Остатки распавшихся ассоциаций

 

Когда ассоциация распадается, то звездное скопление, служившее ее ядром, продолжает движение по галактической орбите. Если скопление плотное и звезды близки друг к другу, то оно может путешествовать в Галактике несколько миллиардов лет, не подвергаясь существенным изменениям.

Этим и объясняется то, что мы видим на небе только около 40 звездных ассоциаций и свыше 500 скоплений. Звездные скопления устойчивее и долговечнее ассоциаций.

Тесные кучки Плеяд, Гиад и Яслей способны противостоять разрушающему влиянию приливных сил. Но в конце концов распадутся и они. Дочери титана Атланта и его жены Плейоны – звездочки Астеропа I, Астеропа II, Майя, Тайгета, Целена, Электра, Меропа и Алциона разойдутся по Галактике и будут странствовать в одиночку.

Вероятно, стайка звезд Большой Медведицы раньше была и тесней и многочисленней. Сейчас в ней осталось 11 звезд, и те уже разошлись в стороны. Стайка Большой Медведицы долго не проживет.

Ленинградские астрономы К. Ф. Огородников и Ю. В. Филиппов установили, что звезды Большой Медведицы летят не строго параллельно, их пути в пространстве немного искривлены, звезды постепенно расходятся в стороны.

Через несколько миллионов лет эта стая совсем разбредется, и наши далекие потомки будут находить бывших членов стаи Большой Медведицы только с помощью звездных карт и каталогов.

Когда ассоциация или звездные скопления распадаются, их члены уходят не только поодиночке. Некоторые звезды пускаются в самостоятельное путешествие парами– получаются двойные звезды. Иногда ассоциацию покидают группы звезд, и они дают начало кратным системам.

При этом все неустойчивые образования, вроде трапеций или цепочек или случайные сочетания звезд, немедленно распадаются на одиночные звезды. Выживают и сохраняются только устойчивые группы, способные противостоять разрушающему влиянию галактического вращения.

Так как каждая многократная система состоит из двойных и тройных звезд, то когда она распадается, – образуются двойные и тройные системы.

Этим объясняется сходство строения всех кратных звезд. Они являются звеньями одной цепи – результатом распада многочисленных и сложных звездных ассоциаций и скоплений.

Это сходство доказывает, что звезды действительно зарождаются в Галактике не поодиночке, а выводками, стаями.

Если бы звезды возникали поодиночке, то мы не видели бы на небе ни двойных, ни кратных звезд, а только одиночные.

Замечательное открытие В. А. Амбарцумяна было встречено некоторыми астрономами с недоверием. Они говорили, – звездные ассоциации необычайно рассеяны, их члены раскиданы на больших участках неба. Может быть нам только кажется, что звезды скучиваются, образуя «гнезда». На самом деле это случайное совпадение. И нет никаких оснований утверждать, что звездные ассоциации существуют. Нужны более убедительные доказательства для новой теории.

Доказательства необходимы, и В. А. Амбарцумян совместно с сотрудниками Бюраканской обсерватории их нашел.

 

Решающее доказательство

 

Звездные ассоциации состоят в основном из голубых и белых сверхгигантов, которые светят в тысячи раз ярче Солнца. Такие звезды видны на очень большом расстоянии.

Если звездные ассоциации действительно существуют в нашей Галактике, то они должны быть и у соседей. Там мы сможем их увидеть, голубые сверхгиганты для этого достаточно ярки. Обычные звезды, такие как Солнце, будут казаться издали мельчайшей серебристой пылью. Слабый свет красных карликов почти целиком потеряется по пути. Зато голубые звезды вырисуются особо отчетливо.

Стеклянные глаза телескопов Бюраканской обсерватории уставились на галактики Андромеды, Гончих Псов, Треугольника. Астрономы достали из библиотеки самые лучшие снимки ближайших галактик и стали их изучать.

Возле нашего Млечного Пути, сравнительно недалеко от его края, расположены две небольшие галактики. Они видны на небе южного полушария и выглядят кусками серебристой пыли, оторвавшимися от Млечного Пути. Эти галактики называются Большим и Малым Магеллановыми облаками.

