Александр Штейнгауз - Девять цветов радуги

В наше время ученые считают, что на Марсе нет разумных существ. Зато они не сомневаются в существовании растительности. Множество фотографий поверхности Марса, сделанных в различных лучах спектра, и другие спектральные исследования, проведенные советскими астроботаниками под руководством Г. А. Тихова, позволяют считать это установленным фактом.

Огромное внимание уделяют астрономы и астрофизики изучению Солнца — этой единственной звезды, которая достаточно близка к нам.

Физические процессы на Солнце, исследуемые учеными, позволяют глубже проникнуть в тайну вещества и ядерных реакций. Эти процессы оказывают очень большое влияние на состояние атмосферы Земли, на погоду, и радиосвязь. Изучив Солнце, ученые сумеют лучше познать и другие звезды.

Солнце исследуют разными методами: фотографируют спектры, его видимую поверхность в лучах света с различными длинами волн, исследуют его корону. И во всех этих исследованиях телескоп является основным прибором.

Вот как описывает Солнце известный английский астрофизик Джемс Джинс (1877–1946):

«Ясно, что Солнце — не мертвый мир, подобно Луне или Меркурию. Наоборот, здесь ничто не пребывает в покое; все находится в бешеном движении; вся поверхность возбуждена, кипит, бурлит и извергается разными путями. Нам понятно, почему это должно быть так.

Внутренность Солнца представляет собой как бы огромную, непрерывно работающую силовую станцию. Энергия, освобождающаяся внутри Солнца, делает его чрезвычайно горячим, так что огромный поток тепла выбрасывается наружу, на поверхность, откуда он и изливается в пространство в виде радиации… [26] Все излучение Солнца в секунду исчисляется огромной цифрой с 25 нулями и равно 9∙10 25 калорий. Мы знаем, что энергия имеет массу. Если перевести эту цифру в массу, то окажется, что масса Солнца ежесекундно уменьшается на 3170 тысяч тонн! При этом поверхность, естественно, не может оставаться спокойной, и мы видим ее сплошь кипящей. Верхние слои, попросту говоря, перевертываются и обращают свои самые горячие стороны к внешнему пространству, что дает возможность быстрее выделиться заключенной в них энергии излучения.

Солнце, сфотографированное через специальные светофильтры, пропускающие практически свет одной длины волны: 1 — в ультрафиолетовых лучах; 2 — в лучах синего цвета; 3— в лучах красного цвета; 4 — для сравнения приведена обычная фотография Солнца в лучах белого цвета.

Но и этого еще недостаточно. Огромные фонтаны пламени, называемые протуберанцами, там и сям бьют над солнечной поверхностью на сотни тысяч километров в высоту. Они — большей частью малинового цвета — часто принимают самые фантастические формы. Одни из них стоят почти спокойно, другие же выпускают побеги со скоростью тысяч километров в секунду. Некоторые совершенно отделяются от Солнца, взлетая на высоту сотен тысяч километров…

Фантастическая архитектура малинового пламени протуберанцев не единственная декорация солнечной поверхности. В разных ее местах мы видим темные зияющие впадины, очень похожие на кратеры действующих вулканов, извергающих огонь и вещество из недр Солнца. На Земле мы называем эти впадины солнечными пятнами…»

На фотографиях, приведенных в книге, можно увидеть снимки Солнца, полученные на разных длинах волн, а также четыре последовательных снимка гигантского взрыва на Солнце.

Четыре последовательных снимка гигантского взрыва на Солнце.

От Солнца путь астрономической науки идет к звездам и отдаленным мирам Вселенной — к галактикам. Для их изучения требуются огромные и объединенные усилия ученых всего мира. Чтобы лучше представить объем уже проделанной работы, достаточно сказать, что обследованы и внесены в каталог уже несколько сотен тысяч одних только галактик. Но исследуются ведь не только галактики, но и отдельные звезды. Очень большой интерес для науки представляет изучение межзвездного вещества и газа. Изображение одной из таких газовых туманностей вы можете увидеть на фотографии.

Фотография одной из галактик .

Познакомившись с фотографиями различных объектов астрономических исследований, вернемся снова к инструменту, с помощью которого они были сделаны, — к телескопу. Мы видим, что он позволил ученым добиться очень многого, но отнюдь не всего, чего им хотелось бы. Телескопы вовсе не идеальны и не всесильны. Их совершенству положены пределы, установленные законами оптики и свойствами земной атмосферы.

Так, например, оказывается невозможным поднять увеличение телескопа выше некоторой, сравнительно небольшой величины. И, если кто-либо из читателей полагал, что большие телескопы строятся только для получения больших увеличений, он ошибался. С ростом диаметра объектива максимально возможное увеличение действительно повышается, однако основная цель строительства гигантских телескопов в другом: в том, чтобы увеличить количество собираемого света и тем самым увеличить глубину проникновения в бесконечные дали Вселенной.

Светящаяся газовая туманность.

Предел увеличению телескопа ставит явление дифракции. Оно сказывается тем сильнее, чем меньше диаметр объектива и чем больше увеличение. Практически наилучшее увеличение даже в очень крупных инструментах не превышает 800 раз. В некоторых случаях наблюдатели сознательно прибегают к удвоению и даже учетверению этой цифры, но количество различимых деталей при этом не повышается. Меняются лишь условия наблюдения, что иногда бывает удобнее для работы. Явление дифракции очень хорошо видно на фотографии Сириуса. Лучи, отходящие от этой звезды, являются следствием дифракции света. На самом же деле их нет.

«Острота зрения» телескопа с диаметром зеркала 508 сантиметров в 1200 раз выше, чем у глаза. Это означает, что наименьший объект, форму которого еще можно различить, должен иметь угловой размер не менее 0,05', что на поверхности Луны будет соответствовать линейному размеру 50 метров, а на поверхности Марса — 8 километрам. Можно видеть и меньшие предметы, но форму их определить окажется невозможным: круг, квадрат, прямоугольник или любая другая фигура при этом становятся неотличимыми друг от друга, представляя собой некие расплывчатые пятнышки. Наибольшее полезное увеличение 508-сантиметрового рефлектора, как мы уже говорили, равно примерно 1200, но поле четкого зрения у него очень мало — всего лишь 0,25° в поперечнике; в него не поместится целиком даже Луна.