Текст книги "Очерки о Вселенной"

Автор книги: Борис Воронцов-Вельяминов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 19 (всего у книги 36 страниц)

Таким образом, получается самый настоящий взрыв, в результате которого метеорит производит огромные разрушения, но при этом гибнет и сам, превращаясь в газ и рассеиваясь в воздухе. Выпадающие при этом осколки могут быть лишь спутниками метеорита, отколовшимися от него до падения и вследствие своей малой массы двигавшимися в атмосфере гораздо медленнее.

В 1957 г. в почве в районе падения были обнаружены, наконец, микроскопические частицы метеоритного железа, хотя они встречаются и в других местах Земли.

Итак, больше никакой загадки Тунгусского метеорита не существует, – при своем падении он взорвался, превратившись в мелкие осколки, пыль и даже газ (Желающим подробнее ознакомиться с природой метеоритов рекомендуем книги Е. Л. Кринова «Метеориты» и «Тунгусский метеорит»)).

В. Г. Фесенков считал, что имело место падение не просто метеорита, а падение ядра небольшой кометы, но это не меняет существа дела. Метеорит (или каменисто-ледяное ядро кометы) взорвался вследствие естественных причин, и поэтому его остатков не удается найти.

Вообще сейчас установлено, что при падении метеоритов с малой скоростью образуются ударные кратеры, а при падении с большой скоростью и взрыве – взрывные кратеры, когда метеорит может распылиться даже полностью.

Сихотэ-Алинский метеорит

Вблизи Тихого океана в Приморском крае раскинулся живописный горный хребет Сихотэ-Алинь, поэтически описанный в произведениях писателя и путешественника Арсеньева.

В апреле 1947 г. из Владивостока, извиваясь между сопками, поросшими таежным лесом, по снегу длинной лентой, напоминающей змею, двигался отряд саперов и минеров. Вслед за ними вышли по талому снегу в тайгу акад. В. Г. Фесенков и его жена – геофизик Е. В. Пясковская, прибывшие из Алма-Аты. Необычная экспедиция отправлялась не на поиски мин и не на рытье траншей, а на поиски железных метеоритов, целым дождем выпавших в тайге и вырывших в ней воронки. Саперам предстояло разрывать обломки камней, засыпавших воронки, и извлекать из-под них осколки небесного гостя.

12 февраля 1947 г. произошло это падение железного метеоритного дождя, самое мощное и лучше всего изученное наукой. Полет ослепительно яркого болида с разноцветным хвостом видели многие жители Приморья на пространстве радиусом около 300 км, Болид скрылся за горным хребтом, а через несколько минут послышались сильные удары, затем грохот и гул, долго перекатывавшийся между заснеженными соснами. Весь день в небе был виден дымный след, оставшийся после полета болида.

Неожиданные явления – распахивание дверей, осыпание штукатурки, испуг животных – произвели сильное впечатление на тех, кто не знал, в чем дело, и находился под линией полета метеорита. На третий день летчики Фирциков и Агеев с высоты 700 м заметили в тайге поломанный лес и свежие воронки в скалистом грунте. Так советская авиация избавила наших ученых от долгих и трудных поисков метеорита в тайге.

Все же энтузиасту-геологу Ф. К. Шипулину пришлось 100 км идти пешком по снегу в поисках места падения, на котором он нашел только что прилетевших туда хабаровских геологов.

Несколько позднее прибыла и экспедиция Академии наук с акад. В. Г. Фесенковым и Е. Л. Криновым, поселившимися в избушке, выстроенной саперами, и не смущавшимися тем, что к срочному прибытию экспедиции еще не успели настлать крышу. С характерным для советских людей энтузиазмом и ученые и саперы, несмотря на трудные условия, дружно работали в тайге среди сопок.

