Типы сверхновых звезд. Новые и сверхновые звезды

). Кристаллическая решетка графита - слоистого типа. В слоях атомы С расположены в узлах гексагональных ячеек слоя. Каждый атом С окружен тремя соседними с расстоянием 1,42Α.

Свойства

Хорошо проводит электрический ток. В отличие от алмаза обладает низкой твёрдостью (1-2 по шкале Мооса). Плотность 2,08 - 2,23 г/см 3 . Цвет чёрно-серый, блеск металлический до жирного. Неплавкий, устойчив при нагревании в отсутствии кислорода. В кислотах не растворяется. Жирный на ощупь. Природный графит содержит 10-12 % примесей глин и окислов железа.

Формы нахождения

Графит (англ. GRAPHITE) - C

КЛАССИФИКАЦИЯ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Перевод на другие языки

Ссылки

• См. также: Алмаз

Список литературы

• Лобзова Р.В. Графит и щелочные породы района Ботогольского массива. М., 1975. 124 с.
• Weinschenk, E. (1900) Zur Kenntniss der Graphitlagerstatten. III. Die Graphitlagerstatten der Insel Ceylon. Bayerischen Akademie der Wissenschaft, 21(2), 281-334.
• Cirkel, Fritz (1907), Graphite: its properties, occurrence, refining and uses: Department of Mines, Mines Branch, Ottawa, Canada, 307pp.
• Alling, Harold L. (1917), The Adirondack graphite deposits, New York State Museum Bulletin 199: 7-150.
• Spence, Hugh S. (1920), Graphite Mines, Branch Report No. 511: Canada Department of Mines, Ottawa: 202pp. + photos.
• Wesselowski and Wassiliew (1934) Zeitschrift für Kristallographie: 89: 494.
• Palache, Charles (1941), Contributions to the mineralogy of Sterling Hill, New Jersey: Morphology of graphite, arsenopyrite, pyrite and arsenic: American Mineralogist: 26(12): 709-717.
• Palache, Charles, Harry Berman & Clifford Frondel (1944), The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana Yale University 1837-1892, Volume I: Elements, Sulfides, Sulfosalts, Oxides. John Wiley and Sons, Inc., New York. 7th edition, revised and enlarged, 834pp.: 152-154.
• Cameron, Eugene N. and Weis, Paul L. (1960), Strategic graphite - a survey, U.S. Geological Survey Bulletin 1082-E: 201-321.
• Taylor, R., Gilchris, Ke, and Poston, L.J. (1968) Thermal conductivity of polycrystalline graphite. Carbon: 6: 537-544.
• Kwiecinska, Barbara (1980), Mineralogy of Natural Graphites: Zaklad Narodowy imienia Ossolinskich; Polska Akademia Nauk: 67: Jun-87.
• Weis, Paul L. (1980), Graphite skeleton crystals - A newly recognized morphology of crystalline carbon in metasedimentary rocks: Geology: 8: 296-297.
• Shafranovskii, G.I. (1981), New graphite twins: Zapiski Vsesoyuznogo Mineralogicheskogo Obschestva: 110(6): 716-720.
• Shafranovskii, G. I. (1982), Crystallomorphology of graphite from the Ilmen Mountains; Mineralogical Research of Endogenic Deposits of the Urals: Academy Nauk CCCP- Uralskii Nauchnuri Tsentr: 44-53.
• Shafranovskii, G.I. (1982), Graphite twins and triads: Mineralogicheskii Zhurnal: 4(1): 74-81.
• Shafranovskii, G.I. (1983), Classical and non-classical twinning in graphite: Zapiski Vsesoyuznogo Mineralogicheskogo Obschestva: 112(5): 577-581.
• Gohla, Karl-Heinz (1984), Graphit aus Kropfmuhl: Magma: 4: 26-51.
• Jedwab, Jacques and Boulègue, Jacques (1984): Graphite crystals in hydrothermal vents: Nature: 310: 41-43.
• Weinelt, Winfried (1984), Die Geologie der Graphit- Lagerstatte Kropfmuhl: Magma: 4: 52-56.
• Weiner, Karl-Ludwig and Hager, Harald (1987), Growth spirals on graphite crystals: Lapis: 12(1): 31-33.
• Rumble, D. and Chamberlain, C.P. (1988), Graphite vein deposits of New Hampshire: New England Intercollegiate Geologic Conference Guidebook: 241-255.
• Pearson, D.G., Davies, G.R., Nixon, P.H. and Milledge, H.J. (1989), Graphitized diamonds from a peridotite massif in Morocco and implications for anomalous diamond occurrences: Nature (London): 338 210: 60-62.
• Bernatowicz, Thomas J.; Amari, Sachiko; Zinner, Ernst K.; and Lewis, Roy S. (1991), Interstellar grains within interstellar grains: Astrophysical Journal: 373: L73-L76.
• Jaszczak, John A. (1991), Graphite from Crestmore, California: Mineralogical Record: 22(6): 427-432.
• Kvasnitsa, V.N. and Yatsenko, V.G. (1991), Spherical graphite from the Azov Sea region: Mineralogicheskii Zhurnal: 13(1): 95-101.
