Дмитрий Брашнов - Удивительная астрономия
На первом месте в этом каталоге под номером М1 значилась та самая туманность в Тельце, так жестоко подшутившая над Мессье. Сегодня она называется Крабовидной – из-за своей формы, действительно напоминающей вид краба сверху (см. также главу 2). Спустя много лет после составления каталога Мессье стало ясно, что в этот перечень включены удивительнейшие объекты Галактики, ничуть не уступающие по своей причудливости метеорным роям. Метеорный рой – местное явление, тогда как туманности обволакивают десятки и даже сотни звездных миров.
Странные космические объекты
В одной лишь нашей Галактике насчитывается почти 200 миллиардов звезд. Казалось бы, их свет должен заливать нашу планету и днем и ночью, но в действительности этого не происходит. Почему? Да потому, что большая часть звездного сияния гасится межзвездными газом и пылью, в первую очередь – газопылевыми туманностями.
Все космические туманности различаются на те, в которых больше газа, чем пыли, и те, в которых, наоборот, больше пыли, чем газа. Первые называются «светлыми», вторые «темными».
Светлые туманности и действительно похожи на светящиеся светло-зеленые облака. Их второе, научное, название – диффузные , что означает «размытые»: в телескоп эти объекты наблюдаются как размытые зеленоватые пятнышки.
Некоторые из них несложно наблюдать даже с помощью бинокля. Например, отлично различима земным наблюдателям Большая туманность Ориона , которая по видимой величине в два раза крупнее лунного диска, но плохо заметна невооруженному глазу из-за тусклости свечения. На небе эта туманность расположена чуть ниже Пояса Ориона. Она удалена от нас на 1300 световых лет. Это очень крупный объект протяженностью 23 световых года. Но вместе с тем для объекта столь значительных размеров у туманности не слишком большая масса: все вещество туманности весит лишь в 300 раз больше Солнца.
Большая туманность Ориона
Это объясняется просто: диффузное вещество сильно разрежено, то есть на единицу объема туманности приходится слишком мало частиц газа и пыли.
...Представим себе, что у нас есть звездолет и мы вознамерились собрать килограмм газа из туманности Ориона. Весь собранный газ помещается нами в двухлитровые пластиковые бутылки. Знаете, сколько бутылок нам понадобится для одного лишь килограмма газа? Миллион миллиардов!
Хорошо наблюдаются астрономами-любителями 12 светлых туманностей, а всего в Галактике насчитывается 150 таких объектов. Светятся они по разным причинам. Есть туманности, которые отражают свет соседних звезд. А есть и такие, которые излучают сами, получая энергию от горячих голубых гигантов, находящихся неподалеку или погруженных в туманность.
Редкой разновидностью диффузных туманностей является световое эхо . Эта туманность может не освещаться ничем на протяжении столетий, а затем, когда неподалеку взорвется новая или сверхновая звезда, вспышка от взрыва на какой-то миг озарит газопылевое облако. Туманность будет много лет тускло сиять, становясь со временем все более блеклой, пока наконец не потухнет окончательно.
...В самом начале изучения диффузных туманностей ученые не могли объяснить их зеленоватый оттенок. Какой газ окрашивает туманности в этот бледный цвет? Кое-кто даже предположил, что ученые столкнулись с совершенно неизвестным науке веществом, существующим лишь в безднах космоса, которое заранее назвали «небулием». Но затем выяснилось, что зеленоватое свечение испускает кислород, в земных условиях на такое не способный.
Увы, найдется немало туманностей, которые ничем не озаряются, а потому совершенно не видны в земные телескопы. О существовании таких космических облаков судят по радиосигналам. Водород, из которого главным образом состоит диффузное вещество, является слабым источником радиосигналов. Для приема этих сигналов ученые создали специальные устройства – радиотелескопы . Это огромные антенны, настроенные на прием сигналов из глубин Галактики, куда не проникает «зрение» обычных, оптических, телескопов.
И тем не менее астрономам показалось подозрительным, что поблизости от многих светящихся туманностей оказываются яркие звезды. Подозрения усилились, когда выяснилось, что все эти звезды относятся к классам О и В. То есть перед нами – огромные и очень горячие светила, причем их так много, что некоторые даже сливаются для земного наблюдателя.
Скажем, Тэта Ориона, видимая невооруженным глазом как одна не слишком яркая звездочка, в действительности оказалась скоплением из близко расположенных четырех светил. Эту четырехкратную звезду назвали «Трапецией Ориона», поскольку по расположению звезды напоминают вершины трапеции. А всего в туманность Ориона погружены десятки массивных горячих звезд классов О и В.