В Большом Магеллановом облаке удалось заметить нечто такое, чего в нашей Галактике наблюдать не приходится. Там среди звезд мерцает зеленоватая туманность. Несмотря на то, что до Большого Магелланова облака 75 000 световых лет, эта туманность видна с Земли даже в полевой бинокль. Она похожа на нашу туманность Ориона – такие же неправильные очертания, такое же зеленоватое сияние, свойственное светящимся газам, но размеры не те, туманность Ориона – пигмей по сравнению с той.

Если бы мы могли поменяться с Магеллановым облаком туманностями, наше небо украсилось бы замечательным светилом. Огромное, яркое, зеленоватое облако заняло бы все созвездия Ориона. Его сияние спорило бы со светом полной Луны, и предметы на Земле в его лучах отбрасывали бы тени. Это сверхгигантская туманность.

Чтобы сфотографировать туманность соседней галактики, на телескоп надели красные очки, то есть красные светофильтры. Они должны были погасить зеленоватое сияние туманности и показать, что находится внутри ее. Красный светофильтр, поглощая зеленоватые лучи светящихся газов, сравнительно свободно пропускает свет звезд.

На фотографии, снятой этим способом, отчетливо выявилось грандиознейшее скопление голубых сверхгигантов. Внутри туманности сгрудилось более сотни звезд класса О. И это была типичная звездная ассоциация, такая же просторная и обширная, как и звездные ассоциации нашей Галактики.

Неподалеку от гигантской туманности, в том же Магеллановом облаке, виднеется другая звездная ассоциация. Ее ядром служит довольно плотное звездное скопление. В центре этого скопления вместо обычной трапеции или цепочки сияет сверхгигантская двойная и переменная звезда S Золотой Рыбки. Одна из звезд, составляющих эту пару, в 60 раз больше Солнца по массе, а другая больше его в 55 раз.

Кроме звездных ассоциаций, в Большом Магеллановом облаке есть и обычные звездные скопления, есть и кратные звезды.

Точно также звездные ассоциации были найдены и в Малом Магеллановом облаке, и в галактике Андромеды, и во многих других галактиках.

Значит, звездные ассоциации не обман зрения, они действительно существуют.

Гипотеза буржуазных ученых об одновременном зарождении всех звезд Галактики потерпела окончательный крах.

Советские ученые вооружены подлинно научным материалистическим мировоззрением, они исследуют природные явления, твердо зная, что в природе нет застоя и неподвижности.

Все в мире находится в состоянии непрерывного движения и изменения, непрерывного обновления и развития. В природе всегда что‑то возникает и развивается, что‑то разрушается.

Открытие звездных ассоциаций и исследование их судьбы блестяще доказывает это положение.

За свои выдающиеся открытия и исследования звездных систем нового типа – звездных ассоциаций – член‑корреспондент Академии наук СССР, президент Академии наук Армянской ССР, директор Бюраканской астрофизической обсерватории Виктор Амазаспович Амбарцумян и старший научный сотрудник Бюраканской обсерватории Беньямин Егишевич Маркарян удостоены Сталинской премии первой степени.

 

Поиски дозвездного вещества

 

Юристы говорят: «Тысяча подозрений не стоят одного доказательства». В справедливости этого изречения много раз убеждались не только юристы, но и астрономы.

Уже прошло почти триста лет, как ученые начали искать место зарождения звезд. Каждый астроном или философ, задумавшийся о происхождении звезд, приходил к мысли, что колыбелями звезд служат туманности.

Кант, рисуя картину мира, считал, что Солнце и звезды возникли из одного огромного облака твердых частичек. Лаплас был убежден, что родителями звезд являются планетарные туманности, английский астроном Джинс в своей гипотезе называл матерью звезд некую первобытную туманность.

Предположения подобного рода совершенно неизбежно приходили на ум ученым, и в самом деле, – кроме звезд в Галактике есть только холодные и рас сеянные газово‑пылевые облака и крайне разреженная материя межзвездного пространства, практически – пустота.

Из чего же могут образовываться звезды?

Самая новейшая, самая современная буржуазная гипотеза, выдвинутая одним американским ученым, утверждает, что звезды возникают из ничего. Но это разумеется, сущий вздор! Гипотеза происхождения звезд из пустоты не может считаться научной гипотезой, это просто рекорд бессмыслицы.

