Читать книгу Звездный балдж - Александр Мищенко - Страница 6

Почему сверкают звезды?

Потому, что часть массы протонов превращается в энергию.

Почему ночью небо темное?

Потому что света звезд и галактик недостаточно, чтобы освещать небо. Дефьсит, как сказал бы Аркадий Райкин. Число звезд ограничено: они гаснут. Не надо обольщаться, что их сонмы…

Вопрос этой серии задала конкретно в Тюмени гостю города, командиру длительной экспедиции на международной станции (МКС) Александру Скворцову Даша Протасова: «Страшно ли смотреть на Землю из космоса?» Вставил я его в порядке деконструкции по велению-хотению Кекса, хотите верьте, ребята, хотите нет. Только сел за компьютер, тут как тут на столе мой астрофизический кот. Стал нюхать газеты, что лежали у меня на столе, и ткнул носюлей в коллективное интервью с космонавтом, которое организовала газета «Тюменская область сегодня». Я сказал мысленно Кексу: «Слушаюсь, ваше котовье величество, исполняю вашу монаршую волю».

Итак, ответ Соловьева:

– Из космоса смотреть на Землю всегда приятно, потому что это твой дом. Кроме того наша планета так прекрасна, что порою трудно отвести от нее взгляд.

Затем последовал еще вопрос вездесущего, как мой же Кекс, краеведа Владимира Полищука:

– Скажите, отечественная космонавтика действительно нуждается в пропаганде? Мы на самом деле настолько приземлены, что надо заставлять людей поднять головы и смотреть на небо.

Достаточно емкий ответ Соловьев завершил исчерпывающей фразой:

– Популяризовать космонавтику необходимо, убежден в этом. Хотя бы потому, что в каждом из нас есть частичка космоса.

Главный редактор газеты Александр Скорбенко спросил:

– Каким образом вы планируете поддерживать отношения с Тюменью?

Рассказал Герой России Александр Скворцов, что вел на станции «Почтовый ящик МКС» и что технические возможности вполне позволяют поддерживать связи с сибиряками.

Александр Скорбенко передал космонавту видеоролик с вопросами учеников класса 3 «А» тюменской школы №62.

Рома Назаренко спросил:

– Что надо сделать, чтобы стать космонавтом? Почему вы стали им?

«Парень из Щелкова» Александр Соловьев сказал::

– Ответ начну со второго вопроса. Рад, что удалось продолжить семейную традицию. Мой отец был в третьем наборе космонавтов, но по состоянию здоровья его отчислили. С годами моя детская мечта о космосе как продолжении летного пути отца осуществилась. Но для этого пришлось основательно заниматься спортом, вести здоровый образ жизни, хорошо учиться и много читать.

Так что смекайте, скажу как Автор, тюменские ребятишки и внучек мой Илюша, как вам жить, чтобы попасть в космос.

Образовываются ли на небе новые звезды?

В совездии Стрельца есть «Фабрика звезд». Галактический эмбрион вообще – гигантская область звездообразования.

Предвидя вопрос внучонка: «Сколько звезд на небе?», Автор как человек просвещенный сам отвечает:

Профессор Энский Тюменского госуниверситета, остепененный ученый, исследовав одно озеро в годы моей работы в рыбном НИИ, ответил на вопрос о количестве ихтиофауны в нем, то есть рыб, что характеризуется это категорией «много». Это очень, очень глубокомудрый ответ, и я так же отвечу о количестве звезд во Вселенной. Их очень и очень много. Как памятников Владимиру Ильичу Ленину, включая бюсты и мемориальные доски (реплика для взрослых). Очень информированный, по крайней мере, журналист Павел Гутионтов сообщает, что даже приблизительное количество их неизвестно никому в мире. Что же касается галактики Млечный путь, то звезд в ней по официальному справочнику не менее 100 миллиардов, хотя я встречал в научной печати и в четыре раз большую цифру. Нет ничего более достойного подлинного изумления, как сказано было крылато, чем звездное небо над нами.

