Текст книги "Сокровища звездного неба"

Автор книги: Феликс Зигель

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 22 страниц)

Внешне работа была несколько однообразной и даже, пожалуй, скучноватой. На снимках Паломарского атласа галактики, как правило, выглядят крошечными, невзрачными серыми пятнышками, и подчас нужна сильная лупа или микроскоп, чтобы рассмотреть детали их строения. Но это парадоксальное изучение галактик в микроскоп (!) выявило такое множество новых, неожиданных фактов, что терпение и трудолюбие советских исследователей были с лихвой вознаграждены. «Морфологический каталог галактик» открыл новую эру внегалактической астрономии. Отныне всякий исследователь, пытающийся объяснить происхождение и эволюцию галактик, должен непременно учитывать всю сложность и многообразие их форм.

Исследованию внегалактических далей сильно помог крупнейший в мире 6-метровый советский рефлектор. Многое из того, что в Падомарском атласе различалось плохо, шестиметровый «глаз» рассмотрел детально. Его зоркость лишь усилила загадочность явлений, обнаруженных в далеких звездных системах.

Впрочем, и по соседству с нами, в так называемой Местной системе, встречаются незаурядные объекты.

Когда-то Петр I, подбирая экспонаты для своей Кунсткамеры, интересовался карликами и великанами. Резкие отклонения от средней нормы всегда кажутся чем-то диковинным. По этой же причине вызывают удивление и некоторые из соседних звездных систем.

Наша галактика, туманность Андромеды, спиральная галактика из созвездия Треугольника и еще 31 звездная система образуют сравнительно компактную группу, именуемую Местной системой. Ее поперечник близок к 7 миллионам световых лет, и – увы! – в этой группе наша Галактика не может считаться главной. Она значительно меньше туманности Андромеды, диаметр которой по некоторым данным составляет 300 000 световых лет! Даже с расстояния 2,3 миллиона световых лет эта исполинская звездная система светит настолько ярко, что невооруженный глаз видит ее без особого труда. Галактика в Андромеде, по-видимому,– одна из крупнейших не только в Местной системе, но и во всей изученной нами части Вселенной!

Тем контрастнее по сравнению с ней выглядят карликовые галактики, составляющие большинство в Местной системе. В созвездиях Льва, Скульптора и Печи, например, открыты почти шарообразные галактики, поперечники которых составляют всего 3000 световых лет. Конечно, всякие размеры и оценки относительны, а выражение «карликовая галактика» для некоторых, вероятно, звучит столь же странно, как «гигантский карлик». И все-таки, согласитесь, что в сравнении с туманностью Андромеды галактики, уступающие ей по диаметру в 100 раз, и в самом деле могут именоваться карликами.

Столь же различны и населенности галактик. В туманности Андромеды несколько биллионов (10 ¹⁴) звезд! В карликовой же галактике из созвездия Печи звезд не больше нескольких десятков миллионов.

Судя по Местной системе, карликовых галактик во Вселенной куда больше, чем исполинских. Убедиться в этом, однако, трудно, так как с очень больших расстояний галактики-карлики просто не видны.

Еще в 1925 г. американский астроном Э.Хаббл ввел первую классификацию галактик. Он разделил звездные системы на три типа. Мы дадим здесь их краткое описание.

Галактики типа Е – эллиптические (elliptical) галактики, к которым, в частности, принадлежат и шаровидные звездные системы. В них почти нет пыли и мало газа. Они лишены спиральных ветвей, характерных, например, для нашей Галактики и туманности Андромеды, которые относятся к типу S – спиральным (spiral) звездным системам. Есть, наконец, неправильные галактики типа I (irregular). Они клочковаты, лишены правильной структуры и внешне несколько напоминают обычные земные облака.

В пределах Местной системы и ее ближайших окрестностей есть все типы галактик по классификации Хаббла.