Следовательно, кандидатами в родители звезд остаются пока только одни туманности.

Астрономы обшарили все небо в поисках тех туманностей, в которых могут зарождаться звезды. Ученые предполагают, что будущие звезды формируются в бессветной мгле черных облаков. Это предположение подтверждается тысячей разных подозрений, но доказательств, увы, пока нет ни одного.

И удивляться этому нельзя.

Один из неутомимых разведчиков Вселенной, московский астроном П. П. Паренаго уже много лет изучает строение нашей Галактики и попутно пытается определить точный адрес Солнца в этом звездном городе.

По мнению многих ученых Галактика, в которой мы находимся, похожа на галактику в Треугольнике или на галактику в Большой Медведице. Она тоже имеет спиральное строение, но ее ветви закручены не так туго, не так плотно, как в галактике Гончих Псов.

Звездные струи нашей Галактики более просторны и со стороны кажутся как бы растрепанными.

На краю такой спиральной Галактики располагается чаше Солнце. И было бы интересно выяснить, где оно – в гуще ли звезд, образующих спиральные ветви, или же между ветвями – в черных промежутках.

Еще в прошлом столетии у астрономов зародилось подозрение, что Солнце и ближайшие к нему звезды Толимак, Сириус, Процион, Альтаир поместились как бы на полянке – в области сравнительно бедной звездным населением.

Исследования советских ученых П. П. Паренаго. Б. В. Кукаркина, К. А. Бархатовой подтвердили, что Солнце расположено не в гуще звезд спиральных ветвей, а в промежутке.

Если представить себе Галактику, как большой звездный город, а сгущение звезд в спиральных ветвях, как кварталы этого города, то Солнце в нашу эпоху переходит широкий и пустынный проспект. Оно одинаково удалено от звездных кварталов, сверкающих по обе стороны этого проспекта.

Наши астрономы имеют все основания сетовать на свое положение. Земля вместе с Солнцем оказалась не только на задворках Галактики – где‑то близ околицы звездного города, и не только в самой запыленной и задымленной ее части, то есть возле средней плоскости Галактики, но и вдобавок на пустыре – между спиральными ветвями. Все самые интересные светила удалены от нас.

Мы можем гордиться успехами ученых, которые, находясь в исключительно неблагоприятной позиции, все же сумели узнать многое о Галактике.

Ученым трудно проникнуть в тайну формирования звезд – их родина, повидимому, находится слишком далеко от нас, а современные инструменты и способы исследования еще недостаточно совершенны, чтобы помочь астрономам взглядом и мыслью проникнуть в недоступные области Галактики.

Астрономы пока еще не могут установить и доказать родство звезд и облаков космической пыли или найти то, пока еще неизвестное науке, дозвездное вещество, которое служит материалом для звезд. Остаются только одни догадки.

Солнечная система находится между спиральными ветвями Галактики.

 

Среди звезд можно подобрать небесные тела самой различной плотности – от тысячи тонн в одном кубическом сантиметре до сотых долей грамма в одном кубическом метре. Плотности вещества звезд составляют непрерывную последовательность – своеобразную лесенку, например:

Арктур – альфа Волопаса 0,0012 т. е. 1,2·10^‑3

Бета Лиры 0,0003 – 3·10^‑4

Денеб – альфа Лебедя 0,00002 – 2·10^‑5

Дзета Возничего 0,000003 – 3·10^‑6

Бетельгейзе – альфа Ориона 0,0000002 – 2·10^‑7

S Золотой Рыбки 0,00000003 – 3·10^‑8

Затем по порядку убывающих плотностей идет величайшая из самосветящихся звезд VV Цефея. Ее плотность еще меньше, чем у S Золотой Рыбки. Один грамм вещества VV Цефея распылен на 125 кубических метров объема.

С открытием инфракрасных несветящихся звезд лесенка плотностей может быть продолжена еще на одну ступеньку. На звезде эпсилон Возничего один грамм вещества распылен на 1600 кубических метров.

Вещество туманностей разрежено гораздо сильней, чем в звездах. Советскими учеными установлено, что видимые на небе темные и светлые туманности в наиболее плотных частях имеют один грамм вещества на его тысяч кубических километров. Именно километров, а не метров! Плотность туманностей более чем в миллиард раз меньше, чем плотность самых разреженных звезд.

