Борис Воронцов-Вельяминов - Звёздный мир

• Название: Звёздный мир
• Автор: Борис Воронцов-Вельяминов
• Издательство: Детгиз
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1950

Книга написана членом-корреспондентом Академии педагогических наук Б. А. Воронцовым-Вельяминовым для серии «Естественно-научная библиотечка школьника» и рассказывает в популярной форме о строении вселенной.

---

Может ли это быть простым совпадением? Может ли быть, чтобы такая исключительная туманность случайно возникла в то время и в том месте, где сияла исключительная новая звезда? Последние сомнения отпали бы, если бы место звезды на небе китайцы определили с современной точностью и если бы момент начала расширения туманности мы теперь могли установить с точностью до года.

Не оставила ли вместо себя после вспышки эта звезда крабовидную туманность и одну из слабых звездочек, видимых сейчас в ее центре? Для создания такой колоссальной туманности, массу которой оценивают в 15 солнечных масс, должна была произойти катастрофа, по своей грандиозности далеко превышающая те, которые бывают у обычных новых звезд.

По этому поводу предоставим слово наблюдателям из совсем другой области — наблюдателям далеких звездных систем, лежащих на расстоянии миллионов световых лет от нашей звездной системы. За последнее десятилетие определенно установлено, что в них, в среднем раз за 300–400 лет в каждой, вспыхивают звезды, названные сверхновыми. Несколько ночей наблюдения над ними говорят о более невероятном, чем 1001 ночь Шехерезады.

Внезапно появившаяся в какой-нибудь звездной системе сверхновая звезда в своем наибольшем блеске светит так же, как все остальные звезды этой системы, вместе взятые, а иногда даже и затмевает их своим блеском. Иначе говоря, в течение нескольких дней сверхновая звезда светит так же, как сто миллионов солнц. Сто миллионов солнц, как бы слитые в одной звезде, в одном солнце! Вот какие бывают сверхновые, или, если хотите, сверхзвезды, сверхсолнца!

Перед ними меркнут все известные нам звезды, названные гигантами и сверхгигантами. Сверхновые звезды ярче обычных новых звезд примерно настолько же, насколько обычные новые бывают ярче звезд, наиболее часто встречающихся во вселенной. Как все это ни невероятно, но это — наблюдаемый факт, а с фактами, как известно, не спорят.

Спектр сверхновых звезд в наибольшем блеске не содержит заметных линий — ни темных, ни ярких. Последние потом появляются; они необычайной ширины, свидетельствующей о выбросе газов со скоростью около 6000 км/сек, но какие это газы, пока не совсем ясно.

«Сверхновая сверхзвезда, из чего ты возникла и во что ты превращаешься, когда угасаешь?» задаем вопрос мы, но ответа не имеем. Если таким блеском могут засверкать солнца, подобные нашему, или если в звезды., подобные Солнцу, превращается сверхновая звезда, бывшая раньше чем-то другим, то увидеть их пока что невозможно: звездные системы, в которых наблюдаются вспышки сверхновых звезд, слишком далеки от нас, чтобы современными средствами наблюдения можно было обнаружить в них звезду типа Солнца. Солнце, если бы оно находилось даже в ближайшей к нам другой звездной системе, светилось бы в несколько сот раз слабее, чем самые слабые звезды, различимые в ней в настоящее время. Из наблюдения сверхновых звезд в других звездных системах, в чудовищной дали, их прошлое и будущее установить нельзя. Надо, чтобы сверхновая вспыхнула к нам поближе. К сожалению, с тех пор как астрономы стали этим интересоваться, ни одного такого случая не было. Однако, если допустить, что звезда-гостья 1054 года была причиной возникновения крабовидной туманности и, следовательно, находилась на том же расстоянии от нас, то получается, что ее блеск был такой же, как у сверхновых звезд. Это была «наша собственная», «домашняя» сверхновая звезда.

В 1942 году исследовали спектры двух звезд, находящихся в крабовидной туманности. У одной из них спектр оказался примерно таким же, как у Солнца. Вероятно, она гораздо ближе к нам, чем туманность, и лишь случайно на нее проецируется. У другой же звезды в спектре никаких линий не заметно, но распределение энергии в нем указывает на очень высокую температуру. По яркости туманности в сравнении со звездочкой (первая из них ярче в 500 раз, так что туманность не может светиться отраженным от нее светом) можно оценить температуру звезды. Автор этой книжки оценил ее в 140 тысяч градусов. Минковский другим методом оценивает ее даже в 500 тысяч градусов. Так или иначе, это самая горячая из всех известных звезд, и, вероятно, она-то и является тем, что осталось от недолговечной сверхзвезды. Если это действительно так, то можно притти к следующим выводам о ее физическом строении. Выводы эти кажутся прямо фантастическими, но они будут еще более фантастическими, если окажется, что бывшая сверхновая — не эта звездочка, а какая-нибудь другая, еще более слабая и пока невидимая.

