Но от разложения белого света на составные цвета до того, чтобы заставить световой луч заговорить и рассказать людям о температуре небесных тел, об их химическом составе, об их природе, было еще очень далеко. Так далеко, что даже через сто с лишним лет после открытия Ньютона это казалось многим совершенно невозможным.
«Возможно, что мы сумеем определить форму, расстояния и величину небесных светил, что мы исследуем их движения; но никогда и ни в каком случае не удастся нам изучить их химический состав…» — утверждал известный французский философ Огюст Конт. Это было в 1842 году. Но жизнь жестоко посмеялась над ученым, попытавшимся поставить предел познанию природы. Через несколько лет, в 1859 году, физик Кирхгоф и химик Бунзен открыли новый метод исследования световых лучей — спектральный анализ.
Как известно, световые волны могут иметь различную длину. И вот оказалось, что присутствие тех или иных волн в световом луче целиком зависит от природы и физического состояния светящегося тела.
Спектральный анализ стал универсальным способом изучения космических тел. Спектр — это своеобразный «волновой паспорт» небесного светила. С его помощью можно определить химический состав источника света, его температуру, скорость движения и даже проникнуть в механизм происходящих там физических процессов.
Наряду со спектральным анализом в астрономических исследованиях получили широкое распространение и другие методы изучения световых лучей.
Наблюдение затмения
С развитием науки совершенствовались методы изучения небесных тел, на помощь астрономам приходили все более точные и совершенные приборы, но сама астрономия оставалась в основном оптической наукой, изучавшей видимый свет небесных тел. Дело в том, что окружающий нас мир мы наблюдаем сквозь атмосферу, а воздушная оболочка нашей планеты поглощает львиную долю различных излучений, заполняющих мировое пространство. Сквозь воздух проходят лишь видимый свет и отчасти радиоволны. Все остальные вестники далеких миров до поверхности Земли практически не доходят и, следовательно, не могут быть зарегистрированы установленными здесь приборами.
Образно говоря, астрономы долгое время были вынуждены изучать Вселенную через небольшое оптическое «окно прозрачности» в воздушной оболочке Земли.
Правда, время от времени на страницах газет появлялись сенсационные известия о «радиосигналах» с Марса или с Венеры. Однако эти сообщения представляли собой не более чем простые недоразумения: в действительности «таинственные сигналы с Марса» были самыми обыкновенными атмосферными радиопомехами, хорошо знакомыми каждому радиолюбителю.
«Взглянуть» на мир с помощью радиоволн долгое время не удавалось, так как космическое радиоизлучение несет с собой ничтожную, по сравнению со световыми лучами, энергию. Это стало возможным лишь в последние годы, когда удалось создать достаточно чувствительные приемники радиоволн.
Все началось с того, что около тридцати лет назад коротковолновые приемники обнаружили странные радиосигналы, повторявшиеся с наибольшей силой ровно через сутки, то есть через тот промежуток времени, в течение которого наша Земля делает один полный оборот вокруг своей оси. Вывод напрашивался сам собой: таинственная радиостанция расположена где-то далеко за пределами земной атмосферы и даже солнечной системы.
И действительно, вскоре выяснилось, что источниками космического излучения являются Млечный путь, Солнце, туманности, межзвездная среда.
Так возникла новая наука — радиоастрономия, обладающая целым рядом существенных преимуществ. Главное из них заключается в том, что радиоволны проникают к нам из таких потаенных уголков Вселенной, откуда видимый свет не доходит. Благодаря этому радиоастрономия в сравнительно короткий срок обогатила науку множеством интереснейших сведений об окружающем нас мире и помогла решить целый ряд неясных вопросов.
Одной из самых мощных космических «радиостанций» является Солнце. Его радиоизлучение было обнаружено в 1944 году. И вскоре оказалось, что оно обладает довольно «беспокойным характером». Когда на поверхности Солнца нет пятен, его радиоизлучение почти неизменно. Но стоит только пятнам появиться, как тотчас же возникает дополнительное очень мощное быстро меняющееся радиоизлучение «возмущенного» Солнца. Принимаемые нами солнечные «радиопередачи» рождаются в атмосфере нашего дневного светила, и в том числе в ее самом верхнем слое — короне. Это позволило получить чрезвычайно интересные данные о строении солнечной короны, и в частности определить ее температуру.