Разрыв между ними огромный.

Если звезды образуются из туманностей, то этого разрыва быть не должно. На лесенке плотностей, на пустующих ступенях между звездами и туманностями надо искать неизвестные еще науке небесные тела, которые получили заочно название протозвезд – первоначальных, первобытных звезд.

 

Глобулы и радиозвезды

 

Не так давно, в 1947 году, американскому астроному Боку посчастливилось разглядеть нечто похожее на протозвезды.

В созвездии Стрельца есть сравнительно крупная и яркая туманность Трифид или Трилистник. Свое название Трифид получила благодаря узким и темным полосам, которые делят ее на три части и делают похожей на листок клевера.

Сама по себе туманность Трилистник ничего особенного не представляет – обыкновенная светлая туманность. Но в пространстве между нами и Трилистником оказались какие‑то темные небесные тела. Они довольно четко вырисовываются на светлом фоне туманности и имеют вид круглых пятнышек.

Новинка вызвала живейший интерес среди ученых Было установлено, что круглые пятнышки являются небольшими темными туманностями шарообразной формы.

Новый вид туманностей получил название глобул, то есть шариков.

Глобулы невелики. Маленькие глобулы имеют в поперечнике около тысячи миллиардов километров, а большие – раз в десять крупнее.

На фоне туманности Трилистник видна группа шарообразных темных туманностей – глобул.

 

Туманности‑шарики гораздо меньше обычных облакоподобных туманностей.

Кроме разницы в размерах, между глобулами и гуманностями есть и более существенные различия. Свет далеких звезд проходит сквозь туманность сравнительно свободно. Он ослабевает только процентов на 10. Туманности прозрачны. Глобулы гораздо плотнее – свет звезд, находящихся позади глобул, тоже пробивается сквозь них. Глобулы тоже прозрачны, но не так, как обычные туманности. В глобулах застревает почти 90 % света. В маленьких же и, видимо, очень плотных глобулах застревает 99 % света. Они почти непрозрачны.

Другое важное отличие глобул – их форма. Они совершенно непохожи на расплывчатые, неопределенные очертания туч космической пыли. Глобулы – шары. И это роднит их со звездами.

Плотность вещества глобул и их шаровая форма невольно заставляют думать, что глобулы могут быть предками звезд. Возможно, что со временем, постепенно уплотняясь и разогреваясь, глобулы станут сначала инфракрасными, а затем и обычными звездами. Вещества в глобулах достаточно много – масса маленькой глобулы примерно такая же, как и у Солнца. Большие глобулы раз в 10–15 массивнее Солнца.

Очень характерно то, что глобулы виднеются стайкой, представляя собой нечто вроде скопления или ассоциации.

После открытия глобул лесенка плотностей звезд и туманностей приняла такой вид:

 

Туманности академика Шайна

 

Поразительное открытие сделал директор Крымской астрофизической обсерватории академик Г. А. Шайн. Он фотографировал участок неба возле звезд мю и эта Близнецов. Первый снимок был получен 8 февраля 1950 года, второй на день позднее – 9 февраля 1950 года.

И вот на втором снимке отчетливо выявилось, что маленькая, неправильной формы туманность, светившаяся возле эты Близнецов, в действительности не такая, какой она до сих пор казалась. У нее виднелся только один ее край, освещенный ближайшими к ней звездами. На фотографии вырисовалась ее подлинная шаровая форма.

На этом же снимке возле звездочки эта Близнецов виднеется нечто совсем необычное. К сожалению круги ореола, которые получаются на снимках звезд, мешают как следует рассмотреть новую туманность – ее размеры случайно совпали с размерами ореола. Но все же можно различить строение удивительной туманности – какие‑то струйки, волокна, изогнутые нити. Что это такое – пока еще неизвестно – возможно новый вид туманностей, который к тому же появился почти что на наших глазах, ведь на снимке 8 февраля вокруг эты Близнецов не было никаких признаков туманности, а к 9 февраля она уже появилась.

Другое важное открытие было сделано с помощью радиотелескопа.

