Сверхновые (разрушительные переменные) звезды
Ситуация с белыми карликами – это яркий пример того, как ошибочная базовая концепция может создавать почти бесконечную путаницу в сфере, где неверно интерпретирована информация, полученная из наблюдений. Это одна из двух самых неверно понимаемых сфер в астрономии (в отличие от космологии, которая принадлежит немного другой категории). Значимо то, что другая полная путаницы сфера, сфера квазаров и связанных с ними феноменов – это еще одна жертва той же базовой ошибки: непонимания причины крайне высокой плотности таких объектов, как белые карлики и квазары.
Неверный вывод в связи с природой очень плотного состояния материи ведет к одинаково неверному выводу о судьбе звезд, обретающих такое состояние: вывод, что, в конце концов, они должны кануть в забвение, как белые карлики, холодные безжизненные обломки, не играющие никакой дальнейшей роли в активности вселенной. Это основа уже обсужденного допущения, что белые карлики должны развиваться из красных гигантов. Затем расширение такой линии мышления приводит к выводу, что, за исключением “причуд”, звезды классов высокой плотности должны выравниваться с неким видом эволюционной последовательности. Как уже указывалось, положение планетарных туманностей на диаграмме ЦВ интерпретировано астрономами как указание на то, что они являются первичными продуктами не идентифицированного гипотетического процесса, который переносит красные гиганты в регион белых карликов. Затем отсюда следует, что центральные звезды планетарных туманностей должны развиваться в обычных белых карликов.
Шкловский считал это бесспорным. “Стабильный объект, в который развивается ядро планетарных туманностей, должен быть белым карликом; это не вопрос”, – говорит он.[113] Но даже такой существенный шаг в гипотетическом эволюционном развитии приводит к трудностям. Аллер и Лиллер предлагают нам оценку ситуации:
“Наше свидетельство указывает, что они [центральные звезды планетарных туманностей] развиваются в белых карликов, но мы еще не знаем, представляют ли они промежуточную стадию для большинства звезд или нет. Не знаем мы и то, из каких конкретных видов звезд они могут развиваться”.[114]
Проблема продолжает существовать на всей нисходящей линии. Теоретикам трудно объяснить не только, как скитальцы развиваются из красных гигантов, но и как обычные белые карлики развиваются из скитальцев. Также они сталкиваются с проблемой, как рассматривать существование разнообразия объектов высокой плотности, у которых нет места на эволюционной последовательности. Например, новые каким-то образом должны укладываться в картину. Но, согласно версии астрономов эволюционного пути, им там вообще нет места. “Взрывы сверхновых слишком редки, чтобы быть типичной стадией в эволюции звезд”,[115] – говорит Роберт П. Крафт. Благодаря отсутствию какого-либо объяснения, совместимого с принятыми теориями эволюции звезд, имеется общая тенденция отбрасывать новые и связанные с ними объекты – сверхновые (разрушительные переменные) звезды – как аберрации. Например, один астрономический учебник предлагает следующий комментарий:
“О причине взрывов новых известно очень мало. Представляется, что-то пошло не так с процессом генерации ядерной энергии в звезде”.[116]
Развитие теории вселенной движения показывает, что скитальцы и обычные белые карлики следуют параллельным, а не последовательным эволюционным путям. Все карликовые звезды входят в наблюдаемый регион на линии критической температуры слева диаграммы ЦВ, и двигаются вниз и вправо по параллельным линиям по мере остывания (эволюционная стадия 3). Достигая температуры, при которой переход к движению в пространстве начинает превалировать над дальнейшим охлаждением атомов, движущихся во времени, температуры, определяющейся звездной массой, каждая звезда переходит к движению в пространстве. Такое изменение поднимает звезду вверх на диаграмме ЦВ (эволюционная стадия 4). Общая природа процесса превращения одинакова у всех этих звезд, но конкретный характер наблюдаемых результатов зависит от величин включенных факторов. Наша следующая цель – исследовать детали этого процесса.
