Астрономия » Книги по астрономии » Зигель Р¤.Р®. Сокровища звездного неба: Путеводитель РїРѕ созвездиям Рё Луне

Уважаемые посетители!

На сайте Classes.ru размещены учебные материалы по различным дисциплинам школьной, ВУЗовской программы, научная литература, онлайн версии различных словарей и энциклопедий, официальные документы, материалы для подготовки к экзаменам (выпускные экзамены, ЕГЭ, вступительные экзамены в ВУЗ). Кроме этого, можно ознакомиться с содержимым выбранной книги: на соответствующей странице выложена часть книги в виде текста (как правило, 10-15%). Если нам удается найти какую-то книгу в каталогах книжных интернет-магазинов, мы помещаем ссылку на эту позицию, перейдя по которой Вы можете приобрести или оставить заказ на данную книгу.
С уважением, администратор сайта Classes.ru.

Зигель Ф.Ю. Сокровища звездного неба: Путеводитель по созвездиям и Луне

Год: 1980 Издательство: Рњ.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы Страниц: 312 Популярный рассказ Рѕ звездном вебе, Рѕ его делении РЅР° созвездия, какие созвездия РІРёРґРЅС‹ Р·РёРјРѕР№, весной, летом Рё осенью. Читатель узнает РёР· РєРЅРёРіРё Рѕ главных достопримечательностях каждого созвездия — двойных переменных звездах, звездных скоплениях, туманностях Рё РґСЂСѓРіРёС… объектах. Отдельные главы посвящены звездному небу Антарктиды, Млечному пути Рё телам Солнечной системы. РћСЃРѕР±РѕРµ внимание уделено Луне Рё первоначальному знакомству СЃ лунной топографией. Р’ РЅРѕРІРѕРј издании РєРЅРёРіРё учтены-открытия последних лет РІ области звездной астрономии, рассказано Рѕ квазат pax,.«черных дырах», Рѕ новейших данных РїРѕ морфологии галактик. Для учащихся средней школы Рё широкого РєСЂСѓРіР° любителей астрономии.

Купить эту книгу в интернет-магазинах

В интернет-магазине Ozon.ru: Купить эту книгу на Ozon.ru (вариант1) Купить эту книгу на Ozon.ru (вариант2) Купить эту книгу на Ozon.ru (вариант3)

ИСКАТЬ НА OZON.RU

Несколько страниц из книги для ознакомления

Φ. Ю.ЗИГЕЛЬ

СОКРОВИЩА ЗВЕЗДНОГО НЕБА

ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО СОЗВЕЗДИЯМ И ЛУНЕ

ИЗДАНИЕ ЧЕТВЕРТОЕ. ИСПРАВЛЕННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ

МОСКВА «НАУКА» ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1980

Зигель Φ. Ю. 

Сокровища звездного неба: Путеводитель по созвездиям и Луне.— 4-е изд., доп.— М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980.— 312 с, с ил.

Популярный рассказ о звездном вебе, о его делении на созвездия, какие созвездия видны зимой, весной, летом и осенью. Читатель узнает из книги о главных достопримечательностях каждого созвездия — двойных переменных звездах, звездных скоплениях, туманностях и других объектах. Отдельные главы посвящены звездному небу Антарктиды, Млечному пути и телам Солнечной системы. Особое внимание уделено Луне и первоначальному знакомству с лунной топографией. В новом издании книги учтены-открытия последних лет в области звездной астрономии, рассказано о квазат pax,.«черных дырах», о новейших данных по морфологии галактик.

Для учащихся средней школы и широкого круга любителей астрономии.

©Издательство «Наука». Главная редакция физико-математической литературы,. 1980, с изменениями

Небесный свод, горящий славой' звездной,

Таинственно глядит из глубины,

И мы плывем, пылающею бездной

Со всех сторан окружены.

Ф. Тютчев

ВЕЛИКАЯ КНИГА ПРИРОДЫ

Звездное небо — Великая книга Природы. Кто сумеет ее прочесть, перед тем раскроются несметные сокровища окружающего «ас Космоса. Непосвященному в секреты астрономии даже трудно себе представить, какое богатство материальных форм, какое неистощимое творчества Природы скрыто за теми замысловатыми узорами из звезд, которые древние назвали созвездиями.

На протяжении веков люди любовались и изучали звездное небо — одно из величайших зрелищ Природы. Сейчас, говоря словами Циолковского, наступила «эра пристального изучения неба». Космические полеты приблизили к нам звезды, и теперь даже те, кто далек от астрономии, хотят не только любоваться звездным небом, но и понять истинный смысл этой картины. .»

Знание созвездий — азбука астрономии. Оно совершенно необходимо и любителю астрономии и тем более астровому-специ-» алисту. Как невозможно представить себе географа, не знающего «блик земного глобуса, так немыслим и астроном, путающийся в звездных узорах неба.

Для тех, кто хорошо знаком с созвездиями и их расположением по отношению к горизонту в различные моменты суток и года, звезды могут служить отличными ориентирами, позволяющими находить стороны горизонта в незнакомой местности и даже приближенно определять момент времени. Именно это обстоятельство побудило древних внимательно изучать звездное небо. В наши дни методы ориентировки по созвездиям должны <5ыть хорошо известны и туристам, и разведчикам, и морякам, и летчикам,— короче говоря, всем тем, для кого земные ориентиры иногда могут оказаться недейственными. Хорошо знать •созвездия должны также наблюдатели искусственных спутников -Земли н других космических летательных аппаратов!

С земной поверхности в каждый данный момент времени мы видим лишь половину звездного неба. Космонавтам, совер-

шающим полет с Земли на Луну, предстает иная картина. Земные ландшафты исчезают. Их место занимает всеобъемлющее, охватывающее наблюдателя со всех сторон, черное звездное небо. Ясно, что в такой обстановке знание созвездий еще более необходимо, чем на Земле. В дальних космических полетах звезды станут основными ориентирами.

Особенно хорошо звездное небо должны знать те, кто занимается поисками новых комет. Когда среди множества слабо светящихся звездочек появляется крошечное туманное пятнышко — новая, незнакомая комета,— ее Ъегко спутать с далекими туманностями, усеивающими небосвод.

Нередки случаи, когда не специалисты-астрономы, а любители астрономии первыми 'замечали неожиданно вспыхнувшую в каком-нибудь созвездии новую звезду. Нужно, очевидно, отличное знание созвездий, чтобы сразу и безошибочно определить, какая из звезд является «лишней».

Луна для любителя астрономии по-прежнему остается самым доступным объектом наблюдений. Даже в бинокль на Луне легко различимы некоторые наиболее крупные лунные горы, а наблюдатель, вооруженный небольшим телескопом, может заняться увлекательным делом — подробным изучением рельефа Луны. Ни на одном небесном теле он не увидит столько подробностей, как на поверхности нашего естественного спутника. Но чтобы знакомство с соседним миром было осмысленным, надо знать природу и происхождение отдельных наиболее интересных лунных образований. Чтобы облегчить любителю астрономии эту задачу, автор дополнил еще третье издание настоящей книги главами о различных местностях на Луне, с описанием важнейших их достопримечательностей. Совокупность этих глав представляет собой, в сущности, краткий путеводитель по Луне. В нем читатель найдет, в частности, сведения о районах посадки лунных экспедиций, автоматических станций и луноходов. Во время будущих исследований Луны средствами космонавтики путеводитель по Луне позволит найти лунную местность, где ведутся работы, и наглядно представить себе обстановку, окружающую лунные автоматы или космонавтов.

О других «гостях» на звездном небе (планетах, кометах, метеорах и болидах) говорится кратко, так как описанию наблюдений этих космических объектов посвящена обширная литература.

В новом, 4-м издании книги «Сокровища звездного неба» прежнее содержание переработано в соответствии с новейшими достижениями астрономии. Рассказано - о последних открытиях в области морфологии и природы галактик, о новом в изучении «черных дыр», квазаров и пульсаров, а также 'других необычных объектов звездного мира. Дополнены новыми сведениями разделы о планетах, о примечательных объектах в звездном небе Антарктиды. Пополнен и иллюстративный материал.