Радиотелескоп представляет собой мощный коротковолновый радиоприемник с огромной чашеобразной антенной. Антенна служит объективом этого телескопа, а приемник – окуляром. Чаша антенны, поворачиваясь, как бы обшаривает небо, а астроном возле радиоприемника выслушивает его. Такой слушающий телескоп позволяет принимать радиоизлучение видимых и невидимых небесных тел.

Радиоизлучение ночного неба исходит из области неба, занятой лентой серебристой пыли Млечного Пути. Но разные участки Млечного Пути посылают нам сигналы неодинаковой мощности. Излучения из одних участков мало, тогда как из других, на вид точно таких же, велико.

Сила сигналов тоже неодинакова, она то нарастает, то ослабевает, меняясь примерно так же, как изменяется блеск переменных звезд.

К сожалению точность наведения радиотелескопов еще незначительна. Нацелить радиотелескоп, также как и оптический телескоп, не удается. Но все же установлено, что источниками радиоизлучения являются тела, которые по своим «видимым» размерам раз в десять меньше полной Луны, то есть если бы мы могли их увидеть, то они имели бы вид «пятачков» диаметром в несколько угловых минут.

Эти участочки неба, посылающие радиоизлучения, получили название радиозвезд.

Московский астроном И. С. Шкловский, занятый изучением радиозвезд, предполагает, что даже в окрестностях Солнца радиозвезд в несколько раз больше, чем обычных звезд.

Исследование загадочных «пятачков» с помощью обычных телескопов результатов не дало. Там виднеется несколько слабеньких звезд, и кроме них нет ничего. Не помогло и фотографирование в инфракрасных лучах. Радиозвезды – невидимки.

Многие радиозвезды находятся в тех же областях неба, где расположены звездные ассоциации.

Может быть радиозвезды и есть те самые протозвезды, из которых образуются настоящие звезды.

Радиотелескоп – прибор для улавливания радиоизлучения небесных светил.

 

Ближайшая колыбель звезд

 

Открытие звездных ассоциаций повлекло за собой новые энергичные поиски дозвездного вещества. Ведь ассоциации молоды, в них могут оказаться остатки того дозвездного вещества, из которого только что сформировались звезды.

Астрономы снова стали фотографировать и исследовать звездные скопления и ассоциации.

Плеяды – звезды, повидимому, не очень старые, это главным образом голубые, белые и желтые гиганты. Плеяды, так же как и ассоциация Ориона, погружены в газово‑пылевую туманность. Рассеянное вещество, словно светящаяся вата, обертывает каждую из плеяд.

Видны признаки пылевого вещества и в других звездных скоплениях.

Особое внимание разведчиков Галактики привлекает туманность Ориона. Она ведь не так мала, как это кажется, когда ее наблюдают в бинокль. При малом увеличении мы видим только ее центральную, наиболее яркую часть. Мощный телескоп показывает, что гуманность обнимает все созвездие Ориона, и ее края, постепенно слабея, незаметно сливаются с тьмой окружающего пространства.

Ученых заинтересовало удивительное совпадение – в большой туманности Магелланова облака находится многочисленное скопление голубоватых гигантов, и в нашей туманности тоже есть скопление таких же звезд. Туманность Магелланова облака велика, и гигантов в ней около сотни, наша туманность меньше, и звезд в ней только двадцать.

Такую же картину представляет собой туманность, окутывающая Плеяды.

Совпадение ли это? Нет ли родственных связей между туманностями и звездами? Может быть и в самом деле туманность Ориона является ближайшим к нам облаком дозвездного вещества?

Странным кажется также другое обстоятельство.

Астрономы сфотографировали несколько участков неба возле туманности Ориона и в ней самой. Затем выделили на этих фотографиях по два‑три небольших, но совершенно одинаковых квадратика. Одни квадратики были взяты там, где нет никаких признаков свечения разреженных газов и пыли, другие – в темных, слабосветящихся частях туманности, третьи – в ее светлых частях. Затем в этих квадратиках пересчитали все неправильно‑переменные звезды. И оказалось нечто совершенно удивительное.

Туманность, окутывающая звездное скопление «Плеяды».

 

На соседних с туманностью участках неба в каждом квадратике светится в среднем по 5–6 неправильно‑переменных звезд.

В темных частях туманности в квадратиках нашлось до 158 таких же звезд.

