Удивительная астрономия - Дмитрий Брашнов

Заметим, что сейчас речь идет о физических двойных звездах . Кроме них, известны оптические двойные звезды . Так называют светила, которые кажутся земному наблюдателем очень близко расположенными, а для невооруженного глаза могут даже сливаться. Но при этом оптические двойные звезды разделены огромным расстоянием и не образуют пару, которая удерживается силами тяготения.

В настоящей (физической) двойной системе обе звезды взаимодействуют как планета со спутником. Именно поэтому наиболее массивный из ее компонентов условно считается главной звездой, а малый компонент – спутником. Те двойные системы, в которых спутник способен заслонять (затмевать) главную звезду, называются затменными переменными звездами. Алголь, бета Лиры и W Большой Медведицы являются типичными затменными переменными.

Совершенно фантастический объект – W Большой Медведицы. В этой двойной системе оба компонента – солнцеподобные звезды классов F и G, которые расположены столь близко, что соприкасаются наружными оболочками. Во время обращения вокруг барицентра обе звезды трутся друг о друга, словно шестеренки в часовом механизме. Бушующая огненными вихрями плазма постоянно перетекает с одного светила на другое. Скорость обращения звезд ужасно велика, так что период затмений составляет здесь всего-навсего 8 часов!

По всей видимости, новые звезды, ярко вспыхивающие на небе, также относятся к двойным системам. Впервые астрономы заподозрили это после открытия в 1954 году затменности у DQ Геркулеса. Тогда стала постепенно вырисовываться модель, которая объясняла причину взрыва новых звезд и отвечала на вопрос, почему некоторые новые звезды взрываются дважды.

Компактным компонентом в системе новой звезды является крохотная, но очень плотная и массивная звезда – белый карлик . Карлик почти ничего не излучает и поэтому не виден в телескопы. Главным компонентом является бывший гигант, который регулярно «сливает» свое газовое вещество на белого карлика, действующего по отношению к своему соседу как пылесос. Поскольку потоки газа не могут в одночасье перелиться на спутник, вокруг карлика образуется газовый диск. Получается каскадный «водопад» плазмы: гигант отдает свое вещество сначала в диск, а оттуда уже газ регулярно перекачивается на поверхность карлика.

Главный газ звездной плазмы – это, конечно, водород. Когда он достаточно обогащен углеродом и азотом, то способен порождать взрывную реакцию на поверхности спутника. Этот взрыв виден с Земли как вспышка новой звезды. Но при этом взрывная волна полностью уничтожает запасы газа на карлике и разрушает диск вокруг него. Иногда последствия космической катастрофы таковы, что прежний механизм восстановиться уже не может. Но если все-таки диск начнет восстанавливаться, то в будущем можно ожидать очередную вспышку новой звезды.

Восстановление диска сегодня астрономы наблюдают у переменной BV Кормы, полностью восстановившийся диск у переменной U Близнецов, а вот UX Большой Медведицы явно находится в состоянии, близком к взрыву, отчего эта двойная система называется «новоподобной» звездой.

Наряду с двойными звездами науке известны кратные системы – тройные и даже четверные. Кстати, ближайшая к Солнцу звезда является тройной. Речь идет об альфе Центавра, которая включает в себя два солнцеподобных компонента класса G и красного карлика класса М, известного под названием Проксима (Ближайшая).

Наверное, было бы замечательно поселиться на планете в системе двойной звезды, чтобы встречать по два рассвета и по два заката за сутки. Но, к сожалению, такие планеты – большая редкость в Галактике, это скорее исключение из правил. Раньше говорилось, что туманность в очаге звездообразования развивается двумя путями – или звезда с планетной системой, или двойная звезда. Это означает, что звезды с планетными системами вряд ли могут быть двойными, а двойные звезды вряд ли обладают собственными планетами.

Впрочем, остается надежда на то, что какая-нибудь двойная звезда «присвоит» себе чужую планету. Подобное «космическое воровство» процветает в Галактике, и астрономы уже ничему не удивляются.

Как увидеть межзвездную пыль

Вплоть до начала ХХ века ученые и не подозревали о существовании межзвездной пыли, заполняющей мировое пространство и даже образующей огромные облака, в которых рождаются звезды. Пыль и пылевые скопления удалось обнаружить случайно, когда астрономы попробовали составить карту Галактики.

