Еще в древние времена люди поднимали головы и любовались непонятными сияющими точками на небе. С развитием человеческой цивилизации и технологий, люди узнали, что в космосе есть не только звёзды наподобие Солнца, планеты и астероиды, но и такие экзотические объекты, как черные дыры, квазары и нейтронные звёзды. Однако, существуют звёзды, имеющие статус "гипотетический" - это звезда или тип звезды, который предположительно может существовать, но на практике пока не обнаружен. В этом посте пойдет речь о гипотетических звёздах. Существовавших на заре появления Вселенной, существующих сейчас или тех, которые появятся через несколько миллиардов лет.

Давно не писал о космосе, так что вот.) Что-то искал и копировал, что-то переводил сам. Картинки не мои (на некоторые ругался баянометр), так что тег "Моё" не ставлю. Приятного чтения.

#1 - Блицар

Если вкратце, Блицар - это история с печальным и неотвратимым концом. Она представляет собой дальнейшую эволюцию сверхмассивной нейтронной звезды, масса которой превышает предел Оппенгеймера — Волкова (данный предел является нижним пределом массы чёрных дыр, в пределах 2,5 - 3 солнечных масс). По космическим правилам, предшественник Блицара должен превратиться в черную дыру, но от гравитационного коллапса в чёрную дыру звезду удерживают центробежные силы, создаваемые огромной скоростью её вращения. Правда, через несколько миллионов лет магнитное поле пульсара замедляет его вращение до такой степени, что центробежные силы уже не в состоянии удержать пульсар от превращения в чёрную дыру. Поскольку вращающееся магнитное поле пульсара очистило окружающее пространство от газа и пыли, поблизости нет материала, который мог бы падать в новую черную дыру. Таким образом, всплеск рентгеновского излучения или гамма-лучей (который, как правило, ожидается при образовании чёрной дыры), в данном случае отсутствует. 

Стоит отметить, что самой массивной нейтронной звездой из известных является нейтронная звезда PSR J0348+0432 с оценкой массы 2,01±0,04 солнечных, что явно ниже предела Оппенгеймера — Волкова. А на 2015 год зарегистрировано всего 7 транзитных радиоисточников, которые теоретически могут быть Блицарами.

#2 - Голубой карлик

Голубые карлики эволюционируют из красных карликов, звёзд по массе меньших, чем Солнце (менее 0,5 масс Солнца и вплоть до минимального порога масс звёзд). Поскольку красные карлики сжигают водород медленно и являются полностью конвективными, что позволяет им использовать больший процент водородного горючего по сравнению с более массивными звёздами, то в настоящее время ещё ни один из красных карликов не успел превратиться в голубого карлика. Да, наша Вселенная просто не успела состариться настолько, чтобы появились звёзды такого типа. Однако, существование этого класса звёзд следует из теоретических моделей, так что не всё потеряно и, возможно, будущие поколения людей смогут увидеть эти звёзды.

От своих красных собратьев, голубые карлики отличаются более высокой температурой поверхности. Из-за небольшой массы красные карлики не могут стать красными гигантами (для этого требуется горение гелия, для чего необходима высокая температура в недрах, которую красные карлики не могут развить), вследствие чего вместо увеличения размеров при выгорании водорода увеличивается температура её поверхности.

Предполагается, что после израсходования всего водорода голубые карлики становятся белыми карликами. Надеюсь, когда-нибудь мы их тоже дождёмся.

#3 - Черный карлик

Черный карлик представляет собой остывший и не излучающий тепло или свет белый карлик. Представляют собой конечную стадию эволюции белых карликов. А поскольку время, необходимое для превращения белого карлика в черного карлика превышает 13,8 миллиардов лет (возраст нашей Вселенной), то в космосе просто ещё не появились подобные объекты. Однако, как и в случае с голубым карликом, мы всегда может подождать.

Что же до нашего Солнца, то нашей звезде потребуется около 1 квадриллиона лет (10 в 15 степени), чтобы дойти до стадии черного карлика. Похоже, времени у нас вполне хватит. 

