Коллектив авторов - Маленькие рассказы о большом космосе
Просуществовав без малого полтора столетия, гипотезы Канта и Лапласа были признаны устаревшими. Однако в самые последние годы «потухшая звезда» — гипотеза Лапласа — вспыхнула снова.
Немецкий ученый Вейцзекер видит древнее Солнце идущим сквозь облако рассеянного межзвездного вещества и захватывающим его часть. В облаке образуются вихри, из них потом — планеты и их спутники. Американец Г. Юри утверждает, что вся солнечная система зародилась при низких температурах. В первоначальном облаке происходили сгущения. Самое крупное из них постепенно нагревалось и превратилось в Солнце; Солнце нагрело меньшие сгущения по соседству, превратившиеся в планеты и их луны. Поверхности планет были тогда не горячее 2000 градусов; затем температура упала до сегодняшней.
Советский астроном академик В. Г. Фесенков представляет «сотворение мира» иначе: много миллиардов лет назад Солнце обладало массой большей, вращалось значительно сильнее, чем сейчас, при этом разбрасывало вокруг себя множество «осколков» — мелких твердых и газовых частиц. Около светила образовалось газопылевое облако; это облако сконденсировалось в отдельные сгущения, которые затем превратились в планеты. Примерно так же представляет себе рождение солнечной системы и американский астроном Дж. Койпер.
Академик О. Ю. Шмидт, наоборот, считал, что не от небесных тел летят осколки; из холодного раздробленного вещества возникли сгущения, которые потом сжались в отдельные тела. Земля, как и другие планеты, сперва была холодной. Лишь в дальнейшем недра нашей планеты стали нагреваться благодаря теплу, выделяющемуся при распаде радиоактивных элементов.
Звезды непрерывно излучают, выбрасывают из себя огромные количества энергии. Тут не может быть простого сгорания горючего вещества светила, то есть обыкновенной химической реакции; расчет показывает, что в этом случае звезды остывали бы самое большее за миллионы лет. На миллиарды никак бы не хватило! «Котлы» этих фабрик нагреваются термоядерными реакциями (хотя еще и не до конца понятыми): водород выгорает в гелий, при определенных условиях — в углерод, кислород и другие элементы. Фабрики тепла — одновременно и фабрики химических элементов.
В сороковых годах академик В. А. Амбарцумян открыл существование звездных групп, ассоциаций, отдельные части которых быстро удаляются друг от друга. За «каких-то» несколько десятков миллионов лет ассоциации распадаются полностью. Отсюда вывод, что звезды возникают «коллективно», и этот процесс продолжается поныне. Некогда что-то в этом роде пережило и наше Солнце…
А из чего формируются молодые звезды? Многие астрономы считают, что из плотных сгустков холодного газа и пыли; при этом одновременно образуются и звезды и светящиеся туманности. Звездную молодежь (сотни миллионов или несколько миллиардов лет) представляют горячие гиганты низкой светимости. Когда заметная доля водорода в них выгорает в гелий, приближается старость: звезды, по гипотезе американских астрономов М. Шварцшильда, А. Сэндиджа и других, увеличиваются в размерах, светимость тоже возрастает. Они превращаются в красных гигантов. Вот здесь, на определенной стадии, и начинает выгорать уже не водород в гелий, а гелий — в более тяжелые элементы. Потом внешняя часть звезды выбрасывается в пространство, превращается в межзвездный газ. Осталось сверхплотное небольшое ядро: белые карлики, звездные старики…
Ярче ста миллиардов звезд
Слово «квазар» впервые появилось в лексиконе астрономов и астрофизиков три года назад. Сейчас они произносят его, наверное, чаще любого другого слова. Квазары оказались настоящим клубком загадок. За всю историю астрономии ни одно открытие, вероятно, не вызывало такого бурного интереса и споров.
Квазар — сокращенное произношение английского термина, который переводится как «радиоисточник, похожий на звезду». На фотопластинках квазары выглядят как слабенькие звездочки. На самом деле светимость каждой такой «звездочки» выше, чем у всех 100 миллиардов звезд нашего Млечного Пути, вместе взятых. Тусклыми квазары кажутся просто потому, что их отделяют от нас громадные расстояния межгалактического пространства. Свет некоторых квазаров, который мы видим сейчас, отправился в путешествие, когда еще не было ни нашей Земли, ни Солнца.