Нашу галактику сопровождают два спутника – неправильные (тип I) галактики, именуемые Магеллановыми Облаками. Некоторые спутники туманности Андромеды принадлежат к типу Е. Наконец, наша Галактика, а также галактики в созвездиях Андромеды (М31) и Треугольника (МЗЗ) —типичные звездные спирали (тип S). Лишь карликовые галактики несколько портили благополучную картину: они не входили в классификацию Хаббла. Но ни сам Хаббл, ни большинство его современников даже не подозревали, насколько убогой, бедной и неполной окажется общепринятая классификация галактик спустя полвека после ее введения.

Снова взгляните на фотографию галактики М51 из созвездия Гончих Псов (рис. 5). Долгое время считалось, что странный сгусток на конце одной из ветвей – другая галактика, лишь случайно проектирующая на спираль М51. Однако среди тысяч изученных им галактик Б.А.Воронцов-Вельяминов нашел 100 своеобразных «двойников» галактики М51. И они также имеют на концах спиральных ветвей странные сгустки! Пришлось признать, что здесь проявляется не случайность, а закономерность: есть много близких, соседних между собой галактик, ветви которых одновременно играют роль своеобразных «мостов» между галактиками. В этом проявляется взаимосвязь, взаимодействие звездных систем, результат которого иногда создает весьма причудливые формы.

Так, например, в созвездии Рыб есть пара галактик, связанных между собою длиннющим звездным мостом, вдоль которого свет от одной галактики до другой «долетает» лишь за 230 000 лет! Не менее удивителен «хвост» одной из этих галактик, как бы продолжающий «мост» на расстояние, сравнимое с его длиною (рис. 6).

рис. 6

Попытки приписать хвостам и перемычкам газовую природу, как показал Б.А.Воронцов-Вельяминов, неубедительны. Эти странные образования (хвосты, мосты и т. п.), нарушая все классические представления о звездных системах и их устройствах, на самом деле состоят из звезд.

А вот еще одна необычная система из двух галактик, названная «Мышками» (рис. 7).

рис. 7

 И в самом деле эти две явно взаимодействующие системы с их утолщениями и хвостами чем-то напоминают встретившихся мышек. Что придало столь причудливую форму этим галактикам? На приливные выступы «хвосты» совсем непохожи. Да к тому же приливные горбы должны быть крупнее на тех сторонах галактик, которые обращены друг к другу. Судя по всему, и здесь и в других подобных случаях мы видим проявление каких-то иных, негравитационных сил, незнакомых современной физике. Такой вывод становится, пожалуй, неизбежным при ближайшем знакомстве с теми двумя тысячами взаимодействующих звездных систем, которые описаны в «Морфологическом каталоге галактик» Б.Л.Воронцова-Вельяминова. Взгляните лишь, на некоторые экспонаты из этого паноптикума галактик (рис: 8; буквы VV с номером – это обозначение по каталогу Воронцова-Вельяминова). Галактика VV79 несколько напоминает «мышек», но «хвосты» в этом случае тоньше, и потому их принято называть «антеннами».

рис. 8

 В звездной системе VV243, носящей название «Оса», «хвосты» и «дуги» совсем непохожи на классические спиральные ветви. Отчасти слившиеся галактики VV245 вместе со своими огромными антеннами имеют, пожалуй, некоторое сходство с греческой буквой «гамма».

рис. 9.Галактика VV243

рис .10.Галактика VV245

 Система на снимке кажется плоской, по на самом деле отдельные ее части лежат в разных плоскостях.

В научной литературе некоторые из галактик называют «пекулярными», что в переводе означает «особенные». У многих из них нет соседей, с которыми бы они явно взаимодействовали, но форма таких звездных систем совершенно необычна.

Долго спорили о том, «закручиваются» ли спиральные ветви галактик при их вращении или, наоборот, «раскручиваются». Дискуссия потеряла смысл после того, как среди пекулярных галактик были открыты звездные системы с ветвями, направленными («закрученными») в противоположные стороны. Кстати сказать, раскрылось и другое весьма распространенное заблуждение.