На месте падения метеорита, расколовшегося в последний момент на тысячи кусков, были обнаружены вырванные с корнем, поваленные, сломанные или поврежденные деревья на площади примерно 5Х20 км. В головной, передней части, где выпали более крупные куски, обнаружили 106 воронок диаметром от 0,6 до 28 м. Наибольшая глубина воронок 6 м.

В этих воронках, на их краях, в обломках, выброшенных из воронок или заваливших их, на почве и даже на толстых листьях растений было собрано несколько тысяч осколков весом от 1745 кг до долей грамма. Всего собрали 23 m метеоритного железа, но еще больше его, наверно, не было найдено или распылилось при ударе, так как массу всего метеоритного дождя оценивают в 100 m (а до его проникновения в атмосферу – в 1000 m).

Рис. 107. Сихотэ-Алинский метеоритный дождь. Большая воронка (Фотография Е. Л. Кринова.)

Изучение формы и строения метеоритных осколков, а также вызванных ими разрушений дало очень много для понимания процесса дробления метеоритов при взаимодействии их с атмосферой. В земную атмосферу метеориты влетели со скоростью около 20 км/сек и задержались на высоте около 5 км над Землей, где и произошло их дробление на части. Взрыва при ударе метеорита о земную поверхность не произошло, как это, несомненно, бывает при большой массе метеорита и при большой скорости его движения, когда атмосфера наша оказывается не в состоянии затормозить его космическую скорость до скорости обычного падения тел.

Академику В. Г. Фесенкову удалось вычислить орбиту Сихотэ-Алинского метеорита из наблюдений его полета в земной атмосфере. Орбита этого метеорита похожа на орбиту короткопериодической кометы или на орбиту одного из тех мелких астероидов, которые пересекают орбиты внутренних планет (например, Икар). В. Г. Фесенков считал, что Сихотэ-Алинский метеорит был настоящим астероидом из числа того множества их, которые еще не могут наблюдаться из-за их малого размера. Позднее он считал более вероятным, что это было ядро небольшой кометы, а не астероид.

Небесные бомбардировки

К описанию всех известных метеоритных кратеров можно добавить упоминание о нескольких случаях, вызывающих сомнение. Заподозрено, например, метеоритное происхождение огромной впадины Ашанти диаметром 10,4 км на Золотом берегу в Западной Африке; еще больше (19 км) кратер Нгоро-Нгоро в Центральной Африке, Рис (Бавария) – более 20 км диаметром и Бредефорд (Трансвааль) – 40 км в поперечнике, но все они еще мало изучены. Известные кратеры метеоритного происхождения сведены в табличку на стр. 360.

Большинство кратеров было найдено в пустынях, где мало дождей, быстро разрушающих возвышения рельефа, подобные валам этих кратеров. Вблизи городов, раскинутых всегда в местах с большим или меньшим количеством дождей, с населением, использующим каждую пядь земли, небольшим кратерам трудно уцелеть, и тут, вероятно, их не найдут.

Мы видим, что всегда воронки образуются либо группой метеоритов, летящих совместно или получившихся при разломе метеорита в воздухе, либо уже при самом падении метеорита. В каждом из приведенных случаев в метеоритном происхождении кратера сомневались, пока не находились куски метеорита, во всех случаях железные^ Признаками, подтверждающими метеоритное происхождение кратеров, является наличие горной муки и оплавленных камней, а в случае присутствия песка – наличие стекловидных (расплавленных, а потом застывших) нитей и брызг.

Учитывая разрушение метеоритных кратеров атмосферными воздействиями, мы заключаем, что метеориты, способные образовать кратеры диаметром не менее десяти метров, падают на Землю не чаще раза в столетие. По-видимому, на нее никогда не падал метеорит, который был в десятки раз больше аризонского, иначе образованный им кратер уцелел бы до наших дней, даже если бы метеорит упал сотни тысяч лет назад. Это подтверждает вывод о чрезвычайно малой вероятности столкновения Земли с ядром кометы и указывает, что такое столкновение никакой опасности не только Земле в целом, но и даже отдельным областям на ней принести собой не может. В ночь, когда на небе сияет комета, приближающаяся к Земле, можно спать спокойно...

