Текст книги "Сокровища звездного неба"

Автор книги: Феликс Зигель

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 22 страниц)

К числу физических переменных звезд относятся прежде всего так называемые цефеиды.Звезды этого типа периодически то раздуваются – при этом их температура понижается,– то сжимаются, несколько при этом разогреваясь. В связи с этим изменяется и их видимый блеск.

Периоды изменения блеска цефеид тесно связаны с их светимостью. Найдя по периоду светимость цефеиды и зная ее видимый блеск, легко вычислить расстояние до этой переменной звезды и, главное, до объекта, в котором цефеида находится. Подобный способ определения расстояния до звезд весьма распространен. Цефеиды иногда называют «маяками Вселенной», так как с их помощью можно выяснить распределение звезд в пространстве.

Есть звезды, подобно цефеидам периодически изменяющие свой блеск, но только в гораздо более медленном темпе. Такие звезды называют долгопериодическими переменными, так как периоды изменения их блеска подчас измеряются сотнями суток.

У некоторых переменных звезд пульсации совершаются довольно хаотично, без явных признаков периодичности. Их называют неправильнымии полуправильными переменнымизвездами.

В настоящее время известно более 30000 переменных звезд. Их изучение раскрывает перед нами многие стороны физической природы звезд.

Есть звезды, которые очень быстро и резко увеличивают свой блеск – дня за два в десятки и сотни тысяч раз. Затем блеск такой звезды начинает уменьшаться, сначала довольно быстро, а затем очень медленно. Спустя несколько лет звезда становится опять такой же, какой она была до вспышки или даже слабее. Подобные звезды получили название новыхзвезд. Раньше думали, что это действительно вновь появившиеся, то есть «зародившиеся» звезды. На самом деле все «новые» звезды существовали и до своей вспышки. Более того, подобные вспышки в течение жизни некоторых звезд повторяются, по-видимому, много раз. При вспышке «новой» наружные газовые слои звезды со скоростью в тысячи километров в секунду извергаются в пространство. С течением времени эти газы рассеиваются в межзвездном пространстве.

Наше Солнце принадлежит к числу устойчивых звезд, которым не угрожают взрывы, свойственные новым звездам.

После вспышек особенно ярких новых звезд (так называемых сверхновыхзвезд) образуются исполинские разреженные газовые облака («туманности»), которые расширяются со скоростью до 2000 км/с и интенсивно излучают радиоволны.

Новые и сверхновые звезды в настоящее время относят к числу взрывных переменных звезд (в отличие от пульсирующихпеременных – цефеид, долгопериодических, неправильных и полуправильных). По-видимому, взрывные процессы свойственны многим звездам. В частности, они происходят и на нашем Солнце, на поверхности и в атмосфере которого время от времени наблюдаются солнечные вспышки– наиболее заметное проявление солнечной активности. У некоторых звезд (например, типа звезды UV Кита) вспышки настолько мощны, что при этом общий блеск звезды заметно меняется за несколько десятков секунд. Причины этих взрывных явлений пока не ясны, но установлено, что «звездные взрывы» могут быть весьма различны по энерговыделению – от взрывов типа солнечных вспышек, при которых общий блеск звезды практически не меняется, до вспышек новых и сверхновых звезд, при которых выделяется энергия до 10 ³⁸Дж. Все звезды, заметно меняющие общий блеск в момент происходящих в их атмосферах взрывов, объединяют в класс взрывных переменных звезд.

При вспышке сверхновой звезды за несколько месяцев она излучает столько же энергии, сколько Солнце за несколько миллиардов лет! По современным представлениям источником такого сверхмощного энерговыделения служит катастрофическое сжатие звезды. Расчеты показывают, что в процессе эволюции некоторых звезд в их недрах могут возникнуть (но необязательно возникают!) условия, нарушающие равновесие звезды. Видимо, основную роль при этом играют потери энергии звездой на излучение нейтрино – мельчайших элементарных частиц вещества, не несущих в себе электрического заряда. Перед вспышкой ядро сверхновой звезды имеет плотность 10 ⁷г/см ³и температуру в несколько миллиардов кельвинов. В этот момент в результате особых ядерных реакций и начинается резкая утечка нейтрино. Звезда спадает внутрь себя подобно карточному домику, причем этот процесс спада или взрыва занимает всего несколько сотых долей секунды.

