Звездные архипелаги

Вы помните, что Вильям Гершель построил модель Галактики, напоминающую двояковыпуклую линзу.

Наше Солнце находится почти точно в средней плоскости Галактики и удалено примерно на 8000 парсек от ее центра. Полный же радиус Галактики можно считать равным 13 000 парсек. Так что мы в полном смысле периферийные жители Галактики. В состав нашего звездного архипелага входит более ста миллиардов звезд. И все они вращаются вокруг единого галактического центра. Нашему светилу для завершения полного оборота по своей орбите нужно примерно 180 миллионов лет. А ведь движется Солнце совсем не так уж медленно — 250 км/сек.

Во времена Гершеля предполагалось, что все звезды Вселенной собраны в единую систему — Галактику. Дальше шла бесконечная пустота. Для подтверждения или опровержения этого мнения нужно было либо взглянуть на наш звездный архипелаг со стороны, чтобы убедиться в его единственности, либо отыскать еще такие же системы в бесконечной пустоте.

Вид Галактики с ребра

История открытия других звездных систем имеет весьма почтенный возраст. Началась она со знаменитой Туманности Андромеды.

Давным-давно, почти девятьсот лет назад, арабский астроном Суфи написал в своем манускрипте, что в темные ночи возле неяркой звезды, расположенной на сгибе левой руки красавицы Андромеды, можно заметить постоянное туманное пятнышко. С тех пор прошли шесть долгих столетий, прежде чем на этот объект обратили внимание и в Европе. Сделал это астроном Симон Мариус — современник Галилея, одним из первых подхвативший идею исследований неба с помощью зрительных труб. Вот что он пишет о своих впечатлениях: «Яркость ее (туманности) возрастает по мере приближения к середине. Она походит на зажженную свечу, если на нее смотреть через прозрачную роговую пластинку. Я нахожу также, что она походит на комету 1586 года. Но является ли она ею в действительности, решать я не берусь, хотя Тихо Браге, старательно описавший положение соседней с нею звезды, не упоминает о ней».

Пятно в созвездии Андромеды — единственное, которое можно наблюдать невооруженным глазом. И лишь с изобретением телескопа количество подобных «пятнышек» на небе возросло настолько, что наблюдатель комет Мессье, как вы помните, включил их даже в свой каталог, ошибочно считая туманности «косматыми объектами», как тогда называли кометы. Много вечеров посвятил изучению туманного пятна Андромеды астроном Эдмунд Галлей. Но так и не решил, что это — жидкость или газ, или скопление далеких звезд. «Какая-то светлая среда, сияющая собственным светом», — писал он в своих заметках. Нельзя сказать, чтобы это определение королевского астронома отличалось большой конкретностью.

Спор о природе Туманности Андромеды, в наше время ее чаще обозначают индексом М31, вспыхивал неоднократно, но за неимением точных данных снова угасал. Что поделать, если даже в приличный телескоп можно заметить лишь линзообразное спиральное туманное пятнышко с двумя маленькими спутниками — эллиптическими галактиками. Сторонники газовой природы туманностей были смущены тем, что спектр М31 сплошной, то есть такой, каким он должен быть у звезд. В то же время сторонники звездной природы Туманности никак не могли выделить из нее хотя бы одну звезду. Так продолжалось до тех пор, пока в 1924 году американский астроном Эдвин Хаббл с помощью самого большого в то время 2,5-метрового телескопа не разглядел наконец в Туманности отдельные звезды. Фотографии, сделанные Хабблом, разошлись по обсерваториям всего мира. Впервые астрономы увидели звездную систему — галактику с миллиардами звезд, среди которых могли быть и такие солнца, как наше, с такими же планетами.

Вид Галактики в плане

Двадцать лет спустя астроном Вальтер Бааде, используя только что введенный в строй 5-метровый телескоп обсерватории Маунт Паломар, рассмотрел звезды еще в нескольких туманностях. Отныне сомнений в том, что наш звездный архипелаг не единственный во Вселенной, больше не оставалось.

Подобные туманности стали называть галактиками, с целью подчеркнуть их звездный состав. А чтобы не путать название с нашей Галактикой, пишут слово с маленькой буквы.

С открытием других галактик горизонты астрономии невероятно раздвинулись. Миллионы туманных объектов в разных уголках неба оказались звездными системами, удаленными на такие расстояния, которые даже свет преодолевает за сотни тысяч, миллионы и миллиарды лет. В астрономии началась новая эпоха — эпоха внегалактической астрономии.

Открыв новый огромный и хаотичный мир звездных систем, астрономы почувствовали необходимость его упорядочить. Скоро обнаружилось, что далекие галактики тоже не кое-как рассеяны по пространству Вселенной. В одном месте их оказывалось больше, в другом — меньше...

M31 — так специалисты называют знаменитую галактику Андромеды

Эдвин Хаббл первым разделил все наблюдаемые галактики сначала на два основных типа: эллиптические — E и спиральные — S.

Эллиптическими сначала считались большинство галактик. Выглядят они как туманное удлиненное облачко, яркость которого падает от центра К краям. Это очень далекие от нас звездные архипелаги. Далекие уже не от Солнца, а от всей Галактики, от нашей звездной системы.