Но с точки зрения астрономов гораздо более удивительно то, что интенсивность блеска квазаров меняется в течение месяцев и даже дней. Это означает, что квазар не скопление многих звезд, как наша Галактика, а какая-то одна довольно компактная сверхзвезда: миллиарды звезд не могли бы мерцать все одновременно. Следовательно, квазар должен обладать гигантской массой, в миллиарды раз больше солнечной.
Между тем из общей теории относительности вытекает, что звезды с массой больше солнечной всего в сто раз длительно существовать не могут, они начнут катастрофически сжиматься к центру, «схлопываться». При этом поле тяготения звезды становится столь мощным, что из его «объятий» не может вырваться наружу никакое излучение. Звезда гаснет и становится своеобразной «гравитационной могилой», которая для нас должна быть абсолютно невидимой. А квазары светят. Да еще как! Объект размером всего в несколько раз больше солнечной системы излучает, как сотня миллиардов Солнц!
Почему же квазары не «схлопываются»? Что «питает» гигантскую энергию их излучения? Эти загадки вызвали целую лавину гипотез, иногда совершенно фантастических.
Мощное излучение квазаров пытались объяснить взаимодействием вещества и антивещества. Высказывалось мнение, что это взрыв осколка «дозвездной материи», из которой образовалась наблюдаемая сейчас вселенная. Другие считали, наоборот, что это взрыв, который произошел во время сжатия огромной массы первоначально разреженного газа. Некоторым виделось в квазарах не что иное, как столкновения звезд.
Наконец, английские астрофизики Ф. Хойл и Д. Бебридж высказали совершенно «еретическое» предположение, что квазары находятся совсем рядом с нашей Галактикой, а не на краю видимой вселенной. Дело в том, что вывод об огромной удаленности квазаров основан на явлении «красного смещения» линий их спектров. Как известно, чем дальше от нас находится небесное тело, тем сильнее спектральные линии смещены в красную сторону, и, значит, с тем большей скоростью оно удаляется. Ф. Хойл и Д. Бебридж посягнули именно на эту закономерность. Они заявили, что «красное смещение» в спектре квазаров связано не с расстоянием, а только с их большими скоростями, которые объясняются тем, что эти звезды представляют собой разлетающиеся осколки гигантского взрыва в соседней Галактике.
Большинство ученых считают это предположение несерьезным. Если бы это были осколки близкого взрыва, то некоторые из них обязательно летели бы в нашу сторону и в их спектре наблюдалось бы синее смещение. Однако обнаружено уже более сотни квазаров, и у всех смещение красное. Есть и другие веские возражения. Поэтому гипотеза «близких квазаров» относится скорее к области фантастики, нежели к науке.
Сейчас «туман» над квазарами начинает рассеиваться, фантастические гипотезы уступают место более простым объяснениям загадок квазаров. Наиболее вероятное «топливо» — энергия, которая выделяется при медленном гравитационном сжатии, хотя не исключено, что в центральных областях квазара идут и ядерные реакции.
Старая восточная пословица гласит, что «мир — как большая ветряная мельница: он все время вращается». Вращаются планеты, Солнца, галактики, вращаются и квазары. Именно вращение, оказывается, может продлевать жизнь этих сверхзвезд. Результаты, полученные советскими учеными, убедительно показывают, что звезда не разрушится, даже если под действием вращения начнется истечение вещества с ее экватора.
Огромную роль в жизни квазаров могут играть магнитные поля. Бурные движения раскаленной плазмы в магнитных полях предотвращают «схлопывание» гигантских звезд и рождают мощные потоки частиц, торможение которых и дает необычайно сильное сияние.
Конечно, «клубок загадок» квазаров распутан далеко не до конца. Удивительной пока представляется, например, длинная «струя» раскаленного вещества, как будто выброшенная из наиболее близкого к нам квазара. Этот выброс похож на явления, наблюдаемые в ядрах взрывающихся галактик. Возможно, квазары не что иное, как один из этапов эволюции галактик.
Если объять необъятное
Наша Земля — квартира, находящаяся на третьем этаже дома солнечной системы. Дом наш расположен в «Черемушках» — вдали от центра огромного звездного города. В этом городе больше 100 миллиардов домов-звезд. Луч света смог бы «проехать» через наш город только за 80 тысяч лет. По соседству находится множество других городов, так называемых галактик — больших скоплений звезд. Наша Галактика имеет форму линзы. Если можно было бы посмотреть на нее «сверху», мы увидели бы спираль, а «сбоку» — веретено.
