Путешествие в область загадок

 

Вторую звезду в ручке ковша Большой Медведицы арабские астрономы назвали Мицаром, а слабенькую звездочку, сидящую на Мицаре словно всадник, – Алькором. Мицар и Алькор – первая двойная звезда, замеченная людьми.

Впоследствии, когда для разведки звездных миров применили сложные и точные инструменты, ученые убедились, что Мицар только кажется одиночкой, на самом деле это двойная звезда и надо различать Мицара А и Мицара Б.

Оба Мицара обращаются друг возле друга, но промежуток между ними так мал, что издали они выглядят как одна звезда.

Таким образом, Мицары с Алькором‑Всадником составляют тройную систему. Из них две звезды расположены рядом, а третья – поодаль.

Ученые нашли на небе много тройных звезд и заметили в их расположении нечто странное.

Вот, например, наш сосед Толимак или альфа Центавра. У него, так же как и у Мицара, есть маленький и далекий спутник – Проксима или Ближайшая. Но Толимак – тоже тесная двойная звезда. Таким образом, альфа Центавра является тройной системой, в которой Толимак А и Толимак Б находятся друг возле друга, а Проксима в стороне.

Типичная тройная звезда.

 

И сколько бы тройных звезд ни находили астрономы, они неизменно убеждались, что почти все они построены как бы по одному шаблону – две звезды вместе, а третья поодаль.

Почему это так? Казалось бы, три звезды могут располагаться по углам любого треугольника. Но нет – тройные звезды обязательно составляют остроугольный треугольник, у которого один катет не менее, чем в 5 раз, больше другого катета.

Случайностью это явление объяснить нельзя. Тут явно кроется какая‑то закономерность.

Заинтересованные особенностью тройных звезд астрономы стали изучать четверные звезды, и выяснилось, – они тоже подчинены определенным правилам.

Две звезды посажены вместе, третья – поодаль, а четвертая – еще дальше.

Но, наряду с этим порядком, встречается и другая комбинация звезд. Примером может служить эпсилон Лиры – звездочка, блистающая недалеко от Веги.

В трубу, увеличивающую в 170 раз, эпсилон Лиры выглядит обыкновенной двойной звездой. Более мощные инструменты показывают, что каждая звездочка этой пары тоже двойная. Эпсилон Лиры – четверная система, состоящая из двух тесных пар, разделенных сравнительно большим промежутком.

Типичная четверная звезда.

 

Встречается также третье сочетание – четыре звезды располагаются по углам четырехугольника, похожего на трапецию. Именно такая трапеция блистает в центре туманности Ориона. Она уже давно привлекает внимание астрономов, и они дали этой четверке звезд собственное имя: Трапеция.

Трапеция Ориона не единственная на небе. Кроме нее ученые нашли еще около сорока других звездных четырехугольников. Думать, что все эти трапеции возникли случайно – не приходится. Вероятнее предположить, что существование подобных звездных систем нельзя объяснить случайностью – их слишком много.

Трапеция Ориона.

 

Среди пятерных звезд тоже заметен определенный порядок, напоминающий расположение тройных и четверных звезд.

Часто встречаются пятерные системы, у которых две тесные звездные пары находятся на некотором отдалении друг от друга, а возле одной из пар, чуть в сторонке, виднеется пятая звездочка.

Типичная пятерная звезда.

 

И шестерные, и семерные, и десятерные звезды тоже подчиняются общему порядку.

И именно это является замечательной особенностью кратных звезд: все они, кроме трапеций, соблюдают один порядок. Если от пятерной звезды отнять пятую звездочку, – получится система, похожая на эпсилон Лиры; если отнять тесную пару звезд, – останется система, подобная Мицарам с Алькором. Как слова составляются из слогов, так и все кратные системы слагаются из двойных и тройных звезд.

От исследования кратных звезд ученые перешли к более сложным звездным объединениям – к звездным стаям, которые обычно называют движущимися или рассеянными скоплениями.

На нашем небе самое яркое скопление – стайка звезд, образующих серебряный ковш Большой Медведицы. Две звезды – крайняя в ковше и последняя в ручке – чужаки, они не принадлежат к этому скоплению и с течением времени уйдут в сторону.