Проснулся в час ночи на даче, а в окно смотрится звездное небо. Обалденно гляжу на него. Какое ж это счастье, в городе такого мне не обламывается. Будто из колодца днем смотришь и видишь звездное небо. В трусах одних, накинув на плечи пиджак, вышел наружу полюбоваться им. Над головой дубль-вэ Кассиопеи на Млечном пути. Ковшу Большой Медведицы далеко еще до проливания. В пять утра лишь он будет ручкой вниз. Одна сторона ковша всегда направлена на мою любимицу бледноватую Полярную звезду. Ярчайшие звезды Сириус в созвездии Большой Пес, Вега в созвездии Лира и Капелла в созвездии Возничий. Чудо случилось и следующим днем. Обуял меня комплекс Давида Строителя после того, как соорудил капитальный парник, похожий на корабль. Закончил покрывать легким профилированным железом провалившуюся от зимних снегов шиферную крышу сарайчика. Подломилась ножка лестницы, и загремел я не без мата с полутарометрой высоты. Хорошо хоть, что не сломал руку. Но задевшая в падении балка протесала слегка лицо, и жена мазала какой-то мазью. Потом опять занялась своими дачными хлопотами, о которых через интернетных «Одноклассников» рассказала внучатой племяннице Ксюше Ануфриевой. Обменялись они позже диалогово. Нина моя:

«Ксюшенька, золотце мое, 4 дня «вкалывали» на даче, чтобы можно было точку поставить. Дела там еще конечно есть, но сил пока нет. Огород подготовлен, а вот клумбочки-нет. Боюсь пропалывать, чтобы многолетники не вымерзли. Знаешь, такая хорошая погода стояла. Вчера 17 градусов было, я раздетая работала. Все замерзло, а ноготки и эшшольция так красиво кучками цветут, что я их оставила на грядках, даже с травой. Как Зина съездила? Ты, наверное, у ней ночевала после приезда? Что повидалась со всеми, конечно, она довольна. А как дорогу обратную перенесла? Не сильно устала? А уж наскучались-то вы друг о друге… Передавай всем привет большущий. Я в среду еду в Ишим на 75-летие Мили. Завтра надо все платежи осуществить, сходить в парикмахерскую, а по вечерам – стирка и готовка еды. Вот и все мои новости. Напиши, как ты. Целую, внученька.

Ксюша:

«Бабушка съездила хорошо, доехала тоже нормально, ее Люда на машине из аэропорта забрала. Я не ночевала у нее, это она у нас ночевала, со среды на четверг. В пятницу тоже она приезжала, наверное в следующее воскресение снова увидимся. У нас все дома хорошо, все нормально. У меня закончился цикл по оперативной хирургии и топографической анатомии, он длился неделю, но показался таким мучительным и долгим, этот цикл проходил в здании института, а там совсем не топили, здание спроектировано французами (они живут в тепле, так и проектируют по-французски., Там, где мы занимались, окна от потолка до пола, так что холод был жутчайшй, сидели в халатах, а поверх куртка, завтра у меня другой цикл – внутренние болезни. А так все хорошо».

Я ж продолжил свой урок. Листами шифера ж огородил новое складилище для сорняков. Провел реконструкцию лестницы. Нашел применение пачке шиферных листов у елок, которая раздражала меня: думал, что вывозить надо гибнущий от времени материал. Подбил шифером низ проволочного забора, разделяющего нас с «поместьем» Люсика и Юры, который тоже увлекся строительством в погожие эти дни бабьего лета, кладет из красного кирпича барбекю, о котором я знаю пока ноль да маленько. Вроде капитального мангала. Теперь к нам не будет лезть с той стороны поросль ирги и колючек шиповника. Осталось упрятать под землю пластиковый водовод, что проложили в дачном нашем товариществе. Головы к небу не поднимал, занятый ударной работой. Зашел в дом и уставший прилег после чая отдохнуть на диван. Вновь в окно небо перед глазами. Затянуто оригинальной облачностью, причудливые сонмы крылышек, мозговые будто б трубочки, как фарш из-под мясорубки. Небо как мозг Эйнштейна, доступный ныне лицезрению в Интернете. А что удивительного: небо думательная субстанция, вместилище мирового информационного поля.

