Книга: Извечные тайны неба

Звездные города

Звездные города

По беглому впечатлению кажется, будто звезд на небе видимо-невидимо. И ведут они себя так, как если бы действительно наглухо приколочены к вращающемуся куполу неба. Испокон зеков астрономы так и говорили: неподвижные звезды. Кажется еще, что разбросаны звезды по небу в полнейшем беспорядке. На деле все это совсем не так.

Невооруженным глазом на небе в самую темную ночь вы насчитаете всего около 3 тысяч звезд. Одновременно можно вести подсчеты только на половине неба. На всем небе простым глазом видно примерно 6 тысяч звезд.

Выполнить подсчеты звезд несложно. Гораздо сложнее было обнаружить, что они все-таки смещаются друг относительно друга. Ведь такие смещения ничтожно малы.

Самая «торопливая» из звезд проходит по небу расстояние, равное поперечнику Луны, лишь за 200 лет. Открыл перемещение этой звезды – красного карлика из созвездия Змееносца (простым глазом его увидеть нельзя) – астроном Барнард. Смещение звезды Барнарда, казалось бы, совсем незначительно, но по сравнению с исчезающе малыми смещениями подавляющего большинства других звезд его следует признать громадным; недаром астрономы прозвали звезду Барнарда «летящей».

«Летящая звезда» Барнарда – редкое исключение. Как правило, собственные движения звезд[2] меньше, чем у звезды Барнарда, в сотни и тысячи раз. Поэтому привычные контуры созвездий остаются практически неизменными не только на протяжении жизни одного человека, но и в течение тысячелетий.

Малое смещение звезд на небе вовсе не означает, что они и вправду чрезвычайно медлительны. Звезды могут передвигаться в пространстве с огромными скоростями. Малое смещение звезд на небесном своде указывает лишь на их колоссальную отдаленность.

Впервые собственное движение звезд было обнаружено в 1718 г. Еще через 70 лет появилось строгое доказательство того, что звезды в пространстве размещены отнюдь не так уж беспорядочно. Заслуга в получении такого доказательства принадлежит выдающемуся английскому астроному Вильяму Гершелю.

Тускло светящимся обручем охватывает небесный свод туманная полоса Млечного Пути. Млечный Путь можно увидеть только очень темными ночами, наблюдениям не должны мешать ни зарево городских огней, ни свет Луны. В наших широтах Млечный Путь лучше всего виден на исходе лета и осенью.

Греческие мифы связывали Млечный Путь со ссорой богов. Повелитель Олимпа Зевс хотел будто бы поднести своего сына от смертной женщины, Геракла, к груди спящей богини Геры, но та проснулась и в гневе оттолкнула младенца: брызнувшее из божественной груди молоко оставило нетленный след на небесном своде.

Древние поэты воспевали Млечный Путь как звездную дорогу богов.

так на рубеже нашей эры писал римский поэт Овидий.

Млечный Путь обладает сложной, клочковатой структурой. Очертания его размыты, в различных частях он имеет разную ширину и яркость.

Когда Галилео Галилей впервые направил телескоп на небо, он тотчас обратил внимание, что слабая туманная полоса Млечного Пути вовсе не сияние, как тогда думали, порожденное атмосферой, а скопление громадного количества слабых звезд. Они расположены настолько близко одна к другой, что для невооруженного глаза свет их сливается воедино.

Что же, звезды распределены по небу более или менее равномерно, и лишь в сравнительно узкой полосе Млечного Пути концентрация звезд резко возрастает? Для ответа на такой вопрос Вильям Гершель принялся систематически «вычерпывать» звездное небо. А «ковшом» для этой цели послужило ему поле зрения телескопа.

Тысячи раз направлял Гершель свой телескоп в разные участки неба и тщательно подсчитывал, сколько звезд попадало одновременно в его поле зрения. Естественно, что каждый такой «черпок» сильно отличался от других. Однако средние результаты из многих «черпков» уже достаточно надежно представляли целые зоны звездного неба: случайные отклонения взаимно исключались, компенсировались, и за полученным Гершелем распределением звезд на небе вставала важная закономерность.

Оказалось, что самая богатая звездами область неба действительно совпадает с Млечным Путем. А по обе стороны от Млечного Пути среднее число звезд на одну и ту же по размерам площадку неба плавно убывает.

Тем самым Гершель доказал, что видимые на небе звезды не разбросаны хаотично, а образуют гигантскую звездную систему. От греческого слова галактикос – «молочный» – звездная система, основу которой составляет Млечный Путь, получила название Галактики. Чтобы выделить ее из остальных звездных систем, мы пишем это название с большой буквы.