Поскольку последовательные части промежуточной скорости материи, из которой состоят два класса звезд белых карликов, пересекают границу единицы скорости за счет продолжающейся потери тепловой энергии, они образуют локальные концентрации газа – можно сказать, пузыри – со скоростью частиц в диапазоне ниже единицы. Из-за обратного градиента плотности внутри звезды белый карлик, такие газовые пузыри движутся вниз к центру, к месту самой низкой плотности и накапливаются там. Между газом и окружающей материей, движущейся с промежуточной скоростью, происходит обмен, стремящийся возвращать часть газа назад к промежуточной скорости, но такой обмен медленнее, чем противоположно направленное движение на границе единицы, создающее газ во внешних регионах. Таким образом, в центре звезды давление газа растет. Когда давление достаточно высоко, сжатый газ прорывается через налегающий материал, и очень горячая материя изнутри быстро появляется на поверхности звезды, усиливая ее светимость на коэффициент, который может быть таким высоким, как 50.000. Также звезда начинает испускать рентгеновские лучи. Значение этого испускания будет обсуждаться в главе 19.
За относительно короткий промежуток времени (астрономически говоря), небольшое количество материи, вынесенное на поверхность вспышкой, охлаждается, и звезда постепенно возвращается к своему изначальному статусу. Звездный карлик незаметен, и поскольку первые наблюдаемые события такого рода не могут соотноситься с ранее идентифицированными объектами, думают, что они включают образование абсолютно новых звезд. В результате, к этим феноменам применяется неуместный термин сверхновая.
Из вышеприведенного описания ясно, что процесс формирования сверхновых периодический. Как только испускается одно скопление газа, силы сжатия и тепла внутри звезды начинают работать в сторону развития преемника. Ввиду того, что гравитационные силы, работающие внутри звезды, постепенно расширяют ее до состояния равновесия для движения в пространстве, представленного пространственной главной последовательностью (то есть, они двигают все составляющие атомы во времени), сопротивление давлению газа, которое создается в центре звезды, уменьшается, пока звезда проходит через данную стадию своего существования. Уменьшающееся сопротивление сокращает интервалы времени между взрывами. Первое событие такого рода может не происходить очень долго после начала наблюдаемой жизни звезды. Но когда звезда приближается к моменту полного перехода к движению в пространстве, интервалы времени сокращаются. И ряд взрывов сверхновых повторялся за последние 100 лет.
Сверхновые – это относительно редкие феномены. Их трудно наблюдать из-за относительно короткой продолжительности активного периода; именно в это время происходят быстрые изменения. В результате, значимая информация о них ограничена. Теоретические выводы в связи с данной стадией эволюции звезд на стороне карлика главной последовательности можно сравнивать с наблюдением лишь в очень ограниченной степени. В большинстве случаев нам придется довольствоваться демонстрацией того, что теоретические открытия не противоречат наблюдениям.
Две самые яркие сверхновые (Северная Корона Т и RS Орфика) принадлежат классу, известному как периодические (рекуррентные) сверхновые, взрывающиеся три или четыре раза за период, в котором подлежали наблюдению. Это другое название, не очень уместное, поскольку наблюдалось, что некоторые сверхновые более общего “классического” типа тоже повторяют вспышки; и теоретические рассмотрения указывают на то, что со временем все будет повторяться много раз. Оценено, что Северная Корона Т обладает массой 2,1 солнечных единиц,[117] что помещает ее и, по-видимому, RS Орфику в класс больших белых карликов, тех, которые раньше были центральными звездами планетарных туманностей. Такая большая масса соответствует высокой светимости двух упомянутых сверхновых.
Природа процесса сверхновых одна и та же, несмотря на размер вовлеченной звезды. Во всех случаях имеется внутреннее давление, которое со временем прорывается через налегающие слои звезды. Но имеются различия в скорости повышения давления и в весе материи, через которую замкнутый газ должен силой прокладывать себе путь, чтобы выйти на поверхность; и вариабельность данных факторов приводит к главным различиям в характере вспышек у звезд разных классов и размеров. У белых карликов большего (планетарного) класса изменения светимости и температуры, требовавшие движения звезды от точки на эволюционной линии, где она начинает окончательный переход к движению в пространстве, к уместному положению главной последовательности на линии сегмента BC, относительно малы, в среднем, три величины, и они достигаются довольно быстро. Этим объясняется короткий интервал между вспышками таких звезд.