• Lemanski, Chester S. Jr. (1991), Graphite in ore: The Picking Table: 32(1): 13-Nov, 1991.
• Tsuchiya, Noriyoshi; Suzuki, Shunichi; and Chida, Tadashi (1991), Origin of graphite in the Oshirabetsu gabbroic body, Hokkaido Japan: Journal of Mineralogy, Petrology, and Economic Geology; Japanese Association of Mineralogists, Petrologists and Economic Geologists, Tohoku University, Sendai 980, Japan: 86(6): 264-272.
• Kvasnitsa, V.N. and Yatsenko, V.G. (1992), Mechanisms of natural graphite crystals growth in the Ukraine: Doklady Academuu Nauk: 4: 73-76.
• Dissanayake, C.B. (1994), Origin of vein graphite in high-grade metamorphic terrains: Role of organic matter and sediment subduction: Mineralium Deposita: 29: 57-67.
• Jaszczak, John A. (1994), Famous graphite crystals from Sterling Hill, New Jersey: The Picking Table: 35(2).
• Semenenko, V. P. and Girich, A. L. (1995), Mineralogy of a unique graphite-containing fragment in the Krymka chondrite (LL3): Mineralogical Magazine: 59: 443-454.
• Tyler, Ian (1995), Seathwaite Wad and the Mines of the Borrowdale Valle "Blue Rock Publications, Carlisle, England": 220.
• Jaszczak, John A. (1997), Unusual graphite crystals from the Lime Crest quarry, Sparta, New Jersey: Rocks & Minerals: 72(5): 330-334.
• Kvasnitsa, V.N. and Yatsenko, V.G. (1997), Growth spirals on graphite crystals from Ukraine: Mineralogicheskii Zhurnal: 19(6): 43-48.
• Jaszczak, John A. (1998), Unusual graphite crystals from the Lime Crest quarry, Sparta, New Jersey: The Picking Table: 39(1): 20-24.
• Kvasnitsa, V.N.; Yatsenko, V.G.; and Zagnitko, V.M. (1998), Varieties of Graphite Spherulites from Deposits and Ore Occurrences of Ukraine: Mineralogicheskii Zhurnal, Akademiya Nauk Ukrainy, Kiev, Ukraine: 20(2): 34-39.
• Hanna, George A. and Jaszczak, John A. (1999), A new find of spherical graphite from Sterling Hill, New Jersey: The Picking Table: 40: 27-30.
• Kvasnitsa, Victor N.; Yatsenko, Victor G.; and Jaszczak, John A.(1999), Disclinations in unusual graphite crystals from anothosites of Ukraine: Canadian Mineralogist: 37(4): 951-960.
• Jaszczak, John A. (2000), Palache"s "Contributions to the mineralogy of Sterling Hill, New Jersey": The 900-foot level revisited: Matrix, A Journal of the History of Minerals: 8(3): 137-149.
• Jaszczak, John A. and Robinson, George W. (2000), Spherical and triskelial graphite from совершеннаяerham, Ontario, Canada: Rocks & Minerals: 75(3): 172-173.
• Satish-Kumar, M. and Wada, Hideki (2000), Carbon isotope equilibrium between calcite and graphite in Skallen Marbles, East Antarctica: evidence for the preservation of peak metamorphic temperatures: Chemical Geology: 166: 173-182.
• El Goresy, Ahmed; Gillet, Philippe; Chen, Ming; Künstler, Friedel; and Graup, Günther and Volker, Stähle (2001), In situ discovery of shock-induced graphite-diamond phase transition in gneisses from the Ries Crater, Germany: American Mineralogist: 86: 611-621.
• Jaszczak, John A. (2001), Palache"s "Contributions to the Mineralogy of Sterling Hill, New Jersey", The 900-foot level revisited: The Picking Table: 42(1).
• Jaszczak, John A. and Rakovan, John (2002), Growth spirals on graphite crystals from the Trotter Mine dump, Franklin, New Jersey: The Picking Table: 43(2).
• Rakovan, John and Jaszczak, John A.(2002), Multiple length scale growth spirals on metamorphic graphite {001} surfaces studied by atomic force microscopy: American Mineralogist: 87: 17-24.
• Jaszczak, John A.; Robinson, George W.; Dimovski, Svetlana; Gogotsi, Yury (2003), Naturally Occurring Graphite Cones: Carbon: 41(11): 2085-2092.
• Santosh, M.; Wada, H.; Satish-Kumar, M.; And Binu-Lal, S.S. (2003), Carbon isotope "stratigraphy" in a single graphite crystal: Implications for the crystal growth mechanism of fluid-deposited graphite: American Mineralogist: 88: 1689-1696.
• Stadermann, F. J., Croat, T. K., and Bernatowicz, T. (2004) "NanoSIMS Determination of Carbon and Oxygen Isotopic Compositions of Presolar Graphites from the Murchison Meteorite", 35th Lunar and Planetary Science Conference, March 15-19, League City, Texas, abstract no.1758.