Обилие горячих звезд объясняется просто, если мы вспомним, что светила этих классов относятся к очень молодым звездам. Молодые звезды собраны группами в туманностях, потому что именно из диффузного вещества они и родились.
Хотя в космосе события нередко могут протекать и наоборот – не туманность порождает звезды, а звезда порождает туманность. Скажем, Крабовидная туманность возникла много столетий тому назад в результате взрыва сверхновой. Планетарные туманности появились в космосе «мирным путем», без взрывов и катастроф – просто в результате тихой смерти своей звезды.
Для начала нужно пояснить, почему они называются планетарными. По форме такие туманности напоминают гигантские планеты – это большие разноцветные шары, которые состоят из разреженного газа.
Планетарная туманность «Песочные часы»
Внутри газового шарика находится горячее ядро умершей звезды, нагретое до температуры +40 000 °C. Когда-то это ядро принадлежало остывающему красному гиганту. Чем сильнее остывала звезда, тем шире становился ее внешний газовый слой. Температура в этом слое снижалась, и наконец расширяющаяся и охлажденная оболочка отсоединилась от ядра и превратилась в планетарную туманность. Всего астрономам известно около 1500 планетарных туманностей, из которых в любительские телескопы удается рассмотреть только пять. Эти объекты до сих пор продолжают свое расширение со скоростями от 10 до 30 км/с. Со временем все планетарные туманности расширятся до такой степени, что станут прозрачными и исчезнут из виду.
Колонии микробов
Если и можно про что-то сказать «чернее ночи», то это определенно про темные туманности . В отличие от диффузных они состоят главным образом из межзвездной пыли. Такие пылевые облака были бы незаметны в космическом мраке, если бы не заслоняли собой светлые объекты – светящиеся туманности и Млечный Путь.
Например, Трехраздельная туманность в Стрельце (М20), которая лежит в 2184 световых годах от Земли, делится на три части двумя темными полосами. Эти полосы – темные пылевые скопления, контрастно выделяющиеся на фоне свечения М20. Протяженность этой туманности составляет 20 световых лет.
Детальные исследования показали, что вещество в пылевых облаках не «свалено в кучу», а под действием магнитного поля Галактики собирается в своеобразные «волокна».
...В известной фантастической повести К. Булычева «Путешествие Алисы» о приключениях школьницы из будущего Алисы Селезневой есть упоминание о некой живой туманности. По поводу существования этого таинственного космического объекта ходили споры. Некоторые ученые верили в то, что живая туманность есть, и пытались отыскать ее. Другие, в том числе папа Алисы, отказывались верить в подобное. И все же эту туманность удалось обнаружить и, поймав в особую сеть, спустить на ближайшую планету:
«Два корабля справились наконец с сетью, и через полчаса живая туманность, надежно сжатая двумя кораблями, лежала на траве неподалеку от нас… Туманность нас разочаровала. Она, наверное, очень эффектна в межзвездном пространстве, когда расстилается на миллионы километров, но здесь, на траве, она казалась чуть пульсирующим серым сгустком тумана».
Разумеется, на самом деле ничего подобного в Галактике не встречается. И все-таки кое-кто из астрономов всерьез полагает, что живые туманности – это не совсем выдумка, но отчасти реальность. Настоящие живые туманности отличаются от «Алисиной» тем, что они не являются единым организмом. Живая туманность в повести Булычева представляла собой одно целое, как бы «сверхживотное». Реальные живые туманности лучше сравнивать с коралловыми рифами – это скопища микроскопических живых существ.
Темная туманность Конская голова
К такому выводу астрономы пришли не сразу. На протяжении многих лет ученые старательно собирали сведения о химическом составе темных пылевых туманностей, где удалось обнаружить большинство веществ, входящих в состав земных организмов. Но самым главным открытием стало то, что основной «строительный материал» туманностей – графит. Тот самый химически чистый углерод, из которого делают грифели карандашей. Но ведь углерод служит еще и главным «кирпичиком» жизни.
Астрономов крайне заинтересовало, почему космический графит настолько черен. Конечно, это само по себе довольно темное, грязновато-черное вещество, но все-таки космические туманности наполнял какой-то другой, особенный графит. И тогда стало понятно, что углеродные пылинки покрывает тончайший слой неизвестного вещества, и оно делает внеземной графит чернее земного.