Эта книга адресована не только любителям астрономии, для которых знакомство с созвездиями и Луной есть первый шаг в самостоятельном изучении .космоса. Многие читатели популярной астрономической литературы, не имея возможности вести научные наблюдения небесных тел, хотели бы просто увидеть в натуре те объекты, о которых они читали в книгах. Подобное желание заслуживает всяческого поощрения. -Ни один рисунок, ни одна самая лучшая фотография не дают того чувства удовлетворения, какое можно получить от созерцания «живой» Природы.

Предлагаемая вниманию читателей книга не сухой справочник и в то же время не книга для развлекательного чтения. Автор хотел сделать ее руководством для самостоятельных астрономических наблюдений, в значительной своей части доступных почти каждому. Пользоваться этим путеводителем нужно, в сущности, так же, как и любым другим,— чтение объяснительного текста должно сопровождаться наблюдениями. Только при этом условии читатель получит то, чего он не имеет от обычных популярных книг,— радость непосредственного общения с Природой, с бесконечной, сверкающей своим неисчерпаемым многообразием Вселенной.

О НАЗВАНИЯХ СОЗВЕЗДИЙ

Новичка, приступающего к изучению звездного неба, прежде всего удивляют названия созвездий. Как правило, в расположении звезд даже человек с богатым воображением никак не может рассмотреть того, о чем говорит название созвездия. Большая Медведица, например (по крайней мере главная часть втого созвездия), напоминает скорее ковш, а беспорядочно разбросанные по соседству группы слабых звездочек, называющиеся созвездиями Жирафа и. Рыси, совсем не похожи на настоящих жирафа или рысь.

Не менее странно и разнообразие названий. На небе легко уживаются созвездия Волопаса (или Пастуха) и Секстанта, Гидры и Мухи, Микроскопа и Ящерицы! Чем вызван этот совершенно хаотичный с первого взгляда набор названий?

Звездное небо отразило в себе разные эпохи и творчество разных народов. Современные общепризнанные, так сказать, официальные, звездные карты с их 88 созвездиями завершили многовековые попытки увековечить на небе предметы, далеко не всегда этого заслуживающие. В истории созвездий много произвольного, а иногда и просто нелепого. Зачастую не так просто выяснить, по каким мотивам то или иное созвездие появилось на небе, и даже до сих пор в отдельных случаях остается спорным, что означают наименования отдельных созвездий, Даже завершающий, окончательный список 88 созвездий составлен не столько по какому-нибудь логическому принципу, сколько из желания сохранить, наконец, неизменной сложившуюся к этому времени картину неба.

Мы не собираемся рассказывать читателю историю созвездий — эта весьма емкая тема потребовала бы особой книги. Ограничимся здесь лишь краткой классификацией созвездий по их названиям, а в дальнейшем при описании каждого созвездия будет пояснено и происхождение его названия.

Из 88 современных созвездий многие имеют весьма почтенную давность. Они были известны еще задолго до начала нашей эры, и- упоминания о них можно встретить в Библии, в творениях Гомера, Гесиода, Фалеса, Евдокса, Гиппарха и других древних авторов. Вот названия этих древнейших созвездий:

Большая Медведица, Орион, Телец, Большой Пес, Малый Пес, Волопас, Малая Медведица, Дракон, Геркулес, Водолей, Козерог, Стрелец, Стрела, Дельфин, Заяц, Эридан, Кит, Южная Рыба, Малый Конь, Центавр, Волк, Гидра, Чаша, Ворон, Весы, Волосы Вероники, Южный Крест, Северная Корона, Змееносец, Скорпион,. Дева, Близнецы, Рак, Лев, Возничий, Цефей, Кассиопея, Андромеда, Пегас, Овен, Треугольник, Рыбы, Персей, Лира, Лебедь, Орел. Большинство из этих 46 созвездий имеет мифологическое происхождение — в них запечатлены

персонажи древнегреческих мифов и легенд. Образец карты с фигурами созвездий приведен на рис. 1.

Другая группа созвездий впервые упоминается астрономом Жаном Байером, издавшим в 1603 г. великолепно оформленный атлас звездного неба. В нее входят Павлин, Тукан, Журавль, -Феникс, Летучая Рыба, Южная Гидра, Золотая Рыба,

Хамелеон, Райская Птица, Южный Треугольник, Индеец. Наверное, читатель уловил в названиях этих созвездий аромат того ^v времени — эпохи великих географических открытий, когда перед глазами европейцев возникли экзотические пейзажи незнакомых южных стран. Здесь почти нет мифологических имен, но есть такие актуальные персонажи эпохи, как Индеец, Павлин или Райская Птица.

Постепенно раскрывается истинный облик земного шара и вместе с этим начинает заселяться новыми созвездиями незна-

Комо© южное звездное небо. Впрочем, попутно заполняются белые пятна и на северном звездном небе.

К концу XVII в. в списке созвездий, составленном знаменитым гданьским астрономом Гевелием, можно найти еще ряд новых появившихся на протяжении века созвездий. Таковы Жираф, Муха, Единорог, Голубь, Гончие Псы, Лисичка, Ящерица, Секстант, Малый Лев, Рысь, Щит, Южная Корона.

В 1752 г.. известный исследователь южного звездного неба французский астроном Лакайль дополнил список еще 14 созвездиями. Вот они: Скульптор, Печь, Часы, Сетка, Резец, Живописец, Жертвенник, Компас, Насос, Октант, Циркуль, Телескоп, Микроскоп, Столовая Гора. Все эти созвездия расположены в южном полушарии звездного неба. Нам осталось дополнить список только пятью созвездиями. Три из них — Киль, Корма и Паруса — в древности составляли главную часть созвездия Корабля — того самого мифического корабля, на котором, если верить древнегреческим легендам, путешествовали в Колхиду герои-аргонавты. Четвертое созвездие, Змея, замечательно тем, что на звездных картах оно занижает два отдельных участка-неба. Можно даже подумать, что на небе близко друг от друга есть д*ва созвездия Змеи. На самом деле это одно созвездие, разделенное созвездием Змееносца. На древних звездных картах изображен человек, держащий в руках змею. На современных картах .это древнее созвездие разделено на два — Змееносца и Змею. Последнее, 88-е созвездие, Наугольник, находится на южном звездном небе, и происхождение его столь же произвольно, как и Южного Треугольника.

Из этого краткого перечисления созвездий можно сделать вывод, что названия древнейших из них обязаны своим происхождением различным древним мифам. Что касается созвездий, появившихся в XVII и XVIII в., то «классических» мифологических наименований среди них почти нет и напрасно мы искали бы какого-нибудь иного объяснения этим названиям, кроме произвольной фантазии их творцов.

До сих пор речь шла о созвездиях, введенных европейцами. Это не означает, конечно, что народы Азии или Америки не занимались «районированием» звездного неба. В видимом расположении звезд разные народы видели разные фигуры. Например, в Средней Азии среди казахов семизвездие ковша Большой Медведицы раньше именовалось «Конем на привязи». У древних египтян то же созвездие называлось «Гиппопотамом». ,

Любопытно, что в XVII и XVIUb. некоторые из европейских астрономов пытались по разным мотивам утвердить на небе новые созвездия, иногда за счет искажения или даже уничтожения древних. Так, например, английский астроном Флем-стид в 1725 г. из верноподданнических соображений назвал главную звезду из созвездия Гончих Псов «Сердцем Карла II».

Этот пример нашел подражателей. В конце XVIII в. английский астроном Хелль поместил на небо «Арфу Георга», а немецкий астроном Воде— «Регалии Фридриха II». Между прочим, чтобы очистить место для «регалий» прусского короля, Воде «отодвинул» руку Андромеды, которая держала ее · протянутой в течение трех тысяч лет!