А в светлых частях туманности неправильно‑переменных звезд насчитывается еще больше – до 328.

Неправильно‑переменные звезды и в их числе «беспокойные» красные карлики выказывают явное предпочтение туманности и особенно ее светлым центральным областям. Неправильно‑переменных звезд в туманности Ориона больше раз в 50, нежели вне ее.

И это не случайность. «Беспокойные» красные карлики и на других участках неба встречаются преимущественно на краях темных и светлых туманностей.

В природе нет сил, которые сводили бы звезды определенного типа в одно место.

Наоборот, галактическое вращение стремится перетасовать все звезды, разрушить все скопления, выравнять скорости звезд.

Звезды не могли сойтись в туманности.

Но если такое скопление неправильно‑переменных звезд существует и не распалось, то остается предположить, что оно молодо.

А это заставляет думать, что туманность Ориона является ближайшей к нам колыбелью молодых звезд.

И как знать – может быть, глядя на туманность Ориона, мы, сами того не подозревая, смотрим на родину нашего Солнца.

Туманность Ориона.

 

Наше Солнце в молодости

 

Наблюдения и открытия ученых последних лет еще очень разрозненны и отрывочны. Они не дают общей и цельной картины рождения и развития звезд. Но все вместе взятое – и глобулы, и туманности, замеченные Г. А. Шайном, и радиозвезды, и «нашествие» неправильно‑переменных звезд в туманности Ориона, изобилие «беспокойных» красных карликов в темных туманностях – все это говорит об одном: между темной космической материей и звездами несомненно имеется родственная связь.

В Галактике существуют крупные массы дозвездного вещества, и из него формируются звезды, которые иногда превышают по массе Солнце более, чем в сто раз!

Каким путем в облаке темного дозвездного вещества возникает звезда – сказать трудно, но вполне возможно, что звезды образуются тем же самым путем, каким образуются планеты. Разница заключается в иных масштабах и в отсутствии в семье новорожденных звезд центрального светила.

В облаке твердых частиц дозвездного вещества возникают центры сгущений, вокруг них растут клубки пылевой материи. Точно также, как и у планет происходит суммирование моментов количества движения частиц. Клубки начинают вращаться. Будущие звезды постепенно увеличиваются, их вещество уплотняется.

По мере увеличения массы и уплотнения вещества возрастает скорость вращения.

Уплотняясь, вещество протозвезды разогревается. С увеличением ее массы возрастает давление в ее центре. Хотя атомы химических элементов и очень прочны, но все же их сопротивление раздавливанию не беспредельно. При достаточно большом давлении ломаются даже ядра атомов.

Разрушение ядер атомов заставляет вещество преобразовываться в излучение, в теплоту. Температура в центре звезды поднимается на миллионы градусов.

Начинается борьба притяжения и отталкивания – тяготение против высокой температуры и лучевого давления. В борьбе противоположных сил из протозвезды формируется звезда.

В зависимости от условий, в каких происходит эта борьба – от плотности облака дозвездного вещества, от скорости роста массы звезды, от того, где звезда возникает – в центральных частях облака или с краю, – образуются звезды разных типов. Могут получиться голубые, белые, желтые, красные гиганты и сверхгиганты, солнцеподобные звезды и субкарлики и карлики.

Например, в скоплении Плеяд много голубых гигантов, но нет ни одного красного гиганта, а в Гиадах, наоборот, есть красные гиганты, а голубых – ни одного.

Звезда растет до тех пор, пока вокруг нее есть достаточно обильный запас «подножного» корма, или же до тех пор, пока она не разогреется настолько, что жар и давление ее лучей не начнут испарять и разгонять сгустившийся вокруг нее рой дозвездных частиц, а возросшая скорость вращения воспрепятствует присоединению новых частиц.

Вот этот‑то процесс одновременного роста массы звезды, ее температуры и скорости вращения делает невозможным образование архигигантских звезд. Накопление массы прекращается как только температура звезды и скорость ее вращения переступят определенный предел. Чрезмерно массивные звезды неустойчивы, и потому их и не существует. А в центре облака дозвездного вещества не может сформироваться особо большая звезда, вместо нее возникает либо скопление белых гигантов, либо трапеция или цепочка.

Московская обсерватория Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга.

 

 

Глава двенадцатая