Открытие кратеров метеоритного происхождения на Земле во многих умах возродило идею о том, что лунные кольцевые горы – эти «оспины» на лике Луны – образованы падением метеоритов. Раньше в пользу этого приводили то, что воронки от снарядов гораздо больше, чем размеры самих снарядов. Указывали, что эти воронки круглой формы, независимо от угла падения, и делали опыты, бросая с высоты камешки или щепотки порошкообразного вещества на ровный слой такого же порошкообразного вещества. Для этой цели с успехом можно использовать обыкновенный зубной порошок.

Рис. 108. Один из крупных лунных кратеров – кратер Коперник

Действительно, каждый бросок образует в слое порошка круглую воронку,имеющую характерные черты лунных кольцевых гор и кратеров. Другими словами, получается углубление с кольцевым валом, высота которого в десятки раз меньше диаметра углубления, и в центре углубления зачастую образуется небольшой пик.

Наличие метеоритных кратеров на Земле и сходство их профиля с профилем лунных кратеров придавало этой версии добавочную правдоподобность.

За последние полтораста лет, в течение которых Луна наблюдается достаточно тщательно, на ней не образовалось ни одного нового кратера, по крайней мере достаточно заметного, с диаметром хотя бы в несколько километров. Если же такие метеориты падали на Луну и на Землю очень давно, если бы на поверхности Земли следы их падений и могли исчезнуть, то мы находили бы по крайней мере много осколков ископаемых метеоритов, похороненных в осадочных горных породах, напластовавшихся за миллионы лет. Между тем нет ни малейших признаков того, что в прошлые геологические эпохи метеориты падали на Землю чаще, чем теперь. Метеориты, упавшие очень давно, находят. Например, один метеорит был выкопан с глубины 6 м, а над ним случайно оказался сохранившийся в почве труп мегатерия. Эти вымершие затем животные населяли Землю около миллиона лет назад. Следовательно, и миллион лет назад метеориты падали на Землю и сохранились до наших дней. Однако число их не было, очевидно, много больше современного, и нет оснований утверждать, что они падали, но только не могли сохраниться до нашего времени.

Анализ распределения кратеров по поверхности Луны показывает ряд закономерностей, тогда как метеориты вызывали бы совершенно случайное распределение кратеров. Структура огромных впадин на Луне, так неудачно названных морями и имеющих многие сотни километров в диаметре, совершенно подобна структуре больших лунных кратеров и должна иметь общее с ними происхождение, а уж они никак не могут иметь метеоритное происхождение.

Наконец, есть на Луне одно образование, которое, будучи одним-единственным, тем не менее совершенно устраняет возможность участия такого формовщика поверхности планеты, как метеорит. Это лунная гора Варгентин – столовая гора совершенно круглой формы, без всякого углубления в середине, но со склонами, совершенно такими же, как у кольцевых гор; она могла быть образована только расплавленной лавой, поднявшейся из лунных недр и застывшей на уровне кольцевого вулканического вала.

Лунные горы, несомненно, представляют собой своеобразные проявления и вулканической деятельности в глубоком прошлом, и падения метеоритов. Ответственность за то, что у Луны «лицо рябое», надо возложить и на то и на другое.

Зодиакальный свет и газовый хвост Земли

Еще одно явление природы имеет тесное родство с теми мелкими межпланетными частицами, которые мы называли метеорами. Жители тропических стран хорошо знакомы с той картиной, которую лишь смутно можно себе представить по следующему описанию.

