Материалы по истории астрономии

На правах рекламы:

Глава II. Загадка Млечного Пути

В темные звездные ночи можно видеть на великолепном звездном небе неравномерную тянущуюся по небу звездную ленту. Эта лента переходит и в ту часть неба, которой мы не видим, так что можно сказать, что она обвивает весь небесный свод как бы поясом. Эту ленту, всего сильнее видимую на северном звездном небе, называют Млечным Путем. Он наклонен к экватору почти на 60° и делит небо на две приблизительно равные части, из которых северная несколько больше.

Уже в весьма раннее время Млечный Путь, подобно другим небесным явлениям, привлекал к себе внимание людей. Так, племя Диери в Центральной Австралии считает Млечный Путь Небесным потоком; мексиканцы видят в нем первоисточник всего. Сказание пыталось объяснить его происхождение. Вследствие своего млечно-белого сияния это небесное явление называлось у римлян «via lactea» (млечная дорога), и это обозначение перенесено почти всеми народами в свои языки. Его происхождение связывают с мифом о Геркулесе, которого Юнона кормила грудью: вдруг она в гневе оттолкнула его, при чем молоко разлилось по небу.

Но древний мир, да и все человечество еще за двести лет до нас почти не имели представления об огромном значении Млечного Пути. Анаксагор и Демокрит полагали, впрочем, что он состоит из многочисленного скопления чрезвычайно малых звезд, которые были по свойствам таковы же, как наше Солнце. Птоломей почти две тысячи лет тому назад описал его положение на небе, и это описание согласно с тем, что можно видеть и теперь невооруженным глазом. Введенная Галилеем зрительная труба подтвердила мнение, что Млечный Путь есть собрание бесчисленных звезд. Около двухсот лет тому назад, Сведенборг делал его предметом космогонических воззрений, согласно которым солнечная система также принадлежит к нему. Райт, Кант и Ламберт развивали эту мысль дальше. После них наступил временный застой, пока великий Вильям Гершель не показал своими статистическими изысканиями, что звезды расположены тем плотнее, чем они ближе к Млечному Пути. Но это относится, главным образом, к малым, невидимым простым глазом звездам; самые яркие звезды распределены по небу более равномерно. В иных местах Млечного Пути плотность распределения звезд больше чем в сто раз превосходит плотность у его полюсов, т. е. у точек небесного свода, наиболее от него отдаленных. После Гершеля статистические изыскания были предприняты Струве, и их позднее продолжали многие исследователи. Этими исследованиями установлено, что Млечный Путь является как бы основой, на которой построена видимая для нас звездная система. Всевозможные изученные нами виды небесных тел образуют единую систему, для которой Млечный Путь служит плоскостью симметрии и местом наибольшего скопления. Сюда принадлежат загорающиеся иногда новые звезды, как известная новая звезда 1901 г. в Персее — они лежат почти все в Млечном Пути или в непосредственной к нему близости. Далее, сюда принадлежат неправильные туманности, большие, распространившиеся далеко газовые массы, из которых известнейшая — туманность Ориона, которые, по-видимому, образуют праматерию, из которой произошли звезды. Сюда принадлежат также звездные кучи, плотные, шарообразные скопления звезд, и так называемые планетарные туманности, являющиеся, по крайней мере в их видимых внешних частях, шарообразными или эллипсоидальными газовыми массами. Напротив, многочисленные спиральные туманности, которыми мы ниже еще будем заниматься, встречаются в гораздо большем количестве около полюсов Млечного Пути, чем в других местах небесного свода.

Рис 2. Изображение Млечного Пути в виде спиральной туманности по Истону

По мнению многих астрономов, самый Млечный Путь также является туманностью. Обычно принимают, что он весьма напоминает спиральную туманность, — воззрение, которое горячо защищается голландским астрономом Истоном (рис. 2). Еще несколько лет тому назад профессор Болин высказывался в том смысле, что Млечный Путь более всего похож на спиральную туманность или, правильнее, на кольцевую туманность, которая произошла из планетарной эллипсоидальной туманности путем перетекания газообразной материи от полюсов к экватору. Этот взгляд интересен в том отношении, что он напоминает гипотезу Сведенборга — вообще невероятную — о происхождении планет в Солнечной системе. Как увидим далее, мнение Истона весьма правдоподобно.