Когда, сжавшись, ядро звезды достигает плотности 10 ¹⁴г/см ³и температуры 200 миллиардов кельвинов в оболочке, окружающей ядро, возникает взрывная реакция выгорания кислорода и углерода. Сверхмощная ударная взрывная волна увлекает за собой часть оболочки звезды, и в этот момент мы наблюдаем с Земли вспышку сверхновой.

Возможны два варианта. Если масса ядра звезды меньше 2.5 массы Солнца, то в результате взрыва сверхновой ядра железа и других тяжелых элементов распадаются на протоны и нейтроны с последующим превращением (за счет реакции с электронами) всех протонов в нейтроны. Так возникают нейтронныезвезды, существование которых было предсказано еще в 1934 г.

Если же масса ядра звезды больше 2.5 массы Солнца, то взрыв звезды приводит к образованию так называемой «черной дыры». Эти теоретические схемы подтверждаются фактами.

В августе 1967 г. неожиданно с помощью радиотелескопов были открыты странные источники радиоизлучения, названные пульсарами.Интенсивность их излучения колеблется с очень небольшим периодом, в среднем близким к 0,75 с. При этом самый большой из известных периодов равен 4,8 с, а наименьший – 0,033 с. Характерно, что в некоторых случаях колебания излучения захватывают и ультрафиолетовый и видимый глазом участки электромагнитного спектра. Расстояния до пульсаров (их ныне известно более 350) лежат в пределах от 100 до 25 000 световых лет, то есть все известные ныне пульсары находятся в пределах нашей звездной системы – Галактики.

Поразительна стабильность периодов пульсаров: на протяжении. например, полугода они сохраняются с точностью до 10 ^-8с. Заметим, что амплитуда колебаний излучения пульсаров и их блеск не остаются постоянными. Они меняются, причем неправильным образом. Иногда на несколько месяцев пульсар исчезает для земных наблюдателей, чтобы затем вновь появиться в поле зрения радиотелескопов или других приемников излучения. В некоторых случаях зарегистрировано систематическое постепенное уменьшение среднего блеска пульсара, что, вероятно, связано с какими-то его эволюционными изменениями. Зато периоды пульсаров со временем увеличиваются, хотя и очень медленно.

Судя по ряду признаков, срок пребывания звезды в состоянии пульсара не превышает нескольких миллионов лет. Отсюда следует, что наблюдаемые ныне пульсары – объекты молодые. Каждое тысячелетие в Галактике образуются от одного до десяти пульсаров. «Бывших», или «застывших», пульсаров в Галактике должно быть в тысячи раз больше, чем пульсаров активных, ныне действующих.

По современным представлениям пульсары – это нейтронные звезды, поперечники которых близки к 20—40 км, а плотность невообразимо велика (порядка 10 ¹²г/см ³). Теоретические расчеты показывают, что нейтронные звезды должны очень быстро (несколько оборотов в секунду) вращаться вокруг оси и обладать мощным собственным магнитным полем (напряженность порядка миллиарда эрстед!).

Не подумайте, что колебания невидимого излучения нейтронных звезд вызвано, как у цефеид, их пульсациями. Причина тут несколько сложнее.

Представьте себе, что магнитная ось нейтронной звезды (т. е. прямая, проходящая через ее магнитные полюсы) не совпадает с осью ее вращения, а, скажем, перпендикулярна к ней. По некоторым теоретическим соображениям, основной поток радиоизлучения звезды заключен внутри некоторой конической поверхности с центром в центре звезды и осью, совпадающей с ее магнитной осью. Иначе говоря, на экваторе нейтронной звезды есть активная область («горячее пятно»), которая, подобно прожектору, посылает радиолуч в пространство. Если земной наблюдатель расположен на экваториальной плоскости нейтронной звезды, то при ее вращении радиолуч, подобно лучу вращающегося маяка, периодически будет «освещать» наблюдателя. В такие моменты радиоизлучение нейтронной звезды выглядит максимальным, а период колебаний ее излучения, очевидно, совпадает с периодом вращения звезды вокруг оси.

Хотя описанная «маяковая» модель пульсара ныне весьма популярна, многое в ней остается неясным. В частности, для объяснения «рентгеновских» пульсаров (т. е. тех пульсаров, у которых периодически меняется их рентгеновское излучение) приходится предполагать, что на протяжении миллионов лет нейтронная звезда работает как мощный ускоритель элементарных частиц, а это в свою очередь нуждается в объяснении. Есть и другие трудности, пока не преодоленные теоретиками. Возможно, что процессы в пульсарах гораздо сложнее, чем мы их себе сегодня представляем.