Рис. 109. Зодиакальный свет

Весною вечером, после захода Солнца и угасания зари, и осенью перед его восходом, на западе – в первом случае и на востоке – во втором, из-за горизонта встает серебристый конус какого-то сияния. В южных районах СССР оно бывает ярче Млечного Пути, а в средних широтах оно видно плохо, потому что ось этого сияния вытягивается вдоль эклиптики (по зодиакальным созвездиям), а в средних широтах эклиптика образует с горизонтом небольшой угол. Атмосферное поглощение и пыль у горизонта мешают нам видеть нижнюю и самую яркую часть зодиакального конуса. Иногда удавалось одновременно наблюдать и восточную и западную части зодиакального света смыкающимися вместе и образующими как бы гигантскую световую арку в южной стороне неба. В стыке этих ветвей, т. е. в точке, противоположной Солнцу, замечается усиление света в виде пятна, имеющего несколько градусов в поперечнике; его называют противосиянием.

С тех пор как недавно удалось снять спектр зодиакального света, выяснилось с несомненностью, что он образован отражением солнечного света от бесчисленных метеоритных частиц, заполняющих пространство между Солнцем и Землей. Действительно, спектр зодиакального света оказался копией спектра Солнца, т. е. этот свет есть свет Солнца, отраженный достаточно крупными частицами. Рассеяние света Солнца могли бы создать и мельчайшие пылинки и молекулы газа, но в последнем случае цвет зодиакального света был бы голубоватым, как цвет неба, создаваемый именно рассеянием белого солнечного света молекулами газов нашей атмосферы. Между тем цвет зодиакального света белый и в его спектре голубая часть не ярче, чем в спектре Солнца.

Никто не изучил зодиакальный свет так подробно, как академик В. Г. Фесенков, интересовавшийся им еще со студенческой скамьи. Произведя множество измерений яркости зодиакального света, в результате сложного и тонкого анализа этих наблюдений В. Г. Фесенков пришел к следующим выводам.

Общая масса частиц, образующих зодиакальный свет, очень невелика. Отраженный ими свет определяется их суммарной поверхностью. Небольшая масса, разбитая на множество мелких частей, имеет поверхность, во много-много раз большую, чем поверхность той же массы, собранной в один шар. Если это не вполне ясно, попробуйте, например, сравнить: сколько краски пойдет на то, чтобы выкрасить поверхность бревна, и сколько ее потребуется, чтобы выкрасить сотню, а тем более тысячу чурок, на которые можно распилить и расколоть это же самое бревно.

Метеоритные частички распространяются от Солнца дальше, чем орбита Земли, и те, что расположены прямо против Солнца, отражают свет всей своей поверхностью, как полная Луна. В этом направлении отраженный свет, следовательно, ярче; он-то и образует пятно, названное противосиянием. Метеоритные частицы, находящиеся «сбоку» от Земли и Солнца, отражают меньше света и в совокупности, как показывает расчет, должны иметь яркость, совпадающую с наблюдаемой яркостью зодиакального света.

Метеоритные частицы, образующие зодиакальный свет, движутся вокруг Солнца, по-видимому, по всевозможным орбитам, из которых многие сильно наклонены к эклиптике. Большинство частиц движется вблизи плоскости земной орбиты, так что их совокупность в общем образует около Солнца сильно сплющенный рой, вытянутый вдоль плоскости Солнечной системы и по своей форме напоминающий линзу, в центре которой помещается Солнце. Эти частицы образуются в результате дробления астероидов и столкновений их с крупными метеоритами, они образуются и в настоящее время. Они непрерывно падают на Солнце, так что за 100 000 лет на него выпадает масса, сосредоточенная внутри шара радиусом в одну астрономическую единицу. Из заключенной в этом объеме массы можно было бы слепить один астероид диаметром 10 км.

