Вы должны знать, что гиперновые (супер-сверхновые) — это результат взрыва звезды с максимальной массой, достигшей своего предела (порядка 150-200 солнечных масс). Но откуда мы знаем, что именно таков предел?

Первые догадки высказал Артур Эддингтон. В 1916 году Эддингтон показал, что есть определенный предел того, насколько яркой может быть стабильная звезда. Основная идея заключается в том, что атмосфера звезды гравитационно притягивается массой звезды, и этот вес уравновешивается давлением глубоких слоев звезды. Чтобы звезда оставалась стабильной, вес и давление должны быть равны, то есть звезда не должна ни коллапсировать внутрь, ни выталкивать атмосферу.

Обычно мы думаем о давлении в тесной связи с газом, но на деле и свет может оказывать давление. Мы не замечаем давление света в повседневной жизни, потому что оно ничтожно мало. Даже на на нашем Солнце давление на атмосферу относительно небольшое, поэтому вес атмосферы Солнца по большей части уравновешивается давлением плазмы в слоях под ней. Но если бы Солнце было ярче, излучаемый им свет сильнее давил бы на частицы атмосферы. Эддингтон показал, что есть предел, когда давление света звезды на атмосферу достаточно мощное, чтобы сбалансировать гравитационный вес всей звездной атмосферы. Этот предел известен как предел Эддингтона. Если бы звезда была ярче, свет звезды просто вытолкнул все внешние слои атмосферы, что привело бы к потере массы звезды.

Когда Эддингтон впервые получил этот предел, он обнаружил, что максимальная светимость (яркость) звезды пропорциональна массе звезды. Это означало, что более массивные звезды могут быть ярче, чем менее массивные звезды, но ничего не говорило о верхнем пределе массы. Затем, в 1924 году, Эддингтон вывел отношение между массой звезды и ее светимостью, показав, что яркость звезды примерно пропорциональна массе в кубе.

Это означало, что яркость звезды увеличивается с массой быстрее, чем предел светимости, поэтому должен быть верхний предел и у массы звезды. Звезды с большими массами должны были быть такими яркими, что их внешние слои полностью сгорали бы. Вычисления Эддингтона показали, что этот предел составляет порядка 65 солнечных масс. Более детальные расчеты довели этот предел до 150 солнечных масс, и до недавнего времени это считалось верхним пределом для стабильных звезд.

В 2007 году группа исследователей провела исследование скопления Эйкес, которое является самым плотным звездным скоплением в нашей галактике. Наблюдая за самыми яркими звездами в этом кластере, ученые не обнаружили звезд с массой больше 120 солнечных. Используя свои наблюдения для статистической экстраполяции, ученые сделали выводы, что верхний предел для звезд будет не больше 150 солнечных масс.

Недавно были обнаружены новые свидетельства, которые поставили под сомнение и этот предел. Теоретические исследования показали, что есть вероятность существования стабильных звезд, которые ярче, чем позволяет предел Эддингтона. Такие эффекты, как турбулентность атмосферы и фотонные пузырьки, когда свет с легкостью может проходить через звездную атмосферу, позволяют существовать и более ярким звездам в стабильном состоянии. Расчеты на основе взрывов гиперновых показали, что у звезды, которая взрывается, может быть масса в 200 солнечных. И наконец, есть звезда R136a1. Открытая в 2010 году, эта звезда является самой яркой из известных звезд, а ее оценочная масса составляет 265 солнечных.

Таким образом, хотя предел в 150 солнечных масс считается верхним, его однозначно стоит дополнить исключениями.