По другую сторону разделяющей линии ситуация другая. Первые звезды более мелкого класса, обычные белые карлики, не только входят в наблюдаемый регион с намного меньшей светимостью, но и подвергаются существенному уменьшению светимости и температуры, когда охлаждаются. Поэтому когда они приходят в точку, в которой готовы начинать переход от движения во времени к движению в пространстве, им приходится идти очень долго, как ясно указывает Рис. 21. Соответственно, время между вспышками тоже очень долгое. С другой стороны, магнитуда вспышки не соответствует количеству уменьшения энергии, вовлеченной в переход, но соответствует размеру звезды, определяющему сопротивление прорыву ограниченного газа. Следовательно, даже самые большие сверхновые, созданные обычными белыми карликами, менее интенсивные, чем звезды класса Корона Т, хотя диапазон величин больше. Сначала они повторяются только через длинные интервалы времени, слишком длинные для того, чтобы за время наблюдений феноменов происходило больше одного события.
Наблюдатели классифицируют сверхновые как медленные, быстрые или очень быстрые, в зависимости от скорости, с которой светимость увеличивается и возвращается к обычной. За исключением деталей спектра, которые не охватываются данной работой, доступная количественная информация об этих объектах включает максимум и минимум светимости, наряду с разницей между обоими: общий диапазон светимости. Расстояния до сверхновых не известны, следовательно, абсолютные величины недоступны. Самое значимое измерение светимости – это общий диапазон, который не зависит от расстояния, за исключением степени, с которой происходило поглощение света при прохождении через неустановившуюся материю. Таблица 3 сравнивает диапазоны группы новых, табулированные Маклафлином,[118] с приписанными классификациями и количеством дней, требующихся светимости для уменьшения на семь величин; грубая проверка надежности классификации.
Из этой информации можно сделать некоторые общие выводы. Теоретически, самые ранние вспышки самых больших сверхновых должны быть самыми быстрыми и обладать максимальным диапазоном величины, поскольку такие самые большие сверхновые находятся в самом низу эволюционной полосы белых карликов. И скорость изменения светимости, и диапазон величины должны уменьшаться с возрастом звезд белых карликов. Масса значительно не меняется. Следовательно, самыми медленными сверхновыми с наименьшим диапазоном величины будут те, у которых звезды находятся на нижнем конце диапазона размера сверхновых, а также ближе к концу стадии сверхновых. Между этими двумя крайностями, диапазон величины определяется размером и возрастом сверхновых. Средний диапазон может указывать либо на старую большую сверхновую звезду, либо на молодую и небольшую, в также на ту, которая занимает среднее положение в обоих отношениях.
Информация, доступная из наблюдений, дает лишь очень общее указание, насколько хорошо укладываются сверхновые в данный теоретический паттерн, но то малое, что доступно, явно пребывает в согласовании с теорией. Большинство сверхновых с большими диапазонами величин пребывает в очень быстрой категории, и имеется общая тенденция по отношению к следующему более низкому диапазону, “быстрый класс” по мере уменьшения диапазона. Только одна сверхновая с диапазоном больше 11 величин определенно классифицируется как быстрая. Ниже уровня этой величины быстрая группа численно превосходит очень быструю как 3:1. Это согласуется с теоретическим выводом, что самые ранние вспышки самых больших сверхновых должны иметь максимальный диапазон величины, что этот диапазон должен быть меньше для более мелких сверхновых, и что во всех случаях диапазон должен уменьшаться с течением времени, и вспышки повторяются.