Исследуя в Алма-Ате распределение яркости по ночному небесному своду с учетом влияния зодиакального света, академик В. Г. Фесенков в 1949 г. вместе со своими сотрудниками подтвердил предположение И. С. Астаповича, что земная атмосфера, а тем самым Земля, имеет как бы светящийся газовый хвост. Этот хвост, как и у комет, вытянут всегда в сторону, противоположную к направлению на Солнце, и стелется в плоскости эклиптики. Здесь земная атмосфера, по-видимому, неограниченно распространяется в мировое пространство в виде расходящегося конуса, имеющего раствор около 10°. Плотность воздуха вдоль хвоста убывает довольно медленно, приблизительно в два раза на каждые 4,7 радиуса земного шара. Причиной описанного является, может быть, как и у комет, давление солнечного света, хотя в основном хвост располагается в области конуса земной тени. Весь этот вопрос нуждается в дальнейшей проверке, так как выводы основаны на наблюдении трудно уловимых явлений и еще не выяснены возможные причины такого поведения молекул воздуха, состоящего в основном из азота, на который давление света не должно было бы оказывать заметного действия, в особенности в зоне земной тени.

Светлые и темные туманности

Подводя итог, мы видим, что метеоритам в нашей Солнечной системе мы обязаны красотой болидов, падающих звезд, метеоритными кратерами на Земле и, может быть, на Луне и Марсе, зодиакальным светом и даже кольцом Сатурна. Но этим не ограничивается роль метеоритов, и за пределами Солнечной системы мы опять встре^мся с ними.

Итак, не расставаясь с метеоритным веществом, выйдем теперь за пределы Солнечной системы, в бесконечные глубины мирового пространства.

В ясную морозную зимнюю ночь, под тремя блещущими звездами, образующими «пояс» мифического охотника Ориона, или под «Тремя волхвами», как их называли в старину, в бинокль видно мерцающее пятнышко светлого, зеленовато-серебристого тумана. Оно обволакивает среднюю из трех звезд, образующих «Меч Ориона».

Много таких размытых светлых пятнышек обнаружил телескоп за три века, прошедших со времени его изобретения, но целый мир таких туманностей раскрылся перед нами с той поры, как на помощь астроному пришла фотография.

Накопляя минута за минутой, иногда час за часом действие света, фотографическая пластинка выявляет такие слабо светящиеся пятна – туманности, какие человеческий глаз зачастую не в состоянии обнаружить даже при помощи телескопа.

Тут и там, вблизи полосы Млечного Пути, особенно в нем самом, мы находим множество светлых клочковатых туманностей, больших и малых, называемых за их бесформенность диффузными туманностями. Они все занесены в каталоги, а спектры их говорят нам, что одни из них состоят из разреженного газа, другие из чего-то, отражающего свет звезд.

Рис. 110. Туманности вокруг Плеяд, светящие отраженным светом

Действительно, в 1921 г. американец Хаббл обнаружил, что в тех случаях, когда спектр диффузной туманности непрерывный и с темными линиями, он неизменно является точной копией спектра какой-либо близкой к ней звезды. В большинстве случаев такая звезда видна на фоне туманности и почти несомненно, что это не игра случая, не случайная проекция звезды на туманность, но что и в пространстве звезда либо находится вблизи нее, либо даже погружена в самую туманность.

Одним из наиболее ярких примеров этого являются слабые туманности, которые обволакивают наиболее яркие звезды в звездной куче Плеяд. Спектры таких туманностей и изменение их яркости с увеличением видимого расстояния от звезд согласно говорят о том, что эти туманности светят светом, отраженным от звезд,

Но что может собираться в такие хаотические, бесформенные облака и отражать свет звезд, как не скопище космической пыли?

В некоторых случаях спектр туманностей состоит из наложения ярко-линейчатого спектра на обычный звездный спектр и обнаруживает наличие смеси разреженных газов и метеорной пыли.

Почти во всех случаях светлая туманность сопровождается темными пятнами. В массе светящейся нежной материи видны черные прогалины и полосы, как кляксы туши, выплеснутой на тонкую белую кисею.

Лет 30 назад эти пятна не привлекали к себе особого внимания, но позднее Барнард в США выявил много темных пятен Щ сияющем фоне туманности.

