Страница 7 из 72
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 туманностей есть 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 (10-30 г/см3) 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.