До какой степени доходил иногда произвол создателей созвездий, свидетельствует следующий факт. Известный французский астроном Лаланд в 1799 г. поместил на небо созвездие Кошки. В своих^- творениях он так объясняет этот поступок: «Я люблю кошек, я обожаю их. Надеюсь, что мне простят, если я, после моих шестидесятилетних неослабных трудов, помещу одну из них на небо».

Все эти реформаторские действия некоторых ''астрономов выглядят робкими по сравнению с проектами полной «реконструкции» созвездий, предложенными церковниками в XVII в, По одному из таких проектов «нечестивые языческие» созвездия должны быть заменены христианскими. Например, созвездие Овна превращается в созвездие апостола Петра, созвездие Рыб — в созвездие апостола Матфея и т. д. Мало того, незадачливый автор проекта идет дальше. Солнце он предлагает называть ' Иисусом Христом, а Луну — девой Марией. Соответственные имена получают и планеты, например, Венера превращается в Иоанна Крестителя!

Астрономы, разумеется, категорически отказались от такой реформы. Бе нелепость была замечена и' наиболее мыслящими из церковников. Ведь если ввести новые названия для небесных светил, пришлось бы иногда произносить не просто нелепые, а даже «богохульные» фразы, как, например, «Иисус Христос закатился за горизонт» или «произошло затмение Христа девой Марией»!

Даже в XIX в. были предприняты (правда, последние) покушения на древние узоры звездного неба. J3 1808 г. некоторые раболепствующие перед Наполеоном немецкие ученые предложили его именем назвать созвездие Ориона. Забавно, что даже французским астрономам этот проект показался абсолютно неприемлемым.

В 1922 г. состоялся Международный астрономический съезд, который, наконец, навел порядок в небесном хозяйстве. С неба окончательно были убраны и Регалии Фридриха и Кошка Ла-ланда и другие 27 неудачных созвездий. Между оставшимися 88 созвездиями были проведены строгие границы.

Кое-кто из делегатов съезда предлагал вовсе упразднить созвездия, заменив их четырехугольными площадками стандартных размеров. Но большинство астрономов на это не пошло. Съезд сохранил древние и старинные наименования созвездий. Правда, в них современный исследователь неба почти не нуждается — поиски звезд ныне производят по их координатам.

ОБЩИЙ ОБЗОР ЗВЕЗДНОГО МИРА

Прежде чем перейти к описанию отдельных созвездий и их достопримечательностей, кратко охарактеризуем основные типы населения звездного мира. Этот общий взгляд на картину, детали которой предстоит изучить, позволит нам в дальнейшем избавиться от лишних повторений.

С какими же типами объектов нам придется встретиться при. наблюдениях?

Прежде всего — звезды. Изучение их спектров показывает, что природа этих небесных тел сходна с природой Солнца. Звезды отличаются друг от друга по размеру, плотности, цвету, тем^ пературе. Химический состав звезд примерно одинаков, хотя процентное содержание тех или иных веществ в разных звездах может быть различным. В звездах преобладают водород и гелий. Процентное содержание других химических элементов в звездах невелико.

. Спектры звезд отличаются большим разнообразием, причиной которого, однако, служит не различие в химическом составе звезд, а главным образом существенная разница в их темпе* ратуре.

- Наблюдая звезды, можно заметить, что они имеют разные оттенки цвета: одни белы или голубоваты, другие желтоваты и даже красноваты. Разница в цветах звезд связана с их температурой. Наиболее горячими являются белые и голубые *) звезды. Температура их поверхности заключена в пределах от 10000 до 30000 . В виде исключения встречаются даже еще более горячие 8везды, с температурой поверхности порядка 100 000°. Желтые 8везды, к числу которых относится и наше Солнце, холоднее — температура их поверхности близка к 6000°. Самыми холодными являются красные звезды — у некоторых йз них температура поверхности не превосходит 2000°. В глубоких же недрах звезд температуры измеряются многими миллионами градусов.

Одна из важнейших физических характеристик звезд — это их светимость. Светимостью называется число, которое характеризует силу света звезды по отношению к Солнцу. Например, если светимость звезды равна 1000, это значит, что данная зве-вда излучает в тысячу раз больше света, чем Солнце. Светимость ввезд зависит как от размеров поверхности звезды (при одинаковых температурах звезды больших размеров излучают света больше), так и от ее температуры (при одинаковых размерах звезды с более высокими температурами интенсивнее излучают свет). Светимости звезд весьма различны. Есть звезды, излучающие в сотни тысяч раз больше света, чем Солнце. Но, с другой

*) Строго говоря, голубых ввезд в природе нет, а есть голубовато-белые. Интенсивная голубая окраска некоторых эвезд вызвана субъективными особенностями нашего эрения.

стороны, открыты звезды, светимость которых в сотни тысяч раз меньше светимости Солнца.

Звезды большой* светимости называются звездами-гигантами, а звезды малой светимости — звездами-карликами.

По размерам звезды очень сильно отличаются друг от друга. Есть гигантские звезды, поперечники которых в сотни р'аз больше лоперечника Солнца, и, с другой стороны, в мире звезд встречаются звезды-карлики, по размерам схожие с Землей.

Заметим, что- при этом массы всех звезд сходны между собой и редко можно встретить звезду, которая была бы в несколько "десятков раз «тяжелее» или «легче» Солнца. Но отсюда сразу следует, что средние плотности звезд должны отличаться большим многообразием.

И действительно, вещество звезд-гигантов необычайно разрежено: по своей плотности оно в тысячи раз меньше плотности комнатного воздуха. Зато среди звезд-карликов встречаются так называемые белые карлики (очень горячие маленькие звезды), средняя плотность которых в десятки тысяч раз больше плотности воды.

Современная астрофизика объяснила причины столь высокой плотности звездного вещества. В недрах белых карликов господствуют чудовищные по величине температуры и давления. Благодаря этому атомы веществ полностью ионизованы, то есть их ядра лишены обращающихся вокруг них "электронов. Покинувшие «свои» ядра электроны вместе с оголенными ядрами атомов образуют сверхплотную смесь — вырожденный газ. В вырожденном газе ядра атомов, несущие в себе основную массу вещества, находятся друг к другу гораздо ближе, чем в обычных земных условиях.

•Изучение физической природы звезд имеет большое значение для современной физики. Звезды недаром называют «небесными лабораториями»; Наблюдая звезды, мы изучаем вещество в таких состояниях, . которые подчас бывают недостижимы в земных лабораториях.

Сравнение физической природы Солнца и звезд доказывает, что Солнце по всем своим характеристикам (спектру, цвету, светимости,- размерам и т. д.) является обычной, рядовой звездой.

Как уже говорилось, различия в спектрах звезд вызваны главным образом не особенностями химического состава этих объектов, а различиями в температуре звездных атмосфер. В настоящее время в астрофизике принята единая классификация звездных спектров. По характеру спектров звезды распределены на классы, каждый из которых обозначен определенной буквой латинского алфавита. Вот эти спектральные классы звезд:

От основной группы отходят две ветви — классы R, N и S. К этим классам отнесено сравнительно небольшое число холодных звезд, в спектрах которых наблюдаются полосы молекул углерода и циана и окиси углерода (классы R и N). В спектрах звезд класса S заметны полосы окисей титана и циркония. Спектры некоторых звезд приведены на рис. 2.

Характерные особенности основных спектральных классов приведены в таблице на. стр. 14.

Для более точной классификации звездных спектров по интенсивности их линий и полос поглощения введены промежуточные спектральные классы, например 05, В7, А2 и т. п. Если при этом звезда принадлежит к звездам-карликам, перед .ее спек--тральным классом добавляют букву «d», если к гигантам —

букву «g», если к сверхгигантам — букву «с» (например, dM5, gA2 и т. д.).

Спектры некоторых горячих звезд содержат яркие, как их называют, «эмиссионные», линии и полосы. В этом олучае позади обозначения спектрального класса добавляют букву «е». В тех случаях, когда спектр звезды необычен, справа добавляется буква «р» (например, Обе или F3p). Знакомство со всей «той условной символикой совершенно необходимо при использовании таблиц физических характеристик отдельных звезд.

