Анатолий Томилин - Занимательно о космогонии

• Название: Занимательно о космогонии
• Автор: Анатолий Томилин
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Физика
• Год: 1975

Тайны вселенной властно влекут к себе человека. И одна из них — как произошла и развивается солнечная система и системы других звезд. Предположений на сей счет было немало. Но все они носили умозрительный характер. Лишь в наши дни — дни полетов автоматических межпланетных станций — удается кое-что измерить непосредственно на небесных телах и выдвинуть более достоверные гипотезы. О современном взгляде на факт возникновения нашего мира и о процессах мирообразования рассказывается в настоящей книге.

---

В 1970 году советский астроном Л. Озерной, основываясь на мысли, что каждая галактика в процессе нормального развития может вдруг перейти в возбужденное состояние, построил любопытную диаграмму. В ней по горизонтальной оси отложен порядок нормального развития галактик (от неправильных к спиральным, затем к эллиптическим и т. д.), а по вертикали даны возможные переходы в возбужденное состояние от каждой формы. При этом эллиптические галактики переходят в возбужденном состоянии в мощные радиогалактики, а спиральные — в сейфертовские. Этот переход происходит через промежуточные состояния, которыми могут быть «компактные» галактики.

«N-галактики» и квазары — объекты, уже находящиеся в крайне возбужденном состоянии. Промежуточными положениями для них Л. Озерной считает стадии «компактных» галактик Цвикки и квазагов. А вот исходные их формы пока неизвестны. На новой диаграмме нашлось место всем существующим сегодня разновидностям галактик. Но что ждет ее завтра?

В том же году два других советских специалиста — В. Комберг и Р. Сюняев предложили иную схему развития галактик. По их мнению, на самой ранней стадии образования формируются сначала из больших скоплений диффузной материи квазизвездные объекты: квазары, квазаги, либо еще какие-нибудь «кваги». В таком, детски-возбужденном состоянии небесные объекты существуют сравнительно недолго, не более миллиона, ну, десятка миллионов лет. Затем наступает юность — промежуточное состояние. Неизвестные «кваги» переходят в ядра сейфертовских галактик, квазары превращаются в «компактные» галактики Цвикки, а квазаги — в ядра «N-галактик». Юность галактик длится примерно на порядок больше времени, чем детство. Затем начинается их зрелость. Внегалактические объекты переходят в основную стадию своего существования, которая длится около 10 миллиардов лет. Из сейфертовских галактик получаются спиральные, из «компактных» — эллиптические, а ядра «N-галактик» становятся ядрами мощных радиогалактик.

И Л. Озерный и В. Комберг с Р. Сюняевым считают хаббловские типы галактик нормальным состоянием внегалактических объектов. Сегодня отдать предпочтение какой-нибудь одной из рассмотренных схем эволюции пока трудно. Скорее всего в споре двоих прав будет кто-то третий. Тот, который потом уступит свое место четвертому, а четвертый пятому и так далее, потому что процесс познания бесконечен и, вопреки всевозможным пророкам заката человеческой культуры, вряд ли когда-нибудь серьезно нам надоест.

На службе новая техника…

Помните, начиная разговор о «ненормальных» галактиках, мы привели целый список новых внегалактических объектов. Большинство из них так далеки от Земли и от Галактики, что сведения, которыми располагают о них специалисты, буквально ничтожны. Между тем новые объекты явно играют немаловажную роль в космогонии. Это легко видеть хотя бы из последних гипотез. Да и вообще для составления новых схем эволюции любых небесных объектов нужно прежде всего нащупать их взаимосвязи. А это значит — нужен максимум информации о самих объектах. Но мало того, что они далеко. Главное богатство Земли, счастье ее обитателей — атмосфера — горе для астрономов. Ни инфра-, ни ультра-, ни рентгено-, ни гамма-лучи не пробиваются через ее толщу. Все вредное для органической жизни излучение надежно гасится атмосферой. А ученым оно нужно!

За последние годы среди специалистов постепенно выкристаллизовалось мнение, что основным диапазоном электромагнитных волн, с помощью которых происходит большинство энерговыделений в Галактике и вселенной, — это инфракрасное излучение. Интересно? Очень! А увидеть его с поверхности Земли нельзя. Что делать?

Затем, по выражению директора Крымской астрофизической обсерватории академика А. Северного, именно ультрафиолетовое и рентгеновское излучение нашего светила — ключ к загадкам его внезапных вспышек. А ведь Солнце — звезда! Из звезд же состоят и галактики. Но, увы, и из этого интересного диапазона у поверхности Земли ничего не выцарапать, не говоря уже о гамма-лучах. Где же выход?