#4 - Черная звезда

Черная звезда представляет собой переходную стадию между коллапсирующей звездой и сингулярностью (которые есть у черных дыр), но может и не являться таковой (вот так вот, да). В общем, нечто среднее между черной звездой и черной дырой, но без горизонта событий.

Сама черная звезда испускает излучение Хокинга и тепловое планковское излучение. Её внутренность будет представлять собой странное состояние пространства-времени, а температура будет возрастать от поверхности к центру.

Поскольку это гипотетический космический объект, теоретическая модель которого является альтернативой модели чёрной дыры в общей теории относительности, то никто такой звезды еще не видел. И, наверное, не увидит (но это не точно).

#5 - Бозонная звезда (никто не представляет, как она выглядит, так что ловите что есть))

Бозонная звезда является гипотетическим астрономическим объектом, состоящим из частиц, именуемых бозонами (к ним относятся фотоны, глюоны, W±/Z-бозоны, Бозон Хиггса и не обнаруженный до настоящего времени гравитон). Для того, чтобы подобный тип звёзд мог существовать, должны существовать стабильные бозоны, обладающие малой массой. Пока что нет никаких веских оснований предполагать, что подобные звёзды существуют, а единственным известным стабильным бозоном является фотон — безмассовая частица, всегда перемещающаяся со скоростью света.

Бозонные звёзды могли сформироваться в результате гравитационного коллапса на начальных стадиях развития Вселенной после Большого взрыва. Сверхмассивная бозонная звезда может, по крайней мере теоретически, находиться в центре галактики, и это может объяснить многие наблюдаемые свойства активных ядер галактик. Бозонные звёзды также рассматриваются в качестве возможных составляющих тёмной материи. Так что, возможно, они существуют, где-то там...

#6 - Звезда тёмной энергии

Звезда тёмной энергии это гипотетический компактный астрофизический объект, представляющий собой теоретическую альтернативу чёрным дырам.

Концепт подобного объекта был предложен сотрудником Ливерморской национальной лаборатории Джорджом Чеплином в 2005 году. Согласно его гипотезе, при прохождении через горизонт событий падающее вещество превращается в энергию вакуума или тёмную энергию. За счёт этого пространство внутри горизонта событий будет в конечном итоге иметь отличную от нуля космологическую постоянную и будет оказывать сопротивление гравитации, вследствие чего там не будет сингулярности с исчезновением информации. В общем, черная дыра, но не совсем "дыра".

Вполне возможно, что подобные альтернативы черным дырам существуют. Или черные дыры - это звезды тёмной энергии. Как говорится, who knows...

#7 - Темная звезда (состоящая из тёмной материи)

Темная звезда - это теоретически предсказанный тип звёзд, которые могли существовать на раннем этапе формирования Вселенной, ещё до того как могли сформироваться «традиционные» звёзды. Как и современные, тёмные звёзды могли состоять из нормальной материи, но высокая плотность тёмной материи могла генерировать тепло вследствие реакций аннигиляции между частицами тёмной материи. Это тепло могло предотвратить сжатие таких звёзд до относительно компактных размеров современных звёзд и, следовательно, предотвратить реакции ядерного синтеза между атомами «нормального» вещества.

В рамках этой теории, тёмная звезда предсказывается как огромное облако водорода и гелия диаметром от 4 до 2000 астрономических единиц (1 а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца). Температура поверхности таких звёзд настолько низка, что генерируемое ими излучение невидимо для невооружённого глаза.

Возможно, тёмные звёзды всё ещё сохранились. Несмотря на то, что они не излучают в видимом диапазоне, они могут быть обнаружены по гамма-излучению, излучению нейтрино или выделению антивещества. Тёмные звёзды могли бы быть приняты за обычные облака холодного молекулярного водорода, но облака водорода не могут испускать настолько активные частицы.