Одно из таких пятен, наиболее, быть может, поразительное, находится в Млечном Пути в созвездии Ориона, в непосредственном соседстве со знаменитой туманностью Ориона. Некоторые, находя в ее очертаниях сходство с конской головой, так ее и прозвали (рис. 111).

Посмотрите, как вверху на фотографии все поле затянуто нежным сиянием светлого тумана и испещрено великим множеством слабых, по-видимому, далеких звезд. Внизу же – зияющая чернота и на ее фоне видны лишь отдельные, более яркие звезды.

В южном полушарии неба, в Млечном Пути, как бы «сделана огромная дыра», – там чернеет мрачное пятно, прозванное мореплавателями «Угольным мешком».

Рис. 111. Темная туманность 'Конская голова' в созвездии Ориона

Долгое время эти черные пятна в Млечном Пути считали «дырами» в толще звезд, его образующих. Их рассматривали как пустоты, в которых почему-то действительно нет звезд. Это убеждение и помогло однажды находчивому зарубежному астроному отделаться от одной настойчивой и важной посетительницы обсерватории. Ей показали в телескоп загадочный Марс с его белыми полярными шапками, показали зазубрины лунных гор, бросающих длинные тени, показали удивительное кольцо Сатурна, но посетительница не была удовлетворена и все желала, чтобы ей показали в телескоп «бесконечное мировое пространство». Астроном, принимавший эту богатую даму, повернул телескоп и направил его на одно из таких темных пятен в Млечном Пути с редкими, едва мерцающими звездочками. «Смотрите между этими звездочками в черноту, – сказал он ей, – и вы увидите это бесконечное мировое пространство, которое вам так хочется увидеть».

Это было лет 50-60 назад... А теперь, не кривя душой, сделать то же самое астроному было бы нелегко. С тех пор кажущуюся пустоту темных «дыр» в Млечном Пути развитие науки «заполнило» веществом...

Сначала всплыла догадка, что перед нами не отверстия, уходящие в бесконечность, а темный занавес, скрывающий не только «бесконечное пространство», но и относительно близкие звезды нашей собственной звездной системы.

Занавес этот – колоссальные облака пыли, поглощающие и рассеивающие свет звезд, как погруженных в эти облака, так и находящихся за ними. Чем больше и плотнее такое облако, чем больше производимое им поглощение и чем ближе оно к нам, тем меньше звезд мы видим в этом направлении. Свет звезд проходит через это облако сильно ослабленным, поэтому звезды кажутся слабее, чем они есть на самом деле, слабее, чем если бы мы смотрели на них сквозь прозрачное пространство. Особенно слабые звезды из-за поглощения в облаке делаются совсем нам невидимыми. Но ведь чем слабее звезды, тем в общем они дальше от нас, а чем звезды дальше, тем число их больше. Поэтому наиболее слабые и многочисленные (далекие) звезды в области темных пятен Млечного Пути не видны, а пятна эти мы теперь вправе назвать темными туманностями.

Подозрение родило способы его проверки, подтвердившие существование множества темных, поглощающих свет туманностей, состоящих из космической пыли. В. А. Амбарцумян и Ш. Г. Горделадзе доказали, что одни и те же облака космической пыли кажутся темными, когда по соседству с ними нет ярких звезд, и представляются светлыми туманностями, когда их освещает какая-нибудь яркая звезда, случайно оказавшаяся по соседству.

Основой способа изучения темных туманностей (их размеров, расстояния до нас и поглощающей способности) является, как показал впервые немецкий ученый Вольф, подсчет звезд определенного блеска в области туманности и по соседству с ней.

Толщина облака темной пыли часто колоссальна, измеряется десятками, а иногда и сотнями световых лет и гораздо больше среднего расстояния между звездами. Таким образом, тысячи звезд парят в каждой из подобных туманностей, как птицы в тумане. Вот уже поистине «тихо плавают в тумане хоры стройные светил»...

