У обычной звезды есть центральная область, где давление и температура максимальны. На главной последовательности именно там идёт термоядерное превращение водорода в гелий. Поэтому «звезда без ядра» не является отдельным признанным классом.
Путаница возникает из-за объектов, которые сохранили слово «звезда» в названии. Белый карлик — обнажённое плотное ядро звезды малой или средней массы после сброса оболочки. Нейтронная звезда — ещё более компактный остаток после коллапса массивной звезды. Оба объекта больше не поддерживают обычное горение водорода в центральной области.
Что происходит, когда топливо заканчивается
У звезды вроде Солнца ядро сжимается и нагревается, оболочка расширяется, затем внешние слои уходят в планетарную туманность. Остаётся белый карлик. У более массивной звезды синтез создаёт всё более тяжёлые элементы; железное ядро не даёт энергии при дальнейшем слиянии и коллапсирует, вызывая сверхновую.
Иногда необычную структуру имеют переменные, звёзды с сильной потерей массы или объекты с компактным спутником. Но различие слоёв не означает отсутствие центральной области. Даже протозвезда до запуска устойчивого синтеза имеет уплотнённый горячий центр.
Корректнее спрашивать, где вырабатывается энергия у звезды и какой остаток остаётся после её смерти. Ответ зависит от стадии и массы, но отдельной популяции «звёзд без ядра» астрономия не выделяет.
Что астрономы называют ядром
Ядро звезды — центральная область с максимальными температурой и плотностью. У молодой звезды оно не отделено твёрдой оболочкой: это часть непрерывного газового шара. На главной последовательности именно там водород превращается в гелий и выделяет энергию, поддерживающую давление против гравитационного сжатия.
Снаружи находятся зоны переноса энергии излучением и конвекцией; их соотношение зависит от массы. У маломассивного красного карлика конвекция может охватывать почти всю звезду, но это не устраняет центр и не делает реакции равномерными по бесконечному объёму.
Как ядро меняется в течение жизни
Когда водород в центре исчерпан, ядро сжимается и нагревается, а горение водорода продолжается в оболочке. Звезда становится гигантом. Достаточно массивные звёзды последовательно зажигают более тяжёлые элементы, формируя слоистую структуру до железного ядра; затем возможен коллапс и взрыв сверхновой.
Солнцеподобная звезда не достигнет таких температур. Она сбросит внешние слои, а оставшееся электронно-вырожденное ядро станет белым карликом. У массивной звезды коллапс может оставить нейтронную звезду или чёрную дыру.
Звёздные остатки не являются обычными «звёздами без ядра»
В белом карлике нет стабильного термоядерного горения, но есть центр, плотность и внутренняя структура; фактически это оголённое бывшее ядро. Нейтронная звезда тоже имеет центральные области, хотя вещество там находится в экстремальном состоянии. Слово «звезда» в названии не сохраняет все свойства звезды главной последовательности.
Иногда «безъядерной» называют галактику без ярко выраженного центрального звёздного ядра или обсуждают гипотетический объект после необычного столкновения. Это другой масштаб и другой смысл слова. Утверждение о классе нормальных звёзд, физически не имеющих центра, не соответствует звёздной структуре.
Как честно ответить на запрос
Обычных звёзд без центральной области нет. Есть объекты без текущего термоядерного горения, есть звёзды с полностью конвективными недрами и есть компактные остатки. Объяснение этих различий сохраняет интерес исходного вопроса и показывает, почему бытовое слово «ядро» вводит в заблуждение.
Источники: NASA Science; NASA Science.
