Сокровища звездного неба

Зигель Феликс Юрьевич

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.