Звезды, различающиеся по возрасту, различаются и своим отношением к Млечному Пути. Скажем прежде несколько слов о развитии звезд, как оно нам представляется. Вначале материя звезды находится в состоянии туманности и при этом изливает свет, характерный для известных раскаленных газов, в особенности для двух легчайших — водорода и гелия, а также и для неизвестного газа — небулия. Потом эти газы сгущаются, и рядом с их светящимися линиями начинают выступать также темные линии. Звезды этого класса называются по именам открывших их ученых — Вольф-Райетовыми звездами. Они имеются только в непосредственной близости к Млечному Пути. На дальнейшей ступени развития находятся так называемые гелийные звезды, в спектре которых господствуют линии гелия. Эти звезды чрезвычайно многочисленны в области Млечного Пути. Несколько равномернее распределены водородные звезды, которые все-таки находятся, главным образом, поблизости от Млечного Пути; они характеризуются сильно выраженными линиями водорода и несколько более слабыми линиями гелия. Эти звезды находятся в более поздней стадии развития, чем гелийные звезды, и образуют вместе с ними класс белых звезд, названных так по своему белому свету. За ними идут желтые звезды, к которым принадлежит наше Солнце, с темными металлическими линиями в спектре. Они равномернее распределены, чем предшествующие; распределение красных звезд, обладающих спектром с полосами поглощения, позволяющим установить наличность химических соединений и, следовательно, еще более подвинувшееся охлаждение, еще равномернее, хотя все-таки красные звезды несколько гуще сосредоточены в Млечном Пути, чем на некотором расстоянии от него.

Все это ясно видно из следующей статистики В. Пикеринга, знаменитого астронома в Бостоне. Пикеринг делит небесную сферу на четыре равные части, из которых первая ближе всех лежит к Млечному Пути и включает его, тогда как последняя обнимает полюсы Млечного Пути. Таблица дает процентов распределение звезд по этим четырем зонам.

Средняя галактическая широта Гелийные звезды Водородные звезды Желто-белые звезды Желтые звезды Красные звезды
±8,1° 51,2 37,4 29,7 29,4 26,7
±21,6° 31,7 28,6 27,9 26,7 27,6
±39,8° 11,9 18,3 21,1 21,9 23,6
±62,3° 5,2 15,7 21,3 22,0 22,1
Число наблюдаемых звезд 716 1885 1329 1719 457

Различия оказываются сильнее всего в двух первых группах, в трех последних они малы, хотя их нельзя отрицать. При равномерном распре делении звезд по всему небу пришлось бы на каждую из четырех зон по 25%. Из этой обширной статистики, содержащей 6103 звезд, вытекает с некоторой вероятностью вывод, что звезды в своей первой стадии развития находились в Млечном Пути и с течением времени, становясь старше, удалялись от него. Отсюда возникает мысль, что звезды произошли из неправильных туманных масс, которые находились в Млечном Пути и около него, что, другими словами, они возникли путем сгущения туманных масс, некогда находившихся в Млечном Пути. Это весьма хорошо согласуется с другими данными. С помощью спектроскопа было определено движение различных звезд по отношению к той точке, где теперь находится Солнце. Это движение оказалось тем быстрее, чем старше были рассматриваемые звезды, как это видно из нижеприведенной таблицы, заимствованной, главным образом, из работ знаменитого астронома Кэмпбелля (Campbell). Вот какова средняя скорость:

Неправильных туманностей — 0 км/с
Вольф-Райетовых звезд — 4,5 км/с
Гелийных звезд — 6,5 км/с
Водородных звезд — 11 км/с
Желтых звезд — 15 км/с
Красных звезд — 17 км/с
Планетарных туманностей — 25 км/с

В дополнение к этим цифрам, на основании новых исследований, можно добавить следующие соображения: звезды, принадлежащие к различным группам, лежат в различном среднем расстоянии от нас. Ближе всех к нам красные звезды, и потому они легче видимы, чем другие. Вот почему в эту группу статистики Кэмпбелля были внесены в среднем более мелкие звезды, чем в другие группы. Но вполне мыслимо, как принимает Гальм (Halm), что малые звезды обладают большею скоростью, чем большие, подобно тому как в смеси различных газовых молекул — с которою остроумный французский исследователь Пуанкаре сравнивает звездное скопление — самые тяжелые молекулы движутся наиболее медленно. У.С. Адамс, астроном обсерватории на горе Вильсон, сравнил между собою звезды одинакового среднего собственного движения, которые считаются равноотстоящими от нас, и, в подтверждение предположения Гальма, сделал следующую поправку вышеприведенных чисел: скорость водородных звезд была убавлена с 11 до 7,5 км, желтых — с 15 до 9,2 км, и красных звезд — с 17 до 14 км/с, тогда как гелийные звезды остались при прежней средней скорости. Последовательность звездных групп по их скорости через это не нарушается. Кэмпбелль сделал большое число измерений скоростей планетарных туманностей, при чем оказалось, что эти огромные тела обладают среднею скоростью не менее, чем 42 км/с по линии наблюдения. В недавнее время были сделаны интересные изыскания и относительно величайшей из неправильных туманностей — туманности Ориона. Три астронома в Марсели, Бурже, Фабри и Бюиссон, нашли, что совсем близко друг к другу лежащие части туманности, вблизи так называемой трапеции, обнаружили разницу в скорости почти 10 км/с, при чем северо-восточная часто от нас удаляется, а, напротив, юго-западная часть к нам приближается. Судя по этому, здесь происходит, без сомнения, сильное вихревое движение. Это наблюдение подтверждено астрономом Фростом в Чикаго с помощью другого метода исследования. Он нашел в непосредственной близости от трапеции (самые удаленные пункты лежали от нее только в 2 секундах дуги) различия скорости до 11 км/с. Таким образом, если неправильные туманности в среднем и неподвижны, в них все же могут иметь место значительные местные различия скоростей, что указывает, по-видимому, на преобразование, ведущее к скоплению около центра вращения.