Таблица 3
Сверхновые звезды
| Сверхновые | Диапазон (величины) | Класс | Уменьшение (дни) |
| CP Pup | 16,6 | VF | |
| V450 Cyg | ˃14,0 | S | - |
| DQ Her | 13,6 | S | |
| EL Aql | 13,5 | F | - |
| GK Per | 13,3 | VF | |
| CP Lac | 13,2 | VF | |
| V476 Cyg | 12,5 | VF | |
| V603 Aql | 11,9 | VF | |
| Q Cyg | 11,8 | VF | |
| RP Pic | 11,5 | S | |
| CT Ser | ˃11,0 | F? | - |
| V630 Sgr | 11,0 | VF | |
| T Aur | 11,0 | S | |
| V258 Aql | 10,7 | F | - |
| DK Lac | 10,5 | F | |
| V465 Cyg | 10,1 | S? | - |
| V360 Aql | ˃10,0 | VF | - |
| V606 Aql | 9,9 | F | |
| DL Lac | 9,8 | F | |
| V604 Aql | ˃9,2 | F | |
| XX Tau | ˃9,0 | F | ˂500 |
| V356 Aql | 9,0 | S | |
| HR Lyr | 8,7 | S | |
| Eu Ser | ˃8,6 | F | |
| T Cr B* | 8,6 | VF | |
| DM Gem | 8,5 | VF | |
| V841 Oph | 8,3 | S | |
| DO Aql | ˃7,9 | S | - |
| DN Gem | 7,9 | VF | |
| V8490 Oph | ˃7,6 | S | - |
| T Pxy** | 7,6 | S | - |
| V1017 Sgr** | 7,5 | S | |
| WZ Sge** | 7,4 | F | |
| RS Oph* | 6,7 | VF | - |
*- рекуррентные ** - повторные вспышки
В то время как медленные сверхновые не концентрируются на нижнем конце списка так сильно, как очень быстрые концентрируются на верхнем конце, имеется определенное увеличение в пропорции медленных сверхновых по мере уменьшения диапазона величины. Если мы пропускаем две звезды большего класса (определенные как рекуррентные), пропорция медленных сверхновых в группе с диапазоном величины 9,0 или ниже составляет 64%. В группе с диапазонами выше этого уровня – лишь 24%. Между крайностями имеются несколько относительно медленных сверхновых, которые довольно высоки в списке, и несколько новых очень быстрого класса, которые довольно низки. Теоретически, первые должны быть довольно маленькими звездами, а последние – довольно большими. Как сейчас обстоят дела, это нельзя подтвердить наблюдениями.
Повторно наблюдаемые сверхновые находятся в нижнем конце списка; то есть, они обладают самыми низкими диапазонами величин. Конечно, в списке есть не только повторяющиеся сверхновые. Они – просто белые карлики, приближающиеся к концу стадии сверхновых своего существования. Они повторяют свои вспышки за достаточно короткие интервалы времени, в которых осуществлялось наблюдение. Их положение в нижнем конце списка – еще одно согласование с теорией.
Сейчас нам нужно принять во внимание тот факт, что возможные скорости в промежуточном диапазоне скоростей не представляют собой непрерывную последовательность величин, а пребывают на восьми отдельных уровнях; характеристика этого диапазона скоростей, которую мы уже имели возможность осознать в таких применениях, как объяснение соотношения, известного как Закон Боде. Как уже отмечалось, четыре из восьми уровней скоростей находятся на пространственной стороне разделяющей линии и соответствуют идентифицированным местам в эквивалентном пространстве. У планетарных звезд, пребывающих в газообразном состоянии, частицы, движущиеся на разных уровнях скоростей, хорошо перемешаны, и имеется непрерывный градиент плотности от внешних до внутренних регионов. Здесь увеличение плотности и последующий выход сжатого газа следуют, по существу, тому же паттерну, независимо от размера звезды. Ситуация в звездах обычных белых карликов другая, поскольку внешняя оболочка данных звезд пребывает в состоянии конденсированного газа. В подобном состоянии, как и в жидкости, материя разных плотностей наслаивается. Поэтому внешняя оболочка не однородная, а состоит из ряда слоев, изначально четырех. Поскольку совокупность белый карлик – это временная структура, а не пространственная, пузыри газа в центре звезды (пространственные структуры) остаются в агрегатном состоянии, а не отделяются от него. То есть, они накапливаются в самом нижнем из четырех слоев и ограничиваются весом трех налегающих слоев плотности.
Более мелкие звезды с одинаковой температурой поверхности имеют более низкие внутренние температуры, и в какой-то момент в диапазоне массы уровень четвертой плотности вакантен. Сжатый газ в центральных регионах более мелких звезд расположен на третьем уровне и подвергается действию веса лишь двух налегающих уровней плотности. Такое очень значительное уменьшение веса приводит к соответствующему уменьшению давления, которое создается до того, как сжатый газ может прорываться. Следовательно, можно ожидать, что на каком-то определенном уровне вспышки массы белого карлика типа сверхновой будут заменяться другим видом извергающегося поведения, когда вспышки будут более частыми, но менее сильными.