Конечно, мы бы помечтали с Илюшей о том, что хорошо бы побывать в обсерватории Маунт Паломар и поизучать бы звездные сообщества по знаменитому оптическому «Атласу неба», посмотреть в глуби космоса из самых совершенных телескопов на Канарских островах, на вершине вулкана Мауна Кеа на Гаваях и, наконец, побывать в Пулковской обсерватории, что проще, что там у меня есть друган-астроном, с которым познакомился в Переделкино у Поэта-челябинца Кости Скворцова.

Говорили мы с ним об известном российском астрофизике Николае Семеновиче Кардашове, о радиоинтерференционных наблюдениях на независимых антеннах, разнесенных на межконтинентальное расстояние. Об этом бы сказал я Илюше, о том, что звезды – самый главный космический объект, ибо в них в нашей галактике Млечный Путь сосредоточено 97 процентов вселенского вещества. А на других галактиках и того больше, там «звездная субстанция» составляет больше, чем 99, 9 процентов их массы.

Назовите интересную звездную туманность.

Это Крабовидная туманность, звезда-гостья. Стала известной благодаря тому, что в 1967 году внутри нее открыли нейтронную звезду. Последняя загорается и потухает тридцать раз в секунду, поэтому ее и называют «пульсар» от английского слова «pulsating star».

Что любопытного скажете вы о нейтронной звезде?

Одна столовая ложка нейтронной звезды весит 1 000 000 000 тонн.

Реплика в сторону: и если некий Косможириновский рассерженно плеснет стакашек с нее в оппонента – мало Вселенной не покажется.

Что вы скажете о галактике Андромеда?

Это близнец-сестра галактики Млечный путь. Открытие ее сделало реальностью «островные Вселенные» философа Иммануила Канта.

Какой энергией порождаются галактики?

Семена их, которые появляются в виде неких уплотнений в первоначальном супе, порождает гравитационная сила.

Сколько же во Вселенной галактик? (Это вопрос Автора).

ОТВЕТ ИЗ ИНТЕРНЕТА:

Сколько же галактик во Вселенной?

Слова поэта поражают: ведь в те времена знали только одну звездную систему. И как ни много звезд в нашей Галактике, но их количество все-таки ограничено – около 100 млрд. Лишь в начале прошлого века астрономы поняли, что есть звездные миры, существующие независимо от нашей системы-галактики, называемой Млечный Путь. Туманность Андромеды – типичный пример соседнего гигантского звездного дома. С открытием других звездных «островов» мысль о бесконечности окружающего нас мира получила существенную поддержку. Ведь если галактика в созвездии Андромеды похожа на нашу, в которой расположена Солнечная система, то схожую природу имеют и множество других галактик, в которых из-за их удаленности от нас ученые не могут рассмотреть отдельные звезды.

Сколько же галактик во Вселенной? Ответ на этот вопрос имеет громадное значение для судеб находящихся в ней цивилизаций. Если все галактики можно «пересчитать», то это означает, что и время жизни Вселенной должно быть ограничено.

Наш мир существует благодаря тому, что в начале всего лежит превращение водорода в гелий, происходящее внутри звезд. Этот процесс образно описал Харри Мартинсон в миниатюре:

И в этом мире мы с вами сейчас живем! Постепенно звезда «…сжимается и стынет и плывет в те миры, где тускло носятся в пустыне, как луны, мертвые шары». Так Семен Кирсанов в стихотворении «Сожаление» пишет о судьбе звезды.