Прежде всего, если оставить в стороне планетарные туманности, то окажется, что материя, породившая звезды, за исключением местных нарушений, неподвижна и что средняя скорость звезд увеличивается с возрастом и приближается в среднем к 18 км/с. Это почти тысячекратная скорость обыкновенного скорого поезда. Наше Солнце движется со скоростью 20 км/с по направлению к одной точке в созвездии Геркулеса, лежащей на 30° к северу от экватора.

Что же это за сила, вызывающая движение звезд? Насколько мы знаем, это не что иное, как сила тяготения. Поэтому может показаться, что неподвижная туманная праматерия не подчинена силе тяготения. Однако подобное предположение было бы несколько смелым, так как и газы имеют вес и даже самые тончайшие части земного воздушного моря, притягиваемые землею, производят барометрическое давление. Эта неподвижность неправильных туманностей, конечно, имеет свою причину скорее в столкновениях газовых молекул, часто происходящих даже в таких разреженных газовых массах, какими являются туманности. Благодаря этому взаимно уравниваются их скорости, и, спустя немного времени, различные части газовых масс оказываются в состоянии покоя по отношению друг к другу. Таким образом, неправильные газовые туманности образуют вокруг Млечного Пути единое целое (срав. стр. 31). Иначе обстоит дело с более плотными небесными телами, как звезды. Они могут биллионы лет двигаться среди плотнейших скоплений звезд, прежде чем столкнутся с им подобным телом. Напротив, они могут попасть в туманные массы и тогда будут ими постепенно поглощены. Звезды, о которых мы говорили выше, двигаются свободно вне туманной оболочки. Поэтому, чем дольше они пробыли под влиянием силы тяготения, не встречая помехи в столкновении с туманными массами, другими словами, чем продолжительнее время с момента их рождения из туманности, тем быстрее их движение. Их скорость (в среднем) не может, конечно, перейти известной границы, которая в нашей части небесного пространства составляет около 18 км/с. Измерения Кэмпбелля показывают, что для самых юных звезд (за исключением красных) скорость в плоскости Млечного Пути есть самая большая, что и понятно, так как в этой плоскости в наибольшем количестве находится притягивающая материя.

Еще большую скорость имеют планетарные туманности, хотя они, состоя из туманного вещества, находятся в начальной стадии развития.

Новые изыскания Слайфера и Кэмпбелля, равно как и М. Вольфа, показали, что планетарные и спиральные туманности также обладают скоростями, которые иногда доходят до сотен км/с и в среднем значительно превосходят вышеприведенную среднюю для планетарных туманностей. Это показывает, что они иной природы, чем неправильные туманности, образующие первооснову Млечного Пути. Более близкое рассмотрение немногих — только 13 — планетарных туманностей, исследованных американским астрономом Килером (Keeler) показало мне, что они приближаются к Млечному Пути от его полюсов с умеренною скоростью и потом, под действием силы тяготения, изгибают свой путь и с сильно возрастающей скоростью, наконец, вторгаются в ближайшую часть Млечного Пути. Нет сомнения, что большая часть этих небесных тел захватывается притягивающей силой туманностей или звездных масс Млечного Пути, которые многократно с ними сталкиваются и сметают лежащую на их пути материю. Такие выметенные места весьма часты в окрестностях Млечного Пути. Один из прекраснейших примеров — это так называемая Коконообразная туманность в созвездии Лебедя, где проникающая извне туманность оставила за собою темный канал, на фоне которого, по описанию немецкого астронома Вольфа, горит еще некоторое число крайне малых, очевидно, весьма далеко отстоящих звезд (рис. 3).