Такое теоретическое ожидание подтверждается наблюдениями. В то время, как звезды белые карлики, которые достигают главной последовательности при более высоких светимостях, наблюдаются как сверхновые в период перехода от движения во времени к движению в пространстве, звезды меньшие и с меньшей светимостью в конечной стадии следуют тому, что можно описать как паттерн сверхновых в миниатюре, с менее жестокими вспышками и более короткими периодами в диапазоне около года. Такие мелкомасштабные сверхновые (типичные звезды SS Лебедя и U Geminorum) классифицируются вместе с истинными сверхновыми, рекуррентными сверхновыми и некоторыми переменными типа сверхновых как разрушительные переменные.
Величина, при которой происходит изменение поведения, – это критический уровень, который, на основе уже обсужденных соображений, должен соотноситься с другими критическими уровнями диаграммы ЦВ посредством целых чисел естественных (составных) единиц. Мы определили разницу между точками В и С на пространственной главной последовательности, 2,8 величин, как одну из таких естественных величин. Только что данное объяснение перехода от новых к менее жестокому типу вспышек позволило предположить, что должна иметь место одна естественная единица ниже верхнего предела нормы или “классическая” сверхновая, совпадающая с нижним пределом планетарных звезд в точке B на диаграмме, величина 4,6. Это помещает границу между двумя типами разрушительных переменных на величины 7,4 на пространственной главной последовательности. Соответствующая масса составляет 0,65 солнечных единиц. Таким образом, обычный белый карлик в диапазоне выше 0,65 солнечных масс следует паттерну сверхновых при переходе к движению в пространстве, а те, которые пребывают в диапазоне ниже 0,65 солнечных масс, являются переменными SS Лебедя в стадии превращения.
Мы определили сверхновые как белые карлики, которые имеют в своем составе частицы со скоростями во всех четырех уровнях на (эквивалентной) пространственной стороне разделяющей линии, а переменные SS Лебедя как белые карлики, у которых компонентные скорости ограничены тремя из четырех уровней. На основании тех же рассуждений, применимых к сверхновым, диапазон величин звезд SS Лебедя после перехода к движению в пространстве должен быть между 7,7 и 10,2, а диапазон массы – от 0,65 до 0,40 солнечных единиц. Поскольку имеются белые карлики с еще меньшими массами, должен существовать класс звезд, у которых составные скорости занимают только два уровня. Поскольку это оставляет лишь один слой, налегающий на тот, в котором скапливается газ, можно ожидать, что пузыри газа в таких звездах будут прорываться на относительно ранней стадии, перед тем, как они достигают любого значимого размера. Наблюдения указывают, что третий теоретический класс разрушительных переменных можно идентифицировать как вспыхивающие звезды. Теоретически, это звезды от 0,40 до 0,25 солнечных масс, с величинами главной последовательности после перехода к движению в пространстве в диапазоне от 10,2 до 13,0.
Нижний 0,25 передел массы вспыхивающих звезд оставляет место для некоторых белых карликов с только одним уровнем скорости, поскольку минимальная масса обычных белых карликов немного ниже, возможно около 0,20. Нет никакого значимого сопротивления выходу газа из таких звезд, кроме как вязкость сконденсированного газа, через который приходится прокладывать путь. Но поскольку газ выходит в форме пузырей, возможны видимые вспышки, подобные тем, которые наблюдаются у двухуровневого класса. Они известны астрономам как звезды UV Seti. Обычно вспыхивающие звезды не включаются в классификацию разрушительных переменных, но они делят отличительные характеристики таких переменных: периодические вспышки очень энергетичной материи и отличаются в основном величиной вспышек. Как указывалось в предыдущем параграфе, в паттерне разрушительных переменных им отводится конкретное место, которое выводится из теории вселенной движения; паттерн, который применяется к сверхновым и к звездам типа SS Лебедя.
