Очерки о Вселенной
Шрифт:
Каждая из них при вспышке выбрасывает массу в 10-4-10-5 масс Солнца, и таких вспышек в нашей Галактике ежегодно происходят десятки. Если за время существования земной коры новые звезды в Галактике всегда вспыхивали так же часто, как сейчас, то за это время они извергли в межзвездное пространство столько же газа, сколько его было поставлено планетарными туманностями. Еще столько же дают, по-видимому, и вспышки сверхновых звезд.
Звезда Вольфа - Райе теряет в год около 10-5 массы Солнца путем непрерывного выбрасывания атомов со своей поверхности. По-видимому, такой процесс длится у нее около десяти тысяч лет. Два разных способа оценки числа звезд Вольфа - Райе в Галактике согласно приводят к числу в четыреста тысяч. Если такая пропорция существовала в Галактике все время с тех пор, как родилась Земля, то, значит, за это время межзвездное пространство приобрело массу газа,
Если звезды Вольфа - Райе способны так энергично выбрасывать атомы даже не десять тысяч лет, а только десять лет, то и тогда их роль как поставщиков газа в пространство не уступала бы роли планетарных туманностей и новых звезд. В какой-то мере даже наше Солнце и все звезды теряют вещество со своей поверхности, заполняя им окружающее пространство.
Если учесть еще, что, вероятно, все звезды, а не только указанные выше, поставляют в межзвездное пространство свой газ (путем выброса протуберанцев или иначе), то окажется, что масса газа, выброшенного звездами за время существования Галактики, может быть, даже превосходит наблюдаемую в ней теперь массу диффузной материи. А тогда нужно сделать вывод, что масса диффузной материи не только прибывает, но и убывает. Куда она может убывать? Очевидно, она снова конденсируется в более плотные тела - в звезды и т. п.
Итак, все перечисленные звезды, являющиеся источником разреженного газа, за время, несомненно меньшее, чем время существования Галактики, рассеяли в пространство массу газа, из которой колено было бы сделать по меньшей мере миллиарды солнц.
Различные способы оценки количества диффузной материи в Галактике (как в форме газа, так и в форме пыли) приводят к значениям, содержащимся между 108 и 1010 масс Солнца. Таким образом, газа, выброшенного звездами, совершенно достаточно, чтобы образовать все существующие газовые туманности и межзвездную газовую среду и даже пылевые туманности (светлые и темные). Изложенный выше вывод автора этой книги о большой космогонической роли диффузных туманностей и продолжающемся процессе их формирования в Галактике был отмечен Всесоюзным совещанием по звездной космогонии (происходившим в Москве в мае 1952 г.) в числе наиболее значительных достижений советской звездной космогонии.
К настоящему времени представление об огромности массы газа, выбрасываемой звездами, и о том, что она снова становится материалом, из которого конденсируются звезды, стало общепринятым. Конечно, возможно и необходимо, чтобы первые поколения звезд каждой галактики возникали из «первичного» газа, происшедшего не из звезд, а иным путем.
Не следует думать, что намеченный нами круговорот газа и звезд вызывает вечное повторение пройденного. Как и круговорот жизни на Земле, круговорот во Вселенной ведет к изменениям. Теперь на Земле растения и животные уже не те, какие, погибая, удобряли собой Землю миллионы лет назад. Излучение звезд сопровождается превращением их водорода в гелий, а в их недрах, по-видимому, происходит возникновение тяжелых химических элементов. Поэтому химический состав звезд изменяется, и потому меняется состав выбрасываемых ими газов, из которых потом возникают другие звезды. Состав рождающихся сейчас звезд иной, чем он был у звезд, рождавшихся ранее, и не все вещество звезд распыляется в пространство. Количество газа в звездных системах постепенно убывает. ^Наблюдения показывают, что есть звезды, богатые водородом или металлами или же бедные ими. По-видимому, это звезды разных периодов образования, сгущавшиеся из газа, имевшего разный химический состав и не всегда, или по-разному «варившегося» в недрах звезд.
В противоположность этому академик В. А. Амбарцумян полагает, что туманности и горячие звезды возникают одновременно из какой-то сверхплотной формы вещества, что в основном туманности образуются не за счет выброса газа звездами, хотя такой выброс значительных масс он не отрицает.
Возникает вопрос, могли ли газы образовать межзвездную космическую пыль? По этому поводу только совсем недавно кое-что выяснилось. На основе выводов о процессе конденсации металлических паров на твердых телах некоторые ученые считают возыэж-ным конденсацию газовых молекул на частицах космической пыли благодаря разности температур этих частиц и межзвездного газа. Энергия столкновения атома с пылинкой быстро излучается в пространство или частично переходит во внутриатомную энергию, так что пылинка, остается холодной. За миллиард лет масса частицы, которая вначале, может быть, чрезвычайно мала, достигнет 10-15 г, как показывают подсчеты, а это уже масса частиц темных туманностей.