Пять средних звезд Большой Медведицы и еще несколько звездочек, расположенных поблизости, составляют как бы одно семейство. Все они примерно одинаково удалены от Солнца и летят в пространстве все вместе, дружно, как стая перелетных птиц. У этих звезд почти одинаковые скорости и общее направление движения – они приближаются к нам.

Некоторые ученые считают, что к стае Большой Медведицы принадлежит еще около 25 звезд, рассыпанных по другим созвездиям, но это предположение еще не доказано.

Другая столь же хорошо знакомая нам стайка звезд сверкает в созвездии Тельца, она расположилась на спине этого небесного животного и известна под разными названиями: Плеяды, Утиное гнездышко, Стожары, Семь сестер и т. п. Утиным гнездышком Плеяды прозваны за то, что держатся, как утиный выводок, тесной кучкой. Человек с обычным зрением видит в Плеядах 6–7 звезд, с хорошим – до 11, а всего в этой стае насчитывается около 80 звезд.

Недалеко от Плеяд, возле яркого Альдебарана, который служит глазом Тельцу, расположились Гиады. В этой стае насчитывается до 140 звезд.

Движение звезд, составляющих звездную стаю Гиад.

 

В созвездии Рака есть стайка, названная Яслями. Очень красивая и яркая стая звезд образует созвездие Ориона. Ученые насчитывают на небе до 500 звездных стай или скоплений.

В скоплении Большой Медведицы есть и двойные и тройные звезды. В Орионе блистает его знаменитая Трапеция.

Совсем недавно В. А. Амбарцумян в некоторых стаях обнаружил новую очень своеобразную группировку звезд, названную им цепочкой. Несколько звезд, расположенных примерно на равных расстояниях друг от друга, образуют прямой или слегка изогнутый ряд или цепочку.

Движущееся звездное скопление, наблюдаемое в созвездии Близнецов. В голове этой стаи находится несколько крупных и ярких звезд.

 

Особенности размещения звезд в скоплениях из‑за их тесноты заметить все же довольно трудно, и не это заинтересовало ученых.

Загадочным является само существование звездных стай.

Как они могли образоваться?

Почему они обладают примерно равными скоростями и мчатся в одном направлении?

Может быть одиночные звезды, странствуя по круговым дорогам Галактики, как пешеходы по шоссе, собираются компанией, чтобы вместе коротать долгий путь?

Повидимому, это не так.

Встреча даже двух звезд – событие невероятное, а объединение нескольких десятков отдельных и независимых звезд – дело и подавно невозможное. Даже более того, звезды не только не могут объединяться в стаи, но и существующие стаи должны распадаться.

Все движущиеся скопления находятся внутри предела Роша нашей Галактики. Они подвержены действию приливных сил. В каждой стае звезды, более далекие от центра Галактики, вынуждены отставать, более близкие – забегать вперед. Притяжение к центру Галактики неминуемо должно растаскивать звезды вдоль по орбите скопления.

Правда, взаимное тяготение звезд скрепляет стаю, оно удерживает звезды друг возле друга. Между тяготением и приливными силами происходит борьба. Очень тесную группу небесных тел приливные силы расторгнуть, не в состоянии. Например, их действие совершенно незаметно на нашей планетной системе. Планетная система слишком мала – она имеет всего лишь 12 миллиардов километров в поперечнике. На такие маленькие системы, да еще скрепленные могучим тяготением центрального светила, приливные силы Галактики действовать не могут. Тяготение Солнца велико, а приливные силы Галактики, по сравнению с тяготением Солнца, настолько ничтожны, что их действие даже учесть нельзя.

 

Звездные стаи распадаются

 

Иное дело – звездные стаи. Их поперечники измеряются тысячами и десятками тысяч миллиардов километров. На таких протяженных системах приливное действие сказывается сильнее. Приливные силы действуют медленно но неумолимо. Распад стай неизбежен. Разница будет только в сроках. Протяженные и разреженные стаи рассеиваются быстрей, маленькие и более плотные – медленней.