Для того чтобы характеризовать видимую яркость, или, как правильнее говорить, блеск звезд, введены условные единицы, называемые звездными величинами.

Еще в древности наиболее яркие звезды были названы звездами первой величины, а самые слабые, еле доступные невооруженному глазу — звездами шестой величины (обозначаются l^m, 2^т и т. п.). Последующие уточнения и расширения этой шкалы звездных величин заставили ввести промежуточные дробные, а для особенно ярких объектов — нулевые и отрицательные звездные величины (0^т, — 1^ш и т. д.).

Пусть Ii и /2 — блеск двух звезд, то есть освещенности, создаваемые этими звездами на приемнике энергии (глаз, фотопла-> стинка и т. п.), а тп\ и тог — соответственно их звездные величины. Как показали детальные исследования, эти величины связаны простым соотношением, называемым формулой Погсона:

Как следует из этой формулы, звезды, отличающиеся по видимому блеску на одну звездную величину, создают на Земле освещенности, различающиеся примерно в 2,5 раза.

Для работы с вычислительными машинами эту формулу удобнее представить в логарифмическом виде:

Чтобы охарактеризовать светимость звезды, астрономы вводят понятие абсолютной звездной величины (обозначается буквой М). Под этим термином понимается блеск данной звезды с расстояния 10 пс*). Например, для Солнца Д/ = 4^т,8. Это значит, что с расстояния в 10 пс Солнце казалось бы звездочкой почти 5-й зв. величины. А вот, например, у Ригеля, самой яркой звезды созвездия Ориона, Μ = —6"\2. Можно отсюда подсчитать (по формуле Погсона), что Ригель излучает света почти в 23 ООО раз больше, чем Солнце.

*) «пс» — парсек, единица расстояния, равна 30,8 · 10¹² км == 3,26 светового года. _ '

КЛАССИФИКАЦИЯ ЯВЕЯДНЫХ СПЕКТРОВ

Физические особенности звезд станут особенно наглядными, если мы воспользуемся так называемой диаграммой спектр — светимость. По ее горизонтальной оси (рис. 3, 4) отложены «нейтральные классы, по вертикальной — абсолютные звездные величины, характеризующие светимость звезды. Каждая звезда, в том числе и Солнце, может быть помещена только в одну определенную точку диаграммы. Изучение нескольких тысяч звезд

показало, что на диаграмме спектр — светимость звезды располагаются в виде цепочек, групп, или, как их называют, «последовательностей». Каждой из последовательностей присвоено определенное обозначение, указанное в * подписи под диаграммой. Солнце, например, лежит на главной последовательности (V), а почти горизонтальная прямая в верхней части диаграммы (в области больших светимостей) отмечает ветвь звезд-сверхгигантов Иа-О). Принадлежность звезды к той или иной последователь-

ности вместе с ее светимостью и спектром полностью -характеризует физические свойства звезды *).

В древности звезды считались неподвижными, а фигуры созвездий — неизменными. Однако в начале XVIII в. было обнаружено,-что некоторые звеэды со времен Гиппарха (II вг до н. э.) явно сместились по отношению к другим звездам.

В настоящее время движение звезд в пространстве является строго доказанным фактом. Это движение можно обнаружить

·) Подробнее см. в кн.: Куликовский П. Г. Справочник любителя астрономии.— М.: Наука, 1971, с. 114. В дальнейшем при ссылках на эту книгу мы будем давать только фамилию автора и указывать страницы.

двумя способами: во-первых, по видимому смещению одних звезд по отношению к другим и, вогвторых, по спектру звезды.

Так как звезды чрезвычайно далеки от Земли, видимые смещения звезд на небесной сфере ничтожно малы и измеряются в лучшем случае секундами дуги за год. Поэтому, хотя взаимное расположение звезд на небе медленно изменяется, искажения знакомых фигур созвездий станут заметными только через десятки тысяч лет. Перемещение звезд на небесной сфере обнаруживается при сравнении фотографий звездного неба, сделанных с интервалом в несколько лет. По измерениям таких фотоснимков можно вычислить, зная расстояние до звезды, ее тангенциальную скорость, то есть скорость в направлении, перпендикулярном к лучу зрения.

_v Спектральный анализ позволяет найти скорость звезды вдоль луча зрения. По принципу Доплера — Физо линии в спектре приближающейся звёзды смещаются к фиолетовому концу, а в спектре удаляющейся — к красному. По величине этого смещения легко вычислить лучевую скорость звезды (то есть ее скорость вдоль луча-зрения).

Зная тангенциальную V_t и лучевую V_r скорости звезды, можно вычислить полную скорость V звезды при ее движении в пространстве. Очевидно, что

Полные скорости звезд измеряются, как правило, десятками километров в секунду. Наше Солнце и в этом отношении не является исключением. Вместе с планетами и другими членами Солнечной системы оно движется относительно близких звезд со скоростью около 20 км/с, пролетая в пространстве за сутки свыше миллиона километров. Путь Земли в межзвездном пространстве, таким образом, изображается сложной спиралеобразной кривой.

В той стороне неба, куда «летит» Солнечная система, звезды медленно как бы раздвигаются перед нами. Подобное явление можно наблюдать, приближаясь к лесу, деревья которого издали кажутся образующими сплошную стену.

Хотя скорости звезд весьма велики, о взаимном катастрофическом столкновении звезд говорить не приходится — слишком далеки взаимные' расстояния звезд по сравнению с их поперечниками. Для этих расстояний километр — слишком малая еди^ ница Длины. Вместо нее в звездной астрономии употребляют: световой год, равный расстоянию, которое луч света проходит за год (9,46 · 10¹² км), парсек (пс), в 3,26 раза больший светового года, и килопарсек (кпс), равный тысяче парсек. Если звезды уменьшить до размеров булавочных головок, то в таком масштабе одну звезду от другой надо удалить на десятки километров. В этом же масштабе смещение звезд за год будет измеряться всего десятками сантиметров.

Астрономы установили, что, кроме поступательного движения :в пространстве, звезды также вращаются вокруг своих осей.

Многие звезды при наблюдении в телескоп распадаются на две, сливающиеся для невооруженного глаза в одну звезду. Такие звезды называются двойными^ звездами. Некоторые из них видны с Земли почти точно по одному направлению, но при этом находятся от нас на весьма различных расстояниях и физически не связаны друг с другом. Их называют оптическими двойными звездами.

Однако многие из двойных звезд и на самом деле расположены в пространстве по соседству друг с другом. Будучи «вязанными взаимным тяготением, они обращаются вокруг своего общего центра тяжести (или, точнее, центра масс). Такие физически взаимосвязанные звездные пары называются физическими двойными звездами.

При наблюдениях в телескоп разноцветные двойные звезды иногда удивительно красивы. Надо, однако, иметь в виду, что яркие цвета двойных звезд вызваны в основном не реальным различием в цветовом составе их излучения", а сложными субъективными ошибками, связанными с физиологическими особенностями зрения наблюдателя. (Список разноцветных двойных звезд приведен в Приложении III.)

Чем .ближе звезды друг к другу при одних и тех же массах, •тем короче периоды их обращения вокруг общего центра масс. В некоторых "случаях эти периоды измеряются часами, в других — столетиями.

Если двойная звезда обладает планетной системой, с поверхности таких планет можно сразу наблюдать на небе поразительное зрелище — два солнца! Есть ли, однако, планеты вокруг звезд?

В настоящее время на этот вопрос можно дать утвердительный ответ. Некоторые звезды движутся в пространстве по сложным волнообразным кривым. Эти звезды притягивают к себе их невидимые спутники, заставляя звезду обращаться вокруг общего с ними центра масс. Среди невидимых спутников звезд найдены тела, массы которых сравнимы с массой планет-гигантов Солнечной системы. Можно думать, что в этих случаях вокруг ряда звезд обнаружены планетные системы.

Некоторые двойные звезды состоят из таких близких друг к другу звезд, что-различить их в отдельности не удается даже с помощью телескопа. В этом случае приходит на помощь спектральный анализ.