Как известно, активные процессы, происходящие на поверхности Солнца, служат источником многих геофизических явлений: магнитных бурь, полярных сияний, нарушений радиосвязи. Ученые обнаружили, что солнечная «радиостанция» передает об этих явлениях своеобразное предупреждение. По временам поток радиоизлучения Солнца неожиданно возрастает в миллионы раз. Оказалось, что эти мощные всплески происходят как раз в тот момент, когда на Солнце возникают так называемые вспышки. Примерно через сутки после такого «радиопредупреждения» на Земле наблюдается магнитная буря.
Другой космической «радиостанцией» является Луна.
Источником лунных радиопередач, принятых впервые в 1946 году, служит поверхность нашего спутника, нагретая лучами Солнца. Однако радиоволны излучает не самый верхний слой лунной почвы, а слой, расположенный под поверхностью, на некоторой глубине. Изучение лунных «радиопередач» позволяет уточнить наши представления о строении и температуре лунной поверхности.
В последние годы были открыты и новые источники космического радиоизлучения.
Радиотелескоп — прибор для улавливания радиоизлучения небесных светил
В начале 1955 года американские ученые Берк и Франклин, изучая космические радиоволны с помощью чувствительного радиотелескопа, неожиданно обнаружили новый, неизвестный ранее очень сильный источник радиоизлучения. По своему характеру он резко отличался от других подобных источников: его излучение носило весьма нерегулярный характер и состояло из серий коротких всплесков, очень похожих на всплески радиоизлучения, вызываемые грозовыми разрядами в земной атмосфере.
Вскоре обнаружилось еще более любопытное явление. Оказалось, что новый источник меняет свое положение относительно звезд. Это означало, что он расположен очень близко от Земли, быть может даже в пределах солнечной системы.
И действительно, через некоторое время удалось установить, что удивительный источник космического радиоизлучения не что иное, как планета Юпитер.
На первый взгляд может показаться странным, что радиоизлучение Юпитера не было замечено раньше. Однако это легко объясняется его сходством с грозовыми разрядами. Возможно, что ученым и раньше удавалось принимать «радиопередачи» с Юпитера, но они не обращали на них внимания, полагая, что имеют дело с обычными атмосферными помехами. Однако в настоящее время внеземное происхождение всплесков, отмеченных записями Берка и Франклина, не вызывает сомнений. Но какова природа этого излучения? Что за таинственная радиостанция посылает к нам с Юпитера свои сигналы?
Юпитер находится на огромном расстоянии от Солнца и получает мало тепла. Известно, например, что температура верхнего слоя облаков в атмосфере Юпитера составляет всего около — 110 °C. Поэтому тепловое радиоизлучение Юпитера является настолько слабым, что современная радиоастрономическая аппаратура не могла бы его обнаружить.
Какова же все-таки природа мощного радиоизлучения Юпитера?
Около двух лет тому назад по этому поводу было высказано любопытное предположение, связывающее радиоизлучение Юпитера с происходящими в его атмосфере явлениями грозового характера. В самом деле, водородная атмосфера этой гигантской планеты содержит многочисленные облака, состоящие, по-видимому, из капелек метана и кристалликов аммиака.
Не вызывает сомнений, что такие облака, если они действительно существуют, способны накапливать электрический заряд. А это может иногда приводить к возникновению грозовых разрядов.
Грозовая гипотеза представлялась довольно убедительной, однако за последнее время был получен ряд новых данных, которые не только не прояснили вопроса, но, наоборот, еще сильнее его запутали. Оказалось, что, во-первых, наиболее сильное излучение радиоволн всегда исходит из одной и той же точки на Юпитере, а во-вторых, на основании целого ряда наблюдательных данных было высказано предположение о том, что источник радиоволн лежит на поверхности планеты, значительно ниже слоя облаков. Природа радиоизлучения Юпитера пока что так и остается невыясненной. Конечно, рано или поздно ученым удастся расшифровать «радиосигналы» Юпитера, как они в свое время расшифровали световой луч.