Поначалу Галактика представлялась этаким мельничным жерновом – исполинским цилиндром, который равномерно заполнен бегущими по своим орбитам звездами. Но затем стало ясно, что наш звездный остров устроен гораздо сложнее. По обе стороны от Млечного Пути число звезд невелико, а значит, Галактику нужно сравнивать с диском, своего рода блюдечком, а никак не с жерновом. На наибольшем расстоянии от Млечного Пути звезд почти нет, хотя с помощью мощных телескопов можно обнаружить разбросанные поодиночке шаровые звездные скопления. Это область галактических полюсов (гало).

Если рассматривать (даже в обычный бинокль) созвездия Возничего и Персея, а затем перевести взгляд на противоположное им созвездие Стрельца, то нетрудно заметить разницу в числе светил. В Стрельце звезд очень много, так что они буквально сливаются в комки. В Возничем и Персее звезд гораздо меньше, хотя здесь тоже проходит полоса Млечного Пути. Стало быть, в направлении Стрельца лежит галактический центр, место максимального средоточия звезд нашего космического «острова». А в противоположном направлении землянами наблюдается край Галактики, где число звезд редеет, в том числе и в самом галактическом диске.

Стало ясно, что вещество в нашей звездной системе в основном содержится в галактическом центре, из которого «размазано» по всему галактическому диску неровным слоем. Этот слой становится все тоньше и тоньше к краю диска. За пределами диска вещество почти полностью заканчивается.

И когда ученые поняли это, они сумели объяснить загадку «покраснения» звезд. Как известно, по цвету звезды делятся на несколько классов. Есть среди них и красные светила, и белые, и голубоватые, и желтые, и оранжевые. Например, если сфотографировать голубоватые звезды близ полюсов Галактики, а потом такие же, но уже внутри диска, то мы с удивлением обнаружим, что внутренние звезды оказываются красными – в отличие от внешних.

Точно такой же эффект возникает, если смотреть на Солнце во время пожара. Сквозь густой дым и сажу оно покажется красным. Красным кажется солнечный диск и на закате, когда мы видим его сквозь заполненные пылью нижние слои атмосферы.

Получается, что «красноватые» звезды в действительности вовсе не красноватые. Просто мы видим их сквозь межзвездные газопылевые скопления. Причем эти скопления находятся в плоскости галактического диска, а вот у полюсов газ и пыль почти полностью рассеиваются. Здесь мировое пространство необычайно чистое, и поэтому виден истинный цвет далеких светил.

Запыленность космоса подтверждали также и наблюдения за туманностями – космическими облаками, которые заслоняли собой сотни звезд. В том числе удалось объяснить загадочные «разрывы» в Млечном Пути. Это темные, беззвездные провалы, начинающиеся от созвездия Лебедя и тянущиеся вплоть до созвездия Центавра, которые разрезают светлую полосу Млечного Пути надвое. Такие провалы легко объяснялись густыми пылевыми скоплениями – темными туманностями. Последующие исследования подтвердили и это предположение, и сегодня в распоряжении астрономов имеются качественные фотоснимки далеких туманностей, выполненные телескопами.

Вдали от туманностей пыли гораздо меньше, но присутствует она и здесь. На каждые 2 млн км3 мирового пространства приходится примерно 1 (одна!) частица вещества. Чтобы представить себе этот объем, вообразите пустую постройку, равную по величине знаменитой пирамиде древнеегипетского фараона Хефрена – той самой, что высится рядом со статуей Сфинкса на плато Гиза. И вообразите, что внутри этой постройки одиноко витает одна-единственная пылинка размером в тысячную долю миллиметра. Примерно так и обстоят дела в открытом космосе, вдали от газо пылевых облаков.

Трудно поверить, что затерянные в бесконечных просторах Вселенной пылинки способны гасить собой звездное свечение. И тем не менее это так.

Отечественный астроном Борис Воронцов-Вельяминов (1904–1994), в 1930 году доказавший поглощение света межзвездным веществом, сравнивает действие космической пыли с сигаретным дымом: «Велика ли масса дыма, которым иной курильщик умудряется себя укутать так, что его почти не видно? Собрав этот дым в один твердый шарик, мы едва ли увидели бы его глазом, – так мал бы он был и никак не мог бы заслонить собой нашего курильщика».