Каково же будущее того мира, где звезды, исчерпав запасы горючего, поддерживавшего их свечение на протяжении десятков миллиардов лет, либо превратятся в холодные объекты – белые карлики, нейтронные звезды, либо станут черными дырами?

Конечно, можно подсчитать, что нашей Галактике, чтобы превратиться в кладбище звезд, понадобится сотня миллиардов лет. Астрономы установили, что возраст Галактики составляет около 12 млрд. лет. А что произойдет с ней в следующий десяток миллиардов лет? Неужели человечество окажется в поистине фантастическом мире, в котором все звезды погасли? А жизнь сохранившихся цивилизаций будет поддерживаться теплом, извлекаемым неведомыми нам путями, например, в космической жаровне, где будут сгорать отжившие свое звезды.

Но есть ли во Вселенной такие процессы, которые приводили бы к возобновлению водорода? Если есть, то в Галактике должен иметь место «круговорот водорода». И тогда было бы весьма затруднительно указать время «кончины» подобной системы. Такая возможность позволит какой-нибудь развитой цивилизации путешествовать от одной звезды к другой, еще не погасшей, обеспечивая себе практически вечное существование. Ведь если в одной области галактики звезды умирают, то в другой – могут загораться новые. Такое рассуждение понадобилось нам, чтобы обосновать переход ученых к рассмотрению свойств объектов, расположенных за пределами нашего звездного дома, причем иногда на столь огромных расстояниях, что луч света от них идет к нам миллиарды лет. Для сравнения вспомним: необходимо чуть больше 8 минут, чтобы световой луч известил нас о том, что произошло на Солнце. Чтобы «определить судьбу» Вселенной, в том числе и нашей Галактики, следовало бы узнать о свойствах громадного мира галактик.

Сейчас ни один астроном с точностью не скажет, сколько галактик можно наблюдать на небе современными средствами. В 1934 году американский астроном Эдвин Хаббл подсчитал, что число звездных островов, которые он смог бы «увидеть» с помощью крупнейшего тогда телескопа с диаметром зеркала 2,5 м, составляет свыше 5 млн. Но с тех пор построены 6-м, несколько 8-м и два 10-м телескопа. В 6-м телескоп астрономы смогли бы наблюдать уже 1,4 млрд. галактик. Конечно, столько объектов ни один астроном не в состоянии увидеть. На помощь пришли подсчеты, сделанные в небольшом участке неба, которые затем были увеличены с учетом площади всей небесной сферы.

А вот космическому телескопу, названному в честь Э. Хаббла, доступны для просмотра уже около 50 000 млрд. галактик! Сравните эту цифру с количеством жителей на Земле – на каждого приходится около 10 000 галактик! А в каждой галактике бывает до 100 млрд. звезд. Вот и верь после этого астрологам, утверждающим, что звезды на небе определяют судьбу каждого человека на Земле. Но хоть и велики приведенные цифры, но им все равно далеко до бесконечности.

Как разобраться в закономерностях, определяющих вид и суть столь огромного количества объектов? Конечно, такая задача была бы невообразимо трудной, а может, и неразрешимой, если бы все внегалактические объекты были различны. Природа оказалась не настолько коварной, чтобы завести астрофизиков в тупик. По образному выражению Вильяма Гершеля, «Лаборатория Природы», а именно так он назвал мир звезд и туманностей, есть «сад», в котором различные объекты находятся на разных стадиях развития. К великому сожалению, астрономы до сих пор не могут с уверенностью сказать, какие объекты этого космического сада являются молодыми, а какие – старыми. Но все-таки разделить все множество галактик на типы ученые смогли более 70 лет назад. И сделал это уже знакомый нам Э. Хаббл. Весной 1926 года идея ученого была опубликована в отчете Комиссии по туманностям Международного Астрономического Союза.