Графит - минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Распространенный в природе минерал. Встречается обычно в виде отдельных чешуек, пластинок и скоплений, разных по величине и содержанию графита. Различают месторождения кристаллического графита, связанного с магматическими горными породами или кристаллическими сланцами, и скрытокристаллического графита, образовавшегося при метаморфизме углей.

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Различают две модификации графита: α-графит (гексагональный P63/mmc) и β-графит (ромбоэдрический R(-3)m). Различаются упаковкой слоёв. У α-графита половина атомов каждого слоя располагается над и под центрами шестиугольника (укладка …АВАВАВА…), а у β-графита каждый четвёртый слой повторяет первый. Ромбоэдрический графит удобно представлять в гексагональных осях, чтобы показать его слоистую структуру.

β-графит в чистом виде не наблюдается, так как является метастабильной фазой. Однако, в природных графитах содержание ромбоэдрической фазы может достигать 30 %. При температуре 2500-3300 К ромбоэдрический графит полностью переходит в гексагональный.

СВОЙСТВА

Хорошо проводит электрический ток. В отличие от алмаза обладает низкой твёрдостью (1 по шкале Мооса). Относительно мягкий. После воздействия высоких температур становится немного твёрже, и становится очень хрупким. Плотность 2,08-2,23 г/см³. Цвет тёмно-серый, блеск металлический. Неплавкий, устойчив при нагревании в отсутствие воздуха. Жирный (скользкий) на ощупь. Природный графит содержит 10-12 % примесей глин и окислов железа. При трении расслаивается на отдельные чешуйки (это свойство используется в карандашах).

Теплопроводность графита от 278,4 до 2435 Вт/(м*К), зависит от марки графита, от направления относительно базисных плоскостей и от температуры.