Переходя к обсуждению информации, доступной из наблюдений, мы находим, что средние величины, сообщенные наблюдателями, пребывают в теоретических пределах, но эти пределы настолько широки, что согласование с наблюдением не очень значимо. Сообщается, что средняя абсолютная величина звезд SS Лебедя составляет 7,5+0,7,[119] а у UV Ceti – 13,1.[120] Стадия разрушительной переменной начинается при величине где-то 16, нижний предел обычных белых карликов, и тянется до уровня галактической главной последовательности, 0,8 величин выше ограничивающих величин на несмещенной основе, как указывалось выше. Поскольку процесс преобразования ускоряется, среднее положение таких переменных звезд (согласно наблюдению) должно быть ниже середины диапазона величины. Сообщаемая величина для звезд UV Ceti согласуется с предсказанием. Величина 7,5 звезд SS Лебедя слишком высока, возле верхнего конца теоретического диапазона. Но похоже на то, что в нее вносят большой вклад последующие эффекты внутреннего тепла, высвобождаемого во время вспышек.
Другие данные о меньших классах разрушительных переменных скудны. В отличие от сверхновых, которые производят впечатление, но редко наблюдаются из-за больших интервалов между вспышками, звезды SS Лебедя тусклые и трудно различимые. Сообщалось об обнаружении около 100 из них, но только единицы изучены детально. Обнаружено, что они обладают соотношением “период-амплитуда, когда звезды с более длинным периодом демонстрируют более жестокие вспышки”,[121] таким образом, продолжая паттерн истинных сверхновых, указанный раньше. Максимум наблюдаемого диапазона величин – 6 величин, около одной величины ниже минимума истинных сверхновых, указанных в Таблице III.
О свойствах вспыхивающих звезд известно очень мало, кроме того, что они делятся с другими разрушительными переменными. А. Джой описывает их как “крайне тусклые карлики типа M”, у которых “кривая света поднимается до максимума за несколько секунд или минут и падает до нормального уровня меньше, чем за полчаса”.[122] По форме эти кривые света подобны кривым света сверхновых.[123] Такое наблюдение подкрепляет теоретическую идентификацию вспыхивающих звезд как юных членов группы, возглавляемой сверхновыми.
Разнородная группа звезд, известных как подобные сверхновым переменные, не составляет отдельного класса, но является членами уже идентифицированных классов с некоторыми специфическими характеристиками, отделяющими их от типов звезд соответствующих им классов. Например, R Водолея и подобные звезды отличаются от SS Лебедя в основном тем, что два компонента бинарной системы SS Лебедя являются карликами, в то время, как R Aquarii сочетает красного гиганта и горячего голубого карлика.[124] Z Андромеды – это прототип группы звезд, которые подвергаются вспышкам около трех величин и “сочетают черты низкотемпературного красного гиганта и горячей голубоватой звезды B, которая, возможно, является субкарликом”.[125] Термины, применяемые к карликовым компонентам в цитированных описаниях бинарных систем, уместны для членов пар белых карликов пар разрушительных переменных. “Голубой карлик” – это просто горячий белый карлик, а “субкарлик” – это карлик ниже пространственной главной последовательности в области, где теоретически находятся разрушительные переменные. Как уже указывалось, комбинация красного гиганта и белого карлика необычна; это ранняя эволюционная стадия, которая со временем развивается в более знакомую комбинацию звезды главной последовательности и белого карлика.
Сейчас общепринято, что все разрушительные переменные – это бинарные системы, как требуется развитой теорией. Вот выражение нынешней точки зрения:
“Карлик-сверхновая, подобно всем разрушительным переменным (сверхновым, рекуррентным сверхновым, карлик-сверхновым и подобным сверхновым переменным) – это закрытая бинарная система, первичным компонентом которой является белый карлик. Вторичный компонент – обычная звезда”.[126]
Нынешняя тенденция – приписывать взрывное поведение природе бинарной системы. “Внезапные вспышки звезд SS Лебедя, – говорит Бернхем, – бесспорно связаны с двоичностью системы, но точные детали неопределенны”.[127] Вопреки использованию слова “бесспорно” в этом утверждении, наши находки таковы: бинарная природа разрушительных переменных, которую мы подтверждаем, не связана с их взрывным поведением. Вот почему астрономы не могут объяснить, как работает их гипотетический процесс. Эти системы бинарные потому, что они возникают при взрыве суперновых, достаточно сильных для того, чтобы ускорять некоторые их продукты до промежуточных скоростей, а член бинарной системы белый карлик взрывной потому, что компонент продуктов суперновых с промежуточной скоростью проходит через взрывную стадию на пути назад к нормальным скоростям материального сектора. Теоретические выводы согласуются с наблюдаемым фактом – бинарной природой таких объектов, но не согласуются с превалирующим допущением относительно природы процесса, ответственного за взрывные вспышки.