Большая скорость планетарных туманностей показывает, что они первоначально не принадлежали к системе Млечного Пути. Болин приходит из других оснований к тому же выводу, несмотря на это, их больше вблизи Млечного Пути, чем в других частях неба. На первый взгляд можно было бы заключить, что они все-таки принадлежат к Млечному Пути, между тем как ясно, что они были привлечены к Млечному Пути силою тяготения. Одно из замечательнейших астрономических открытий последних годов было сделано Каптейном, ставшим благодаря этому открытию и другим важным работам одним из крупнейших современных астрономов. Он нашел, что пробегающие в окрестностях Солнца звезды принадлежат к двум большим группам, из которых одна приходит от созвездия Ориона, а другая, напротив, почти под прямым углом (100°) к нему — от созвездия Скорпиона. К первой группе принадлежат почти все исследованные гелийные звезды. Мы видели выше, что эти последние почти неподвижны по отношению к Млечному Пути, между тем как неправильные туманности совершенно неподвижны по отношению к Млечному Пути. Отсюда следует, что, если мы (как это и естественно) будем относить все астрономические измерения к Млечному Пути, то направленное к Солнцу движение первой звездной группы является результатом, главным образом, собственного движения Солнца по отношению к Млечному Пути. Каптейн показал, что данная закономерность для этой группы звезд выражена сильнее, чем для звезд вообще, так как гелийные звезды движутся наиболее медленно, желтые звезды наиболее быстро по отношению к Солнцу, а водородные звезды занимают среднее место. Это совершенно очевидно из рассмотрения собственной скорости звезд по отношению к Млечному Пути, которая поднимается от гелийных звезд до звезд желтых.

Рис. 4. Спиральная туманность в Гончих Псах, М. 51, снятая 7 и 8 февраля 1910 г. на г. Вильсон в Калифорнии. Масштаб: 1 мм — 5 дуг. сек.

Каптейн нашел в этой звездной группе еще другую легко объяснимую закономерность. Как сказано выше, желтые звезды удалены наиболее, гелийные звезды — наименее от своего первоначального места в недрах Млечного Пути. Поэтому желтые звезды в среднем как будто разбегаются от точки, лежащей дальше от Млечного Пути, чем та, откуда разбегаются водородные звезды, которая, в свою очередь, опять — таки лежит дальше от Млечного Пути, чем точка, откуда разбегаются гелийные звезды. Желтые звезды движутся с своей сравнительно большой скоростью в различных направлениях, и отсюда кажется, что их поток рассеян больше, чем поток водородных звезд, тогда как гелийные звезды движутся по путям почти параллельным и противоположным тому направлению, в котором движется Солнце к Млечному Пути.

Подобные закономерности найдены Каптейном и у второй группы. Следовательно, как полагает Каптейн, н эти звезды произошли из массы первичной туманности, которая из неизвестных далей достигла наших пространств в то время, когда образовывались эти звезды. И здесь, вероятно, желтые звезды удалились больше от первичной туманности, чем белые водородные звезды. В этой второй группе имеется так мало гелийных звезд, что для них невозможна еще достаточно надежная статистика.

Одной из труднейших задач космогонии является вопрос о происхождении Млечного Пути. Мы видим почти ежегодно, как загораются новые звезды, чтобы в скорости побледнеть и после нескольких лет снова стать невидимыми для невооруженного глаза. Часто можно еще обнаружить при помощи могущественных инструментов какую-нибудь крайне слабую звезду на месте новой. Чаще всего через несколько месяцев после вспыхивания образуется туманность, подобная планетарным туманностям, которая затем преобразовывается в Вольф-Райетову звезду. Особенно интересна обнаруженная недавно Райтом принадлежность центральных звезд в некоторых планетарных туманностях к типу Вольф-Райетовых звезд. Есть много оснований думать, что новые звезды вспыхнули вследствие столкновения между двумя слабыми по свету или, может быть, погасшими небесными телами. Как раз новые звезды появляются на небе там, где звезды распределены очень плотно, особенно, в Млечном Пути и по близости к нему.

Итак, нам приходится от времени до времени наблюдать возникновение туманности с заключенными в ней центральными звездами. Это напоминает Млечный Путь с его туманностями и звездами, что и вызвало попытку в указанном сходстве искать пути к решению загадки Млечного Пути. Однако здесь возможно возражение, что звезды, столкновение которых дает «новые звезды», весьма малы, по-видимому, меньше, чем наше Солнце, между тем как собранная в Млечном Пути масса, по-видимому, в миллиарды раз больше массы Солнца. Мы, конечно, знаем отдельные звезды, как, например, Арктур, которые, по-видимому, в тысячу раз больше Солнца, но, с одной стороны, даже две такие звезды не дают массы Млечного Пути, а с другой стороны, вероятность, чтобы встретились две таких огромных звезды, так мала, что с нею можно не считаться.

Звездные рои Каптейна, содержащие многие тысячи, наверно, даже миллионы звезд, как будто указывают на путь к разрешению загадки Млечного Пути. Эти скопления были когда-то огромными газовыми массами, наверно, в миллионы раз больше, чем солнечная масса. Они занимали также пространство в биллионы раз больше, чем у звезд. Вероятность, что встретятся две такие массы, относительно велика, и, должно быть, немного меньше вероятности, что звездный рой попадает в Млечный Путь, а Каптейн как раз показал, что это вполне возможно.