Электрическая проводимость монокристаллов графита анизотропна, в направлении, параллельном базисной плоскости, близка к металлической, в перпендикулярном - в сотни раз меньше. Минимальное значение проводимости наблюдается в интервале 300-1300 К, причём положение минимума смещается в область низких температур для совершенных кристаллических структур. Наивысшую электрическую проводимость имеет рекристаллизованный графит.

Коэффициент теплового расширения графита до 700 К отрицателен в направлении базисных плоскостей (графит сжимается при нагревании), его абсолютное значение с повышением температуры уменьшается. Выше 700 К коэффициент теплового расширения становится положительным. В направлении, перпендикулярном базисным плоскостям, коэффициент теплового расширения положителен, практически не зависит от температуры и более чем в 20 раз выше среднего абсолютного значения для базисных плоскостей.

Монокристаллы графита диамагнитны, магнитная восприимчивость незначительна в базисной плоскости и велика в ортогональных базисным плоскостях. Коэффициента Холла меняется с положительного на отрицательный при 2400 К.

МОРФОЛОГИЯ

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Образуется при высокой температуре в вулканических и магматических горных породах, в пегматитах и скарнах. Встречается в кварцевых жилах с вольфрамитом и др. минералами в среднетемпературных гидротермальных полиметаллических месторождениях. Широко распространён в метаморфических породах — кристаллических сланцах, гнейсах, мраморах. Крупные залежи образуются в результате пиролиза каменного угля под воздействием траппов на каменноугольные отложения (Тунгусский бассейн). Акцессорный минерал метеоритов.
Сопутствующие минералы: кварц, пирит, гранаты, шпинель.

ПРИМЕНЕНИЕ

Является замедлителем нейтронов в ядерных реакторах, компонентом состава для изготовления стержней для чёрных графитовых карандашей (в смеси с каолином).
Используется для получения синтетических алмазов, в качестве эталона длины нанометрового диапазона для калибровки сканеров сканирующего туннельного микроскопа и атомно-силового микроскопа, для изготовления контактных щёток и токосъёмников для разнообразных электрических машин, электротранспорта и мостовых подъёмных кранов с троллейным питанием, мощных реостатов, а также прочих устройств, где требуется надёжный подвижный электрический контакт, для изготовления тепловой защиты носовой части боеголовок баллистических ракет и возвращаемых космических аппаратов.

Графит (англ. Graphite) — C

КЛАССИФИКАЦИЯ

Графит - минерал, гексагональная кристаллическая полиморфная (аллотропная) модификация чистого углерода, наиболее устойчивая в условиях земной коры. Другие модификации: алмаз, лонсдейлит, чаоит. Слои кристаллической решетки могут по-разному располагаться относительно друг друга, образуя целый ряд политипов, с симметрией от гексагональной сингонии (дигексагонально-дипирамидальный вид симметрии), до тригональной (дитригонально-скаленоэдрический в.с.). Кристаллическая решетка графита - слоистого типа. В слоях атомы С расположены в узлах гексагональных ячеек слоя. Каждый атом С окружен тремя соседними с расстоянием 1,42Α.

В кислотах графит не растворяется. Жирный на ощупь. Гибкий. Природный графит содержит 10-12 % примесей глин и окислов железа.

Формы нахождения

Хорошо образованные кристаллы редки. Кристаллы пластинчатые, чешуйчатые, кривогранные, обычно имеют пластинчатую несовершенную форму. Чаще бывает представлен листочками без кристаллографических очертаний и их агрегатами. Образует сплошные скрытокристаллические, листоватые или округлые радиально-лучистые агрегаты, реже - сферолитовые агрегаты концентрически-зонального строения. У крупнокристаллических выделений часто наблюдается треугольная штриховка на плоскостях (0001).

