ность равным образом совершенно не может удовлетворить этим требованиям, даже если сделать невероятное предположение, что звезда целиком состоит из радиоактивного вещества. Необходимы несравненно более мощные источники энергии.
Для того чтобы найти выход из положения, предполагают, что сама масса звезды переходит в энергию, причем количество энергии, получающееся в результате подобного перехода, определяется выражающей эквивалентность массы и энергии формулой теории относительности: Е = тс2 (где с — скорость света). Таким образом один грамм массы дает 1021 Эргов. Рассчитанный в этом предположении возраст звезды оказывается в согласии с наблюдениями. О механизме подобного «превращения» ничего определенного сказать нельзя, но разные авторы высказывают различные взгляды об условиях, при которых оно считается возможным. Прежде всего, поскольку известен лишь порядок возраста звезды, не предполагается, что все звездное вещество способно к превращению в энергию.
Говорится об инертном и активном веществе, примем последнее составляет значительную часть всей массы звезды. Рёссель различает даже два рода активного вещества: гигантская субстанция, поддерживающая лучеиспускание гигантов и способная к переходу в энергию при сравнительно низких температурах, и карликовая, начинающая свои превращения по достижении центральной областью звезды нек-рой критической температуры, а именно ок. 40 млн. градусов. Эта температура держится с замечательным постоянством на всем протяжении ветви карликов, несмотря на непрерывное уменьшение температуры их поверхности. Согласно Рёсселю, гигантская субстанция исчерпывается довольно быстро. Звезда пополняет свой запас энергии сжатием, повышает свою температуру и наконец доводит ее до критической, чем и определяется вступление ее на главную . ветвь.
Если бы в результате этого температура внутри звезды продолжала повышаться, то. это повело бы к расширению звезды, а следовательно к уменьшению температуры и уменьшению выделения энергии. Напротив того, временное падение отдачи энергии и следовательно падение центральной температуры приводит к сжатию, повышению температуры и вновь к усиленному лучеиспусканию. Звезда должна поэтому находиться в устойчивом состоянии, регулируемом сжатием. По мере того как масса звезды исчерпывается, она, сохраняя ту же центральную температуру, постепенно спускается на следующую ступень развития с более низкой температурой поверхности и с меньшей отдачей тепла в пространство. Аналогичных воззрений придерживается также Эддингтон.
Джинс напротив считает, что превращение вещества в энергию представляет естественный процесс старения элементов, зависящий только от времени, но не от плотности и температуры окружающей среды. Эта отправная точка зрения должна была вызвать ряд дополнительных гипотез для объяснения распределения звезд на графике Рёсселя. Джинс предполагает, что превращение вещества возможно только тогда, когда вокруг протонов еще остаются электроны, т. е. когда ионизация газов еще не полная.
При полной ионизации переход массы в энергию, а следовательно и радиация невозможны.Он доказывает кроме того, что звезды, в особенности гиганты, должны быть богаты активным веществом, с необычайно большим атомным весом. Распад этого вещества поддерживает лучеиспускание. При переходе на ветвь карликов оказывается, что в центре звезды вследствие высокой температуры достигается почти полная ионизация. Излучение звезды делается меньше. Вещество, способное к распаду, постепенно истощается, излучение делается все меньше и меньше, и температура у поверхности уменьшается. Белые карлики-звезды, с необычайно большой плотностью и малой абсолютной яркостью, стоят особняком от общего хода эволюции. Подобных звезд известно однако ничтожное количество. В наст, время обнаружено впрочем, что белые карлики гораздо более многочисленны, чем это предполагалось ранее. К ним принадлежат все ядра планетарных туманностей, в них повидимому превращаются новые звезды после вспышки. От разрешения поставленной в наст, время на очередь проблемы устойчивости звезд будет зависеть объяснение внезапных с космической точки зрения этапов в истории развития звезды — образования красного гиганта и превращения нормальной звезды в белого карлика.
Итак, мы видим, что в основе проблемы Э. з. лежит неизвестный нам до сих пор процесс выделения энергии внутри звезды, поддерживающий звездное лучеиспускание. Едва ли можно сомневаться в том, что этот процесс связан с внутриатомными преобразованиями. Его физическая природа еще далеко не выяснена. Теории, приводимые выше, носят в высокой степени спекулятивный характер и трудно объяснимы с физической точки зрения. Действительно, указанная выше центральная температура в 40 млн. градусов, полученная на основании модели Эддингтона, довольно хорошо представляющей наблюдаемые свойства — звезд, достаточна для того,, чтобы лишить атомы почти веех их электронов, но все еще крайне низка для воздействия на самое ядро, а тем более для превращения веще^ ства в энергию. В недавнее время Аткинсог сделал попытку объяснения поддержания звездной энергии путем образования более тяжелых элементов из более легких, в конечном счете из наиболее легкого газа водорода, доминирующего в атмосферах солнца и звезд. Если например ядро гелия с атомным весом 4, 00 образовалось из соединения четырех ядер водорода с атомным весом 1, 008, то при этом произошло очевидно уменьшение массы примерно на 1%. Так как всякая радиация обладает массой, то и наоборот — при потере массы происходит выделение радиации. Подобный процесс не требует чрезмерно высоких температур и потому не является несовместимым с указанными выше воззрениями на внутреннее строение звезды. Он однако не может объяснить длительный возраст звезды и кроме того вызывает ряд возражений с чисто физической точки зрения.
Если поэтому считать, что превращение вещества в энергию. есть единственный процесс, к-рый в состоянии удовлетворить запросам астрономии, то для объяснения этого процесса необходимо предположить наличие в центре звезды непомерно высокой температуры, что неизбежно влечет за собой также предположение о непомерно высокой центральной плотности. Согласно модели Эддингтона, плотность в центре в 54 раза» больше средней плотности звезды. Между тем для возможности перехода вещества в энергию илот-
