиевой и нейтронной звезды. Масса гелиевой звезды не меньше (8 -г 10)М0. Ясно, что при взрыве такой звезды система обязательно развалится. Но если масса предсверхновой будет поменьше, например (2 -г 3)М0, система не распадется.
Помните сценарий, предложенный Э. Ван ден Хёвелом для системы пульсара Геркулес Х-1? Если начальные массы звезд сильно отличались, то система интенсивно теряла вещество уже при первом обмене массой (см. рис. 67). Массивная двойная перешла в разряд среднемассивных.
Представьте себе мысленно взрыв в системе HZ Геркулеса — Геркулес Х-1. Общая масса системы (3,5-+4)М@. Из них

на нейтронную звезду приходится 1,5 М0. Если из второй звезды в результате коллапса образуется нейтронная звезда с массой 1,5М0, значит, система при взрыве потеряет (0,5-г 1)М0, т. е. меньше половины массы двойной. Двойная не распадается.
У этого сценария есть одно характерное свойство. Образовавшаяся система из двух вырожденных звезд всегда имеет эксцентричную орбиту. Орбита становится эллиптической при быстром сбросе массы. Действительно, если бы система потеряла половину массы, то ее полная энергия стала бы равной нулю, а эксцентриситет орбиты (формальный) равен единице.
При потере меньшего количества массы орбита превращается из круговой в эллиптическую.
Система запоминает этот эксцентриситет. У пульсаров PSR 1913+16 и PSR 0820+02 орбиты действительно эллиптические (см. табл. 6), а вот орбита радиопульсара PSR 0655+64 совершенно круговая. Либо двойная при втором коллапсе не теряла массу вообще, либо она теряла ее очень медленно, либо коллапса вообще не было. Первая возможность, названная И. С. Шкловским «тихим коллапсом», должна приводить к образованию черной дыры. Вторая возможность, сторонником которой является итальянский астрофизик Франко Пачини, может реализоваться в том случае, если коллапсирующая звезда обладает очень быстрым вращением. Центробежные силы останавливают коллапс, и звезда продолжает медленно сжиматься лишь по мере потери своего вращательного момента. Что значит медленно? Достаточно медленно, чтобы коллапс и связанная с ним потеря массы продолжались дольше, чем один оборот системы. Тогда влияние сброса массы усредняется и орбита остается круговой.
Наконец, возможен и третий вариант. Если масса нормальной звезды перед тем, как у нее исчерпались источники ядерной энергии, была меньше чандрасекаровского предела, то коллапс не наступает. Звезда медленно сжимается, превращаясь в белый карлик.

Как видим, выбор велик. Чем более поздний этап эволюции двойной мы анализируем, тем труднее понять, как двойная пришла к нему.
Во всяком случае, не удивительно, почему так мало двойных, состоящих из радиопульсара и компактной звезды. В первую очередь это связано с тем, что в природе очень редко образуются двойные, состоящие из звезд совершенно разной массы. Во-вторых, на длинном тернистом пути звездной эволюции у такой двойной много шансов погибнуть еще при первом обмене массой.
Вообще, поздние этапы эволюции двойной окутаны пока плотным туманом. Идей много — мало расчетов. Чем же все это может закончиться?
Внутренняя (ядерная) эволюция компонент двойной закончилась. Именно так мы должны думать с точки зрения астронома XX века, так как под внутренней эволюцией принято понимать медленное выгорание термоядерного горючего в недрах звезд. Эволюция теперь может идти только за счет медленного сближения звезд из-за излучения гравитационных волн. В определенный момент звезды сталкиваются. Слипание происходит почти мгновенно, за гидродинамический промежуток времени вырожденной звезды. Для нейтронной звезды и черной дыры оно примерно рав-
—4              —5
но 10              —10 с. При их слипании возникает мощный им
пульс гравитационного излучения, который уносит почти всю энергию двойной системы. Образовавшийся остаток — скорее всего, черная дыра — подобно радиопульсару превращается в странника.
Более разнообразно может протекать слипание двойных, состоящих из белых карликов. Их вещество еще не потеряло своей ядерной структуры и слипание может сопровождаться излучением нейтрино и сбросом вещества. В принципе такое явление можно назвать вспышкой сверхновой.
<< | >>
Источник: Ляпунов Владимир Михайлович. В мире двойных звезд. 2009

Еще по теме 5. Проблема выбора:

  1. 3. Проблема выбора форм
  2. РАЗДЕЛ 1. Проблема потребительского выбора
  3. К проблеме личностного выбора Е. А. Магазева (Омск)
  4. М. В. Золотых О НРАВСТВЕННОМ ВЫБОРЕ: ПОСТАНОВКА ПРОБлЕМЫ
  5. Ценностные ориентации в научном познании и проблема выбора
  6. ПРОБЛЕМЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ВЫБОРА СОВРЕМЕННОЙ МОЛОДЕЖИ Серова Е.Е.
  7. ЧУВАШСКИЙ ЯЗЫК И ЭТНИЧЕСКАЯ ИДЕНТИЧНОСТЬ - ПРОБЛЕМЫ ЭТНОКУЛЬТУРНОГО И ПОЛИТИЧЕСКОГО ВЫБОРА
  8. Айгумова Заграт Идрисовна Этнопсихологическая проблема выбора брачного партнера и модели приспособления в биэтнических семьях
  9. 6.5. Февральская (1917) революция в России. Расстановка политических сил в стране и проблема исторического выбора.
  10. ВИТРИНА УПРАВЛЯЕМОЙ ДЕМОКРАТИ (выборы без выбора в Башкортостане)
  11. 20 Можно ли изымать тиражи печатных СМИ (не являющихся двойниками существующих СМИ) в период выборов для обеспечения административного производства по нарушению законодательства о выборах?
  12. Глава третья. «Основные проблемы феноменологии» и проблема начала
  13. ” Когда проблема становится проблемой" или Личностные корреляты трудностей юношеского самоопределения
  14. Глава 20 ВЫБОРЫ
  15. Выборы в парламент
  16. 1.4.6. Проблема вины как ключевая проблема философской антропологии: Сопоставительный анализ
  17. § 28. Сущность понятия «глобальные проблемы чело-вечества». Геоэкологические проблемы
  18. Айзек Азимов. Выбор катастроф, 2002