Если сталкиваются две такие исполинские газовые массы, с той и другой стороны с космическою скоростью около 20 км/с, то через очень короткое время газовые молекулы сталкивающихся частей перестают двигаться по-прежнему. В этой области происходит чрезвычайное сгущение и нагревание, тогда как в других местах газовые массы, находясь в стороне от столкновения, остаются относительно холодными и разреженными. Само собою разумеется, что наступает некоторое выравнивание движений между прилегающими друг к другу слоями столкнувшихся и оставшихся нетронутыми частей и происходит их быстрое вращение вокруг оси, лежащей под прямым углом к плоскости первоначальных направлений движения. Наиболее удаленные от оси вращения газовые массы продолжают свои движения в пространстве в первоначальных направлениях. Горячие части, находящиеся вблизи от оси вращения взаимно выравнивают свои движения и образуют вращающуюся газовую чечевицу. Промежуточные газовые массы описывают пути, кривизна которых уменьшается с расстоянием. Так произошла исполински огромная спиральная туманность.

Ясно, что таково может быть происхождение Млечного Пути. Вследствие своей величины он мог постепенно притянуть как массы блуждающей кругом космической пыли, так и малые, а иногда и большие небесные тела вроде планетарных туманностей, о которых сказано было выше.

Рис. 5. Млечный путь между Кассиопеей и Лебедем по фотографии М. Вольфа в Гейдельберге. Несколько влево от средины видна прекрасная туманность Северная Америка

Насколько хорошо Млечный Путь подходит под понятие спиральной туманности, видно из изображения известной туманности в Гончих Собаках (№ 51 в Каталоге Мессье), фотография которой была получена с доселе недостижимым богатством деталей при помощи превосходнейших оптических средств в новой обсерватории Карнеги, на горе Вильсон в Калифорнии (рис. 4). Еще раньше сравнивали Млечный Путь с этой туманностью, но в силу малых увеличений это бьющее в глава сходство не могло быть обнаружено с такой очевидностью. Если допустим, что Солнце находится в точке S фигуры, несколько выше ее плоскости, туманность оттуда представится в перспективе почти такою же, как является нам Млечный Путь. В середине мы видим плотное ядро и слева от него промежуток между обеими ветвями внутренней спирали. Далее влево видна только внешняя спираль, которая еще левее расширяется и ближе подходит к S, потом суживается, чтобы опять расшириться в нижней правой части спирали вследствие больших скоплений вещества. Оси туманности соответствует самая плотная часть Млечного Пути в Лебеде; просвету у самой внутренней спирали — пустое пространство между Кассиопеей и Цифеем; глубоко удаленному месту во внешней ветви спирали — сужение при Альгенибе; следующему затем расширению — широкая часть в Возничем и в Единороге. У следующего затем более слабого места в туманности видно внешнее туманное ядро, которое в известной степени соответствует Магеллановым Облакам на нашем звездном небе; действительно, эти последние лежат далеко от Млечного Пути и тоже, по-видимому, не стоят с ним ни в какой связи. Далее идет уплотнение туманности, которому в нашей системе соответствует гораздо более слабое, однако сильно светящее, хорошо известное место при Южном Кресте. Потом, у звезды Альфа Центавра, ближайшей к Солнцу неподвижной звезды, отстоящей от него «только» на 4½ световых года, или приблизительно на сорок биллионов километров, — следует раздвоение спирали Млечного Пути, и — удивительно! — ему соответствует и раздвоение туманности. Тут начинается внешняя спираль, которая тонкою полосой простирается вверх от туманных скоплений и видна как слабая лента, тогда как внутренняя ветвь имеет над S чрезвычайно плотную часть, которая соответствует части Млечного Пути в Щите и в Орле. Промежутку между этими двумя ветвями соответствует промежуток в 110° длины между ветвями Млечного Пути от созвездия Угломера до созвездия Лиры. Между обеими ветвями проходят по Вольфу многочисленные слабые соединительные полосы как в Млечном Пути, так и в туманности. Сходство сверх всякого ожидания прекрасное. Конечно, есть отдельные частности, нарушающие сходство. В особенности центральная часть в Млечном Пути играет сравнительно подчиненную роль, что доставило много затруднений для приверженцев теории спиральных туманностей.

Эта часть была, вероятно, первоначально плотнее, но была ослаблена образованием звезд, благодаря чему, например, мог возникнуть просвет между созвездиями Лиры и Лисицы.

Чтобы дать ясную картину строения Млечного Пути, я воспроизвожу некоторые фотографические снимки немецкого астронома Вольфа, имеющего особенные заслуги в этой области. Снимки были сделаны в Гейдельберге. Один снимок (рис. 5) представляет часть Млечного Пути в Лебеде с Денебом в середине, а слева от него известное туманное пятно, названное по своему виду туманностью Северной Америки. Выше Денеба лежит мрачная «пустота» в Лебеде, а ниже щель, однако не такая темная. Влево от пустоты лежит кривой канал, который включает вышеупомянутую Коконообразную туманность.