Если звезда двойная, составляющие ее звезды, обращаясь вокруг общего центра масс, то приближаются к нам (по лучу зрения), то удаляются -от нас. При этом, по принципу Доплера — -Физо, в их спектрах, накладывающихся друг на друга, периодически раздваиваются спектральные линии, так как при приближении к нам одной звезды другая от нас удаляется. Разумеется, у

одиночной звезды подобное явление не наблюдается. Звезды,, двойственность которых обнаруживается спектральным путем^ называются спектрально-двойными Звездами.

Кроме двойных звезд, есть тройные и вообще кратные звезды. И в таких системах движение звезд совершается вокруг-общего-центра масс. .

Если в системе двойной звезды плоскости орбит близки к лучу зрения, а звезды имеют разную светимость, то могут наступать моменты, когда при движении вокруг общего центра масс-одна звезда закроет собой другую. Для земного наблюдателя это-«звездное затмение» выразится в общем уменьшении блеска> двойной звезды. Очевидно, такие изменения блеска будут периодически повторяться, что можно изобразить на графике (см.. рис. 41). Звезды подобного типа называются затменно-двойными или затменными переменными звездами.

Известны переменные звезды и других типов.

В затменных переменных звездах изменение блеска вызвано оптическими причинами (затмениями). У других переменных звезд их светимость, а следовательно, и блеск, не остается неизменной по причинам физического характера. Следует-сказать, что переменность блеска звезд не следует путать с их мерцанием, которое вызвано чисто земными причинами (движением воздушных масс).

К числу физических переменных звезд относятся прежде всего так называемые цефеиды. Звезды этого типа периодически то раздуваются — при этом их температура понижается,— то сжимаются, несколько при этом разогреваясь. В связи с этим изменяется и их видимый блеск.

Периоды изменения блеска цефеид тесно связаны с их светимостью. Найдя по периоду светимость цефеиды и зная ее видимый блеск, легко вычислить расстояние до этой переменной звезды и, главное, до объекта, в котором цефеида находится. Подобный способ определения расстояния до звезд весьма распространен. Цефеиды иногда называют «маякамц Вселенной»,, так как с их помощью можно выяснить распределение звезд в пространстве.

Есть звезды, подобно цефеидам периодически изменяющие свой блеск, но только в гораздо более медленном темпе. Такие звезды называют долгопериодическими переменными, так как периоды изменения их блеска подчас измеряются сотнями суток.

У некоторых переменных звезд пульсации совершаются довольно хаотично, без явных признаков периодичности. Их называют неправильными и полуправильными переменными звездами-

В настоящее .время известно более 30 000 переменных звезд.. Их изучение раскрывает перед нами многие стороны физической .природы* авезд.

Есть звезды, которые очень быстро и резко увеличивают свой блеск — дня за два в десятки и сотни тысяч раз. Затем блеск

такой звезды начинает уменьшаться, сначала довольно быстро, -а затем очень медленно. Спустя несколько лет звезда становится •опять такой же, какой она была до вспышки или даже слабее. Подобные звезды получили название новых звезд. Раньше думали, что это действительно вновь появившиеся, то есть «зародившиеся» звезды. На самом деле все «новые» звезды существовали и до своей- вспышки. Более того, подобные вспышки в течение жизни некоторых звезд повторяются, по-видимому, много раз. При вспышке «новой» наружные газовые слои звезды со скоростью,в тысячи километров в секунду извергаются в пространство. С течением времени эти газы рассеиваются в межзвездном пространстве.

Наше Солнце принадлежит к числу устойчивых звезд, которым не угрожают взрывы, свойственные новым звездам.

После вспышек особенно ярких новых звезд (так называемых * сверхновых звезд) образуются исполинские разреженные газовые облака («туманности»), которые расширяются со скоростью до 2000 км/с и интенсивно излучают радиоволны.

Новые и сверхновые звезды в настоящее время относят к числу взрывных переменных звезд (в отличие от пульсирующих переменных — цефеид, долгопериодических, неправильных и полуправильных). По-видимому, взрывные процессы свойственны многим звездам, в частности, и нашему Солнцу, на поверхности в в атмосфере которого время от времени наблюдаются солнечные вспышки — наиболее заметное проявление солнечной активности. У некоторых звезд (например, типа звезды UV Кита) вспышки настолько мощны, что при этом общий блеск звезды заметно меняется за несколько десятков секунд. Причины этих взрывных явлений пока не ясны, но установлено, что «звездные взрывы» могут быть весьма различны по энерговыделению — от взрывов типа солнечных вспышек, при которых общий блеск, звезды практически не меняется, до вспышек новых и сверхновых звезд, при которых выделяется энергия до 10⁵⁰ эрг. Все звезды, заметно меняющие общий блеск в момент происходящих в их атмосферах взрывов, объединяют в класс взрывных переменных звезд.

При вспышке сверхновой звезды за несколько месяцев она излучает столько же энергии, сколько Солнце за несколько миллиардов лет! По современным представлениям источником такого сверхмощного энерговыделения служит катастрофическое сжатие звезды. Расчеты показывают, что в процессе эволюции некоторых звезд в их недрах могут возникнуть (но необязательно возникают!) условия, нарушающие равновесие звезды. Видимо, основную-роль при этом играют потери энергии звездой на изучение нейтрино — мельчайших элементарных частиц вещества, не несущих в себе электрического заряда. Перед вспышкой ядро сверхновой звезды имеет плотность 10⁷ т/си³ и температуру в несколько миллиардов градусов. В этот момент в результате

•особых ядерных реакций и начинается резкая утечка нейтрино. Звезда спадает внутрь себя подобно карточному домику, причем этот процесс спада или взрыва занимает всего несколько сотых долей секунды.

Когда, сжавшись, ядро звезды достигает плотности 10¹⁴ г/см³ ^и температуры 200 миллиардов градусов, в оболочке, окружающей ядро, возникает взрывная реакция выгорания кислорода и углерода. Сверхмощная ударная взрывная волна увлекает за «обой часть оболочки звезды, и в этот момент мы наблюдаем с Земли вспышку Сверхновой.

Возможны два варианта. Если масса ядра звезды меньше 2,5 массы Солнца, то в результате взрыва сверхновой ядра железа ή других тяжелых элементов распадаются на протоны и нейтроны с последующим превращением (за счет реакции с электронами) всех протонов в нейтроны. Так возникают нейтронные звезды, существование которых было предсказано еще в 1934 г.

Если же масса ядпа звезды больше 2,5 массы Солнца, то взрыв звезды приводит к образованию так называемой «черной дыры». Эти теоретические схемы подтверждаются фактами.

В августе 1967 г. неожиданно с помощью радиотелескопов были открыты странные источники радиоизлучения, названные пульсарами. Интенсивность их излучения колеблется с очень небольшим периодом, в среднем близким к 0,75 с. При этом самый большой жз известных периодов равен 4,8 с, а наименьший — 0,033 с. Характерно, что в некоторых случаях колебания излу4е-лия захватывают и ультрафиолетовый и видимый глазом участки электромагнитного спектра. Расстояния до пульсаров (их ныне известно более двухсот) лежат в пределах от 100 до 25 000 световых лет, то есть все известные ныне пульсары находятся в лределах нашей звездной системы — Галактики.

Поразительна стабильность периодов пульсаров: на протяжении, например, полугода они сохраняются с точностью до 10^-8 с. Заметим, что амплитуда колебаний излучения пульсаров и их блеск остаются постоянными. Они меняются, причем непра-вильным образом. Иногда на несколько месяцев пульсар исчезает для наблюдателем, чтобы затем вновь появиться в поле зрения радиотелескопов или других приемников излучения. В некоторых случаях зарегистрировано систематическое постепенное уменьшение среднего блеска пульсара, что вероятно, связано ■с какими-то его эволюционными изменениями. Зато периоды лульсаров со временем увеличиваются, хотя и очень медленно.