Поглощающая способность темной туманности определяется величиной наибольшего производимого ею поглощения света. Если, например, в туманности число звезд 15-й звездной величины равно числу звезд 14-й звездной величины вне туманности (на единицу видимой площади), то, значит, полное поглощение света туманностью составляет одну (15-14) звездную величину. Иначе говоря, туманность ослабляет свет звезд, находящихся за нею, в 2 1/2 раза.

Рис. 112. Увеличение числа звезд с ослаблением их блеска в пылевой туманности и по соседству с ней

Видимая наблюдателем область неба соответствует в пространстве конусу, уходящему в бесконечность с вершиной в глазу наблюдателя. Чем дальше от нас, тем больший объем пространства охватывает конус и тем больше звезд должно в нем содержаться. Это объясняет, почему число звезд на единицу видимой площади неба растет с уменьшением их видимого блеска, т. е. с ростом их дальности от нас, что показывает сплошная линия на рис. 112. На расстоянии, соответствующем среднему расстоянию звезд двенадцатой величины, начинается темная туманность, которая уменьшает число более слабых звезд (прерывистая линия). Но этот способ изучения туманности, применявшийся раньше, оказывается, очень неточен. В последнее время изучение темных туманностей производится более сложным, но более точным способом, учитывающим различие истинной яркости звезд и ряд других обстоятельств. Эти способы разработаны, в частности, К. Ф. Огородниковым и О. В. Добровольским.

Самые близкие к нам темные туманности находятся на расстоянии 300 световых лет.

Как показали расчеты академика В. Г. Фесенкова и проф. П. П. Паренаго, при чудовищно больших размерах темных туманностей (в среднем 3 парсека) масса их не так уж велика – в среднем три массы Солнца, если они состоят из очень мелкой пыли.

Если множество мелких частиц отражает больше света, чем одно тело той же массы (вспомним кольца Сатурна), то оно же способно и поглощать больше света. Велика ли масса дыма, которым иной курильщик умудряется себя окутать так, что его почти не видно! Собрав этот дым в один твердый шарик, мы едва ли увидели бы его глазом,– так мал бы он был и никак не мог бы заслонить собой нашего курильщика.

На огромной рассеивающей способности мелких частиц и основано применение на войне дымовых завес с целью маскировки.

Подсчет показывает, что наибольшее поглощение (точнее, говоря, рассеяние) создают пылинки диаметром около одной десятитысячной доли миллиметра, т. е. немногим большие, чем длина волны зеленого света. Слой, содержащий в столбике сечением 1 см2 всего 0,1 мг таких частиц, практически непрозрачен. Он ослабляет идущий через него свет на 9 звездных величин, т. е. в 4000 раз!

При размерах частиц, меньших десятитысячной доли миллиметра, рассеяние, производимое ими, становится избирательным, как у газовых молекул воздуха, т. е. тем больше, чем короче длина волны. Это и является причиной того, что цвет неба голубой, а цвет заходящего Солнца или Луны – красный. Из состава белого света больше всего рассеиваются голубые лучи и более свободно пропускаются красные лучи. Таким образом создается преобладание красных лучей в свете светил, идущем к нам сквозь атмосферу, слой которой толще всего по направлению к горизонту.

Если космическая пыль (металлические, например, железные частички) в темных туманностях очень мелка, то она производит подобное же покраснение цвета звезд, лежащих за нею, и по степени покраснения теория позволяет вычислить размер частиц.

Такое избирательное поглощение цвета обнаруживается из сравнения цвета звезд одной и той же температуры, лежащих за туманностью и вне ее. Ведь истинный цвет звезды зависит от ее температуры, определяемой по ее спектру, и звёзды, свет которых испытал избирательное поглощение в туманности, обнаруживают избыток красного цвета. Подобно этому наше Солнце, видимое сквозь облако пыли или зимнего тумана, кажется краснее, чем оно есть на самом деле.