Оказалось, что 95% всех звездных островов имеют симметричную форму. Лишь у трех из ста галактик трудно заметить какую-либо структуру, и по этой причине они были названы неправильными.

Другой известный астрофизик Вальтер Бааде писал, что «система Хаббла настолько эффективна, что число исключений неправдоподобно мало». Схема Хаббла очень проста: галактики бывают сферическими, эллиптическими, спиральными и неправильными. Вот только га-Схема, показывающая разнообразие форм галактик, была предложена Эдвином Хабблом. Она имеет вид «камертона»: на «рукоятке» изображены эллиптические галактики, на двух ответвлениях – спиральные галактики. В том месте, где ответвления соединяются с «рукояткой», находится чечевицеобразная галактика, которая обладает некоторыми особенностями эллиптических и спиральных галактик.

Галактики делятся на два больших класса. У одних спирали выходят прямо из ядра, а у других – из перемычки, соединяющей спирали с ядром.

Ученые любят все выражать в процентах, и во многих случаях это бывает оправдано, ведь за цифрами всегда кроется какая-нибудь особенность. Половина галактик имеют спирали, а четверть из них видна на фотографиях в виде светлых пятен эллиптической формы. Бесформенных галактик всего 5%. Пятая часть относится к линзообразным, поскольку это – и не эллиптические, и не спиральные галактики.

Цифры всегда скучны сами по себе, если не участвуют в описании какого-нибудь сюжета, который оказывается иногда весьма занимательным. Действительно, почему галактики отличаются друг от друга? Не становятся ли сферические галактики со временем спиральными, которые затем теряют свой узор и превращаются в неправильные? Красоту схемы Хаббла признали все. Пользоваться ею стали на всех обсерваториях, поскольку, как казалось вначале, она вроде бы описывала простую схему возникновения и жизни галактик.

Вообразите гигантское облако газа, из которого со временем образуется галактика с сотней миллиардов звезд. Гравитация будет сжимать облако, а вращение приведет к сплющиванию. Вот и получается, что если галактика вначале имела сферическую форму, то со временем она становилась все более сжатой. А как же появились спирали? Вспомните катание на карусели – круге, вращающемся вокруг оси, проходящей через его центр. Удержаться на нем становится все труднее по мере увеличения скорости его вращения. Так и вещество галактики – оно будет отрываться от экваториальной плоскости, и удаляясь от оси вращения, закручиваться в виде спиралей.

Такая теория объясняла существование всех типов галактик. По этой схеме наша Галактика и туманность Андромеды, которые являются наиболее массивными из всех видимых в наблюдаемой части Вселенной (Метагалактике), должны быть наиболее старыми. Процесс сжатия ускоряется с увеличением массы протогалактического облака. Но такой вывод вряд ли верен, поскольку почти все галактики имеют один и тот же возраст. Есть и другие аргументы против изложенного допущения. Например, почему у «очень старых» неправильных галактик астрономы обнаружили наибольшее количество газа, иногда до трети от массы самого объекта. Как же так, почему у старого объекта есть еще вещество, из которого могут образовываться звезды?

А может быть, каждая из галактик проходит свой собственный путь развития? И что же тогда со временем может получиться из туманности Андромеды или из нашей собственной Галактики? Но в природе всегда множество схожих объектов развивается определенными схожими путями. Какими же?

Большинство из нас знает астрономические объекты, заключенные внутри весьма ограниченного объема пространства – звезды, планеты и их спутники, кометы, астероиды… Но Абдулла Арипов в стихотворении «Безбрежность» верно отметил:

О звездной природе галактик узнали после того, как К. Лундмарк наблюдал звезды на окраинах туманности М 33 в созвездии Треугольника. Через пять лет Э. Хаббл сделал то же и для туманности в Андромеде М 31. В настоящее время самый крупный телескоп способен зафиксировать сотни миллиардов галаклактики делятся на два больших класса. У одних спирали выходят прямо из ядра, а у других – из перемычки, соединяющей спирали с ядром.