Происхождение

Образуется при высокой температуре в вулканических и магматических горных породах, в пегматитах и скарнах. Встречается в кварцевых жилах с вольфрамитом и др. минералами в среднетемпературных гидротермальных полиметаллических месторождениях. Широко распространён в метаморфических породах - кристаллических сланцах, гнейсах, мраморах. Крупные залежи образуются в результате пиролиза каменного угля под воздействием траппов на каменноугольные отложения (Тунгусский бассейн). Акцессорный минерал метеоритов.

Свойства минерала

• Происхождение названия: от греческого γράφω - пишу
• Год открытия: известен с древности
• Электрические свойства минерала: Хорошо проводит электрический ток
• Термические свойства: Не плавится (сгорает при 3500 °С)
• IMA статус: действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)
• Strunz (8-ое издание): 1/B.02-10
• Hey"s CIM Ref.: 1.25
• Dana (7-ое издание): 1.3.5.2
• Dana (8-ое издание): 1.3.6.2
• Молекулярный вес: 12.01
• Параметры ячейки: a = 2.463Å, c = 6.714Å
• Отношение: a:c = 1: 2.726
• Число формульных единиц (Z): 4
• Объем элементарной ячейки: V 35.27 ų
• Двойникование: по {1121}
• Точечная группа: 6/mmm (6/m 2/m 2/m) - Dihexagonal Dipyramidal
• Пространственная группа: P63mc
• Плотность (расчетная): 2.26
• Плотность (измеренная): 2.09 - 2.23
• Удельный вес: 2,1 - 2,3
• Плеохроизм: сильный
• Тип: одноосный (-)
• Оптическая анизотропия: чрезвычайная
• Цвет в отраженном свете: железно-чёрный переходящий в стально-серый
• Форма выделения: Листоватые, чешуйчатые, радиально-лучистые, землистые агрегаты
• Классы по систематике СССР: Неметаллы
• Классы по IMA: Самородные элементы
• Химическая формула: C
• Сингония: гексагональная
• Цвет: Железно-черный, темный стально-серый
• Цвет черты: Черный, блестящий
• Блеск: металлический матовый полуметаллический
• Прозрачность: непрозрачный
• Спайность: весьма совершенная по {0001}
• Излом: слюдоподобный
• Твердость: 1 1,5 2
• Микротвердость: VHN10=7 - 11
• Литература: Лобзова Р.В. Графит и щелочные породы района Ботогольского массива. М., 1975. 124 с.

Фото минерала

Статьи по теме

• Графит проявляет поразительные квантовые эффекты
  Альберт Эйнштейн, Пол Дирак и другие физики могли бы использовать графит для детализации теории относительности или квантовой механики.
• Технология обогащения графитовой руды
  Подготовленная после массового взрыва графитовая руда с содержанием углерода 2.6-3.0 %, крупностью не более 900 мм и влажностью до 3 % грузится в карьере экскаваторами ЖТ - 5 и доставляется на фабрику а/с Белаз.
• Основные свойства природного графита
  Графиты - вещества серого цвета с металлическим блеском, аморфного, кристаллического, или волокнистого сложения, жирные на ощупь, удельный вес от 1,9 до 2,6.
• Происхождение угля остается загадкой: Органическая теория образования углей не выдерживает критики
  Каждый прилежный школьник скажет не задумываясь: уголь - вещество растительного происхождения, `продукт преобразования высших и низших растений`
• Происхождение угля остается загадкой: Нефтяная гипотеза образования углей
  В середине XVI века основоположник горного дела Агрикола высказывал мнение, что уголь - это не что иное как сгустившаяся нефть
• Руды и уголь - неотъемлемы друг от друга!
  Угля нам в принципе хватает. И все-таки, его могло быть еще больше, если бы мы все эти годы искали его там, где он на самом деле есть...