#8 - Тёмная звезда (ньютоновская механика)

Видишь темную звезду? И я не вижу... А она есть!

Тёмная звезда — это гипотетический астрономический объект, обладающий такой массой, что его вторая космическая скорость равна или превышает скорость света, но при этом описываема ещё в рамках ньютоновской механики. Любое излучение с поверхности этого объекта в силу величины второй космической скорости оказывается в «ловушке» и, таким образом, этот объект является «тёмным», то есть неразличимым в каком-либо диапазоне, в связи с чем и возникло название. В отличие от чёрных дыр, тёмные звёзды считаются достаточно стабильными (не склонными к гравитационному коллапсу).

На данный момент, не обнаружено возможных кандидатов в темные звёзды. Также стоит отметить, что данный тип звезды скорее всего, не может существовать, так как Ньютоновская гравитация не является корректной в подобных гравитационных условиях.

#9 - Электрослабая звезда

Художники в смятении и не могут представить подобный объект, так что вот вам еще картинка космоса.

Электрослабая звезда - теоретический тип экзотической звезды, в которой гравитационный коллапс звезды предотвращается радиационным давлением, возникающего в результате электрослабого горения, т.е. энергии, выделяемой путем конверсии кварков в лептоны через электрослабую силу.

Чтобы вы могли представить, данный процесс происходит в ядре звезды, размером с небольшое яблоко, и содержащим около двух масс Земли. На данный момент, не обнаружено объектов, подходящих под определение электрослабой звезды.

#10 - Ледяная звезда

Трудно искать картинки к объектам, которые даже нарисовать не могут (но я пытаюсь)

Ледяная звезда является гипотетическим типом звезды, имеющая очень низкую массу с температурой поверхности около 273 Кельвина (близко к абсолютному нулю температуры) которая, по мнению астрономов Фреда Адамса и Григория П. Лафлина, может появиться в будущем Вселенной, когда металличность (относительная концентрация элементов тяжелее гелия в звёздах и галактиках, является показателем возраста звёздной системы) межзвездной среды будет в несколько раз больше металличности солнечной системы.

Ожидается, что подобные объекты будут похожи на коричневые карлики, иметь массу ~0,04 масс Солнца и температуру поверхности, близкой к абсолютному нулю. Светимость таких замороженных звёзд будет более чем в тысячу раз ниже, чем самые слабые звезды, существующие в настоящее время, а их время жизни будет очень большим.

На данный момент, не обнаружено объектов, подходящих под определение ледяной звезды, поскольку наша Вселенная еще не достаточно стара для появления таких звёзд.

#11 - Шар-пушинка/Фейзбол (Теория струн)

На картинке: Лебедь X-1 входит в состав массивной двойной системы, располагающейся на расстоянии примерно 6070 световых лет от Солнца. Один из её компонентов — чёрная дыра Лебедь X-1 массой порядка 10 солнечных. Также в систему входит голубой сверхгигант с переменным блеском, обозначенный HDE 226868. Если Лебедь X-1 является Фейзболом, то его диаметр поверхности должен составлять всего 51 км.

Фейзболы теоретизируются некоторыми учеными теории суперструн как истинное квантовое описание черных дыр.

Теория Фейзболов заменяет сингулярность в центре черной дыры, полагая, что вся область в горизонте событий черной дыры на самом деле является шаром из струн, которые являются конечными строительными блоками материи и энергии. Считается, что струны представляют собой пучки энергии, вибрирующие сложными способами как в трех физических измерениях пространства, так и в компактных дополнительные измерениях, переплетающихся в квантовой пене.

Горизонт событий Фейзбола имеет экстремально малую длину (порядка несколько Планковских длин - 1,6·10^-35 метров), а примерный радиус поверхности Фейзбола составит около 20 км. Фейзболл, массой 6,8 масс Земли будет иметь плотность 4.0×10^17 кг/м3. Чтобы вы могли ощутить, насколько огромно это число, представьте объём такого вещества, размером с небольшую каплю. Такая капля будет весить 20 миллионов тонн, что представляет собой массу гранитного шара диаметром 240 метров.