Примером этого могут служить «сбои» в строго периодических колебаниях излучения пульсаров. Такие скачкообразные изменения периода весьма невелики и составляют миллионные его доли, но они существуют и требуют объяснения. Пришлось придумать необычную гипотезу о «звездотрясениях». Ее авторы предполагают, что нейтронные звезды имеют твердую кору, которая, как и сама звезда при ее быстром вращении, приобретает форму сплюснутого шара (сфероида). Говоря точнее, строение нейтронной звезды слоистое. Самый внешний слой, ответственный за излучение звезды, состоит из плотной плазмы. Глубже расположена еще более плотная твердая оболочка, прочность которой гораздо больше прочности любой стали. Как это ни удивительно, но при плотности электронно-ядерной плазмы выше 10 ¹⁰г/см ³она переходит в особое кристаллическое состояние с очень высокой температурой плав-ления.

Под твердой корой находится слой, где вещество нейтронной звезды напоминает сверхтекучую и сверхпроводящую жидкость. Наконец, самые глубинные, центральные области нейтронной звезды имеют плотность 10 ¹⁵г/см ³и температуру порядка миллиарда кельвинов. Кроме нейтронов и электронов здесь присутствуют также и такие тяжелые элементарные частицы, как гипероны. Когда с уменьшением периода вращения пульсара уменьшается его сплюснутость, на такого рода изменения твердая кора реагирует не постепенно, а скачкообразно. Распрямляясь рывками, твердая кора пульсара порождает «звездотрясения», которые и сказываются в «сбоях» периода пульсаров.

Заметим, что если земной наблюдатель не находится вблизи экваториальной плоскости вращающейся нейтронной звезды, то такая звезда и не проявит себя как пульсар. Действительно, известны, остатки бывших сверхновых звезд (газовые облака), в которых пульсары не найдены. Этот факт свидетельствует в пользу «маяковой» гипотезы, которая при всех своих недостатках все же, вероятно, отразила главные реальные особенности пульсаров.

Какова бы ни была истинная природа пульсаров, они проявляют себя как исключительно точные «космические часы», своеобразные датчики времени. Астрономы уже воспользовались этим свойством пульсаров, используя их для изучения вращения Земли, ее орбитального движения, проверки различных эталонов времени.

Рассмотрим теперь случай, когда взрывается весьма тяжелая звезда с массой, более чем в 2,5 раза превышающей массу Солнца. В этом случае при нарушении равновесия звезда будет как бы раздавлена массой своих верхних слоев. Произойдет катастрофическое гравитационное сжатие или, как говорят астрофизики, «гравитационный коллапс». Пpи этом произойдут события, истолкование которых дает теория относительности. Поясним кратко, о чем идет речь.

Для каждого космического тела существует так называемая вторая космическая скорость, определяемая формулой U _II= V2 аR,где  a– ускорение силы тяжести на поверхности тела и R– его радиус. Для Земли U _II= 11,2 км/с. Это та минимальная, «параболическая» скорость, при достижении которой космический летательный аппарат сможет оторваться от Земли и отправиться в межпланетный полет. При меньшей скорости (от 7,9 до 11,2 км/с) он неизбежно останется искусственным спутником Земли. Заметим, что для Солнца U _II= 700 км/с.

Представим себе теперь, что, сохраняя массу М,звезда катастрофически сжимается. Тогда ускорение на поверхности звезды a стремительно растет, а вместе с ним растет и вторая космическая скорость U _II.  Теоретически говоря, может наступить момент, когда U _IIстанет равной скорости света с(300 000 км/с). Как показывают расчеты, это наступит тогда, когда радиус сжимающегося тела (звезды) станет равным его так называемому гравитационному радиусу r _g= 2fM/ c ². Для Солнца r _g= 3 км, и при этом средняя плотность Солнца должна составлять 10 ¹⁶г/см ³, что в 10 раз превосходит плотность атомного ядра.

Продолжая сжиматься далее, звезда, как говорят, уйдет под свой гравитационный радиус, т. е. ее радиус станет меньше r _g.Для описания дальнейших событий классическая нерелятивистская физика не годится. Теория же относительности приводит к выводам столь же достоверным, сколь и парадоксальным. Главные из них заключаются в следующем.