Ученые любят все выражать в процентах, и во многих случаях это бывает оправдано, ведь за цифрами всегда кроется какая-нибудь особенность. Половина галактик имеют спирали, а четверть из них видна на фотографиях в виде светлых пятен эллиптической формы. Бесформенных галактик всего 5%. Пятая часть относится к линзообразным, поскольку это – и не эллиптические, и не спиральные галактики.

Цифры всегда скучны сами по себе, если не участвуют в описании какого-нибудь сюжета, который оказывается иногда весьма занимательным. Действительно, почему галактики отличаются друг от друга? Не становятся ли сферические галактики со временем спиральными, которые затем теряют свой узор и превращаются в неправильные? Красоту схемы Хаббла признали все. Пользоваться ею стали на всех обсерваториях, поскольку, как казалось вначале, она вроде бы описывала простую схему возникновения и жизни галактик.

Вообразите гигантское облако газа, из которого со временем образуется галактика с сотней миллиардов звезд. Гравитация будет сжимать облако, а вращение приведет к сплющиванию. Вот и получается, что если галактика вначале имела сферическую форму, то со временем она становилась все более сжатой. А как же появились спирали? Вспомните катание на карусели – круге, вращающемся вокруг оси, проходящей через его центр. Удержаться на нем становится все труднее по мере увеличения скорости его вращения. Так и вещество галактики – оно будет отрываться от экваториальной плоскости, и удаляясь от оси вращения, закручиваться в виде спиралей.

Такая теория объясняла существование всех типов галактик…

…Расстояния до галактик невозможно определить методом параллаксов, так как они слишком далеки. Для этого используют наблюдения цефеид, Новых и Сверхновых звезд, шаровых скоплений, облаков ионизированного водорода и др. В 1912 году В. Слайфер открыл красное смещение в спектрах галактик, которое в сравнении с расстоянием до них и позволило Э. Хабблу установить связь между ними.

Вид галактики связан с ее характеристиками: более яркие галактики являются и более массивными. Масса галактики определяется по кривой скоростей, то есть, зависимости скорости вращения от расстояния до центра галактики.

Кривые вращения показывают также, что в галактиках, возможно, есть значительное количество вещества, которое не проявляет себя в излучении – так называемая «скрытая масса».

Массы же галактик могут быть весьма велики – до нескольких сотен миллиардов масс Солнца, причем, наиболее массивными оказываются эллиптические галактики.

Многие галактики входят в скопления. Наша галактика входит в Местную группу, насчитывающую свыше трех десятков галактик, в число которых входит М 31, одна из самых массивных в Метагалактике, а также около двух десятков карликовых галактик и знаменитые Магеллановы облака – Большое и Малое – спутники Галактики. Центр ближайшего сверхскопления галактик находится в созвездии Девы на расстоянии около 65 млн. световых лет. Оно содержит около 200 галактик высокой и средней светимости, в том числе и ярчайшую из них – «Сомбреро». Ученые считают, что наша Местная система галактик входит в это сверхскопление.

Многие галактики являются источниками радиоизлучения. Среди них выделяются галактики умеренной мощности (N-галактики и сейфертовские галактики). Многие галактики активно излучают избыточное количество коротковолнового излучения. Считается, что его источниками являются электроны, движущиеся в магнитных полях галактик.

Наиболее замечательными и наиболее удаленными от нас галактиками являются квазары – источники необычайно высокого излучения, природа которого до сих пор не разгадана. Астрономы уверены, что в центре квазаров расположена сверхмассивная черная дыра, взаимодействие которой с веществом Галактики и является причиной мощного излучения.

Мы еще не раз вернемся к теме изучения галактик, поскольку она действительно неисчерпаема, и вопросов здесь гораздо больше, чем ответов.