Загадки космоса - Кирилл Федорович Огородников Страница 2

Оказалось, что многие свойства нашей Галактики характерны и для многих других галактик. Поэтому прежде всего следует познакомиться с размерами и свойствами нашей Галактики.

[1 Название нашей звездной системы принято писать с прописной буквы.]

Почти 200 лет назад астрономы установили, что форма Галактики напоминает диск с округлым,и краями. Диаметр этого огромного диска близок к 30 килопарсекам [2], а толщина – около 5 килопарсеков. Точно определить число звезд в Галактике очень трудно. По подсчетам советских ученых П. П. Паренаго и Т. А. Агекяиа число звезд в Галактике составляет около 100 – 150 млрд. Плотнее всего звезды расположены в центре Галактики, а к ее краям плотность распределения звезд постепенно падает.

[2 Размеры галактик и расстояния между ними так велики, что выражать их в километрах неудобно Поэтому в астрономии приняты особые единицы длины – парсек, килопарсек (тысяча парсеков) и мегапарсек (миллион парсеков). Их сокращенные обозначения – пс, кпс, мпс

Слово «парсек» произошло от сочетания первых трех букв астрономического термина «параллакс», обозначающего угол, и первых трех букв слова «секунда». Один парсек равен приблизительно тридцати тысячам миллиардов (30 биллионов) километров. Более точно 1 пс = 31 000 000 000 000 = 31 * 10^12 км.]

Наше Солнце.вместе со своими планетами расположено почти точно в центральной плоскости Галактики, на расстоянии примерно половины радиуса от центра. В «окрестностях» Солнца одна звезда, в среднем, приходится на 10 пс3, то есть среднее расстояние между двумя соседними звездами составляет около 2,15 пс.

Много это или мало? Сейчас мы увидим, что это и много и вместе с тем – мало. Если расстояние между звездами измерять диаметрами звезд, то в окрестностях Солнца звезды далеко разбросаны друг от друга. Представим себе модель Галактики в сильно уменьшенном масштабе. Пусть расстояние в миллион километров будет отрезком в 1 мм. Тогда Солнце и другие звезды средних размеров будут изображаться шариками диаметром в 1,5 мм, самые маленькие звезды-карлики окажутся размером в булавочную головку или даже с песчинку, а самые большие звезды, называемые сверхгигантами, будут иметь размеры апельсина. Среднее же расстояние между звездами-шариками нашей модели составит почти 65 км! Разбросайте на такие расстояния друг от друга апельсины и песчинки, и вы увидите, что расстояния между звездами очень велики в сравнении с размерами самих звезд.

Но посмотрим теперь на нашу модель Галактики с другой точки зрения. Будем сра.внивать расстояния между звездами с размерами самой Галактики. В принятом нами масштабе диаметр модели Галактики составит около миллиона километров (106 км), то есть почти в три раза больше расстояния от Земли до Луны. Другими словами, расстояния между звездами (условно 65 км) очень малы в сравнении с размерами самой.Галактики (условно 10:6 км).

Мы не случайно так подробно говорим о расстояниях между звездами. Многие ученые считают, что звезды, расположенные очень далеко друг от друга, не могут взаимодействовать между собою и каждая звезда существует как бы сама по себе. К такому выводу пришли крупные астрономы начала XX века – англичанин Джине, швед Шарлье и многие другие. Постепенно эта точка зрения стала считаться в астрономии общепринятой. Однако ее сторонники неизбежно наталкиваются на непреодолимые трудности, потому что звезды в совокупности образуют единое целое – Галактику и вся звездная система в целом обладает своими собственными законами строения и движения.

Наша Галактика, как и галактика в созвездии Андромеды (рис. 1), имеет довольно правильное строение. По форме она представляет собой плоский диск, в центре которого расположено уплотненное ядро, похожее на луковицу. К краям диска плотность распределения звезд постепенно уменьшается. От ядра Галактики к краю диска, постепенно раскручиваясь, отходят мощные спиральные ветви, состоящие из звезд и из облаков газово-пылевой материи, называемой диффузной. Сначала казалось, что эти спирали светятся целиком. Но тщательные исследования показали, что диффузные облака сами не светятся, а освещены звездами, находящимися внутри них.

Звезды в спиральных ветвях (и в нашей, и в других галактиках) светятся голубоватым светом, свидетельствующим об их молодости и очень высокой температуре. Голубоватые звезды имеются не только в спиральных рукавах, но и внутри плоского диска. В остальных частях Галактики звезды имеют более красноватую окраску. Красноватые звезды изобилуют в районе ядра, а также в наружных, периферийных частях Галактики. Голубоватые и белые звезды астрономы называют звездами первого типа населения Галактики, а красноватые – звездами второго типа. Звезды первого типа занимают лишь сравнительно небольшую часть общего объема Галактики, образуя в ней нечто вроде тонкой прослойки. Сходную структуру имеют и другие галактики спирального типа, но, конечно, каждая из них обладает своими особенностями.

Строение звездных систем хорошо видно на фотографиях. На рис. 2 и 3 воспроизводятся фотографии одной и той же галактики, имеющей условное обозначение М51. Эта галактика видна в созвездии Гончих Псов и принадлежит к числу «нормальных» спиральных галактик. Их характерная особенность – две спиральные ветви, выходящие из ядра.

Рис. 1. Галактика в созвездии Андромеды, обозначаемая М31, очень похожая на нашу Галактику.

Рис. 2. Фотография спиральной галактики М51 в фотографических лучах.

На рис. 2 представлена фотография, полученная на обычной фотопластинке, или, как принято говорить, полученная «в фотографических лучах». Обычная фотопластинка особенно чувствительна к голубым и синим лучам, и поэтому на снимке хорошо видны те детали, в которые входят звезды первого типа – голубоватые и белые. Красные же звезды получились на фотографии значительно слабее белых и голубоватых звезд.

Рис. 3. Фотографии галактики М51 в красных лучах

На рис. 3 показана фотография той же галактики, полученная на специальной фотопластинке, чувствительной к красным лучам (фотография «в красных лучах»). На ней хорошо видны области галактики, в которых преобладают красноватые и красные звезды, и значительно хуже области с голубоватыми и белыми звездами.

Мы видим, что на первом снимке ядро выглядит меньшим, чем на втором, спиральные ветви здесь тоньше и все пространство между ветвями заполнено звездами. В самом конце одной из ветвей видно небольшое утолщение, называемое «спутником» звездной системы. На втором снимке видно, что по своим размерам «спутник» почти равен самой галактике. Следовательно, можно сделать вывод, что «спутник» в действительности – галактика, в основном