Судя по ряду признаков, срок пребывания звезды в состоянии пульсара не превышает нескольких миллионов лет. Отсюда следует, что наблюдаемые ныне пульсары — объекты молодые. Каждое тысячелетие в Галактике образуются от одного до десяти лульсаров. «Бывших», или «застывших», пульсаров в Галактике -должно быть в тысячи раз больше, чем пульсаров активных, ныне действующих.

По современным представлениям пульсары — это нейтронные ввезды, поперечники которых близки к 20—40 км, а плотность невообразимо велика (порядка 10¹² г/см³). Теоретические расчеты показывают, что нейтронные звезды должны очень быстро (несколько оборотов в секунду) вращаться вокруг оси и обладать мощным собственным магнитным полем (напряженность порядка, миллиарда эрстед!).

Не подумайте, что колебания невидимого излучения нейтронных звезд вызвано, как у цефеид, их пульсациями. Причина тут несколько сложнее.

Представьте себе, что магнитная ось нейтронной звезды (т. е. прямая, проходящая через ее магнитные полюсы) не совпадает с осью ее вращения, а, скажем, перпендикулярна" к ней. По некоторым теоретическим соображениям, основной поток радиоизлучения звезды заключен внутри некоторой конической поверхности с центром в центре звезды и осью, совпадающей с ее магнитной осью. 'Иначе говоря, на экваторе нейтронной звезды есть активная область («горячее пятно»), которое, подобно прожектору, посылает радиолуч в пространство. Если земной наблюдатель расположен в экваториальной плоскости нейтронной звезды, то при ее вращении радиолуч, подобно лучу вращающегося маяка, периодически будет «освещать» наблюдателя. В такие моменты радиоизлучение нейтронной звезды выглядит максимальным, а период колебаний ее излучения, очевидно, совпадает с периодом вращения звезды вокруг оси.

Хотя описанная «маяковая» модель пульсара ныне весьма популярна, многое в ней остается неясным. В частности, для объяснения «рентгеновских» пульсаров (т. е. тех пульсаров, у которых периодически меняется их рентгеновское излучение) приходится предполагать, что на протяжении миллионов лет нейтронная ввезда работает как мощный ускоритель элементарных частиц, а это, в свою очередь, нуждается в объяснении. Есть и другие трудности, пока не преодоленные теоретиками. Возможно, что процессы в пульсарах гораздо сложнее, чем мы их себе сегодня представляем.

Примером этого могут служить «сбои» в строго периодических колебаниях излучения пульсаров. Такие скачкообразные изменения периода весьма невелики и составляют миллионные его доли, но они существуют и требуют объяснения. Пришлось придумать необычную гипотезу о «звездотрясениях». Ее авторы предполагают, что нейтронные звезды имеют твердую кору, которая, как и сама звезда при ее быстром вращении, приобретает форму сплюснутого шара (сфероида). Говоря точнее, строение нейтронной звезды слоистое. Самый внешний слой, ответственный 8а излучение звезды, состоит из плотной плазмы. Глубже расположена еще более плотная твердая оболочка, прочность которой гораздо больше прочности любой стали. Как это ни удивительно, но при плотности электронно-ядерной плазмы выше

ΊΟ¹⁰ г/см⁸ она переходит в особое кристаллическое состояние о очень высокой температурой плавления.

Под твердой корой находится слой, где вещество нейтронной звезды напоминает сверхтекучую. и сверхпроводящую жидкость. Наконец, самые глубинные, центральные области нейтронной звезды имеют нлотность 10¹⁵ г/см³ и температуру порядка миллиарда градусов. Кроме нейтронов и электронов здесь присутствуют также и такие тяжелые элементарные частицы как гипероны. Когда с уменьшением периода вращения пульсара уменьшается его сплюснутость, на такого рода изменения твердая кора реагирует" не постепенно, а скачкообразно. Распрямляясь рывками, твердая кора пульсара порождает «звездотрясения», которые я сказываются в «сбоях» периода пульсаров.

Заметим, что если земной наблюдатель не находится вблизи экваториальной плоскости вращающейся нейтронной звезды, то* такая звезда и не проявит себя как пульсар. Действительно, известны остатки бывших . сверхновых звезд (газовые облака), в которых пульсары не найдены. Этот факт свидетельствует в пользу «маяковой» гипотезы, которая при всех своих недостатках все же, вероятно, отразила главные реальные особенности пульсаров.

Какова бы ни была истинная природа пульсаров, они проявляют себя как исключительно точные «космические часы», своеобразные датчики времени. Астрономы уже воспользовались ^этим свойством пульсаров, используя их для изучения вращения Земли _t ее орбитального движения, проверки различных эталонов времени.

Рассмотрим теперь случай, когда взрывается весьма тяжелая звезда с массой, более чем в 2,5 раза превышающей массу Солнца. В этом случае при нарушении равновесия звезда будет как бы раздавлена массой своих верхних слоев. Произойдет катастрофическое гравитационное сжатие или, как говорят астрофизики, «гравитационный коллапс». При этом произойдут события, истолкование которых дает теория относительности. Поясним кратко, о чем идет речь.

Для каждого космического тела существует так называемая вторая космическая скорость, определяемая формулой vu = V2aR, где а — ускорение силы тяжести на поверхности тела и R — его радиус. Для Земли Vu = 11,2 км/с. Это та минимальная, «параболическая» скорость, при достижении которой космический Летательный аппарат сможет оторваться от Земли и отправиться в межпланетный полет. При меньшей скорости (от 7,9 до 11,2 км/с) он неизбежно останется искусственным спутником Земли. Заметим, что для Солнца ν_ϊτ = 700 км/с.

Представим себе теперь, что, сохраняя массу. М, звезда катастрофически сжимается. Тогда ускорение на поверхности звезды а *= / —j- (где / постоянная тяготения) стремительно растет.

а вместе с ним растет и вторая космическая скорость

' Теоретически говоря, может наступить момент, когда

Vn станет равной скорости света с (300 ООО км/с). Как показывают расчеты, это наступит тогда, когда радиус сжимающегося тела · (звезды) станет равным его так называемому гравитационному

радиусуДля Солнца r_t = 3 км, и при этом средняя

плотность Солнца должна составлять 10^1в г/см³, что в 10 раз превосходит плотность атомного ядра. *

Продолжая сжиматься далее, звезда, как говорят, уйдет под свой гравитационный радиус, т. е. ее радиус станет меньше r_t. Для описания дальнейших событий классическая нерелятивистская физика не годится. Теория же относительности приводит к выводам столь же достоверным, сколь и парадоксальным. Главные из них заключаются в следующем.

Как известно, с точки зрения теории относительности не существует какого-то единого для всех точек Вселенной одинакового «мирового» времени. В каждой системе координат время течет по-своему. Если представить себе наблюдателя, находящегося на-поверхности спадающейся, «коллапсирующей» звезды, то сжатие ее почти в «точку» произойдет за какие-нибудь несколько секунд. Но так события будут развиваться лишь в его, как говорят, «сопутствующей» системе координат. Внешний же, скажем, земной, наблюдатель увидит совсем иное.

Для него коллапс звезды будет происходить сначала быстро, а затем все медленнее и медленнее, асимптотически приближаясь к тому роковому моменту, когда радиус звезды станет равным r_t. Собственно, этого момента воображаемый земной наблюдатель никогда не увидит, так как от начала коллапса до достижения гравитационного радиуса должна по его часам пройти вечность!

Спавшаяся внутрь себя массивная взорвавшаяся звезда превращается в так называемую «черную дыру», или «коллапсар». Когда она «уйдет под гравитационный радиус», ее излучение до нас дойти не сможет: ведь тогда ι>π становится больше с, а сверхсветовых скоростей по теории относительности не существует. Единственно, чем «черная дыра» сможет проявить себя,— это своим гравитационным (или электростатическим) полем. Если при этом вблизи нее находится газовое вращающееся облако и его частицы падают на «черную дыру», как бы засасываясь ею, то такое облако (так показывают расчеты) приобретает форму диска и начинает достаточно мощно излучать рентгеновские лучи.