В. А. Амбарцумян, исследовавший движение звезд в рассеянных скоплениях, доказал, что между звездами скоплений происходит перераспределение скоростей, то есть притяжение звезд друг к другу ускоряет движение одних звезд и замедляет движение других.

В первую очередь это сказывается на звездах малой массы. С ними происходит примерно то же самое, что и с кометами в солнечной системе. Тяготение более массивных планет заставляет кометы изменять свои орбиты и даже вышвыривает за пределы досягаемости солнечного тяготения.

В звездных стаях притяжение гигантов изменяет орбиты карликов и разгоняет их. Великаны как бы вытесняют всех, уступающих им по массе. Слабейшие уходят друг за другом. Стая редеет и постепенно рассеивается. Словом, судьба звездных стай предрешена, звезды стаи должны разойтись, а стая – исчезнуть.

Но, словно наперекор всем законам, всем вычислениям астрономов, на небе сверкают Плеяды, Гиады, Ясли. Несмотря на свою недолговечность, звездные скопления существуют. Они почему‑то до сих пор не рассеялись. Как это объяснить, – ученые не знали.

Загадка оставалась нерешенной до 1947 года.

В. А. Амбарцумян в течение нескольких лет изучал размещение на небе звезд различных типов. Уже многие ученые начинали подобную работу. Все они замечали, что звезды распределены на небе неравномерно. Например, яркие белые звезды явно предпочитают одни участки неба и словно избегают других. Ученым казалось эго делом случая. Никакого объяснения группировкам звезд найти не могли и, не доведя свои исследования до конца, оставляли их.

В. А. Амбарцумян начал исследования с наиболее редкостных «диковинных» звезд: типа WR, класса О, белых гигантов, похожих по своему спектру на S Золотой Рыбки, и с маленьких «беспокойных» красных карликов. Эти красные карлики отличаются необычайной изменчивостью блеска. Они не придерживаются никаких сроков и правил: то внезапно разгораются, то также неожиданно угасают, проявляя все признаки бурных и беспорядочных извержений в их недрах. Их блеск напоминает свет большого костра, в который навалили очень много дров, – то взметнется язык яркого пламени и все осветит вокруг, то он также неожиданно исчезнет в клубах густого дыма.

Эти «беспокойные» карлики еще не изучены, и что на них происходит – не выяснено.

В Бюраканской обсерватории, где работает В. А. Амбарцумян, на карты неба нанесли порознь все известные ученым «диковинные» звезды: на одну – все звезды WR, на другую – «беспокойных» карликов и т. д.

Можно было ожидать, что в областях, более удаленных от центра Галактики, «диковинных» звезд окажется меньше, а возле созвездия Стрельца, где расположен центр Галактики, этих звезд будет больше.

Примерно так и получилось, но не совсем.

Редкостные звезды показали явное стремление собираться на отдельных участках неба. Они подобно грибам в лесу гнездятся кучками, группами, семьями.

Почему грибы растут гнездами – понятно, они дети одной матери. Грибы одного гнезда возникают от широко разветвленной йод землей грибницы. И такое грибное семейство может охватывать десятки квадратных метров.

Но почему звезды на небе размещаются гнездами – было непонятно.

Амбарцумян назвал найденные им группы звезд – звездными ассоциациями, то есть содружествами. Название это, как мы увидим, не вполне точное.

Распределение на небосводе ярких белых звезд класса В.

 

Астрономы Бюраканской обсерватории заинтересовались – а как размещены на небе звезды обычных типов? Оказывается, эти звезды распределены более или менее равномерно, они не скучиваются. Амбарцумян обратил внимание на то, что гнездятся только звезды, которые никак нельзя причислить к «старикам». И бурные звезды WR и белые гиганты с их огромными массами и светимостями – почти несомненная молодежь.

И вот эта‑то звездная молодежь образует ассоциации!

Амбарцумян ухватил кончик путеводной нити, потянул за него, и перед ним начала разворачиваться цепь замечательных открытий.

Ассоциации молодых звезд очень обширны. Они гораздо больше звездных скоплений и занимают огромные пространства.