Следующий снимок представляет яркую звезду Альтаир в Орле, слева вверху (рис. 6), совсем рядом с уплотнением ветви Млечного Пути в Орле. Несколько выше проходит более слабая ветвь Млечного Пути через созвездие Змееносца. Нижняя часть содержит наиболее яркую часть Млечного Пути в Щите и в Стрельце. Большие звезды менее многочисленны, но более слабые — бесчисленны. Они собраны в тесные скопления и между ними рассеяна тончайшая звездная пыль. Мы видим, как звездная лента разрешается в отдельные хлопья, которые спутываются друг около друга в самых странных формах. В самой нижней части снимка это звездное облако достигает своего наибольшего блеска.

Следующее изображение (рис. 7) области звезды Гамма в Орле с так называемой по своему особенному виду «тройною щелью», около которой находятся большие туманности и звездные облака, дается по снимку Вольфа в увеличенном масштабе. Этот снимок является дополнением к фотографии Коконообразной туманности по Вольфу, но он богаче содержанием. Он производит впечатление, как будто здесь три (или четыре) небесных тела пришли извне, смели на своем пути звезды и оставили за собою чистые улицы. Вероятно, подобным образом образовались и другие «пустые места» поблизости. Некоторые, наоборот, полагают, что здесь темные туманные полосы соответствующих форм скрывают находящиеся за ними звезды. Эти изображения дают нам представление о том, как существующие теперь звезды Млечного Пути выделились из первичной туманной массы. Так и напрашивается сравнение с свертывающимся или заквашивающимся молоком. Знаменитый французский исследователь Дюкло говорит в своей микробиологии: «В молоке, которое накануне закисания, но еще вполне жидко, можно видеть в микроскоп выделение маленьких точек. Вначале их трудно заметить и можно обнаружить только путем небольшого сдвига поля зрения. Потом они развиваются до совершенно отчетливых зернышек, отличающихся броуновым движением, которые ведут себя совершенно одинаково с маленькими частицами глины. Позднее явление принимает характер быстро развивающегося молекулярного скопления. Зернышки обнаруживают также и другое свойство частиц глины — соединяться и выпадать».

Первые ядра сгущения туманной массы состоят, без сомнения, из пришедшей извне космической пыли и, может быть, являются также большими агрегатами, соответствующими метеоритам и кометам. При господствующей низкой температуре на поверхности частиц пыли осаждаются в жидкой форме окружающие газы, и благодаря этому влажному поверхностному слою частицы склеиваются, пока они не образуют столь большого скопления, что сила притяжения делается достаточно большой для преодоления отталкивающего действия светового давления. Будучи остановлены в своем собственном движении газовыми массами, они начинают, благодаря силе тяготения, сближаться друг с другом. Это движение сопровождается развитием теплоты. Так появляются малые звезды, собирающиеся в группы, между которыми залегают темные пространства, содержащие сравнительно мало материи, почти так, как сыворотка между зернами в закисающем молоке. Вначале эти малые небесные тела бывают окружены газами и пылью, но по мере конденсации эта оболочка уменьшается. Фотографические снимки показывают нам большие скопления пылевых облаков вокруг больших звезд в Плеядах, принадлежащих к гелийным звездам. Однако эти облака настолько разрежены, что только в малой степени могут помешать движению больших звезд по мировому пространству. Конденсация идет гораздо быстрее, если объемистые газовые туманности, подобные Коконообразной туманности, перемещаются в пространстве. Наконец, все газы захватываются новой звездой, т. е. ее газовая и пылевая оболочка доводится до крайнего разрежения, так что с другого небесного тела ее невозможно видеть, и она делается заметной, может быть, только в ближайших окрестностях. Маленькие небесные тельца, захваченные позднее вследствие трения слабого остатка раньше широко распространившейся оболочки, странствуют как планеты вокруг нового солнца и выметают последние остатки материи в окружающем его пространстве. Конденсация туманного вещества к новой звезде производит, таким образом, «дыру» в туманной массе; часть туманности мало-помалу превращается в звезды и их спутники, которые выделяются из туманности и улетают в пространство.

Млечный Путь, по-видимому, находится уже на весьма далеко подвинувшейся стадии своего развития. «Бесконечно малое» выказывает иногда поразительное сходство с «бесконечно великим».

Мы теперь в состоянии составить некоторое представление о развитии удивительного целого, к которому принадлежит бо́льшая часть видимых нами небесных тел. Спиральные туманности, которые мы видим около полюсов Млечного Пути, вероятно, такие же образования, но более скромных размеров. Они относятся к Млечному Пути, как, может быть, малые планеты к Солнцу. По новым изысканиям, спиральные туманности как будто обладают чрезвычайно большими скоростями и поэтому, вероятно, пришли к Млечному Пути извне.