Как известно, с точки зрения теории относительности не существует какого-то единого для всех точек Вселенной одинакового «мирового» времени. В каждой системе координат время течет по-своему. Если представить себе наблюдателя, находящегося на поверхности спадающейся, «коллапсирующей» звезды, то сжатие ее почти в «точку» произойдет за какие-нибудь несколько секунд. Но так события будут развиваться лишь в его, как говорят, «сопутствующей» системе координат. Внешний же, скажем, земной, наблюдатель увидит совсем иное.

Для него коллапс звезды будет происходить сначала быстро, а затем все медленнее и медленнее, асимптотически приближаясь к тому роковому моменту, когда радиус звезды станет равным r _g. Собственно, этого момента воображаемый земной наблюдатель никогда не увидит, так как от начала коллапса до достижения гравитационного радиуса должна по его часам пройти вечность!

Спавшаяся внутрь себя массивная взорвавшаяся звезда превращается в черную дыру, или коллапсар. Когда она «уйдет под гравитационный радиус», ее излучение до нас дойти не сможет: ведь тогда U _IIстановится больше с, а сверхсветовых скоростей по теории относительности не существует. Единственно, чем черная дыра сможет проявить себя,– это своим гравитационным (или электростатическим) полем. Если при этом вблизи нее находится газовое вращающееся облако и его частицы падают на черную дыру, как бы засасываясь ею, то такое облако (так показывают расчеты) приобретает форму диска и начинает достаточно мощно излучать в рентгеновском диапазоне волн.

Отсюда следует, что по крайней мере некоторые из космических рентгеновских источников излучения могут быть газовыми облаками, испытывающими аккрецию («падение») на рядом расположенную черную дыру. Кстати сказать, температура газового диска, засасываемого черной дырой, очень высока – порядка нескольких десятков миллионов кельвинов.

Кроме массы (а следовательно, и собственного гравитационного поля), черная дыра должна сохранить электрический заряд и вращательный момент сжавшейся звезды (если, конечно, она этими качествами обладала). Для случая электрически заряженной кол-лапсирующей массы произведены расчеты, приводящие к совершенно фантастическим выводам. Оказывается, в этом случае ушедшая под гравитационный радиус звезда сжимается не до нуля, а до некоторого предела, немного меньшего r _g, а затем снова начинает расширяться, но... в другой Вселенной! Сторонники такой теоретической схемы полагают, что, кроме «нашей» Вселенной, есть множество других пространств, отделенных друг от друга бесконечно большими промежутками времени. Исчезнув из нашей Вселенной навсегда, сжавшаяся до предела электрически заряженная звезда может появиться в пространстве другой Вселенной как «белая дыра», т. е. как необычный расширяющийся объект.

Все эти новые идеи трудно усваиваются при первом и беглом знакомстве. Поэтому я рекомендую тем, кто ими заинтересовался, прочитать интересную книгу: Шкловский И.С. Звезды: Их рождение, жизнь и смерть.– М.: Наука, 1984, а также выступления Н.С.Кардашева на дискуссии о внеземных цивилизациях в Бюракане (Сборник "Проблема СЕТI").– М.: Мир, 1975, с. 166-173).

В темные зимние ночи в созвездии Тельца легко заметить маленькую тесную группу из шести слабо светящихся звездочек. Это – звездное скоплениеПлеяды, иногда называемое у нас в стране Стожарами. В телескоп скопление выглядит более многочисленным и включает в себя более сотни звезд. Все эти звезды не только на небе, но и в пространстве близки друг к другу и связаны между собой силами взаимного притяжения.

Таким образом, в отличие от созвездий, представляющих собой видимые на небе группировки на самом деле весьма далеких друг от друга звезд, звездные скопления являются физически связанными взаимным тяготением объединениями звезд.

Звездные скопления, не имеющие правильных очертаний, называют рассеянными звездными скоплениями.Составляющие их десятки или сотни звезд беспорядочно разбросаны на небольшом участке неба. Именно к такому типу звездных скоплений относятся Плеяды.

Иной внешний вид имеют шаровые звездные скопления.Они содержат сотни тысяч звезд. К центру шарового звездного скопления количество звезд увеличивается настолько, что они сливаются в сплошное сияние.

По своим действительным размерам шаровые звездные скопления во много раз превосходят рассеянные звездные скопления. Диаметры многих шаровых звездных скоплений измеряются двумя-тремя сотнями световых лет, тогда как средние поперечники рассеянных звездных скоплений составляют всего лишь один-два десятка световых лет.

