БЕЛЫЕ КАРЛИКИ Почему мы не проваливаемся, сидя на табуретке или на надувном матрасе? Что удерживает нас от падения под действием земного притяжения? Ответ очевиден: сопротивление вещества предметов, на которых мы сидим. Но каков физический механизм этого "сопротивления"? Табурет твердый. Атомы, составляющего его вещества, расположены плотно, образуя твердую структуру. Она устойчива за счет кулоновских сил. Атомы состоят из положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов (есть еще электрически нейтральные нейтроны). Частицы с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга. Поэтому мы можем сидеть на табуретке. По той же причине в равновесии находятся планеты типа Земли. С надувным матрасом ситуация немного иная. Нас удерживает газовое давление. В конечном счете оно сводится к тому же кулоновскому отталкиванию. За счет газового давления устойчивы звезды типа Солнца. Но есть и другие механизмы устойчивости. Некоторые из них связаны с квантовой механикой, и они стали известны лишь в 20 веке. Один из этих механизмов знаком всем из школьного курса химии. Известно, что на одной S орбитали не может быть больше 2 электронов. Это явление известно как "принцип Паули" (собственно Паули, известный немецкий физик, сформулировал его для более широкого класса частиц -"фермионов"). Если сильно сжать обычное вещество, то мы дойдем до предела, когда в маленькую область пространства (ее размер определяется квантовыми законами) пытаются протиснуться три электрона. Поскольку это невозможно, то сжатие останавливается. Именно на этом принципе и основана устойчивость белых карликов. Но что такое "белые карлики"? Как они рождаются? Где появляются условия для столь сильного сжатия вещества? Оказывается для этого не нужны взрывы. Нужно просто много-много вещества. Вещества много, например, в звездах. И в таких светилах, как наше Солнце, в центре медленно "вызревает" белый карлик. Белые карлики были открыты в 19 веке, т.е. задолго до появления квантовой механики (а потому оставались необъясненными в течение долгого времени). Изучая самую яркую звезду ночного неба - Сириус - Бессель заметил, что она строго периодически "болтается" из стороны в сторону. Это легко можно объяснить, если предположить, что Сириус - двойная звезда. Две звезды вращаются вокруг общего центра масс, и наблюдая только одну, мы будем видеть ее эллиптическую орбиту. Двойных звезд много, они составляют около половины всех звезд. Так что в самом факте двойственности нет ничего удивительного. Удивительной была звезда-соседка. Звезда Сириус В (Сириус А - само яркое светило, которое мы видим на небе, буквой В обозначают более слабый компонент) оказалась очень маленькой (примерно как Земля), горячей (горячие звезды имеют белый цвет) и почти такой же массивной как Солнце. Это и был первый белый карлик. Большая масса вместе с маленьким размером требуют огромной плотности. И действительно, каждый кубический сантиметр белого карлики весит около 10^6 г (для сравнения, самое плотное вещество на земле имеет плотность меньше 30 г в кубическом сантиметре). Такое вещество проявляет удивительные свойства и описывается, как мы уже знаем, законами квантовой механики. Белые карлики образуются из звезд, масса которых меньше 8-10 масс Солнца. Когда заканчиваются все возможные в данной звезде термоядерные реакции, когда звезда прошла стадию гиганта и сбросила огромную, но довольно легкую, оболочку, то остается маленькое горячее ядрышко -- белый карлик. Именно такая судьба ждет и наше Солнце, но произойдет это лишь через несколько миллиардов лет. Маломассивных звезд-прародителей белых карликов много (чем меньше масса звезд, тем они многочисленнее в нашей Галактике). Поэтому много и самих белых карликов. В нашей Галактике их около 10^11 штук, т.е. около 3-10% всех звезд. Жизнь одиночного белого карлика не очень интересна: он медленно охлаждается, излучая все меньше и меньше энергии (он даже может перестать быть "белым"). За счет аккреции (т.е. падения) межзвездного вещества на поверхность карлик не может охладиться до очень низких температур, но все равно по звездным меркам несколько тысяч градусов это не очень много, это температура "оранжевых" звезд. Гораздо интереснее жизнь белого карлика в тесной двойной системе, когда звезда-соседка может "переливать" свое вещество на белый карлик. При таком процессе (аккреции) выделяется очень много энергии, т.к. белый карлик очень компактный объект, и падая вещество может разгоняться до больших скоростей, т.е. приобретать большую кинетическую энергию. И эта энергия при столкновении переходит в тепло. С двойными белыми карликами связано много интересных типов звезд. Отметим только "новые звезды", которые ярко загораются на нашем небосводе после термоядерного взрыва "натекшего" вещества на поверхности белого карлика. Что же происходит, если звезда-прародитель массивнее 8-10 солнечных масс? Такие звезды взрываются как сверхновые. Вещество сжимается еще сильнее чем в белых карликах (оказывается, что "если недьзя, но очень хочется, то можно") и образуются нейтронные звезды.