Ситуация в связи с расположением разрушительных переменных на диаграмме ЦВ похожая. Мы выводим из теории, что такие объекты пребывают на пути от статуса белых карликов до положений на пространственной главной последовательности, и, следовательно, занимают промежуточные положения. Наблюдатели соглашаются с положениями.
Исходя из их светимости, в среднем подобной солнцу, мы вынуждены прийти к выводу, что они (сверхновые) являются маленькими сверхплотными звездами наподобие белых карликов, но не такими экстремальными.[128] Практически, все известные пост-сверхновые звезды являются объектами того же типа – горячими голубоватыми субкарликами маленького радиуса и высокой плотности, по-видимому, промежуточными между звездами главной последовательности и истинными белыми карликами.[129] Пре-сверхновые находятся ниже главной последовательности, они промежуточные между белым карликом и звездами главной последовательности.[130]
Вот где наши открытия расходятся с астрономической теорией: с направлением эволюции разрушительных переменных. Превалирующее астрономическое мнение таково: направление эволюции спускается вниз диаграммы ЦВ из какого-то расположения выше главной последовательности, обычно определяемого как регион красных гигантов, по направлению к стадии белого карлика. Белый карлик рассматривается как последняя форма, в которой наблюдаются менее массивные звезды, предпоследняя стадия на пути к вымиранию без какой-либо ярко выраженной роли. Шкловский называл их “причудами”.
Сейчас наш анализ демонстрирует, что здесь вновь эволюционная последовательность астрономов перевернута с ног на голову. Белые карлики обоих классов (планетарные и обычные белые карлики) входят в поле наблюдения слева диаграммы ЦВ из ненаблюдаемого состояния, аналогичного состоянию самых ранних протозвезд, которые, в конце концов, входят в диаграмму в регионе красных гигантов. Точно так же, как эти гиганты движутся влево и вниз диаграммы к положениям равновесия на пространственной главной последовательности, белые карлики движутся вправо и вверх диаграммы для достижения подобного равновесия на этой последовательности. Движение вверх имеет место на стадии разрушительных переменных.
Как указывает предшествующее изучение результатов наблюдений разрушительных переменных, существующее эмпирическое знание слишком ограничено для представления ясной картины этих объектов. Но каждый отдельный бит доступной информации укладывается в общий паттерн, выведенный из теории вселенной движения. Хотя теоретический паттерн поведения до некоторой степени конфликтует с нынешней астрономической мыслью, не корректно говорить, что результаты настоящего исследования противоречат теории разрушительных переменных астрономов, поскольку кроме довольно неопределенной идеи “испускающейся массы” звезд и движения в гипотетический статус черных карликов на неопределенном маршруте, у астрономов нет теории этих объектов. “Проблемы понимания остаются, - говорит Ван Хорн.[131] Вот как описывает ситуацию Джой:
“Общая проблема звезд SS Лебедя настолько сложна, что до ее решения еще очень и очень далеко. Не предложено никакого удовлетворительного объяснения вспышкам сверхновых, которые происходят с полурегулярными интервалами у переменных звезд этого класса, а их взаимосвязь с другими группами еще предстоит установить”.[132]
Галлахер и Старфилд дают подобную оценку нынешнего состояния знания в связи со сверхновыми:
“Ясно, что в связи со сверхновыми имеется несколько проблем, которые мы можем рассматривать как решенные, и множество феноменов, у которых природу лежащих за ними физических процессов мы еще не определили”.[133]
Дин Маклафлин оценивает проблему со сверхновыми еще более пессимистично. Он не видит перспектив улучшения.