В настоящее время открыто и изучено более 1200 рассеянных и более 130 шаровых звездных скоплений. И те и другие звездные скопления перемещаются в пространстве как единое целое.

Пространство между звездами не абсолютно пусто. Оно заполнено чрезвычайно разреженными облаками пыли и газа, образующими, по терминологии астрономов, межзвездную диффузную материю.

Огромные межзвездные облака из светящихся разреженных газов и пыли получили название светлых диффузных туманностей.Их типичным представителем является яркая туманность в созвездии Ориона, хорошо видимая даже в бинокль. Газы, ее образующие, светятся холодным светом, переизлучая свет соседних горячих звезд. Таким образом, свечение газовых туманностейесть люминесценция, проявление которой наблюдается и в кометах.

В состав светлых диффузных газовых туманностей входят главным образом водород, кислород, гелий и азот. Поперечники туманностей измеряются десятками, а иногда и сотнями световых лет. Подобно кометам – и даже с еще большим правом – межзвездные газовые туманности могут быть названы «видимым ничто», так как плотность их вещества в миллиарды раз меньше плотности комнатного воздуха. Такая высокая степень разреженности для земной техники пока недостижима.

В межзвездном пространстве наблюдаются также диффузные пылевые туманности.Эти облака состоят из мельчайших твердых пылинок, средний поперечник которых близок к 0.1 микрометра. Если вблизи пылевой туманности окажется какая-нибудь яркая звезда, ее свет рассеивается туманностью и пылевая туманность становится непосредственно наблюдаемой. Во многих случаях пылевые туманности относятся к числу темных туманностей.В этом случае они наблюдаются как черные зияющие «провалы» на фоне Млечного Пути.

Между газовыми и пылевыми туманностями, как светлыми, так и темными, нет непроходимой грани. Часто они наблюдаются совместно, как газопылевые туманности. Возможно, что в некоторых случаях свечение туманностей вызывается взаимопроникновением (то есть столкновением) двух или нескольких облаков.

Туманности являются, по-видимому, лишь уплотнениями в той непрерывной крайне разреженной межзвездной диффузной материи, которая получила название межзвездного газа.Эта среда обнаруживает себя лишь при наблюдениях спектров далеких звезд, вызывая в них дополнительные линии поглощения. Тончайшая межзвездная газовая «вуаль» по своей плотности (10 ^-30г/см ³) в сотни раз уступает самым разреженным из газовых туманностей. Она состоит из атомов водорода, кальция и некоторых других элементов.

Несмотря на свою разреженность, межзвездная диффузная материя (газы и пыль) вызывает заметное поглощение света звезд. Оно было заподозрено еще в 1847 г. основателем Пулковской обсерватории В.Струве, но лишь в XX в. поглощение света в межзвездном пространстве окончательно стало доказанным фактом.

Межзвездные газы и пыль двояко искажают свет далеких звезд. Они ослабляют их общий блеск (общее поглощение) и делают цвет звезд более красным (избирательное поглощение). При вычислении расстояний до звезд оба эти эффекта необходимо учитывать, без чего можно впасть в грубые ошибки.

Особое место занимают так называемые планетарные туманности.Многие из них внешне похожи на колечки дыма, которые пускают искусные курильщики. При наблюдении в телескоп некоторые планетарные туманности напоминают зеленоватые диски далеких планет – Урана и Нептуна. Отсюда и произошло их наименование.

Размеры планетарных туманностей невелики и редко превосходят два-три световых года. В центре планетарной туманности всегда видна очень горячая центральная звезда, свет которой переизлучается туманностью. Следовательно, по характеру своего свечения планетарные туманности относятся к типу светлых диффузных газовых туманностей. Однако природа их весьма своеобразна. Планетарные туманности расширяются во все стороны от центральной звезды, которая и образовала туманность.

Кроме газа и пыли, межзвездное пространство заполнено быстро летящими протонами и ядрами различных элементов, образующими так называемое космическое излучение, а также потоками мельчайших «порций света» – фотонов, то есть, иначе говоря, излучением звезд.

В темные осенние ночи через все небо от горизонта к горизонту проходит беловатая слабо светящаяся неправильных очертаний полоса, называемая Млечным. Путем.Эта полоса, уходя под горизонт, опоясывает все небо, имея в разных своих частях различную ширину и яркость.