Считалось, что в галактиках типа пашей звезды обращаются вокруг ядра галактики подобно планетам вокруг Солнца, то есть подчиняясь законам Кеплера. При этом оставалось неясным, что обеспечивает стабильность спиральных ветвей: ведь на разных расстояниях от центра периоды обращения звезд различны. Противоречие разрешилось очень просто: выяснилось, что по крайней мере в пределах спиральной структуры вращение галактик «твердотельное», то есть и ядро и спирали вращаются с одним и тем же периодом, как части твердого тела. Но тогда родилась другая загадка: откуда берутся, как возникают спиральные ветви?

Ситуация еще более усложнилась, когда среди пекулярных галактик стали попадаться такие, у которых вместо спиралей видно звездное кольцо, окружающее ядро. А некоторые галактики и вовсе оказались кольцами без всякого ядра!

И уж совсем «ни на что не похожа» пекулярная галактика NGC 2685. Ее главная, сигарообразная часть вращается вокруг длинной оси! (рис. 11).

рис. 11

Заметим, что очень многие из пекулярных галактик были открыты совсем недавно советскими астрономами с помощью мощнейшего в мире 6-метрового рефлектора.

На фотоснимке галактики М82 (см. рис. 35) из созвездия Большой Медведицы бросается в глаза странная клочковатая структура этой звездной системы. Создается впечатление какого-то застывшего (при мгновенной экспозиции) сверхмощного взрыва. Это первое впечатление нас не обманывает. На самом деле в центре галактики М82 произошел мощнейший взрыв, в результате которого газы из ядра (так показывает спектральный анализ) истекают со скоростью около 1500 км/с! Случилась эта катастрофа примерно 1,5 миллиона лет назад, но и сегодня ее следы мы видим в необычной клочковатости галактики. Подсчитано, что энергия взрыва близка к 10 ⁵⁷эрг! Мы не знаем ни одного процесса, который мог бы в принципе быть причиной столь мощного энерговыделения.

Случай с галактикой М82 далеко не уникален. Известно около сотни так называемых галактик Сейферта, из ядер которых газы вытекают со скоростями в несколько тысяч километров в секунду! Это означает, что общая кинетическая энергия выбрасываемых из ядра газов достигает 10 ⁵⁴эрг. Здесь астрофизики снова вынуждены признать, что в сейфертовских галактиках, видимо, нарушаются известные ныне законы физики.

Нe только у таких «сверхэнергичных» галактик, но и у галактик обычных, типа нашей Галактики или туманности Андромеды, ядра представляют собой, пожалуй, самую таинственную их часть. Именно здесь скрыты источники мощнейшей энергии, быть может, оставшиеся от первых мгновений существования Вселенной. Во всяком случае академик В.А. Амбарцумян считает источником энергии галактических ядер некое сверхплотное и насыщенное до предела энергией «дозвездное вещество», деление («фрагментация») которого и вызывает космические взрывы.

Ныне весьма популярна теория Большого Взрыва, успешно развиваемая академиком Я.Б.Зельдовичем и доктором физ.-мат. наук И.Д. Новиковым. Есть много фактов, свидетельствующих о том, что примерно 15—20 миллиардов лет назад вся нынешняя Вселенная была сжата в комочек. Плотность такой «зачаточной» Вселенной была невообразимо велика: 10 ⁹³г/см ³. По причинам пока что неясным этот «комочек» взорвался и спустя многие миллиарды лег превратился в современное Мироздание. Несмотря на огромные сроки следы взрыва сохранились. Они, в частности, выражаются в «разбегании» галактик (из-за расширения трехмерного пространства) и в реликтовом излучении – своеобразном остатке первичного «жара» Вселенной.

Картина расширяющейся Вселенной постепенно становится настолько привычной и общепринятой, что многие забывают о некоторых пекулярных галактиках, нарушающих знаменитый закон «красного смещения» (из-за удаления линии в их спектре смещены к его красному концу, причем смещение тем больше, чем дальше от нас находится галактика).