Ядра конденсации ничтожно малых размеров могли возникнуть при разрушении таких тел, как ядра комет. Достаточно, чтобы ничтожная часть всей космической пыли имела такое происхождение, и это обеспечит дальнейший рост массы каждой пылинки.
Известный процент атомов с малыми скоростями может и непосредственно вступать в молекулярные соединения, а затем и в группы молекул, т. е. в зародыши пылинок.
Там, где выброшенные звездами газы собираются в облака и образуют таким образом диффузные туманности, они могут светиться, если есть достаточно горячая звезда, могущая возбудить их свечение. Когда в таких туманностях накопится достаточно много твердых частиц, образуется темная пылевая туманность, светящаяся, если поблизости окажется достаточно яркая, хотя бы и не горячая звезда. Некоторые ученые развивали теорию роста метеоритных пылинок путем соединения одних из них с другими, более мелкими пылинками.
Мы подошли к вопросу о происхождении звезд.
Происхождение звезд
Вопреки упоминавшимся реакционным попыткам объявить весь мир и все звезды возникшими одновременно 2-3 миллиарда лет назад, мы имеем много свидетельств того, что все звезды, даже в нашей Галактике, не могли возникнуть в одно время. Среди звезд имеются, несомненно, и более «старые» и более «молодые».
Быть может, кое-где рождение звезд происходит в нашей Галактике и в настоящее время. Звезды, которые мы видим, - это по большей части не обитатели детского сада или дома для престарелых. Нашу звездную систему в целом надо считать находящейся в расцвете своей жизни, хотя в ней есть, несомненно, и зтарики и новорожденные, которых мы только учимся отличать друг от друга. Плодотворное представление о том, что звезды возникают в нашей Галактике и в настоящее время, впервые было высказано в 1947 г. В. А. Амбарцумяном. Это представление стимулировало развитие целого ряда исследований, подтверждающих различие возраста различных звезд и их систем.
Убедительным доводом в пользу молодости звезд являются случаи, когда они наблюдаются расположенными в ряд, цепочкой или же образуют кучку - ассоциацию, но не столь тесную, чтобы она сдерживалась взаимным тяготением. Особенный интерес представляет открытие, сделанное Хорбигом на Ликской обсерватории. Он обнаружил в созвездии Ориона несколько очень слабых звездочек, из которых каждая окружена крошечной туманной оболочкой с необычайным характером свечения. Звездочки эти довольно холодные и сходны с неправильными переменными звездами типа Т Тельца, имеющими небольшую светимость. В 1954 г. Хербиг обнаружил в этой тесной кучке туманных звездочек две новые звездочки такого же вида, которых на снимке 7 лет назад не было видно. С тех пор эти звездочки не меняют своего блеска.
Рис. 193. Звезды Хербига
Возможно, что в данном случае наблюдалось рождение звезд, которые со временем станут переменными звездами типа Т Тельца, также часто связанными с необычными слабыми туманностями.
Не сгущаются ли звезды из межзвездной пыли?
В обычных пылевых туманностях нет явных признаков превращения их вещества в звезды. Недавно были открыты очень маленькие, пылевые туманности, производящие однако, заметное поглощение света. Их назвали глобулами, и сравнительно небольшое число их видно только на фоне некоторых светлых и больших туманностей. Некоторые думают, что дальнейшее сжатие глобул, несомненно содержащих и газ, приводит к их разогреванию и свечению, к их превращению в газовые звезды. Но откуда в звездах, возникших таким путем из межзвездной пыли, возьмется такое большое количество водорода, какое обычно в них содержится, - неясно. Некоторые допускают, что среди межзвездной пыли должно быть много замерзших газов, содержащих очень обильный во Вселенной водород.
Одними из наиболее молодых звезд большинство астрономов считает также самые массивные и в то же время самые горячие звезды. Они расходуют свою энергию так щедро, так расточительно, что обанкротились бы давным-давно, если бы они давно и возникли. Если мы их еще видим сейчас в состоянии такого расходования энергии, значит, они вступили на путь мотовства лишь недавно, - не более 10 миллионов лет назад. Мы не знаем ведь других звезд со столь же большой или большей массой, но более бережливых, которые можно было бы считать находящимися на стадии развития, предшествующей горячим гигантам. К молодым звездам относят некоторые переменные звезды.