В телескоп Млечный Путь распадается на множество слабо светящихся звезд, которые для невооруженного глаза сливаются в сплошное сияние.

Млечный Путь – это основная, главная часть звезд, образующих Галактику – исполинскую звездную систему, к которой принадлежит и наше Солнце в качестве рядовой звезды.

Рассматриваемая со стороны и, так сказать, «сбоку» наша Галактика имела бы некоторое сходство с чечевицей. В центре этой «чечевицы» есть плотное шаровидное скопление массивных звезд, образующее ядро Галактики. К сожалению, при наблюдении с Земли оно невидимо, так как скрыто от земного наблюдателя мощными облаками темной космической пыли. Однако эта пыль, задерживая видимый глазом свет, пропускает невидимое инфракрасное излучение, которое может быть уловлено специальным прибором (электронно-оптическим преобразователем). Таким способом астрономы изучают, правда, с очень большими трудностями, ядро нашей звездной системы.

В состав Галактики входит около 200 миллиардов звезд, всех тех, которые мы наблюдаем на небе, в том числе и в Млечном Пути. Наша Солнечная система расположена вблизи экваториальной плоскости Галактики.

Расстояние от центра Галактики до Солнца равно 34 000 световых лет, тогда как поперечник Галактики близок к 100 000 световых лет. Заметим, что резко очерченных границ Галактика не имеет, а постепенно «сходит на нет».

Нетрудно сообразить, что наличие на земном небе Млечного Пути вызвано особенностью нашего расположения внутри Галактики. При наблюдениях с Земли наибольшее количество звезд видно в направлении экваториальной плоскости Галактики, а наименьшее – в направлениях, к ней перпендикулярных. Поэтому, в частности, ядро Галактики находится на небе внутри Млечного Пути и при отсутствии космической пыли могло бы наблюдаться в созвездии Стрельца.

В состав Галактики, кроме звезд одиночных, двойных, переменных, входят звездные скопления и туманности. Замечено, что межзвездная диффузная материя сконцентрирована сравнительно тонким слоем к экваториальной плоскости нашей звездной системы. Что же касается, например, шаровых звездных скоплений, то они встречаются на самых различных расстояниях от этой плоскости.

Строение Галактики весьма сложно. Рассматриваемая издали, «сверху» она выглядела бы исполинской спиралью с выходящими из ядра «ветвями». Установлено, что Галактика состоит из ряда проникающих друг в друга подсистем однородных объектов (звезд, звездных скоплений, туманностей). Некоторые из этих подсистем (например, подсистема шаровых звездных скоплений) охватывают со всех сторон нашу Галактику в виде исполинского шарообразного роя. Другие подсистемы, например, подсистема планетарных туманностей или белых карликов, «сплющены» к экваториальной плоскости Галактики. Таким образом, только «костяк», то есть основное количество звезд Галактики, образует в пространстве сплюснутую звездную спираль.

Все звезды нашей Галактики обращаются вокруг ее центра.

Подсчитано, что Солнце завершает вместе с планетами облет галактического ядра примерно за 200 миллионов лет, а скорость этого орбитального движения Солнечной системы близка к 250 км/с. Кроме того, Солнечная система движется и по отношению к своим соседям – ближайшим звездам. Об этом движении, направленном в настоящую эпоху в сторону созвездий Лиры и Геркулеса, уже говорилось.

Таким образом, движение Солнца и других звезд нашей Галактики весьма сложно.

В созвездии Андромеды можно разглядеть крошечное овальное слабо светящееся пятнышко. При наблюдении в небольшой телескоп его можно принять за обычную светлую газовую туманность. На самом деле природа этого пятнышка, называемого туманностью Андромеды, совершенно отлична от природы газовых туманностей.

При наблюдениях в мощные современные телескопы можно убедиться в том, что туманность Андромеды – это исполинская звездная система, не уступающая ни в чем нашей Галактике. Только благодаря своей чрезвычайной удаленности (луч света от нее летит до Земли почти 2 300 000 лет) туманность Андромеды кажется маленьким светлым пятнышком. На самом деле ее поперечник превосходит поперечник Галактики, и она имеет в своем составе многие десятки миллиардов звезд, звездные скопления и туманности.