В пределах изучаемой нами части Вселенной галактики распределены неравномерно. Явно прослеживается тенденция к окучиванию, к объединению звездных систем в сверхсистемы, состоящие подчас из очень большого числа галактик.

Уже пример Местной системы убеждает нас в этом. Но есть не только двойные, тройные, кратные галактики и даже «гнезда» галактик, т. е. их скопления. Открыты облакагалактик, насчитывающие в своем составе многие тысячи звездных систем. Таково, например, известное облако галактик в созвездии Волос Вероники, включающее в себя более 30000 членов. Найден участок неба, где на площади в 36 квадратных градусов сосредоточено 113 облаков галактик, в которых различимо более 120000 звездных систем! Некоторые же из облаков имеют плотность 220032 галактики на один квадратный градус! Здесь наше воображение уже не в состоянии оценить по достоинству величие картины: ведь речь идет не о звездах, а о галактиках, каждая из которых в свою очередь состоит из миллионов и даже миллиардов отдельных звезд!

рис. 12.Скопление галактик.

Еще в середине текущего века заподозрили, что существует Галактика галактик, несравнимо большая, чем любое из перечисленных только что «облаков». Замечено также, что яркие галактики образуют на небе полосу, или кольцо, вроде Млечного Пути. Этой полосе далее дали название «Млечный Путь галактик».

Если верить расчетам французского астрофизика Ж.Вокулера, Галактика галактик, или Сверхгалактика, похожа на сплюснутую чечевицу диаметром около 100 миллионов световых лет. Ее центр, видимый в направлении созвездия Девы, отстоит от Местной системы на расстоянии около 30 миллионов световых лет, а период обращения нашей Галактики вокруг центра Сверхгалактики превышает 100 миллиардов лет. Общая же масса Сверхгалактики больше массы Солнца в 10 ¹⁵раз, то есть она включает в себя около тысячи биллионов звезд!

Далеко не все астрономы разделяют гипотезу Вокулёра: слишком малы мы по сравнению со Сверхгалактикой и слишком несовершенны наши методы исследования столь невообразимо большого объекта. Вопрос о существовании Сверхгалактики и ее структуре пока остается открытым.

Наше общее знакомство с наблюдаемой частью Вселенной будет неполным, если мы хотя бы кратко не упомянем об особом типе внегалактических объектов, называемых квазизвездными радиоисточниками или сокращенно квазарами.

При наблюдениях в телескоп или на фотоснимках большинство квазаров внешне почти неотличимо от звезд. На самом деле, как свидетельствуют их светимости и спектры, эти объекты по мощности излучения и, вероятно, по массе в сотни раз больше обычных галактик. Между тем поперечники квазаров существенно меньше нескольких световых дней, а значит, квазары – сверхплотные объекты, излучающие во всех участках спектра по каким-то до сих пор не выясненным причинам невообразимо огромные количества энергии. В частности, в оптическом, видимом, диапазоне мощность излучения квазаров близка к 10 ⁴⁶эрг/с, что в сотни раз больше излучения обычных галактик. За секунду каждый квазар излучает энергию, которой хватило бы для нужд человечества на миллиарды лет!

Из ряда фактов следует, что возраст квазаров вряд ли превосходит несколько миллионов лет. Но за время этой своей относительно короткой жизни квазар излучает энергию порядка 10 ⁶²эрг! Других примеров столь мощного энерговыделения астрофизика не знает.

Квазары – очень далекие объекты. От ближайшего из них луч света доходит до нас за 1,5 миллиарда лет. Самый же далекий из известных квазаров удален от Земли на 12 миллиардов световых лет. Иначе говоря, наблюдая квазары, мы видим очень далекое прошлое Вселенной, близкое к ее первоначальному взрыву.