Рис. 6. Млечный путь в созвездиях Орла сверху и Щита снизу. Слева сверху видна яркая звезда Альтаир. Фотография М. Вольф в Гейдельберге

В недавно появившейся работе Ф.Г. Пиз (Pease) (из обсерватории на горе Вильсон в Калифорнии) показывает, что спиральная туманность N. G. C. 4594 вращается вокруг оси, как вполне твердое небесное тело, т. е. угловая скорость вращения везде одна и та же. Вероятно, он наблюдал только центральное ядро этой спиральной туманности. Именно его коллега ван Маанен нашел почти одновременно, что спиральная туманность Мессье 101 ведет себя совершенно иначе, — ван Маанен измерил движение только ветвей спирали. Оказывается, что с удалением от центра туманности, уменьшается не только угловая скорость частей туманности, но и линейная скорость. Эта скорость так велика, что внешние части туманности теряют связь с центральными частями и уходят в бесконечное пространство. Судя по этому, движения соответствуют выводам на странице 27. Исследованная Пизом туманность удаляется от солнца с исполинскою скоростью 1180 км/с. Наибольшие наблюдаемые в ней скорость вращения достигают не менее, чем 450 км/с.

В заключение — еще слово о размерах Млечного Пути. До сих пор их еще нельзя было определить, и все даваемые числа не надежны. Вольф считает его поперечник, т. е. расстояние между обеими спиралями у той точки, где находится Солнце почти в десять тысяч раз большим, чем расстояние нашего Солнца до ближайшей неподвижной звезды, Альфы Центавра1, которое, в свою очередь, в 10 000 раз больше расстояния между Солнцем и самой крайней из известных планет, Нептуном, или в 300 000 раз больше расстояния Земли от Солнца. Это составило бы, выражаясь обычным языком, около 40 000 световых лет или 400 000 биллионов км. Расценка лорда Кельвина меньше в семь раз, около 6000 световых годов. Средний поперечник может быть и в пять раз больше — скажем круглую цифру — сто тысяч световых годов или миллион биллионов километров.

Некоторые новые изыскания Шепли (Shapley), астронома обсерватории на горе Вильсон, бросают новый свет на этот вопрос. В некоторых звездных кучах нашли много переменных звезд, которые принадлежит к классу так называемых Цефеид. И вот оказалось, что по определениям Бэйли (Bailey) различные Цефеиды в звездной куче Мессье весьма похожи друг на друга, потому что их яркости, как среднее наибольшей и наименьшей яркости, весьма мало отличаются друг от друга, тогда как другие звезды в той же звездной куче могут быть распределены по десяти степеням яркости. Кроме того цвет Цефеид для всех почти одинаков. Отсюда можно сделать вывод, что, вероятно, все названные Цефеиды — числом 110 — весьма сходны друг с другом по массе, объему и температуре, равно как и по другим физическим свойствам.

Таким же образом были исследованы и другие звездные кучи, и для каждой звездной кучи оказалась определенная степень яркости содержащихся в ней Цефеид — при этом были исключены те, которые обладают периодом длиннее одного дня. Отсюда один шаг до предположения, что Цефеиды и в различных звездных кучах обладают одною и тою же абсолютною яркостью, хотя и представляются нам различными по яркости благодаря различным расстояниям. Таким образом, представляется возможность определить относительную удаленность соответствующих звезд.

Однако только немногие звездные кучи содержат переменные звезды. Для определения относительных расстояний других звездных куч пришлось найти новый метод. Оказалось, что средняя яркость наиболее ярких звезд стоит в некотором определенном отношении к яркости Цефеид (первая превосходит вторую на 1,35 величины). Следовательно, по средней величине наиболее ярких звезд в звездной куче возможно определить их относительные расстояния от нас.

Следующим шагом является предположение, что другие Цефеиды, которые не лежат в звездных кучах, но принадлежат к системе Млечного Пути, тоже равны между собою. Различные звезды этою рода были исследованы — их было рассмотрено около 140 — и было определено их расстояние от нас в световых годах. Тогда оказалось возможным определить с большим приближением абсолютные расстояния звездных куч. Эти расстояния гораздо больше, чем расстояния обыкновенных звезд. Цефеиды тоже лежат большею частью гораздо (в среднем от двух до трех раз) дальше от нас, чем звезды десятой величины, которые удалены от нас, в среднем, почти на 800 световых годов (или 8000 биллионов км, или в 50 миллионов раз дальше солнца). Звездные кучи только в редких случаях находятся внутри области с радиусом в 5700 световых годов по обе стороны средней плоскости Млечного Пути, содержащей огромное большинство известных небесных тел. Слайфер (Slipher) своими измерениями скоростей звездных куч показал, что они в большинстве случаев (семь из восьми) приближаются с огромными скоростями к нам и, вероятно, к средней плоскости Млечного Пути. А потому отсутствие звездных куч в названной области является поразительным. Шепли высказывает предположение, что они во время приближения к области Млечного Пути разлагаются и превращаются в открытые звездные кучи, обычные в этой области. Такая куча должна соответствовать одному из каптейновых звездных роев, а может быть, и оба роя представляют собою разложившиеся звездные кучи, из которых одна включает Солнце, равно как и главную массу известных звезд, а другая двигается в плоскости Млечного Пути. Местная звездная группа, к которой принадлежит Солнце, включает почти все гелийные звезды ярче седьмой величины, преобладающее большинство водородных звезд, а также большие количества желтых и красных звезд. Центральная плоскость этой группы лежит на расстоянии не более, а, вероятно, гораздо менее 30 световых годов к югу от Солнца. Действительная плоскость Млечного Пути лежит почти в 175 световых годах к югу от центра местной группы, поперечник которой равен приблизительно 2500 световым годам.