Туманность Андромеды повернута к нам почти ребром, но все же легко рассмотреть ее спиралеобразное строение – такое же, как и у нашей Галактики. Туманность Андромеды – соседняя галактика. В настоящее время доступны наблюдению многие миллионы других галактик. Из года в год, из книги в книгу кочуют уже изрядно надоевшие фотографии ближайших галактик. Кто не знает туманность Андромеды (см. рис. 40) или галактику из созвездия Гончих Псов (рис. 5) – другую спираль, видимую плашмя, как бы «сверху», со странным «придатком» на конце одной из спиралей?

рис. 5

Примелькались фотоснимки и других известных спиральных галактик, видимых в разных ракурсах, в том числе и с ребра. В последнем случае у некоторых из них видна широкая темная полоса – пыль, сконцентрированная к экваториальной плоскости галактики.

Скудость этого набора фотографий можно оправдать лишь тем, что детальное изучение поразительного по многообразию мира галактик началось лишь около двух десятков лет назад и многие его результаты еще не вышли за рамки специальных работ и изданий. Прежде галактики мыслились в общем достаточно стандартными, почти однотипными объектами. Только в последние годы это глубокое заблуждение стало очевидным. Во-первых, галактик оказалось необычайно много: в некоторых участках неба на квадратном градусе размещаются сотни тысяч звездных систем! Во-вторых, стало ясно, что огромное большинство этих систем совсем не похоже на нашу Галактику или туманность Андромеды. А некоторые и вовсе «ни на что не похожи», и их формы вряд ли удастся объяснить известными законами физики. Попытки создать новую всеобщую классификацию галактик связаны с большими затруднениями. И все-таки всякое изучение начинается с классификации. Незнакомые объекты стараются сравнить друг с другом, выявить нечто общее, объединить в группы. Удачная классификация – это уже важный шаг в направлении к истине.

Когда-то классификация галактик считалась делом сравнительно простым. Более того – первая перепись галактик была составлена более двух веков назад, когда и понятия «галактика» еще не существовало. Ее опубликовал в 1771 г. французский астроном Шарль Мессье, страстный искатель новых комет. В этих поисках он нередко ошибался и принимал маленькие неподвижные туманные пятна («туманности») за незнакомые кометы. В конце концов Мессье решил «переписать» все туманности на небе, отметив их расположение среди звезд. Так родился первый каталог туманностей, куда Мессье по неведению занес объекты весьма различной природы: звездные скопления, газопылевые туманности, входящие в состав нашей Галактики, а также другие галактики, о существовании которых в конце XVIII в. даже не подозревали.

Так, в списке досадных помех появились и первые обозначения звездных систем, сохранившиеся до наших дней. Скажем, знаменитая туманность Андромеды имеет обозначение М31 («Мессье-31»), а «туманность» в Гончих Псах – обозначение М51.

Следующий гораздо более полный список «туманных пятен» составил американский астроном Дрейер лишь в 1888—1908 гг. Вместе с дополнениями в каталоге Дрейера «переписаны» 13 223 объекта. Как и каталог Мессье, каталог Дрейера (NGC – New General Catalog, новый общий каталог; дополнения имеют обозначения 1C – Index Catalog) содержит описания и координаты не только галактик, но и газовых туманностей и близких звездных скоплений. Несмотря на этот и другие недостатки, каталогом Дрейера широко пользуются до сих пор. Некоторые из описанных ниже галактик имеют индекс NGC и соответствующий порядковый номер.

Совершенно новым этапом не только в переписи галактик, но и в нашем видении мира стал «Морфологический каталог галактик» (MCG), составленный в Московском государственном университете известным советским астрономом Б.Л.Воронцовым-Вельяминовым и его сотрудниками. Он содержит описания и координаты 32 000 галактик (и только галактик!) ярче 15-й звездной величины. Работа началась еще в середине текущего века, после того как Паломарская обсерватория (США) опубликовала подробнейший фотографический атлас неба. Фотографирование производилось с помощью крупнейших телескопов, и чтобы заснять все небо, потребовалось почти 900 снимков. Б.А.Воронцов-Вельяминов был едва ли не единственным астрономом, который сразу же оценил. какие сокровища Природы содержит Паломарский атлас. И не только оценил, но и со свойственным ему редким упорством и трудолюбием, возглавив весьма небольшой коллектив исследователей, стал изучать галактику за галактикой. Изо дня в день, из года в год. На этот титанический труд ушли десятилетия, но зато были не только переписаны галактики, но и подробно описаны внешний вид, цвет, скорости, состав и другие характеристики более трех десятков тысяч звездных систем!