Возможно, что квазары – это какая-то ранняя и кратковременная стадия развития галактик, еще сохранивших в своем составе значительные количества первичного сверхплотного и сверхэнергичного «дозвездного вещества». Некоторые из астрономов полагают, что по крайней мере часть энергии квазаров объясняется обилием в них черных дыр, засасывающих в изобилии газопылевое вещество. Возможно, что для объяснения природы квазаров «не хватит» и всей современной теоретической физики.

Пусть беглое знакомство читателя с новыми открытиями внегалактической астрономии приведет его к единственно правильному, хотя, может быть, и тривиальному заключению: мир гораздо сложнее того, что мы о нем думаем. В этом человечество убеждалось не раз, но не всегда неудачи приводили к должным выводам. Увы, слишком часто наши знания, полученные в земных лабораториях, мы без должных оснований распространяем на всю Вселенную – и на галактики, и на атомы. Такая экстраполяция может оказаться неправомерной. Разве в мире атомов не действуют иные силы, чем в обыденной жизни (например, ядерные силы)? Подобно этому новые открытия в мире галактик вряд ли удастся объяснить с помощью известных нам силовых полей и законов физики. Правильнее в такой ситуации ожидать новых фундаментальных открытий, а не втискивать в прокрустово ложе нынешних знаний явно не вмещающиеся в него факты.

Прав академик В.А.Амбарцумян, недавно заявивший:

«Для объяснения фактических данных, не укладывающихся в рамки старых представлений, мы уже не раз оказывались вынужденными обобщать физические законы и теории. Именно такая потребность возникает при изучении нестационарных процессов в ядрах галактик и в квазизвездных объектах... Здесь уже речь идет о превращениях вещества, при которых плотность меняется в миллиарды раз, а напряженность гравитационного поля может достигать неслыханных величин. Нет и не может быть никакой гарантии, что известные нам законы физики соблюдаются и в этих условиях. Поэтому совсем не удивительно, если окажется, что имеющиеся уже сейчас большие трудности теоретического толкования ряда нестационарных процессов могут перерасти с течением времени в прямое противоречие с известными нам законами теоретической физики».

Как бы далеко ни проникал до сих пор взор человека, вооруженного телескопом, всюду он встречал и всегда будет встречать новые миры и новые материальные системы, находящиеся в состоянии непрерывного движения и изменения.

Такова общая картина звездного мира, к более детальному знакомству с которым мы теперь приступаем.

КАК ИЗУЧАТЬ СОЗВЕЗДИЯ

При изучении созвездий мы будем пользоваться тремя инструментами – глазом, биноклем и телескопом. Для цели, нами поставленной, этого вооружения вполне достаточно, хотя астрономы при изучении звездного мира пользуются всем арсеналом современных средств исследования. Они, как правило, предпочитают глаз другим, более объективным приемникам излучения, в первую очередь фотопластинке. Широко используются и разнообразные фотоэлектрические устройства, в которых так или иначе лучи света вызывают электрический ток. Необыкновенно расширились наши знания о звездном мире с применением методов радиоастрономии. Радиотелескопы, пока совершенно недоступные любителю астрономии, проникли в такие глубины мироздания, которые остаются еще недосягаемыми для обычных оптических телескопов.

Мы упомянули о современных методах изучения звездного мира, чтобы еще раз подчеркнуть ограниченность наших средств и задач. Впрочем, и при этих скромных возможностях изучение созвездий принесет несомненную пользу всем тем, кому дорога наука о звездах.

Наблюдения наши будут только визуальными, то есть конечным приемником излучения небесных тел всегда будет глаз. Естественно поэтому начать с рассмотрения достоинств и недостатков этого изумительного органа познания, которым нас наградила природа.

На рис. 13 схематически изображено строение человеческого глаза. Самая внешняя его оболочка—хрящевидная склера.Ее передняя часть называется роговицей.Она прозрачна, выпукла и по форме близка к шаровой поверхности. Внутренняя оболочка глаза, к которой разветвляются питающие глаз кровеносные сосуды, получила наименование сосудистойоболочки. У разных людей передняя часть сосудистой оболочки имеет разный цвет. Ее называют радужной оболочкой.Пространство между роговицей и радужной оболочкой заполнено прозрачным органическим веществом.