Шарообразные звездные кучи, между которыми ближайшая, Омега Центавра, удалена от нас почти на 23 000 световых годов, образуют тесное скопление, лежащее между плоскостями, параллельными плоскости Млечного Пути и расположенными от нее на расстоянии 5700 световых годов. Это показывает, что наша местная система, которая принадлежит к системе Млечного пути, связана с системой звездных куч. Эта система имеет центр, удаленный от Солнца почти на 65 000 световых годов, и лежит в направлении к созвездиям Стрельца и Скорпиона. Поперечник этой огромной системы содержит, по крайней мере, 300 000 световых годов.

Итак, по этим новейшим изысканиям Шепли (1918), звездные кучи принадлежат, некоторым образом, к системе Млечного Пути, поперечник которой сообразно с этим нужно принять, по крайней мере, в 300 000 световых годов. То, что мы до сих пор принимали за систему Млечного Пути, есть только малая часть этого огромного образования, необъятно исполинские размеры которого раскрываются нам чрез исследования звездных куч. Отдельные звездные кучи обладают размерами того же порядка, как размеры скопления звезд, принадлежащих к системе Млечного Пути, за исключением планетарных туманностей и звездных куч.

Подобно огромной медузе, Млечный Путь плывет по бесконечному эфиру. Его размеры относятся к размерам земного шара, как размеры этого последнего к размерам атома. Ирландский физик Фурнье д'Альб (Fournier d'Albe) называет небесные системы атомами, из которых строятся великие мировые системы, в роде Млечного Пути, подобно тому, как Земля и и другие светила построены из невидимых для нас атомов, величина которых, впрочем, определена с величайшей точностью.

В поэтическом порыве Фурнье д'Альб не задумывается приписать жизнь организму Млечного Пути. Да и нельзя оспаривать, что здесь есть некоторая аналогия с живым существом. Большая туманность произошла из соединения двух индивидуумов, двух туманностей, встретившихся во время своего странствования по мировому пространству. Тогда проявил себя Новорожденный, вытянул свои руки в холодных волнах эфира, и рос он и питался более мелкими созданьицами, которых приносил ему удар волн. Теперь он стоит на высоте своего развития и начинает подвергаться распадению на свои молекулы, т. е. солнечные системы. Они же, построенные из своих атомов, т. е. планет, стремительно вырываются и в мощном юношеском упоении пробегают пространство и живут своею собственною обособленною жизнью. Постепенно они, под влиянием давления излучения, распадаются отчасти в пыль, которая послужит пищею для новой, свежей в своей юности туманности. Уделом большинства их будет смерть от холода, и только через столкновение с какой-нибудь туманностью или с более плотным небесным телом настанет пробуждение для новой жизни форме «новой звезды». Таким образом эти юные небесные тела будут снова пробегать круг бытия и после жизни, которую, принимая во внимание их размеры, надо исчислять в миллионы биллионов лет, дадут жизнь новым небесным телам. И этот круговорот будет вечно повторяться.

Примечания

1. Известный американский астроном Барнард открыл недавно весьма малую звезду (величина 10,5) в созвездии Змееносца (прямое восхождение 17ч58,7м, северное склонение 4°2′,4 на 1 января 1916), которая почти так же далеко отстоит от нас, как Альфа Центавра. Она имеет величайшее известное собственное движение: 10,3 угловых секунд за год — 49 км/с соответственно. Она приближается к Солнцу с весьма большой скоростью — 91 км/с. Другая звезда 13 величины, которая отдалена от Альфы Центавра на 2°13′ и имеет такое же собственное движение, как и эта звезда, была открыта Иннесом (Innes) и названа «Proxima Centauri», так как она на 10 процентов лежит к нам ближе, чем Альфа Центавра.

«Кабинетъ» — История астрономии. Все права на тексты книг принадлежат их авторам!
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку