Теперь вернемся к нашим тесным звездным парам и попытаемся ответить на вопрос: где заканчивается Солнечная система? Чаще всего можно услышать ответ, что граница нашего космического дома лежит где-то за облаком Оорта, но с точки зрения астрономии это звучит совершенно неправильно. Ученые считают, что она располагается там, где притяжение Солнца сравнивается с притяжением ближайших звезд. Получается, что вокруг Солнца существует некоторая область, в которой преобладает именно его притяжение. Такая же «область доминирующего влияния» есть и у каждой звезды в двойной системе. Из-за взаимного влияния близкие звездные соседки могут принять необычную форму груши или веретена.
Эпоху распада звездных систем можно еще назвать и Эрой нейтронных звезд и белых карликов. Эти удивительные небесные тела постепенно заполонят галактические просторы и вплотную приблизятся к остаткам Солнечной системы. Значит ли это, что в очень отдаленном будущем Эпохи распада Солнце войдет в бинарную систему с нейтронной звездой?
Вначале зададимся вопросом, сколько же всего одиночных нейтронных звезд расположено в близкой окрестности нашего Солнца? По различным оценкам их число составляет несколько тысяч. Но почему мы их не видим? Это связано с тем, что светимость таких рентгеновских источников невелика. В плотном же газопылевом облаке светимость изолированной звезды может возрасти в несколько раз. В этом случае необходимо учесть, что излучение будет зависеть не только от внутренних параметров межзвездной среды и нейтронной звезды, но от их относительной скорости, так как светимость будет обратно пропорциональна ее кубу. Обычно из-за асимметрии взрыва сверхновой нейтронные звезды в среднем обладают очень большими скоростями; кроме того, при разрушении звездной пары в момент взрыва сверхновой у новорожденной нейтронной звезды остается еще и орбитальная скорость. Это явление астрономы называют «эффектом пращи».
Как видно, резкое повышение концентрации нейтронных звезд, да еще и летящих с космическими скоростями, существенно повышает шансы встречи с ними в Эпоху распада. Правда, кроме нейтронных звезд, умирающие светила оставляют после себя и белых карликов. Причем существенная доля этих тел через миллиард миллиардов лет будет входить в те или иные звездные системы.
Обычно системы, содержащие белые карлики, проявляют вспышечную активность, в них происходят взрывы, катаклизмы. Поэтому их и назвали катаклизмическими. К ним относятся новые, повторные новые, карликовые новые и некоторые другие типы систем. Вспышка новой всегда является колоссальным астрономическим событием, при котором блеск звезды возрастает в десятки раз. Такие системы состоят из красного карлика в виде обычной звезды главной последовательности вроде нашего Солнца или даже меньшей массы и белого карлика. Их орбита чрезвычайно мала (около солнечного радиуса), благодаря чему становятся возможными процессы интенсивного взаимодействия между данными небольшими звездами. К повторным новым относят системы с периодичностью повторения вспышек раз в несколько десятков лет и возрастанием блеска примерно в два десятка раз. И, наконец, к карликовым новым относят системы с периодичностью вспышек около ста дней и возрастанием блеска примерно в десять раз.
После успешных запусков нескольких поколений орбитальных телескопов, исследующих рентгеновские источники, астрофизики во многом разобрались с их механизмами действия. Для наглядности представим себе физическую модель, в которой основная часть энергии уносится жесткими квантами электромагнитного излучения. В ней нейтронные звезды и белые карлики выглядят как сверхглубокие гравитационные шахты, в которых падающее вещество разгоняется до громадных скоростей полем тяготения, а затем по достижению дна резко тормозится, испуская свою энергию в виде потоков рентгеновских лучей.
Таким образом, мы видим, что в Эпоху распада, когда начнут массово гаснуть светила последних звездных поколений, просторы метагалактики заполнят системы небесных объектов, воспринимаемых сегодня как своеобразная астрономическая экзотика. Прежде всего, это будут рентгеновские пульсары и маломассивные двойные источники. При этом подавляющее большинство рентгеновских источников, скорее всего, будет входить в различные системы с участием белых карликов.
Ну а как же подобное кардинальное изменение галактической (и не только) обстановки отразиться на дальнейшей судьбе Солнечной системы перед ее планетарным распадом?
Предположим весьма вероятный случай, что где-то в самом начале Эпохи распада вблизи Солнца объявится нейтронная звезда. Погасив свою высокую скорость в поле тяготения Солнца, она превратит нашу планетную систему в бинарную звездную. Вряд ли это принесет благо сохранившимся на спутниках газовых гигантов остаткам человечества. Во-первых, произойдет коренная трансформация нейтронно-солнечной системы, отныне обращающейся вокруг общего центра тяжести. Во-вторых, нейтронная звезда неминуемо заполнит все окружающее пространство потоками смертоносных рентгеновских лучей. И в-третьих, на поверхность нейтронной звезды когда-нибудь обязательно обрушится крупное небесное тело – астероид, комета или даже небольшой планетоид. Это вызовет чудовищный взрыв, сопровождающийся гамма-радиацией.
Таким образом, последствия образования двойной системы с нейтронной звездой будут, скорее всего, глубоко катастрофичными. Не лучше выглядит и тесный союз Солнца с белым карликом. Даже появление вблизи нашего светила коричневого карлика сулит мало хорошего, грозя трудно прогнозируемыми последствиями при поглощении его Солнцем. Ведь тут становится недалеко и до вспышки новой звезды, которая, несомненно, разметает Солнечную систему еще до ее «естественного распада».
Глава 29
Эра черных дыр
Наконец, особый случай представляет собой гравитационное сжатие звезд с массой больше двух масс Солнца. В соответствии с выводами теории относительности вокруг них в результате гравитационного сжатия возникает настолько сильное искривление пространства, что электромагнитное излучение вообще не в силах вырваться за пределы этого объекта. Звезды, претерпевшие такое сжатие, становятся невидимыми.
Некоторые физики склонны называть возникающее при этом явление «черной дырой» в пространстве. Благодаря своему чудовищному гравитационному полю «черная дыра» не только ничего не излучает, но даже захватывает и поглощает всякое проходящее мимо излучение.
Физические проблемы, связанные с последующей судьбой таких звезд, являются одними из наиболее важных в современной астрофизике.
А. А. Гурштейн. Извечные тайны неба
Через миллион биллионов биллионов лет от начала Космологической сингулярности в неузнаваемо изменившемся мире начнут воцарятся очень странные небесные тела, которые в буквальном смысле вывернут в своем нутре сильно постаревшую Вселенную «наизнанку».
История этих «вселенских монстров» начинается с вопроса о том, что же будет со стареющей звездой, когда ее основное водородное топливо будет полностью исчерпано.
Нам уже хорошо известно, что нейтронная звезда представляет собой один из конечных этапов эволюции массивных звезд, превосходящих как минимум десяток Солнц. Она является довольно экзотичным космическим объектом с очень маленьким радиусом, всего лишь в десятки километров. Если же масса нейтронной звезды превысит предельное значение в три солнечных массы, то никакое внутреннее давление вещества не сможет противостоять весу внешних слоев, которые стремительно сорвутся в падении к центру. Звезда вступит в стадию гравитационного коллапса, конечным итогом которого будет возникновение черной дыры – коллапсара темной (застывшей или замерзшей) звезды. Именно так поэтично называют эти объекты астрономы.