Избыток красного цвета (часто говорят короче – избыток цвета) и цвет звезд точнее всего измеряются с помощью фотоэлектрического фотометра. Для этого измеряют яркость звезды таким фотометром непосредственно и через желтое или красное стекло (светофильтр), которое пропускает лучше остальных желтые и красные или только красные лучи. Так измеряется доля красных лучей в общем свете звезды. Подобные исследования в большом числе выполнены, например, Шаленом (Швеция), Е. К. Харадзе и М. А. Вашакидзе (Абастуманская обсерватория). Некоторые темные туманности создают избыток цвета больше чем на целую звездную величину, так что сквозь них чисто белая звезда с температурой в 15-20 тысяч градусов кажется совершенно красной, какими в действительности выглядят звезды с температурой всего лишь 3000°.

Изучение избытков цвета звезд и их яркости в направлении темной туманности и по соседству с нею является наилучшим способом определения расстояния до нее, ее размера и размера ее частиц.

Кроме мелких метеорных пылинок, в темных туманностях должны быть и более крупные частички, производящие простое, общее поглощение света, попросту загораживающие его. Число их может быть тоже не малым. По размерам эти частички могут походить на те, какие на Земле производят явление падающих звезд и, быть может, есть даже такие, которые, забредая случайно в Солнечную систему, падают на Землю в виде увесистых кусков.

Межзвездный сор

Во времена Галилея было много ревнителей чистоты небес, – того пространства над нашей головой, которого, по их мнению, не могла запятнать не ступавшая туда нога человека. Это убеждение заставляло их яростно отвергать существование темных пятен на лучезарном Солнце – эмблеме чистоты и блистательности божественных небес. Неумолимая наука опровергла эти ни на чем не основанные фантазии, и мы убедились не только в существовании пятен на Солнце, но и в наличии крупных и мелких осколков во всем межпланетном пространстве, в Солнечной системе и даже пылевых туманностей между звездами.

Но уж остальное пространство между звездами должно быть чисто, – думали еще недавно астрофизики. И эту мысль у них родили не беспочвенные убеждения, а некоторые научные данные. Например, звезды, собранные в тесные шаровые кучи и находящиеся от нас дальше большинства остальных звезд, как будто не обнаруживали никакого избытка цвета. Видимый их блеск тоже как будто зависел только от квадрата расстояния до них, как может быть только в абсолютно прозрачном пространстве.

На существование поглощения света, а следовательно, и поглощающей среды в межзвездном пространстве впервые со всей определенностью указал выдающийся русский ученый В. Я. Струве в 1847 г. К этому заключению он пришел, изучая распределение звезд по разным направлениям. Однако этот вывод был настолько смел и неожидан, что к нему отнеслись с сомнением, и ученые в дальнейшем предполагали межзвездное пространство совершенно прозрачным.

В 1930 г. Трюмплер в США, изучая тесные скопления звезд, обнаружил странный и неправдоподобный факт. Чем дальше от нас находится звездное скопление, тем линейный диаметр его оказывается больше! Надо сказать, что изучались не те шаровые скопления, о которых говорилось выше и которые видны несколько в стороне от полосы Млечного Пути. Изучались так называемые галактические звездные скопления, более близкие к нам, чем шаровые, и видимые в самой полосе Млечного Пути. К ним относятся, например, звездные скопления Плеяд и Гиад. Их видимое положение в полосе Млечного Пути означает, что в пространстве они лежат вблизи той плоскости, к которой скучиваются звезды нашей звездной системы, создавая тем самым вокруг нас картину звездного кольца – Млечного Пути. Естественно, что прежде чем сообщить свои странные результаты, Трюмплер задумался, не могло ли тут замешаться какое-либо обстоятельство, не замеченное и не учтенное раньше. Он еще раз пересмотрел метод исследования звездных скоплений.