В наибольшем блеске сверхновая звезда должна быть сверхзвездой — не только сверхяркой, но и сверхгромадной. Она должна быть в тысячи раз больше Солнца по диаметру, размером во всю солнечную систему. После вспышки же, судя по ядру крабовидной туманности, она в 50 раз меньше Солнца, т. е. лишь вдвое больше Земли, и ее средняя плотность должна составлять около 300 000 г/см'.

Наперсток с веществом этой звезды будет весить 300 килограммов и потребует для перевозки грузовик; правда, дно грузовика от такого давления проломится.

Здесь кончается то, что можно вывести из наблюдений, так как если после вспышки от сверхновой осталось что-либо подобное звезде (вся целиком звезда разрушиться не могла), то оно будет невидимо нам из-за своей слабой яркости.

Пока же отметим, что крабовидная туманность особенно сильно излучает красные лучи, обязанные некоторым линиям спектра азота. Это заставило поискать подтверждения тому, что яркая новая звезда, наблюдавшаяся Кеплером в 1604 году в созвездии Змеедержца, тоже была сверхновой. Окрестности места, указанного Кеплером, в 1943 году были сфотографированы на пластинках, чувствительных к красным лучам, и на снимке обнаружилась невидимая ранее слабая туманность. Спектр ее оказался похожим на спектр крабовидной туманности, и центр ее совпал с местом вспышки новой звезды Кеплера. В центре туманности нет звезд ярче 18,5-звездной величины.

По-видимому, звезда Кеплера, а также новая звезда, бывшая ярче Венеры и наблюдавшаяся даже днем Тихо Браге в 1572 году в созвездии Кассиопеи, были тоже сверхновыми звездами, вспыхнувшими в нашей Галактике.

Изучение сверхновых звезд насчитывает всего лишь десяток лет. Вероятно, в скором времени природа сверхновых звезд, их загадочные возникновение и конец будут выяснены уже значительно лучше, чем теперь.

Чем живут звезды

«Мы едим, чтобы жить», говорит пословица. Усвоение пищи сообщает живым существам энергию, которую они и расходуют в движении. Всякая машина для работы требует, чтобы ее чем-либо питали. Станки пожирают электроэнергию, электростанции пожирают уголь — окаменелые растения далекого прошлого; эти растения пожирали солнечное тепло и свет. Но что же пожирает само Солнце? За счет чего звезды расходуют такие чудовищные количества энергии? Она должна пополняться, ибо в природе «вечного двигателя» нет и быть не может, чего, к сожалению, не знают до сих пор некоторые горе-изобретатели.

Если бы Солнце состояло из лучшего донецкого угля и горело, то, получай оно для этого в достаточном количестве кислород, оно сгорело бы целиком примерно за 1500 лет.

Некогда существовало мнение, что энергия Солнца поддерживается падением на него метеоритов. Их энергия превращается при падении в теплоту, поддерживающую излучение Солнца. Такой способ питания помог бы Солнцу не больше, чем нам, если бы мы вздумали вскипятить бочку воды, ставя на ее крышку горячие утюги.

Кроме того, метеоритов должно было бы сыпаться на Солнце невероятно много, и они так быстро увеличивали бы массу Солнца, что это было бы заметно.

Энергия должна в Солнце поступать изнутри к поверхности, как это показывают нам теперь все данные о природе Солнца.

Энергия Солнца могла бы пополняться за счет его сжатия, уменьшения в размерах. При этом энергия тяготения к центру переходила бы в энергию тепловую. Вычислено, что если бы даже Солнце было некогда бесконечно большим, то и в этом случае его сжатия до современного размера хватило бы на поддержание его энергии всего лишь в течение 20 миллионов лет. Между тем доказано, что земная кора существует и освещается Солнцем гораздо дольше. Сжатие может иметь и наверное имеет место, но не оно служит главным источником солнечной энергии.

Не состоят ли недра звезд из радиоактивных элементов, таких, как торий, уран и радий? Распадаясь, эти элементы выделяют теплоту. Если бы Солнце целиком состояло из радия (а надо сказать, что на Земле его всего-навсего добыто в чистом виде из горных пород пока еще только несколько граммов), то оно излучало бы больше энергии, чем действительное Солнце. Но при большой начальной расточительности, неизбежной при радиоактивном распаде, интенсивность его излучения спадала бы слишком быстро. Радий не мог бы поддерживать наше Солнце так долго, как это необходимо. Допустить же существование тяжелых, сверхрадиоактивных элементов (неизвестных на Земле), да еще сгустившихся в недрах Солнца, современная физика и теория внутреннего строения звезд не позволяют.