рис. 13

Посмотрите и зеркало на свои глаза. В центре цветного кружка – радужной оболочки – выделяется круглое черное отверстие – зрачок.В глазу он играет роль диафрагмы. Когда излучение, проникающее в глаз, очень велико, особые мышцы уменьшают диаметр зрачка. Наоборот, в темноте зрачок расширяется.

В обычной обстановке при нормальном дневном освещении диаметр зрачка близок к 5 мм. При ночных наблюдениях он увеличивается до 7—8 мм.

Зрачок – это своеобразный вход во внутренние части глаза.

К нему непосредственно примыкает замечательная деталь глаза – хрусталик.Природа создала эту естественную двояковыпуклую линзу удивительно прозрачной. К тому же добавляется еще одно важное свойство, которого нет ни у одной из искусственных линз. Форма хрусталика, а значит, и его фокусное расстояние могут изменяться. Мышцы, на которых укреплен хрусталик, способны его растягивать или сжимать, причем так, чтобы на сетчатой оболочке, или сетчатке(она еще иначе называется ретиной), составляющей внутреннюю поверхность глаза, всегда получались четкие, резкие («отфокусированные») изображения. Эта способность человеческого глаза, благодаря которой мы отчетливо видим мир, называется аккомодацией.

Между хрусталиком и сетчаткой расположено стекловидное тело– студенистая масса, настолько прозрачная, что лучи света, пройдя хрусталик, практически беспрепятственно достигают сетчатки. На сетчатке глаза, как на экране, создается изображение предмета. Каким же образом это изображение превращается в восприятие?

Сетчатка имеет мелкозернистое, «сетчатое» строение. В ней разветвляется зрительный нерв, входящий в глаз через отверстие, которое называется слепым пятном.Эта часть глаза совершенно нечувствительна к свету, но зато вокруг вся остальная часть сетчатки покрыта нервными светочувствительными клетками двух сортов –  колбочкамии палочками.

Внешний облик колбочек и палочек лишь отдаленно соответствует их наименованиям.

Палочки более чувствительны к свету, чем колбочки. Зато благодаря колбочкам мы различаем окраску предметов. Без них мир казался бы серо-черным, как на обычной нецветной фотографии. Любопытно, что глаза ночных животных содержат только палочки – все предметы кажутся им бесцветными. Впрочем, и мы с вами в сумерки, когда слабое освещение почти не воздействует на малочувствительные колбочки, видим мир посредством главным образом палочек. Дневная гамма красок сильно блекнет, а ночью и вовсе «все кошки серы».

Светочувствительные клетки расположены по сетчатке неравномерно. В средней ее части, находящейся против зрачка, преобладают колбочки, а на краях больше палочек. Этим обстоятельством объясняется так называемый эффект бокового зрения,которым нередко приходится пользоваться при наблюдении звезд. Когда хочешь получше рассмотреть какую-нибудь слабо светящуюся звезду, надо смотреть не прямо на нее, а несколько «вбок». Тогда изображение звезды получается на той части сетчатки, которая богата палочками, и звезду мы видим вполне отчетливо.

Человеческий глаз – необыкновенно чувствительный приемник излучения. Тем не менее глазу свойственны и многие недостатки. Упомянем из них лишь те, которые имеют отношение к наблюдению звезд.

Яркие звезды всегда выглядят лучистыми. Наклоните слегка голову влево или вправо, и лучи повернутся. Ясно, что эти лучи звезды иллюзорны, порождены каким-то оптическим эффектом. Вызван этот эффект рассеянием света в хрусталике и стекловидном теле. В значительной степени он обусловлен неправильностями границы зрачка.