И вот в январе 1975 года на околоземной орбите развернул свою деятельность «Научно-исследовательский институт широкого профиля». Именно так квалифицировала пресса работу советских космонавтов А. Губарева и Г. Гречко на борту станции «Салют-4».

За месяц командировки за пределы атмосферы космонавты провели огромный объем работ, уделив немало полетного времени астрономическим, астрофизическим и радиофизическим исследованиям.

На борту станции был установлен криогенный инфракрасный телескоп-спектрометр ИТС-4. Такая аппаратура впервые выведена на орбиту. А холод криостата, в который был помещен приемник излучения, в сотни раз повышает чувствительность приборов, обеспечивая получение уникальной информации. Предназначался прибор для исследования и создания инфракрасных «портретов» Земли и других планет, для исследования вещества в межпланетном и межзвездном пространстве на молекулярном уровне и для наблюдения далеких, нестационарных объектов, находящихся в плоскости Галактики. Ведь именно исследования этих последних должны помочь понять законы, управляющие жизнью Галактики и галактик.

Кроме того, космонавты много занимались наблюдениями Солнца, используя орбитальный солнечный телескоп с коротковолновым дифракционным спектрометром для ультрафиолетовых лучей ОСТ-1. Помните слова А. Северного о ключе к загадкам солнечных вспышек?

На борту станции «Салют-4» был установлен и комплекс аппаратуры для серьезного исследования рентгеновского излучения. Его создатели назвали свое детище «Филином». За один виток орбитальной станции «Филин» обозревал полосу звездного неба шириной примерно в 10 градусов, фиксируя все, что попадало в сектор его обзора. Информация тут же передавалась на Землю. Так что сам «Салют-4» — это, можно сказать, головной экспериментальный отдел большого НИИ, наземная часть которого состояла из массы острозавидующих космонавтам научных сотрудников, с нетерпением ожидающих своей доли информации. Впрочем, «Салют-4» никого не обидел. Объема новых сведений, переданных А. Губаревым и Г. Гречко, хватит их наземным коллегам на несколько лет интенсивной и, будем надеяться, плодотворной работы.

Рентгеновская астрономия вообще очень молодая отрасль древней науки о звездах. Ведь первый, после Солнца, космический источник рентгеновского излучения — Скорпион Х-1 — был обнаружен лишь в 1962 году. С тех пор было проведено всего несколько экспериментов с помощью аппаратуры, поднятой за пределы атмосферы на геодезических ракетах и на советских спутниках. В 1970 году американские специалисты запустили первый специализированный спутник «УХУРУ» для наблюдения, систематизации и отождествления источников рентгеновского излучения с оптическими и радиообъектами. И хотя аппаратура на борту этого спутника была еще весьма несовершенной, результаты его работы оказались неплохими. Каталог «УХУРУ» содержал богатую информацию о 163 источниках рентгеновского излучения. Из них 108 были доселе неизвестны.

Собранная спутником информация позволила сделать интересный вывод: в космосе существуют тесные двойные системы, один из компонентов которых — источник рентгеновского излучения. При этом два таких источника (Геркулес Х-1 и Центавр Х-3) являются рентгеновскими пульсарами. Если согласиться с тем, что строгая периодичность излучения обусловлена у них так же, как и у обычных радиопульсаров, быстрым вращением объекта вокруг своей оси, то размеры их должны быть крошечными. Значит, плотность вещества должна быть огромной. Это позволяет предположить, что оба названных рентгеновских пульсара являются нейтронными звездами. Иначе обстоит дело с источником рентгеновского излучения Лебедь Х-1. По расчетам, плотность его должна быть еще большей, чем у названных выше объектов. А это значит, что Лебедь Х-1 может оказаться «черной дырой»!

Более сорока рентгеновских источников из последнего каталога «УХУРУ» отождествлены с внегалактическими объектами. Их изучение продолжили американские искусственные спутники ОСО-7 и «Коперник», а также космический экипаж небесной лаборатории «Скайлэб», запущенной в 1973 году.

В 1973 году по результатам работы счетчиков гамма-квантов, установленных на спутниках Земли, специалисты обнаружили непонятные короткие вспышки гамма-излучений низких энергий, обладающие большой интенсивностью. Возникло предположение, что источники их находятся вне солнечной системы, и не исключено, что и вне пределов Галактики. При этом кратковременность вспышек также говорила о небольших, по-видимому, размерах самих источников. Сейчас теоретики считают возможными кандидатами в источники гамма-вспышек прежде всего нейтронные звезды, которые согласно построенным недавно теориям способны на внезапные извержения радиоактивного вещества из своих недр.