Если объять необъятное
Наша Земля — квартира, находящаяся на третьем этаже дома солнечной системы. Дом наш расположен в «Черемушках» — вдали от центра огромного звездного города. В этом городе больше 100 миллиардов домов-звезд. Луч света смог бы «проехать» через наш город только за 80 тысяч лет. По соседству находится множество других городов, так называемых галактик — больших скоплений звезд. Наша Галактика имеет форму линзы. Если можно было бы посмотреть на нее «сверху», мы увидели бы спираль, а «сбоку» — веретено.
Млечный Путь, кольцом опоясывающий небо, — это Галактика с ребра. Чем ближе к центру Галактики, тем больше сгущаются звезды. Этот центр расположен от нас на расстоянии 25 тысяч световых лет. Вокруг него солнечная система вращается со скоростью 250 километров в секунду.
В созвездии Андромеды еще несколько веков назад была открыта знаменитая туманность Андромеды. Но лишь около 40 лет назад обнаружили, что это не газовое облако, а звездная система, что в этой галактике меньше молодых звезд, чем в нашей, и что вообще она не так похожа на нашу звездную систему, как считали раньше. Туманность Андромеды — «соседний город», свету всего около миллиона лет пути…
«Двойники» нашей звездной системы замечены в созвездиях Большой Медведицы, Гончих Псов, Треугольника и многих других. Сначала думали, что все звездные города «распланированы» так же, как и наш. Однако чем дальше проникали телескопы, тем больше обнаруживалось разнообразие. Вот галактики, похожие на фантастических насекомых с гигантскими «усами» из миллиардов звезд. А вот «хвостатые» галактики: две из них даже называются Мышками. Встречаются галактики-«бусы», нанизанные на звездную нить.
Галактика из созвездия Гончих Псов хотя и очень похожа на нашу, но на конце ее спиральных ветвей имеется странный сгусток. Оказалось, на самом деле это две галактики, связанные между собой «звездным коридором». Известны и другие галактики с коридорами, которые тянутся на десятки тысяч световых лет. Целые группы галактик плавают в облаках светящегося тумана, а между ними — звезды-скитальцы, странствующие из одного звездного города в другой.
Галактики, находящиеся на «близком» расстоянии, естественно, начинают взаимодействовать. Это взаимодействие бывает порой настолько неожиданным и удивительным, что заставляет даже крупных авторитетов-астрофизиков безнадежно разводить руками. Две галактики, две большие массы. Старый-престарый закон Ньютона говорит: они будут притягиваться. О, если бы дело ограничилось только этим законом!.. Проклятые галактики не желают подчиняться Ньютону. Обнаружены пары галактик, силы отталкивания которых преобладают над силами притяжения. Почему это так? Какова природа этих сил? Не знает никто.
Галактические города излучают во все стороны огромное количество световой энергии, а кроме того, и радиоволны, чаще всего слабые. Но есть такие галактики, мощность радиоизлучения которых не меньше светового. Громадные таинственные радиогалактики.
Самая близкая к нам — радиогалактика Центавр А — всего каких-нибудь 15 миллионов световых лет.
Зато фантастически могучий источник излучения — Галактика Лебедь А — пронзает сейчас земную атмосферу радиоволнами, отправившимися в путь 600 миллионов лет назад.
Ядра, центры галактик — и нашей, и ближних, и сверхдальних — сейчас в центре внимания астрофизиков. В этих ядрах, видимо, зашифрованы ответы на главные галактические загадки.
Как, когда, отчего образовались звездные города?
Ядро нашей родной Галактики, оказывается, непрерывно выбрасывает наружу вещество (за год — около одной солнечной массы!). Тем же занимаются ядро туманности Андромеды и ядра многих других звездных скоплений. Трудно еще понять, что такое эти галактические ядра, но похоже, что из них в конце концов вылупляются миллионы миров.
Сотни галактик, тысячи галактик, миллионы галактик. Чем дальше они от нас, тем больше линии их спектра смещены к красному концу. Явление, называемое «эффектом Доплера», показывает: галактики все быстрее от нас удаляются.
Недавно измерили скорость галактики, удаленной от нас на умопомрачительное расстояние — 6 миллиардов световых лет. Она равна примерно половине скорости света — 140 тысячам километров в секунду. Вернее, она была такой 6 миллиардов лет назад, когда и Земли-то, вероятно, не было. Что происходит с ней сейчас, мы узнаем лишь через 60 миллионов веков…
Это было в Москве. Лектор взял кусочек мела и объявил его «планетой Земля». Висящая на стене доска стала Солнцем. От доски до мела был всего один метр, обозначавший 150 миллионов километров.