Месторождения минерала Графит

• Иркутская область
• Приольхонье
• Россия
• Ботогольское месторождение графита
• Шри-Ланка

Сверхновые звёзды - одно из самых грандиозных космических явлений. Коротко говоря, сверхновая - это настоящий взрыв звезды, когда большая часть её массы (а иногда и вся) разлетается со скоростью до 10 000 км/с, а остаток сжимается (коллапсирует) в сверхплотную нейтронную звезду или в чёрную дыру. Сверхновые играют важную роль в эволюции звёзд. Они являются финалом жизни звёзд массой более 8-10 солнечных, рождая нейтронные звёзды и чёрные дыры и обогащая межзвёздную среду тяжёлыми химическими элементами. Все элементы тяжелее железа образовались в результате взаимодействия ядер более лёгких элементов и элементарных частиц при взрывах массивных звёзд. Не здесь ли кроется разгадка извечной тяги человечества к звёздам? Ведь в мельчайшей клеточке живой материи есть атомы железа, синтезированные при гибели какой-нибудь массивной звезды. И в этом смысле люди сродни снеговику из сказки Андерсена: он испытывал странную любовь к жаркой печке, потому что каркасом ему послужила кочерга...

Учёные заметили, что в эллиптических галактиках (т. е. галактиках без спиральной структуры, с очень низким темпом звездообразования, состоящих в основном из маломассивных красных звёзд) вспыхивают только сверхновые 1-го типа. В спиральных же галактиках, к числу которых принадлежит и наша Галактика - Млечный Путь, встречаются оба типа сверхновых. При этом представители 2-го типа концентрируются к спиральным рукавам, где идёт активный процесс звездообразования и много молодых массивных звезд. Эти особенности наводят на мысль о различной природе двух типов сверхновых.

Сейчас надёжно установлено, что при взрыве любой сверхновой освобождается огромное количество энергии - порядка 10 46 Дж! Основная энергия взрыва уносится не фотонами, а нейтрино - быстрыми частицами с очень малой или вообще нулевой массой покоя. Нейтрино чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом, и для них недра звезды вполне прозрачны.

Законченной теории взрыва сверхновых с формированием компактного остатка и сбросом внешней оболочки пока не создано ввиду крайней сложности учёта всех протекающих при этом физических процессов. Однако все данные говорят о том, что сверхновые 2-го типа вспыхивают в результате коллапса ядер массивных звёзд. На разных этапах жизни звезды в ядре происходили термоядерные реакции, при которых сначала водород превращался в гелий, затем гелий в углерод и так далее до образования элементов «железного пика» - железа, кобальта и никеля. Атомные ядра этих элементов имеют максимальную энергию связи в расчёте на одну частицу. Ясно, что присоединение новых частиц к атомному ядру, например, железа будет требовать значительных затрат энергии, а потому термоядерное горение и «останавливается» на элементах железного пика.

Что же заставляет центральные части звезды терять устойчивость и коллапсировать, как только железное ядро станет достаточно массивным (около 1,5 массы Солнца)? В настоящее время известны два основных фактора, приводящих к потере устойчивости и коллапсу. Во-первых, это «развал» ядер железа на 13 альфа-частиц (ядер гелия) с поглощением фотонов - так называемая фотодиссоциация железа. Во-вторых, нейтронизация вещества - захват электронов протонами с образованием нейтронов. Оба процесса становятся возможными при больших плотностях (свыше 1 т/см 3), устанавливающихся в центре звёзды в конце эволюции, и оба они эффективно снижают «упругость» вещества, которая фактически и противостоит сдавливающему действию сил тяготения. Как следствие, ядро теряет устойчивость и сжимается. При этом в ходе нейтронизации вещества выделяется большое количество нейтрино, уносящих основную энергию, запасённую в коллапсирующем ядре.

Как свидетельствуют компьютерные расчёты, плотность вблизи ядра настолько высока, что даже слабо взаимодействующие с веществом нейтрино оказываются на какое-то время «запертыми» внешними слоями звезды. Но гравитационные силы притягивают оболочку к ядру, и складывается ситуация, похожая на ту, которая возникает при попытке налить более плотную жидкость, например воду, поверх менее плотной, скажем керосина или масла. (Из опыта хорошо известно, что лёгкая жидкость стремится «всплыть» из-под тяжёлой - здесь проявляется так называемая неустойчивость Рэлея-Тэйлора.) Этот механизм вызывает гигантские конвективные движения, и когда в конце концов импульс нейтрино передаётся внешней оболочке, она сбрасывается в окружающее пространство.