Отсюда следует, что по крайней мере некоторые из космических рентгеновских источников излучения могут быть газовыми облаками, испытывающими аккрецию («падение») на рядом расположенную «черную дыру». Кстати сказать, температура газо-

вого диска, засасываемого «аерной дырой», очень высока — порядка нескольких десятков миллионов градусов!

Кроме массы (а следовательно, и собственного гравитационного поля) «черная дыра» должна сохранить электрический заряд и вращательный момент сжавшейся звезды (если, конечно, она зтими качествами обладала). Для случая электрически заряженной коллапсирующей массы произведены расчеты, приводящие к совершенно фантастическим выводам. Оказывается, в этом случае ушедшая под гравитационный радиус звезда сжимается не до нуля, а до некоторого предела, немного меньшего г_е, а затем снова начинает расширяться, но ... в другой Вселенной! Сторонники такой теоретической схемы полагают, что кроме «нашей» Вселенной есть множество других пространств, отделенных друг от друга бесконечно большими промежутками времени. Исчезнув из нашей Вселенной навсегда, сжавшаяся до предела электрически заряженная звезда может появиться в пространстве другой Вселенной как «белая дыра», т. е. как необычный расширяющийся объект.

Все эти новые идеи трудно усваиваются при первом и беглом знакомстве. Поэтому я рекомендую тем, кто ими заинтересовался, прочитать интересную книгу: Шкловский И. С. Звезды: Их рождение, жизнь и смерть.—2-е изд.—М.: Наука, 1977, а также выступления Н. С. Кардашева на дискуссии о внеземных цивилизациях в Бюракане (Сборник «Проблема CETI».— Μ.: Мир, 1975 г. с. 166-173).

В темные зимние ночи в созвездии Тельца легко заметить маленькую тесную группу из шести слабо светящихся звездочек. Это — звездное скопление Плеяды, иногда называемое у нас в стране Стожарами. В телескоп скопление выглядит более многочисленным и включает в себя более сотни звезд. Все эти звезды не только на небе, но и в пространстве близки друг к другу и связаны между собой силами взаимного притяжения.

Таким образом, в отличие от созвездий, представляющих собой Видимые на небе группировки на самом деле весьма далеких друг от друга звезд, звездные скопления являются физически связанными взаимным тяготением объединениями звезд.

. Звездные скопления, не имеющие правильных очертаний, называют рассеянными звездными скоплениями. Составляющие их десятки или сотни звезд беспорядочно разбросаны на небольшом участке неба. Именно к такому типу звездных скоплений относятся Плеяды.

Иной внешний вид имеют шаровые звездные скопления. Они содержат сотни тысяч звезд. К центру шарового звездного скопления количество звезд увеличивается настолько, что они сливаются в сплошное сияние.

По своим* действительным размерам шаровые звездные скопления во много -раз превосходят рассеянные ввездные скопления.

Диаметры многих шаровых звездных скоплений измеряются двумя-тремя сотнями световых лет, тогда как средние поперечники рассеянных- звездных скоплений составляют всего лишь один-два десятка световых лет. < ₍

В настоящее время открыто и изучено более тысячи рассеянных и более сотни шаровых звездных скоплений. И те и другие явездные скопления перемещаются в пространстве как едино» целое.

Пространство между звездами ре абсолютно пусто. Оно заполнено чрезвычайно разреженными облаками пыли и газа, образующими, по' терминологии астрономов, межзвездную диффузную материю.

Огромные межзвездные облака из светящихся разреженных газов и пыли получили название светлых диффузных .туманностей. Их типичным представителем является яркая туманность в созвездии Ориона, хорошо видимая даже в бинокль. Газы, ее образующие, светятся холодным светом, переизлучая свет соседних горячих звезд. Таким образом, свечение газовых туманностей есть люминесценция, проявление которой наблюдается и в кометах.

В состав светлых диффузных газовых туманностей входят главным образом водород, кислород, гелий и азот. Поперечники туманностей измеряются десятками, а иногда и сотнями световых лет. Подобно кометам — и даже с еще большим правом — межзвездные газовые туманности могут быть названы «видимым ничто», так как плотность их вещества в миллиарды раз меньше плотности комнатного воздуха. Такая высокая степень разреженности для земной техники пока недостижима.

В межзвездном пространстве наблюдаются также диффузные пылевые туманности. Эти облака состоят из мельчайших твердых пылинок, средний поперечник которых близок к 0,1 микрометра. Если вблизи пылевой туманности окажется какая-нибудь яркая звезда, ее свет рассеивается туманностью и пылевая туманность становится непосредственно наблюдаемой. Во мйогих случаях пылевые туманности относятся к числу темных туманностей. В этом случае они наблюдаются как черные зияющие «провалы» на фоне Млечного Пути.

Между газовыми и пылевыми туманностями, как светлыми, так и темными, нет непроходимой грани. Часто они "наблюдаются совместно, как газово-пылевые туманности. Возможно," что в некоторых случаях свечение туманностей вызывается взаимопроникновением (то есть столкновением) двух или нескольких облаков. ' ·

Туманности являются, по-видимому, лишь уплотнениями в тощ. непрерывной крайне разреженной межзвездной диффузной материи, которая получила название межзвездного газа. Эта среда обнаруживает себя лишь при наблюдениях спектров далеких звезд, вызывая в них дополнительные линии поглощения. Тон-

чайшая межзвездная газовая «вуаль» по своей плотности <10~³⁰ г/см³) в сотни раз уступает самым разреженным из газовых туманностей. Она состоит из атомов- водорода, кальция и некоторых других элементов.

Несмотря на^свою разреженность, межзвездная диффузная материя (газы и пыль) вызывает .заметное поглощение света звезд. Оно было заподозрено еще в 1847 г. основателем Пулковской обсерватории В. Струве, но лишь в XX в. поглощение света в межзвездном пространстве окончательно стало доказанным фактом.

Межзвездные газы и пыль двояко искажают свет далеких ввезд. Они осл'абляют их общий блеск (общее поглощение) и делают цвет звезд болей красным (избирательное поглощение). При вычислении расстояний до звезд оба эти эффекта необходимо учитывать, без чего можно впасть в грубые ошибки.

Особое место занимают так называемые планетарные туманности. Многие из них внешне похожи на колечки дыма, которые пускают искусные курильщики. При наблюдении в телескоп некоторые планетарные туманности напоминают зеленоватые диски далеких планет — Урана и Нептуна. Отсюда и произошло их наименование.

Размеры планетарных туманностей невелики и редко превосходят 2—3 световых года. В центре планетарной туманности всегда видна очень горячая центральная звезда, свет которой лереизлучается туманностью. Следовательно, по характеру своего свечения планетарные туманности относятся к типу светлых диффузных газовых туманностей. Однако природа их весьма своеобразна. Планетарные туманности расширяются во все стороны от центральной звезды, которая и образовала туманность.

Кроме газа и пыли, межзвездное пространство заполнено быстро летящими протонами и ядрами различных элементов, образующими так называемые космические лучи, а также потоками мельчайших «порций света» — фотонов, то есть, иначе говоря, излучением звезд.

В темные осенние ночи через все небо от горизонта к горизонту проходит беловатая слабо светящаяся неправильных очертаний полоса, называемая Млечным- Путем. Эта полоса, уходя под горизонт, опоясывает все небо, имея в разных своих частях различную ширину и яркость.

В телескоп Млечный Путь распадается на множество слабо светящихся звезд, которые для невооруженного глаза сливаются в сплошное сияние.

Млечный Путь — это основная, главная часть звезд, образующих Галактику — исполинскую звездную систему, к которой принадлежит и наше Солнце в качестве рядовой звезды.

Рассматриваемая со стороны и, так сказать, «сбоку» наша Галактика имела бы некоторое сходство с чечевицей. В центре втой «чечевицы» есть плотное шаровидное скопление массивных

звезд, образующее ядро Галактики. К сожалению, при наблюдении с Земли оно невидимо, так как скрыто от земного наблюдателя мощными облаками темной космической пыли. Однако-эта пыль, задерживая видимый глазом свет, пропускает невидимые инфракрасные лучи, которые могут быть, уловлены специальным прибором- (электронно-оптическим преобразователем). Таким способом астрономы изучают, правда, с очень большими трудностями, ядро нашей звездной системы.