— Сколько в этом масштабе до ближайшей звезды?
Аудитория робко высказывалась. Кто-то предположил, что звезда оказалась бы в соседнем переулке. Более решительные были за городские окраины. А звезда-то находилась в Ярославле (или в любом другом пункте, удаленном на 300 километров)! Звезда ближайшая…
Первые полеты в Космос приблизили нас к далеким светилам пока на несколько сот километров. Но первые шаги сделаны, а там доберемся и до Марса. Это еще десятки миллионов километров вперед, в Космос. Но самый быстрый путешественник — луч света — идет до ближайших звезд более четырех лет. Человек, достигший Марса и собирающийся лететь к Проксиме Центавра, подобен ребенку, который сделал несколько шагов от колыбели и собирается идти пешком из Москвы в Ленинград. Свет ярчайшей из звезд, Сириуса, идет к нам около 9 лет. Лучи Капеллы (из созвездия Возничего), дошедшие к нам, пустились в путь еще до Октябрьской революции. Антарес «вернет» нас ко временам Петра I, а Денеб — к крестовым походам… 270 и 800 лет пути светового луча. По 300 тысяч километров в секунду!
Людям пока не дано «потрогать рукой» далекие миры. Но уже сейчас мы многое о них знаем. Современным телескопам доступны уголки вселенной, удаленные от нас на миллиарды световых лет. И на всем этом огромном расстоянии мы встречаем скопления из миллиардов звезд — галактики.
Древний вопрос: сколько звезд на небе? Ответ: для невооруженного глаза — около 3 тысяч; для вооруженного — миллиарды (всего во всех известных на сегодняшний день галактиках 1020, то есть 1 с двадцатью нулями, звезд). По яркости звезды делят на звездные величины. Считается, например, что звезды первой величины в сто раз ярче звезд шестой величины. Чем больше звездная величина, тем «слабее» звезда. Сейчас «поштучно» сосчитаны и занесены в каталоги все звезды ярче 11-й величины. Их примерно миллион. Сосчитаны и более слабые звезды — всего около 2 миллиардов. Современные телескопы могут различить звезды до 23-й величины.
Звездам и созвездиям надо было дать имена, и воображение древних населило небо различными земными животными: там жирафа и лев, кит и лебедь, орел и медведицы. Есть и фантастические существа: единорог, гидра, дракон. На небе южного полушария, изученном за последние столетия, — предметы более полезные и современные: микроскоп, телескоп и даже электрическая печь.
Созвездия не меняют своих очертаний. Для нас они такие же, какими их видели во времена фараонов. Значит ли это, что звезды неподвижны? Вовсе нет. Они перемещаются в различных направлениях и с разными скоростями. Самая быстрая звезда, которую заметили астрономы, находится в созвездии Голубя. Ее скорость — 583 километра в секунду (в два с лишним раза быстрее Солнца). Движение звезд можно заметить только с помощью точных приборов: для таких расстояний скорость несколько десятков километров в секунду — черепашья.
Наше Солнце — обычная, рядовая звезда. Мы же представим некоторых рекордсменов нашей Галактики. Звезде Эпсилон В в созвездии Возничего принадлежат три рекорда: она самая большая (ее диаметр в 2700 раз больше солнечного; внутри ее поместился бы кусок солнечной системы, включая орбиту Сатурна), самая разреженная (этот гигант всего в 25 раз тяжелее Солнца, плотность вещества — в миллиарды раз меньше плотности воздуха), самая холодная (температура внешних областей — «всего» 1300 градусов).
Самая маленькая звезда, которая в каталоге астронома Вольфа имеет номер 45, близка по размерам к Луне, но ее масса почти равна солнечной. Вещество этой звезды сильно сжато, но она не чемпион. Рекордом плотности владеет звезда А. С. +70°8247 — таково ее обозначение в астрономических каталогах. Кусочек ее вещества размером с булавочную головку весил бы на Земле 36 килограммов.
Рекорд яркости — у Дзеты Скорпиона. На небе эта далекая звезда выглядит не очень яркой — третья величина. Но будь она на месте Солнца — сияла бы в сотни тысяч раз ярче нашего светила.
Самая слабая звезда — Лаланд 212 558 В. Находясь на месте Солнца, она освещала бы Землю слабее Луны. Поверхности самых горячих звезд раскалены до 50—100 тысяч градусов, но рекордсмен по температуре точно не известен. Самые холодные из известных звезд — это «темное светило» в созвездии Тельца, раскаленное всего до +650 градусов, и еще более «темное» в созвездии Лебедя (+430 градусов).
