Мыслящая Вселенная - Мизун Юрий Гаврилович (хорошие книги бесплатные полностью txt) 📗
Основная масса пылевого вещества сконцентрирована в плоскости симметрии Галактики. Поэтому просматривать объекты Галактики в этой плоскости довольно проблематично. Зато можно отлично наблюдать объекты, находящиеся далеко от плоскости Галактики.
Межзвездная пыль в Галактике распределена своеобразно. Ее структура неоднородна. Дело в том, что пыль не распределена тонким слоем, а собрана в отдельные облака различной формы и размеров. А это значит, что поглощение света (и вообще излучения) в Галактике также очень разное в разных направлениях. Явно просматривается его пятнистый характер. Учитывать такое поглощение намного сложнее, чем поглощение, равномерно «размазанное» по всему пространству.
Как было бы прекрасно, если бы в Галактике не было пыли, может понять только ученый, исследующий Вселенную. Представим схему, из которой видно, как пыль в Галактике мешает исследовать объекты во Вселенной.
При отсутствии пыли ученый вначале определил бы спектральный класс звезды. Затем он измерил бы ее видимую звездную величину. По полученным данным он бы определил расстояние до звезды. Более того, по спектру звезды можно определить не только спектральный класс, но и последовательность, к которой она принадлежит. Затем по диаграмме спектр — светимость можно определить абсолютную звездную величину звезды. Так мы получим все данные, необходимые для определения расстояния до звезды. Но все было бы прекрасно, только в одном случае — если нет никакого поглощения света, а значит, если нет пыли.
В приведенной выше схеме измерений-вычислений вся информация получается из излучения, из света. Поэтому все эти определения (в частности, расстояния) называются фотометрическими. Но как быть, если межзвездное пространство не является абсолютно прозрачным, а заполнено пылью? Способ один — ввести в проводимые вычисления поправки на пыль. Но для этого о межзвездной пыли надо знать все, или почти все. А это нереально. Вводимые исследователями поправки на пыль не всегда обоснованы, отсутствует информация в должном объеме. Мало того, что пыль поглощает свет, она сама распределена клочками. Значит, таков и характер поглощения. А как это учесть — исследователи не знают. А может, поглощением света пылью следует пренебречь? Ни в коем случае! Судите сами: для звезды, которая находится на расстоянии, равном 1 кпс, и лежит в плоскости Галактики, ошибка в определении расстояния без учета присутствия пыли составила бы 1,5 кпс, то есть 150 %. А это уже не наука, а попадание пальцем в небо.
Межзвездный газ и пыль перемешаны в разных местах Галактики в разных пропорциях. В одних облаках преобладает газ, а в других — пыль. Все это очень сложно учесть корректно, учесть так, чтобы полученный результат был правдоподобным.
ЯДРО ГАЛАКТИКИ
Рассмотрим детальнее структуру Галактики. Начнем с ядра. Ядро Галактики представляет собой утолщение ее в центре. В ядре Галактики сосредоточено большое количество звезд. К сожалению, исследовать все объекты ядра не представляется возможным из-за той же пыли, которой там больше, чем в других частях Галактики. Между Солнцем и центром Галактики имеется большое количество темных пылевых облаков различной формы и толщины. Они закрывают от нас ядро Галактики. Правда, некоторую информацию о ядре исследователям удалось все же получить. Ученые исходили из того, что пылевые облака сильно поглощают только фиолетовые, синие и зеленые лучи. В то же время более длинноволновые желтые и красные лучи они поглощают слабее. Еще более длинноволновые инфракрасные лучи практически без поглощения проходят через пылевые облака. Здесь все зависит от соотношения размеров пылинок и длины
Рис. 4. Вид Галактики при наблюдении ее с ребра
волны данного излучения. Исходя из этого, стали проводить измерения излучений в инфракрасной области спектра. Именно в инфракрасных лучах были впервые прорисованы контуры ядра Галактики. Измерения позволили определить диаметр ядра Галактики. Он оказался равным 1300 пс. Ядро делает форму Галактики весьма своеобразной. Она напоминает не просто диск, а дискообразное колесо, которое имеет в центральной части утолщение — втулку. Если на-
Рис. 5. Галактика NGC 5907, сходная блюдать Галактику со с нашей Галактикой, наблюдаемая с стороны, то есть с ребра, ребра то ее границы должны выглядеть так, как показано схематически на рисунке 4. Там же показано и место нашего Солнца.
Сфотографировать нашу галактику с ребра мы пока что не можем, так как находимся внутри нее. Но мы можем сфотографировать с ребра другие галактики, которые похожи на нашу. На рисунке 5 показана фотография Галактики NGC 5907, которая напоминает нашу Галактику при наблюдении с ребра.
ДВОЙНЫЕ И КРАТНЫЕ ЗВЕЗДЫ
Звездное население нашей Галактики весьма разнообразно. В нем есть разные сословия, отличающиеся не только внешним видом и другими свойствами, но и возрастом. Одиночных подобных друг другу звезд очень много. Другие же в меньшинстве. Таковыми, например, являются двойные и кратные звезды — группы звезд, которые состоят из двух, трех, четырех и т. д. до десяти звезд. В этих группах звезды удерживаются близко друг к другу благодаря взаимному притяжению по закону всемирного тяготения.
Так, в Солнечной системе притяжение огромного массивного Солнца удерживает планеты и другие тела системы. Сила притяжения заставляет планеты двигаться по замкнутым орбитам. Она не позволяет системе распасться.
Двойные и кратные звезды притягивают, удерживают друг друга. Они удерживают и тела меньших масс внутри сравнительно небольшого объема. Двойных и кратных звезд в нашей Галактике не так уж и много. Так, ближайшая к нам звезда альфа Центавра является тройной звездой. Если вокруг этих трех звезд вращаются планеты, подобные нашей Земле, то жители этих планет должны видеть на своем небе три солнца. Одно из них желтое и яркое, как наше Солнце. Второе — несколько менее яркое и оранжевое. Третье — красноватое, сильно уступающее первым двум в своем блеске. Но, так или иначе, все три солнца согревают и освещают все живое на планетах.
Если взять 30 ближайших к нам звезд, то 13 из них тройные системы. Наблюдения за двойными и кратными звездами ведутся уже почти 200 лет. За это время многие из них поменяли свое местоположение друг относительно друга. Проведенные за это время наблюдения дали существенную информацию об этих звездах. Было доказано, что эти звезды движутся под действием силы взаимного притяжения. Так же движутся планеты под действием силы притяжения Солнца. На основании данных, в частности, о скорости движения звезд по их орбитам была рассчитана масса звезд, которые входят в двойные системы. При этом выяснилось, что массы у звезд различны.
Некоторые из этих звезд уступают по массе Солнцу, а другие превосходят его. Но одно характерно для всех звезд — чем больше светимость звезды, то есть чем больше звезда излучает в единицу времени энергии в пространство, тем больше и ее масса. Это значит, что вдвое большей массе соответствует приблизительно вдесятеро большая светимость. Различие в светимостях у звезд гораздо большее, чем различие в массах.
Любопытно, что двойные и кратные звезды не обязательно состоят из звезд одного семейства, одного типа. Они могут состоять из звезд различных типов. Так, звезда белый гигант может комбинироваться с красным карликом, или же желтая звезда средней светимости кооперируется с красным гигантом.