Следовательно, приливные силы Галактики должны влиять на них энергичнее, чем на звездные скопления. Разница в скоростях между членами ассоциации еще больше, чем между звездами движущихся скоплений. Ассоциации должны распадаться быстрей скоплений!

Однако, несмотря на разрушающее влияние тяготения Галактики, звездные содружества существуют, а это может означать только одно: звездные содружества – молодые образования. Они возникли совсем недавно и видны только потому, что они еще не успели рассеяться, а звезды в ассоциациях не успели состариться.

Звездные содружества состоят из молодых звезд, значит эти ассоциации не что иное, как землячества, образованные звездами‑односельчанами и сверстниками.

 

Содружества молодых звезд

 

Амбарцумян подсчитал, сколько, примерно, времени может просуществовать звездное содружество. Его подсчет показал, – они очень недолговечны. И, действительно, на небе мы видим содружества на разных ступенях распада. Есть среди них совсем рассыпавшиеся – старые стаи, есть и менее рассеянные – пожилые, и тесные – молодые, которым самое большее– несколько миллионов лет от роду. Эти ассоциации гораздо моложе нашей планеты. И звезды, входящие в состав молодых ассоциаций, тоже моложе нашей планеты.

А это означает, что звездные землячества возникают и в наши дни. Даже сегодня, сейчас, где‑то в далеких от Солнца областях Галактики зарождаются новые звездные ассоциации.

И они возникают не путем объединения одиночных разрозненных звезд. Объединение одиночных звезд невозможно.

Звезды рождаются не поодиночке, они появляются сразу многочисленными выводками‑стаями, насчитывающими может быть сотни и тысячи звезд.

Несколько миллионов лет выводок молодых звезд держится вместе. Затем стая начинает постепенна разбредаться. Из нее уходят звезды малой массы, уходят звезды, оказавшиеся на краю стаи. От многочисленного выводка остается только ее центральная, наиболее тесная группа звезд.

Мы видим на небе такие группы и называем их движущимися или рассеянными скоплениями.

И, действительно, вокруг некоторых давным‑давно известных звездных стаек удалось обнаружить рассеянную группу молодых звезд ассоциации. Возле других, повидимому, более старых скоплений, ассоциаций нет, они уже успели разбрестись в стороны.

Один из сотрудников В. А. Амбарцумяна – Б. Е. Маркарян подметил чрезвычайно любопытную особенность тех звездных скоплений, которые служат ядрами ассоциаций. В них обязательно присутствуют либо четверные звезды – трапеции, либо цепочки.

Если в скоплении есть трапеция или цепочка, значит надо искать вокруг этого скопления ассоциацию. Нет трапеции или цепочки, – нет и ассоциации. И, наоборот, если обнаружено новое звездное содружество, в его центре обязательно должно оказаться либо скопление с трапецией или цепочкой, либо только трапеция или цепочка.

Трапеции и цепочки тоже служат ядрами звездных ассоциаций.

Иногда в ассоциации вместо центральной группы звезд сверкает только одна, особенно большая и массивная белая звезда – сверхгигант класса О.

Это наблюдение привело Б. Е. Маркаряна к мысли, что трапеции и цепочки – молодые и неустойчивые образования. Они так же недолговечны, как и ассоциации.

Когда ассоциация рассеивается, вместе с ней распадаются трапеции и расходятся в разные стороны звезды цепочки. Поэтому‑то нигде на небе не видно ни самостоятельных трапеций, ни обособленных цепочек – все они заключены в звездные стаи.

Замечательным примером звездной ассоциации служит группа звезд Ориона. Это самая близкая к нам ассоциация, и видна она поэтому хорошо.

По всем признакам содружество звезд Ориона существует давно, это пожилая ассоциация, ее звезды успели состариться, а сама ассоциация почти рассеялась. В ней осталось только 20 наиболее массивных звезд.

В центре группы Ориона сверкает ее знаменитая Трапеция, а повыше Трапеции видны три звезды цепочки. Эти звезды обычно называют «Поясом Ориона» или «Тремя сестрами».

Ближайшая к Солнцу звездная ассоциация – созвездие Ориона.