Чувствительность человеческого глаза к лучам с разной длиной волны различная. Подавляющую часть электромагнитных волн (радиоволны, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение и т. д.) глаз не воспринимает вовсе. Мы видим лишь те лучи, длины волн которых заключены в пределах от 400 до 760 нм (нанометров; 1 нм = 10 ^-9м). Наиболее же чувствителен глаз к зеленым лучам с длиной волны 555 нм. Подчеркнем, что речь идет о нормальном человеческом глазе. Отклонения от этой нормы у разных людей могут быть весьма значительными – вплоть до полной «цветовой слепоты».

При наблюдениях звезд надо иметь в виду особые свойства глаза, получившие наименование эффектов Пуркинье и Галлисо. Они заключаются в том, что при сравнении двух одинаково ярких звезд красная будет казаться ярче голубой, а при сравнении двух одинаково слабых звезд наблюдается противоположный эффект.

Вообще визуальные определения цвета звезд всегда отягощены субъективными ошибками. Особенно сильно проявляются эти недостатки при наблюдениях двойных звезд, о чем мы подробнее расскажем ниже.

Если ночью из ярко освещенной комнаты выйти сразу на улицу, то на звездном небе увидишь сначала только самые яркие звёзды. Глаз должен привыкнуть, приспособиться к темноте, и только после этого он приобретает должную чувствительность. Это свойство глаза получило название адаптации.

Рассказывают, что известный итальянский исследователь Марса Скиапарелли, прежде чем приступить к наблюдениям планеты, целый час сидел с открытыми глазами в совершенно темной комнате. Только после такой полной адаптации глаз он начинал наблюдать в телескоп. Зато и видел Скиапарелли больше, чем другие астрономы, и о нем говорили, что он обладает «орлиным зрением».

При наблюдениях слабых объектов звездного неба (в особенности туманностей) непременно используйте адаптацию глаза, приучайте, подобно Скиапарелли, свой глаз к темноте. Только в этом случае ваши наблюдения будут вполне успешными.

Представим себе, что такая предварительная тренировка выполнена. Сколько звезд может увидеть на небе невооруженный человеческий глаз?

Подсчеты подобного рода давно уже проделаны. Оказывается, на всем звездном небе в самую темную ночь нормальный человеческий глаз способен различить около 6000 звезд. Их различие в блеске очевидно при первом же взгляде на небо.

Как правило, невооруженный глаз не видит звезд слабее 6 ^m Однако исключительно зоркие люди при особенно благоприятных условиях наблюдения могут увидеть гораздо менее яркие звезды. Так, например, на горной Ликской обсерватории (США) в очень темные и прозрачные ночи удавалось разглядеть звезды до 8,5 ^m . В такие моменты наблюдателю становились доступными на всем небе десятки тысяч звезд.

Возможности человеческого глаза ограничены не только в восприятии излучения достаточно слабых небесных объектов, но и в способности различать в отдельности две достаточно близкие друг к другу на небе звезды.

Вы сейчас видите букву «О» в этом тексте под углом, близким к 30 минутам дуги. Кстати сказать, почти под таким же углом мы видим с Земли Луну и Солнце. Не правда ли, они кажутся гораздо большими? Здесь мы встречаемся с одним из многочисленных обманов зрения.

Если угол зрения настолько мал, что лучи от двух краев предмета попадают на одну и ту же колбочку или палочку, этот предмет мы воспримем как точку без каких-либо подробностей. Зная, что поперечник колбочек и палочек близок к 0,004 мм, а фокусное расстояние хрусталика около 23 мм, нетрудно подсчитать, что предельный угол зрения, при котором глаз может различить форму предмета, а значит, и увидеть в отдельности две тесно расположенные звезды, близок к одной минуте дуги. Под таким углом мы увидели бы типографскую точку на этой странице с расстояния трех с половиной метров.

