На конечной стадии необратимой эволюции звезд, когда все ядерное топливо выгорело, тепловое давление становится не в состоянии противодействовать гравитации и начинается процесс гравитационного сжатия. У звезды, масса которой не превышает 1,4 массы Солнца, гравитационное сжатие останавливается, когда вещество переходит в так называемое «вырожденное» состояние с очень большой плотностью (до нескольких тонн в кубическом сантиметре). При этом ядра атомов оказываются плотно упакованными, а все электроны обобществляются, образуя вырожденный электронный газ. Звезда еще сохраняет высокую температуру (104 К), но постепенно остывает и медленно сжимается в течение многих миллионов лет. Такие очень слабые звездочки - белые карлики - остаются видимыми, пока окончательно не остынут и не превратятся в похожие на планеты шары из вырожденного вещества - черные карлики.
Если масса звезды после выгорания ядерного топлива превышает массу Солнца в 1,4 раза, то такая звезда не может превратиться в белого карлика, ее ждет более драматичный конец. Силы гравитационного сжатия на последнем этапе жизни звезды настолько велики, что им не может противостоять даже вырожденное вещество. Плотность вещества достигает миллиона тонн в см3, при этом атомные ядра раскалываются как орехи. Выделяется огромная гравитационная энергия — наступает гигантский взрыв. За несколько секунд выделяется энергия 1045 Дж, то есть больше, чем за всю предшествующую жизнь. Температура мгновенно достигает невообразимой величины 1011 К. Такой катастрофический процесс называется взрывом сверхновой звезды. При этом большая часть массы звезды выбрасывается в космическое пространство со скоростью 1000-5000 км/с. Выброшенное вещество содержит тяжелые элементы, образовавшиеся в момент взрыва. В течение нескольких суток сверхновая звезда испускает больше света, чем целая галактика.
|
|
Под действием такого взрыва электроны вдавливаются в атомные ядра, сливаются с протонами и образуют нейтроны. Мощные потоки нейтрино охлаждают ядро звезды и превращают ее в нейтронную звезду — своеобразное гигантское атомное ядро с поперечником в десяток километров.