Хотя такие плотности почти невообразимо экстремальны, они, математически говоря, очень-очень-очень далеки от бесконечной плотности. У Фейзболов примерно такая же плотность, как у нейтронных звёзд - но их плотности на много порядков меньше плотности Планка (5,155×10^96 кг/м3), что эквивалентно массе Вселенной, упакованной в объем одного атомного ядра.

На данный момент, не обнаружено объектов, подходящих под определение Фейзболов.

#12 - Гравастар

Гравастар — гипотетический астрофизический объект, предложенный в качестве теоретической альтернативы чёрной дыры (любят ученые всякие альтернативы).

Сам термин «гравастар» является акронимом английских слов, означающих «звезда гравитационного вакуума» (англ. GRAvitational VAcuum STAR). При разработке первых теорий чёрных дыр ещё не были известны фундаментальные физические ограничения, такие как планковская длина и планковское время, поэтому теория гравастара является попыткой своего рода «модернизации» теории чёрных дыр путём включения в неё квантовомеханических эффектов.

Из общей теории относительности следует, что вокруг гравастара очень большой массы имеется область, «неизмеряемая» для внешней вселенной, так как в этой области из-за синего смещения длины волны света приближается по величине, а затем становится меньше планковской длины (1,6·10^-35 метров). Эта область получила название «гравитационный вакуум».

Ученые предположили, что за пределами этой области будет находиться очень плотная форма материи, конденсат Бозе-Эйнштейна (агрегатное состояние вещества, основу которого составляют бозоны, охлаждённые до температур, близких к абсолютному нулю). В таком сильно охлаждённом состоянии достаточно большое число атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях и квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. Для внешнего наблюдателя ядро гравастара будет приближаться по свойствам к конденсату Бозе-Эйнштейна, и его можно наблюдать только благодаря излучению Хокинга. Обнаружение чёрных дыр возможно лишь при астрономических наблюдениях в рентгеновском диапазоне, таким же путём могут быть обнаружены и гравастары.

На данный момент, не обнаружено объектов, подходящих под определение Гравастаров.

Литий, самый легкий из твердых элементов, формируется в результате астрофизических процессов, однако его происхождение до сих пор оставалось загадкой для ученых. Однако на днях группа исследователей открыла большие количества бериллия-7, нестабильного ядра, являющегося предшественником ядра лития, внутри одной новой звезды, что свидетельствует в пользу гипотезы о том, что главным источником лития в нашей Галактике являются именно новые.

Новые звезды, или просто новые, возникают в двойных системах, одной из компонент которых является белый карлик. При падении материи со звезды-компаньона на белый карлик, на поверхности этих догорающих остатков звезды формируется поверхностный слой водорода, который при достижении определенной плотности вещества взрывается, что приводит к временному увеличению яркости системы до 100000 раз. Через несколько недель такая система стабилизируется, и в дальнейшем процесс повторяется.

Происхождение лития во Вселенной представляло собой до настоящего времени нерешенную научную проблему, поскольку первичный нуклеосинтез эпохи Большого взрыва привел к формированию лишь 25 процентов от имеющегося на сегодняшний день во Вселенной количества лития, в то время как оставшаяся его часть должна была образоваться при протекании вторичных процессов, которые, однако, до настоящего времени не удавалось однозначно выявить.

В новом исследовании группа исследователей во главе с П. Моларо, изучая новую Стрельца 1015 N.2 при помощи инструмента UVES Очень большого телескопа (Very Large Telescope, VLT) Европейской южной обсерватории, на протяжении 24 суток, смогли впервые проследить эволюцию сигнал бериллия-7 внутри этой новой и рассчитать его текущее количество. Бериллий-7 представляет собой нестабильный элемент, распадающийся с образованием лития в течение 53,2 суток, и его количество однозначно указывает на присутствие лития, говорят авторы статьи.