Возможно, именно нейтринные конвективные движения приводят к нарушению сферической симметрии взрыва сверхновой. Иными словами, появляется направление, вдоль которого преимущественно выбрасывается вещество, и тогда образующийся остаток получает импульс отдачи и начинает двигаться в пространстве по инерции со скоростью до 1000 км/с. Столь большие пространственные скорости отмечены у молодых нейтронных звёзд - радиопульсаров.

Описанная схематическая картина взрыва сверхновой 2-го типа позволяет понять основные наблюдательные особенности этого явления. А теоретические предсказания, основанные на данной модели (особенно касающиеся полной энергии и спектра нейтринной вспышки), оказались в полном согласии с зарегистрированным 23 февраля 1987 г. нейтринным импульсом, пришедшим от сверхновой в Большом Магеллановом Облаке.

Теперь несколько слов о сверхновых 1-го типа. Отсутствие свечения водорода в их спектрах говорит о том, что взрыв происходит в звёздах, лишённых водородной оболочки. Как сейчас полагают, это может быть взрыв белого карлика или результат коллапса звезды типа Вольфа -Райе (фактически это ядра массивных звёзд, богатые гелием, углеродом и кислородом).

Как может взорваться белый карлик? Ведь в этой очень плотной звезде не идут ядерные реакции, а силам гравитации противодействует давление плотного газа, состоящего из электронов и ионов (так называемый вырожденный электронный газ). Причина здесь та же, что и при коллапсе ядер массивных звёзд, - уменьшение упругости вещества звезды при повышении её плотности. Это опять-таки связано с «вдавливанием» электронов в протоны с образованием нейтронов, а также с некоторыми релятивистскими эффектами.

Почему же повышается плотность белого карлика? Это невозможно, если он одиночный. Но если белый карлик входит в состав достаточно тесной двойной системы, то под действием гравитационных сил газ с соседней звезды способен перетекать на белый карлик (так в случае новой звезды). При этом масса и плотность его будут постепенно возрастать, что в конечном счёте приведёт к коллапсу и взрыву.

Другой возможный вариант более экзотичен, но не менее реален – это столкновение двух белых карликов. Как такое может быть, ведь вероятность столкнуться двум белым карликам в пространстве ничтожна, поскольку ничтожно число звёзд в единице объёма – от силы несколько звёзд в 100 пк3. И здесь (в который раз!) «виноваты» двойные звёзды, но теперь уже состоящие из двух белых карликов.

Как следует из общей теории относительности Эйнштейна, любые две массы, обращающиеся по орбите вокруг друг друга, рано или поздно должны столкнуться из-за постоянного, хотя и весьма незначительного, уноса энергии из такой системы волнами тяготения - гравитационными волнами. Например, Земля и Солнце, живи последнее бесконечно долго, столкнулись бы вследствие этого эффекта, правда через колоссальное время, на много порядков превосходящее возраст Вселенной. Подсчитано, что в случае тесных двойных систем с массами звёзд около солнечной (2 10 30 кг) их слияние должно произойти за время меньше возраста Вселенной – примерно за 10 млрд. лет. Как показывают оценки, в типичной галактике такие события случаются раз в несколько сот лет. Гигантской энергии, освобождаемой при этом катастрофическом процессе вполне достаточно для объяснения явления сверхновой.