Как уже говорилось ранее, в состав Галактики входит около 200 миллиардов звезд, всех тех, которые мы наблюдаем на небе, в том числе и в Млечном Пути. Наша Солнечная система расположена вблизи экваториальной плоскости Галактики.

Расстояние от центра Галактики до СолвГца равно 34000 световых лет,-тогда как поперечник Галактики близок к 100 000 световых лет. Заметим, что резко очерченных границ Галактика не имеет, а постепенно «сходит на нет».

Нетрудно сообразить, что наличие на земном небе Млечного Пути вызвано особенностью нашего расположения внутри Галактики. При наблюдениях с Земли наибольшее количество звезд видно в направлении экваториальной плоскости Галактики, а наименьшее — в направлениях, к ней перпендикулярных. Поэтому, в частности, ядро Галактики находится на небе внутри Млечного Пути и при отсутствии космической пыли могло бы наблюдаться в созвездии Стрельца.

В состав Галактики, кроме звезд одиночных, двойных, переменных, входят звездные скопления и туманности. Замечено, что межзвездная диффузная материя сконцентрирована сравнительно тонким слоем к экваториальной плоскости нашей звездной системы. Что же касается, например, шаровых звездных скоплений, то они встречаются на самых различных расстояниях от этой плоскости.

Стррение Галактики весьма сложно. Рассматриваемая издали, «сверху» она выглядела бы исполинской спиралью с выходящими из ядра «ветвями». Установлено, что Галактика состоит из ряда проникающих друг в друга подсистем однородных объектов (звезд, звездных скоплений, туманностей). Некоторые из этих подсистем (например, подсистема шаровых звездных скоплений) охватывают со всех сторон нашу Галактику в виде исполинского шарообразного роя. Другие подсистемы, например, подсистема планетарных туманностей или белых карликов, «сплющены» к экваториальной плоскости Галактики. Таким образом, только «костяк», то есть основное количество звезд Галактики,, образует в пространстве сплюснутую звездную спираль.

Все звезды нашей Галактики обращаются вокруг ее центра.

Подсчитано, что Солнце завершает вместе с планетами облет галактического ядра примерно за 200 миллионов лет, а скорость этого орбитального движения Солнечной системы близка

к 250 км/с. Кроме того, Солнечная система движется и по отношению к своим соседям — ближайшим звездам. Об этом движении, направленном в настоящую эпоху в сторону созвездий: Лиры и Геркулеса, уже говорилось.

Таким образом, движение' Солнца и других звезд нашей Галактики весьма сложно.

В созвездии Андромеды можно разглядеть крошечное овальное слабо светящееся пятнышко. При наблюдении в небольшой телескоп его можно принять за обычную светлую газовую туманность. На. самом деле природа этого пятнышка, называемого туманностью Андромеды, совершенно отлична от природы газовых туманностей.

При наблюдениях в мощные современные телескопы можно убедиться в том,; что туманность Андромеды — это исполинская звездная система, не уступающая ни в чем вашей Галактике.. Только благодаря своей чрезвычайной удаленности (луч "света от нее летит до Земли почти 2 300 ООО лет) туманность Андромеды кажется маленьким светлым пятнышком. На самом деде ее поперечник несколько превосходит поперечник Галактики, и она имеет в своем составе многие десятки миллиардов звезд, звездные скопления и туманности. ■ · . -

Туманность Андромеды повернута к нам почти ре($ром, новее же легко рассмотреть ее спиралеобразное строение;— такое-же, как и у.нашей Галактики. Туманность Андромеды — соседняя галактика. В настоящее время доступны наблюдению многие миллионы · других галактик. Из года в год, из книги в книгу кочуют уже изрядно надоевшие фотографии ближайших галактик. Кто не знает туманность Андромеды (см. рис. 40) или галактику из созвездия Гончих Псов (рис. 5) — другую спираль,, видимую цлащмя, как бы «сверху», со странным «придатком» на конце одной из спиралей?

Примелькались фотоснимки и других известных спиральных галактик, видимых в разных ракурсах, в том числе и с ребра. В последнем случае у некоторых из них видна широкая темная полоса — пыль, сконцентрированная к экваториальной пдоскости галактики.

Скудость этого набора фотографий можно оправдать лишь, тем, что детальное изучение поразительного по многообразию мира галактик началось лишь около двух десятков лет назад и многие его результаты еще не вышли за рамки специальных работ и изданий. Прежде галактики мыслились в общем достаточно стандартными, почти- однотипными объектами. Только-в последние годы это. глубокое заблуждение стало очевидным. Во-первых, галактик оказалось необычайно много: в некоторых участках неба на квадратном градусе размещаются сотни тысяч звездных систем! И, во-вторых, стало ясно, что огромное-большинство этих систем совсем не похоже на нашу Галактику или туманность Андромеды. А некоторые и вовсе «ни на что не

СОДЕРЖАНИЕ

ВЕЛИКАЯ КНИГА ПРИРОДЫ β

О НАЗВАНИЯХ СОЗВЕЗДИЙ * β

ОБЩИЙ ОБЗОР ЗВЕЗДНОГО МИРА 1»

КАК ИЗУЧАТЬ СОЗВЕЗДИЯ 42

ГДЕ И КОГДА? . 55

ОКОЛОПОЛЯРНЫЕ СОЗВЕЗДИЯ 79

СОЗВЕЗДИЯ ОСЕННЕГО НЕБА 97

СОЗВЕЗДИЯ ЗИМНЕГО НЕБА '120

СОЗВЕЗДИЯ ВЕСЕННЕГО НЕБА 144

СОЗВЕЗДИЯ ЛЕТНЕГО НЕБА 157

ЗВЕЗДНОЕ НЕБО АНТАРКТИДЫ 185

МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ, ЗОДИАК И ПЛАНЕТЫ 191

НАШИ СОСЕДИ В ГАЛАКТИКЕ 201

ЧАСТЫЕ И РЕДКИЕ ГОСТИ НА ЗВЕЗДНОМ НЕБЕ 203

ПЕРВЫЙ. УРОК СЕЛЕНОГРАФИИ 211

ЛУННЫЕ ГЛОБУСЫ, КАРТЫ И АТЛАСЫ 221

ПЕЙЗАЖИ МОЛОДОЙ ЛУНЫ 22Г>

НА ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУМЕСЯЦА 235

НАРАСТАЮЩАЯ ЛУНА 24 t

ПЕРЕД ПОЛНОЛУНИЕМ 257

СЛЕДЫ ЧЕЛОВЕКА В СОСЕДНЕМ МИРЕ 263

НЕВИДИМОЕ ПОЛУШАРИЕ ЛУНЫ . 271

ОТ СОЗЕРЦАНИЯ К ИССЛЕДОВАНИЮ 279

НРИЛОЖЕНИЯ 282

Феликс Юрьевич Зигелъ СОКРОВИЩА ЗВЕЗДНОГО НЕБА

ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО СОЗВЕЗДИЯМ И ЛУНЕ

Ы., 1980 г., 312 стр. с илл.

Редактор Г. С. Куликов

Технический редактор В. П. Кондакова

Корректоры С. Н. Макарова, И. Я. Кришталъ

HB -Vi 11778

Сдано в набор 04_.07_.80. Подписано к печати 31 10.80. Т-17696. Бумага бОхЗД'/н. тип. Μ 3. Обыкновенная гарнитура. Высокая печать. Условн. печ. л. 13,5. Уч.-изд. л. 20,63. Тираж 100 000 экз, (1-й зарод 1 — 50 000 акз.), Заказ 242. Цена книги 75 коп.

Издательство «Наука»

Главная редакция физико-математической литературы

117071, Москва, В-71, Ленинский проспект, 15

4-я тип. изд-ва «Наука»

¢30077, Новосибирск. 77, Станиславского, 25