Спиральные галактики состоят из различного числа более или менее ярких спиралевидных ветвей и очень живописны. В них много темной материи и светлых газовых туманностей. К галактикам такого типа относится наша система и знаменитая М31 в созвездии Андромеды.

Хаббл разделил спиральные галактики на два подтипа: нормальные и пересеченные. Каждая из таких галактик, считал он, имеет в центре ядро или «линзу», которые, в свою очередь, напоминают эллиптическую галактику. Не исключено, что первый тип — более ранний, который, развиваясь, превращается во второй. Гипотеза развития галактик имеет много сторонников. Смущает лишь то, что самой природе классификация чужда. Она не заботится о наведении среди своих явлений строгого порядка с человеческой точки зрения. И чтобы люди тоже не забывали об этом, не скупится на сюрпризы, которые никак не влезают в созданную людьми схему. Тогда приходится либо эту схему ломать, либо пристраивать к ней добавки до тех пор, пока она сама не развалится под тяжестью таких пристроек. Однако горевать по этому поводу не стоит, потому что такая непрерывная перестройка взглядов и называется прогрессом.

Сам Хаббл, уже после создания классификации, обнаружил вдруг на небе немало галактик совсем неправильной формы. Они не подходили ни к классу E, ни к классу S. Нет, не сумел Хаббл найти им место в своей схеме. Так и остались клочковатые хлопья светящегося тумана, распадающиеся в крупном телескопе на хаотическое скопление звезд, самостоятельным третьим классом J-галактик неправильной формы. Представителями их являются знаменитые Магеллановы облака, о которых вы, наверняка, немало читали в научно-фантастических книжках. А несколько позже были открыты еще и сфероидальные галактики — карлики, которым вообще не могло быть места в классификации Хаббла.

Богатство форм звездных систем не укладывается в созданную схему. Однако новую классификацию выработать нелегко. Да и неизвестно, нужна ли она в конечном итоге. Советский астроном Б.А. Воронцов-Вельяминов пришел к мысли, что вообще каждую галактику следует описывать индивидуально, без какой бы то ни было классификации.

Из сказанного выше внимательный читатель может сделать один весьма важный вывод: все небесные тела стремятся объединяться в системы. Луна с Землей образуют систему из двух тел. Юпитер со своими двенадцатью спутниками образует систему более богатую. А в систему Солнца входят не только планеты и их спутники, но и астероиды, метеоры, кометы, межпланетные пыль и газ.

Звезды также составляют различные системы: двойные, тройные, кратные. Более крупными коллективами являются рассеянные звездные скопления — от десятков и сотен — до тысячи и двух тысяч звезд. Еще более крупными объединениями являются шаровые звездные скопления, насчитывающие иногда более миллиона звезд. Еще один тип звездного содружества — ассоциации молодых, горячих звезд. Все эти содружества входят в состав гигантской звездной системы, носящей название Галактики и содержащей более ста миллиардов членов.

Наша Галактика окружена шестнадцатью соседями — тоже галактиками, образующими довольно тесную группу — Местную систему. Астрономы полагают: есть основания считать, что все до сих пор открытые семнадцать членов Местной системы связаны не только какими-то физическими законами, общими для всей группы, но и общим происхождением. Наблюдая миллионы галактик, разбросанных почти во всех уголках неба, астрономы заметили, что галактики также объединяются в скопления. А нельзя ли в таком случае по аналогии со звездами предположить, что и скопления галактик объединяются в некую сверхсистему?

В 1953 году французский астроном Вокулер высказал мнение, что наиболее яркие (до 12-й видимой звездной величины), то есть ближайшие к нам галактики, определенно концентрируются, объединяясь в колоссальную сплюснутую систему, которую он и назвал сверхсистемой галактик. Однако Б.Л. Воронцов-Вельяминов обнаружил, что не все наблюдаемые галактики входят в эту — «систему систем». Значит, это еще не весь обозримый человеком мир, не Метагалактика. Астроном Вокулер даже как будто обнаружил направление, в котором далекие галактики концентрируются гуще, что напоминает «галактический» Млечный Путь. Если это действительно так, тогда «система систем» должна своим строением напоминать Галактику... Однако пока это предположение не разделяется большинством астрономов. Потому что, согласно законам диалектики, количественное изменение должно неизбежно сопровождаться качественными скачками. Так, если первой системой считать планетную — с одним Солнцем в центре, то следующая за ней система второго порядка — галактика — состоит уже из миллиардов солнц. Причем, в центре ее, в ядре, происходят пока неизвестные нам титанические процессы. Сверхсистема третьего порядка должна тоже не просто объединять галактики, но и иметь какое-то качественное отличие.

Знаете ли вы, что?

Колеблющаяся атмосфера Земли для астрономии — враг номер один, особенно при регистрации слабых сверхдальних небесных объектов, когда для фотографирования приходится применять многочасовые выдержки. Колебания воздуха заставляют дрожать свет звезд и размывают, размазывают изображение на фотопластинке. Увеличение светосилы астрономических инструментов и уменьшение «выдержек» при фотографировании — вот настоящие мечты всех астрономов.