Конечно, указанная величина есть величина средняя, верная для нормального глаза. Наблюдаются уклонения как в ту, так и в другую сторону. Однако и для самого зоркого глаза звезды всегда выглядят точками – их реальные диаметры видны с Земли под углами, гораздо меньшими одной минуты дуги.

Роль оптических средств, употребляемых астрономами при изучении Вселенной, заключается, в сущности, в усовершенствовании нашего зрения, в преодолении недостатков человеческого глаза.

Как бинокль, так и телескоп прежде всего в двух отношениях превосходят глаз – они собирают больше света и позволяют наблюдать небесные тела под гораздо большим углом зрения.

Для знакомства с достопримечательностями созвездий из различных биноклей наиболее пригодны призменные.

Что касается театральных биноклей, то их оптические качества несравненно ниже и астрономические наблюдения с ними весьма ограничены.

В призменных биноклях обе половины бинокля соединены осью, поворот вокруг которой изменяет расстояние между окулярами. Перед наблюдениями надо установить бинокль так, чтобы расстояние между оптическими осями его окуляров было равно расстоянию между глазами наблюдателя.

Мы не будем касаться подробностей устройства биноклей, отсылая интересующихся к прекрасной и единственной в своем роде книге М.Е. Набокова. Отметим лишь те качества биноклей, которые будут существенными для намеченных нами астрономических наблюдений.

Советская оптическая промышленность выпускает призменные бинокли нескольких типов. Наиболее доступен и часто встречается в продаже шестикратный бинокль с диаметром объектива 30 мм. Теоретически такой бинокль собирает света в 36 раз больше, чем человеческий глаз. В темную ночь при хороших атмосферных условиях в него удается разглядеть звезды до 10 ^m . Иначе говоря, на всем звездном небе с помощью этого бинокля можно увидеть около полумиллиона звезд!

Увеличивает бинокль и разрешающую способность человеческого зрения – в тот же шестикратный бинокль удается различить в отдельности звезды, если на небе расстояние между ними не меньше 7,5 секунды дуги. Правда, эта величина – предельная.

Практически разрешающая способность оптических инструментов зависит и от атмосферных условий, и от разности в блеске наблюдаемых тесно расположенных звезд, и от других причин. Благодаря им фактическая разрешающая способность инструмента всегда ниже теоретической.

При наблюдениях в бинокль или телескоп поле зрения имеет форму круга. Угловой поперечник этого круга у разных инструментов различен, а у одного и того же инструмента зависит от применяемого увеличения: чем больше увеличение, тем меньше поле зрения.

В советских шестикратных призменных биноклях диаметр поля зрения равен 8,5 градуса, что в 17 раз превосходит видимые угловые поперечники Луны или Солнца.

Встречаются в продаже и восьмикратные призменные бинокли с диаметром объектива 30 мм, и десятикратные бинокли с объективом 50 мм. Последние являются отличными инструментами для общего изучения звездного неба.

Если при астрономических наблюдениях держать бинокль в руках, результаты получаются плохие. Руки быстро устают, начинают дрожать и наблюдатель увидит прыгающие изображения звезд. Чтобы избежать этого, непременно сделайте штатив для бинокля. Без опоры или установки астрономические наблюдения с биноклем почти полностью обесцениваются.

Несмотря на большие преимущества бинокля по сравнению с не-вооруженным глазом, главным инструментом при изучении достопримечательностей созвездий все же следует считать телескоп.В последние годы советская оптическая промышленность стала выпускать недорогие и хорошие по качеству телескопы. Их можно приобрести в магазинах наглядных пособий Главучтехпрома и они вполне удовлетворяют запросы рядового любителя астрономии. По этим причинам мы не будем описывать устройство небольших современных телескопов заграничных марок (например, Народного предприятия Цейс) или телескопов дореволюционного выпуска, иногда попадающих в руки астронома-любителя. Заметим лишь, что те из читателей, которым не удастся приобрести настоящий телескоп заводского изготовления, могут при достаточном усердии сами построить себе довольно хороший самодельный телескоп-рефлектор.