Space Exploration Technologies

Диаграмма Рессела: шаг в будущее

Анджело Секки (1818-1878), изучая общий вид спектров196, заметил, что спектральные особенности многих звезд имеют схожие свойства, и разделил их на пять типов. Избранная им последовательность оказалась правильной: переход от бело-синего до темно-красного цвета указывал на прогрессивное уменьшение температуры, ведь именно температура является показателем, который решающим образом влияет на вид звездного спектра.

Иоганн Бальмер (1825-1898) доказал, что закономерность, лежащая в основе последовательностей спектральных линий, очень легко выражается математически. В то же время Петер Зееман (1865-1943) приходит к выводу, что более или менее сильное магнитное поле влияет на спектральные линии источника. Это позволило исследовать магнитные поля звезд. Теоретический стержень этих явлений появится только после открытия строения атомного ядра и элементарных частиц, создания теории Максвела, периодического закона Менделеева и т. д.

Сюда же относятся исследования Пьера и Марии Кюри; эксперименты Резерфорда и Содди касательно а-, р- и у-лучей; изучение абсолютно черного тела19, которое подтолкнуло Планка к открытию универсальной константы (постоянной Планка); работы Эйнштейна о квантовании энергии. Бора и его квантовую модель атома. Эти открытия сделали возможным объяснение звездной энергетики и неимоверной «живучести» светил, а также позволили выработать теорию о происхождении Вселенной и невероятно точную и совершенную шкалу времени.

В 1911 году Эйнар Герцшпрунг (1873-1967) построил график, на котором сопоставил цвета и абсолютные величины90 звезд, после чего ученым была замечена определенная связь между этими двумя параметрами. В 1913 Генри Рессел (1877-1957) строит еще одну диаграмму на основании спектральных классов19. Она получает столь же широкое распространение. Диаграмма Герцшпрунга-Рессела (диаграмма Г-Р197) указывает на то, что цвет (то есть температура) связан со спектром звезд, а светимость190 - со спектральным классом. Если учесть, что последняя величина связана также и с размером звезды, то, имея в распоряжении спектр, можно точно определить реальные размеры наблюдаемых звезд. Не хватало только объяснения причины и эффекта, которые вписали бы связь этих величин в общую картину законов. Но открытия в области физики и химии решают эту проблему: расчеты модели атома, проведенные Бором, воспроизводят, кроме прочего, частоту линий водорода серии Бальмера. Наконец-то у астрофизики появляется ключ к толкованию спектров, а энергия атомной связи объясняет механизм появления звездного излучения и огромные количества энергии, вырабатываемой Солнцем.

Спектральные линии зависят не только от количества атомов, которые их испускают, но еще и от температуры газа, его давления, а также от химического состава и степени ионизации. С помощью метода, который сегодня позволяет обнаружить самые незначительные различия в химическом составе, в те времена уже можно было определить относительное преобладание тех или иных химических элементов в атмосферах светил. Таким образом было установлено, что химический состав звезд почти одинаков: 90% водорода и 9% гелия (в соотношении массы - 71 % и 27%). Оставшуюся часть составляют другие элементы, которые можно встретить и на Земле.

Развитие физики позволило улучшить уже имеющиеся теоретические модели и логично объяснить, как устроена и как функционирует звезда. Были открыты новые типы звезд: повторные новые, или сверхновые, и пульсары203 с очень большой частотой колебаний исследована эволюция звезд и звездных скоплений, которые после своего формирования распадаются под действием приливообразующих сил Галактики.

Последние данные о нашей Галактике были получены с помощью радиоастрономии.

Для ученых открываются новые горизонты исследований: галактические объекты, шаровые скопления, туманности, динамика Млечного Пути208 и их свойства изучаются с помощью все более точных приборов. Были найдены новые типы галактик, отличающиеся от нашей. При исследовании доплеровского смещения было обнаружено, что все галактики отдаляются от нас - и чем больше расстояние, тем выше скорость их удаления

Человечество совсем недавно осознало, что Вселенная не заканчивается нашей Галактикой, а ученые уже проникают в бесконечное пространство, наполненное все более странными объектами. Открытия множатся: в центре Галактики был обнаружен поток материи, вздымающийся перпендикулярно галактической плоскости приблизительно на 3000 световых лет. Также проводятся исследования таких объектов, как Лебедь-А, излучающий в радиодиапазоне в 10 млн раз больше энергии, чем вся туманность Андромеды; изучаются квазары224, которые кажутся очень близкими из-за их высокой светимости. Ученые постоянно говорят об «эффекте перспективы», который, предположительно, может искажать полученные результаты. Гипотезы, наблюдения, новые гипотезы, новые наблюдения, возражения, сомнения

Точный и всеобъемлющий ответ пока еще не найден; постоянно растущее количество исследователей ищут этот ответ в двух разных направлениях. В процессе поиска создаются модели звезд, галактик и небесных тел, которые способно конкретизировать только математическое воображение исследователей. Так возникают «черные дыры», «ячеистые» вселенные, «струны»

Теперь количество исследователей, занимающихся проблемами эволюции звезд, астрофизики, космогонических теорий столь велико, что нет смысла говорить о ком-то в частности: как и другие науки, астрономия представлена скоординированной работой исследователей в разных странах. И эта работа протекает без революций, но постоянно обновляется - приборами, новым оборудованием, доказательствами (которые все труднее понять даже ученым мужам) в миллионах параллельных исследований. Как и предвещал Бэкон еще во времена Галилея.

Астрономия «сверхспециализировалась», и бывает; что исследователь, занимающийся определенными проблемами физики звезд, может приблизительно судить о планетах, и галактиках. Язык этой науки гоже становится псе более техническим, а термины все более трудными для понимания. Гак, пока термин, разъясненный множеством силлогизмов, достигнет широкою распространения, информация, полученная учеными из других дисциплин, воспринимается «без разъяснений, и результаты каждого исследования становятся средством исследования для других.

Исследование различных объектов Вселенной и истории их развития протекает теперь параллельно, как если бы это были независимые друг от друга дисциплины, пребывающие тем не менее в постоянном контакте. А пока информация о Солнце и Солнечной системе становится все более полной, конкретной и надежной; пока качественные гипотезы о нашей Галактике находит все больше и больше подтверждений, картина Вселенной, которую мы только начинаем исследовать, полностью поменялась за последние сто лег. В то время как новейшие математические модели рисуют одну, его пли тысячу все более сложных, насыщенных звездами вселенных, больше похожих на философические измышления, а не на наблюдения, стоит вспомнить, что все наши знания берут свое начало с того самого момента сто тысяч лег назад, когда получеловек-полуживотное воткнул в землю столб, чтобы определяй, перемещение Луны.