Гершель впервые нашел пути, чтобы выяснить в общих чертах форму Галактики.

Представьте себе, что, находясь в засаженном деревьями парке, вы задумали определить протяженность его в различных направлениях. Допустимо предположить, что деревья в парке растут более или менее равномерно. Следовательно, в тех направлениях, где видно больше деревьев, и парк тянется дальше, а где деревьев насчитывается меньше, там граница парка ближе.

Гершель рассуждал аналогичным образом: чем больше звезд попадает одновременно в поле зрения телескопа, тем дальше в этом направлении простирается Галактика. Он пришел к правильному выводу, что Галактика имеет сильно уплощенную форму: ее протяженность в направлении Млечного Пути несравненно больше, чем по направлениям к полюсам. С тех пор несколько поколений ученых продолжают изучать строение звездного мира. Вот как представляется эта проблема сегодня.

Звезды во Вселенной не рассыпаны как попало, а образуют гигантские «звездные города» – скопища звезд, которые называют галактиками. Чужие галактики часто видны в телескопы как небольшие туманные пятна, поэтому их по старинке называют еще и туманностями. Хотя не следует упускать из виду, что подлинные газовые туманности не имеют ничего общего с теми «туманностями», которые на деле являются галактиками.

«Звездные города» не имеют строго очерченных границ и поэтому форму галактик можно описать только очень обобщенно.

Если смотреть сбоку, то в центре галактики обращает на себя внимание утолщение, которое соответствует ее наиболее богатой звездами области – ядру. Может наблюдаться сгущение звезд также и около всей срединной части галактики, так называемой галактической плоскости.

Воочию увидеть сгущение звезд, расположенных вблизи от галактической плоскости, можно и в нашей собственной Галактике. Таким сгущением является Млечный Путь. Только не забывайте, что смотрим мы на нашу Галактику изнутри. И поэтому богатая звездами область собственной галактической плоскости представляется нам широким поясом, охватившим весь небесный свод.

На современных фотографиях звездного неба обнаружено чрезвычайно много галактик. Видны они в разных ракурсах: и плашмя, и с ребра, и под разными углами. На фотографиях многих галактик хорошо заметно, что звезды в пределах галактической плоскости тоже распределены неравномерно. Обширные сгущения звезд тянутся от ядра через галактическую плоскость, имея форму спиралей. Их называют спиральными ветвями галактик.

Каких только взглядов не высказывалось для объяснения возникновения у галактик их спиральных ветвей! Английский астроном Дж. Джинс допускал даже будто спирали являются следами того, что «в нашу Вселенную вливается вещество из каких-то других, совершенно чуждых нам пространственных измерений».

Астрономы выяснили, что в спиральных ветвях галактик сосредоточено больше всего ярких молодых звезд. По современным представлениям, спиральные узоры представляют собой волны повышенной плотности вещества. По своим особенностям вращение этих волн уплотнения в галактиках отчасти сродни движению морских волн. Морские волны поднимают и опускают капли воды, но при этом ни к берегу, ни от берега их не увлекают. Точно также галактические «волны» при их вращении вокруг ядра галактики не переносят вещество, а только создают его временное уплотнение. В этом уплотнении процесс звездообразования протекает особенно интенсивно.

Всего наша Галактика содержит свыше сотни миллиардов звезд. Много это или не очень? По расчетам экспертов ООН 11 июля 1987 г. население земного шара перевалило за 5 млрд. человек. Это значит, что на каждого человека, живущего на Земле, в Галактике приходится по 20 звезд. Десятками и сотнями миллиардов звезд характеризуется численность звездного «населения» и других галактик.

Кроме звезд, в галактиках много газа с примесью пыли – несветящегося межзвездного вещества, которое образует темные облака. Имеются такие облака и в нашей Галактике. Они загораживают удаленные звезды, и земному наблюдателю кажется, что звезд в этом месте нет. Такие участки неба образно называют «угольными мешками».

Межзвездное вещество препятствует астрономическим исследованиям. Шутят, что астрономы, изучающие мир звезд, похожи на людей, составляющих описание громадного промышленного города. В нем сотни высоких домов и, фабричных труб, из которых валит дым. А люди, составляющие описание, попали на его далекую окраину. Смотрят они в свои телескопы и с трудом разбираются в открывающемся им лабиринте домов и заводских корпусов.

Эта горькая шутка недалека от истины. Но ведь преодоление препятствий и составляет основную задачу любой науки.