Кстати, примерное равенство масс белых карликов делает их слияния «похожими» друг на друга, а значит, сверхновые 1-го типа по своим характеристикам должны выглядеть одинаково не зависимо от того, когда и в какой галактике произошла вспышка. Поэтому видимая яркость сверхновых отражает расстояния до галактик, в которых они наблюдаются. Это свойство сверхновых 1-го типа в настоящее время используемся учёными для получения независимой оценки важнейшего космологического параметра - постоянной Хаббла, которая служит количественной мерой скорости расширения Вселенной. Мы рассказали лишь о наиболее мощных взрывах звёзд, происходящих во Вселенной и наблюдаемых в оптическом диапазоне. Поскольку в случае сверхновых звёзд основная энергия взрыва уносится нейтрино, а не светом, исследование неба методами нейтринной астрономии имеет интереснейшие перспективы. Оно позволит в будущем «заглянуть» в самое «пекло» сверхновой, скрытое огромными толщами непрозрачного для света вещества. Ещё более удивительные открытия сулит гравитационно-волновая астрономия, которая в недалёком будущем поведает нам о грандиозных явлениях слияния двойных белых карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр.

СВЕРХНОВАЯ ЗВЕЗДА, взрыв, которым ознаменована смерть звезды. Иногда вспышка сверхновой превышает по яркости галактику, в которой она произошла.

Сверхновые делят на два основных типа. Тип I отличается дефицитом водорода в оптическом спектре; поэтому считают, что это взрыв белого карлика – звезды, по массе близкой к Солнцу, но меньшей по размеру и более плотной. В составе белого карлика почти нет водорода, поскольку это конечный продукт эволюции нормальной звезды. В 1930-х годах С.Чандрасекар показал, что масса белого карлика не может быть выше определенного предела. Если он находится в двойной системе с нормальной звездой, то ее вещество может перетекать на поверхность белого карлика. Когда его масса превысит предел Чандрасекара, белый карлик коллапсирует (сжимается), нагревается и взрывается. См. также ЗВЕЗДЫ.

Сверхновая II типа вспыхнула 23 февраля 1987 в соседней с нами галактике Большое Магелланово Облако. Ей дали имя Яна Шелтона, первым заметившего вспышку сверхновой с помощью телескопа, а затем и невооруженным глазом. (Последнее подобное открытие принадлежит Кеплеру, увидевшему вспышку сверхновой в нашей Галактике в 1604, незадолго до изобретения телескопа.) Одновременно с оптической вспышкой сверхновой 1987 специальные детекторы в Японии и в шт. Огайо (США) зарегистрировали поток нейтрино – элементарных частиц, рождающихся при очень высоких температурах в процессе коллапса ядра звезды и легко проникающих сквозь ее оболочку. Хотя поток нейтрино был испущен звездой вместе с оптической вспышкой примерно 150 тыс. лет назад, он достиг Земли практически одновременно с фотонами, доказав тем самым, что нейтрино не обладает массой и движется со скоростью света. Эти наблюдения подтвердили также предположение, что около 10% массы коллапсирующего ядра звезды излучается в виде нейтрино, когда само ядро сжимается в нейтронную звезду. У очень массивных звезд при вспышке сверхновой ядра сжимаются до еще больших плотностей и, вероятно, превращаются в черные дыры, но сброс внешних слоев звезды все же происходит. См . также ЧЕРНАЯ ДЫРА.

В нашей Галактике Крабовидная туманность является остатком взрыва сверхновой, который наблюдали китайские ученые в 1054. Известный астроном Т.Браге также наблюдал в 1572 сверхновую, вспыхнувшую в нашей Галактике. Хотя сверхновая Шелтона стала первой близкой сверхновой, открытой после Кеплера, сотни сверхновых в других, более далеких галактиках были замечены при помощи телескопов за последние 100 лет.

В остатках взрыва сверхновой можно найти углерод, кислород, железо и более тяжелые элементы. Следовательно, эти взрывы играют важную роль в нуклеосинтезе – процессе образования химических элементов. Возможно, что 5 млрд. лет назад рождению Солнечной системы тоже предшествовал взрыв сверхновой, в результате которого возникли многие элементы, вошедшие в состав Солнца и планет. НУКЛЕОСИНТЕЗ.