“Похоже, что причину взрывов сверхновых нельзя определить напрямую из наблюдения. В самом лучшем случае мы может надеяться прийти к идее причины, высказывая гипотезы, вычисляя их следствия и сравнивая ожидаемые результаты с наблюдаемыми фактами”.[134]
Развитие данной работы, основанное на дедукции из постулатов, определяющих вселенную движения, сейчас предоставило вид законченной и последовательной теории разрушительных переменных, до сего времени отсутствующей. В ходе развития мы определили три основные ошибки, которые направили астрономическое мышление о белых карликах в неверные каналы: (1) допущение, что преобразование водорода в более тяжелые элементы – это энергетический процесс, происходящий в звездах; (2) допущение, что скорости выше скорости света невозможны; (3) допущение, что белый карлик – это умирающая звезда. Коррекция этих ошибок и применение физических принципов, управляющих движением на скоростях выше скорости света, выведенных в предыдущих томах данного труда, привели к логической и последовательной теории всего класса разрушительных переменных.
Результаты показывают, что характеристика Шкловского разрушительных переменных как “причуд” абсолютно неверна. Эти звезды (как и планеты) находятся на прямой линии одной из двух ветвей координат цикла звездной эволюции. Все они – белые карлики, отличающиеся лишь свойствами, на которые влияет конкретная эволюционная стадия, в которой проявляется каждый вид объекта; и все они проходят через одинаковые общие процессы охлаждения до критического температурного уровня, а затем преобразуются из движения во времени в движение в пространстве. Тем временем, компаньоны белых карликов проходят через последовательные стадии гигантского эволюционного цикла. В каждой их бинарных систем две звезды находятся на сравниваемых эволюционных стадиях, независимо от разницы в свойствах. И, в конце концов, они приходят к одному и тому же виду гравитационного и теплового устойчивого состояния. Когда их относительно небольшое удаление от главной последовательности закончится, оба партнера “остепенятся” для еще одного длительного пребывания в состоянии равновесия.
Глава 14
Пределы
Одной из самых значимых характеристик физической вселенной, какой она является согласно развитию следствий постулатов, определяющих вселенную движения, является существование пределов. Куда бы мы не посмотрели, мы сталкиваемся с неким видом ограничения – гравитационный предел, предел массы, предел возраста и так далее и так далее. Пределы существуют потому, что постулаты определяют вселенную как конечную, с величинами, которые начинаются не от нуля, а от единицы движения. То есть, от единицы скорости или от единицы энергии. Поскольку девиации от этих величин конечны, никогда не достигаются ни нуль, ни бесконечность (кроме как в математическом смысле, когда разница между двумя существующими количествами равной величины входит в какую-то физическую ситуацию).
Многие ошибки современной научной теории обязаны своим существованием непризнанию реальности этих пределов. Некоторые особенно далеко идущие выводы ошибочной природы, относящиеся к данной стадии нашего исследования, сделаны на основе Второго Закона Термодинамики. Этот закон выражается разными способами. Один из самых простых использует физическое количество, известное как энтропия, которое, по существу, является мерой недоступности энергии для совершения работы. На этом основании утверждение Второго Закона таково: энтропия вселенной непрерывно растет. Неосознанность любых пределов, относящихся к данному процессу, позволила сделать вывод, что вселенная пребывает на пути становления лишенным характерных черт единообразием, в котором не будет иметь места никакое значимое действие. Как выразился Маршал Уолкер: “По-видимому, вселенная “истощается”, и в отдаленном будущем она будет состоять из неупорядоченного холодного супа из материи, рассеянной в пространстве при постоянной температуре нескольких градусов выше абсолютного нуля”.[135] Многие писатели обходятся без таких слов, как “по-видимому” и выражают эту точку зрения бескомпромиссными терминами. Например, Пол Дэвиес выражается так:
“До тех пор, пока все наше понимание материи и энергии останется полностью неверным, неминуемость конца мира вписана в законы природы”.[136]
Джеймс Джинс, пишущий на полвека раньше, уже был в этом твердо убежден и высказывал такое же “позитивное” утверждение:
“Энергия еще есть, но она утратила всякую способность к изменению. Мы остаемся с мертвой, хотя, возможно, теплой вселенной – “тепловой смертью”. Таково учение современной термодинамики. Нет причин сомневаться или ставить это под вопрос; и, конечно, это так веско подтверждено всем нашим земным опытом, что было бы трудно найти любое положение, открытое для нападения”.[137]
Но в те ранние дни,