Знание-сила, 1999 №02-03

Почему же трудно изучать собственную звездную систему? Известная американская исследовательница звезд Сесилия Пейн-Гапошкина так описывала эти трудности: «Проблему исследования нашей собственной Галактики можно сравнить с заданием: стоя на пересечении 125-й улицы и Парк-авеню, составить карту Нью- Йорка. Хотя наблюдателю, расположенному в этой точке, было бы ясно, что город очень велик, какое-либо суждение о его протяженности и плане было бы, очевидно, невозможно. Для лучшей аналогии следовало бы выбрать Лондон с его туманами и смогом».

Достоверно известно, что мы живем в крупной галактике, содержащей сотни миллиардов звезд. Наблюдения аналогичных соседних систем убеждают нас, что формы подобных объектов не отличаются большим разнообразием. Фактически они бывают двух типов: I) медленно вращающиеся, лишенные межзвездного газа и пыли, а потому лишенные и молодых звезд эллиптические галактики; а также 2) быстро вращающиеся, сплюснутые, богатые газом и молодыми звездами спиральные галактики. Полоса Млечного Пути, рассекающая небосвод на две равные части, обилие облаков холодного и горячего межзвездного газа, а также изрядное количество молодых звезд убеждают нас в том, что наша Галактика относится к разряду уплощенных быстро вращающихся спиральных систем.

Однако и среди спиральных систем велико разнообразие типов. Не ясно, является наша Галактика простой спиральной системой или она пересечена центральной перемычкой – баром. Признаки бара замечены, но насколько он велик и как расположен – непонятно. Не ясно также, насколько сильно развиты у Галактики спиральные рукава, то есть к какому классу спиралей она относится. У одного класса рукава тонкие и туго закрученные, у другого – они гораздо более мощные и широко раскинутые.

Эта удивительная галактика, названная астрономами «Тележное колесо» («Cartwhell»), находится от нас на расстоянии 500 миллионов световых лет. Астрономы уверены, что необычный вид этой галактики вызван столкновением с другой звездной системой. Последствия встречи весьма наглядны: гравитационный импульс стимулировал настоящее космическое «цунами» – круговую волну в диске галактики, бегущую от центра со скоростью 300 тысяч километров в час. Внизу в увеличенном виде показаны ядро галактики и часть ее «обода».

Инфракрасное изображение центральной части Млечного Пути позволяет увидеть звездное тело нашей Галактики сквозь поглощающую свет межзвездную пыль.

Пересеченная спиральная галактика NGC-1365 морфологического типа SB. На врезке – часть спирального рукава, сфотографированного космическим телескопом Хаббл.

Давно спорят астрономы, в каком месте Галактики расположено Солнце. Долго считалось, что мы находимся вблизи центра Галактики, хотя некоторые ученые начали сомневаться в этом еще в начале века. Лишь к сороковым годам окончательно выяснилось, что мы очень далеки от ее центра, лежащего в направлении границы созвездий Стрельца и Скорпиона. Для оптического телескопа ядро Галактики совершенно недоступно; нащупать его удалось лишь с помощью радио- и инфракрасных лучей, которые не так сильно, как свет, поглощаются межзвездной пылью. Эта же техника позволила оглядеть далекие участки Галактики. Но нужно признаться, что до сих пор качество информации, полученной с помощью радио- и инфракрасных телескопов, уступает оптическим данным, и мы многого не понимаем, разглядывая, например, радиокарты Галактики.

До сих пор детально изучены только окрестности Солнца в радиусе около пяти тысяч световых лет (напомню, размер Галактики около ста тысяч световых лет). Полной карты галактического диска не существует. Давняя мечта астрономов, которая, вероятно, никогда не сбудется, – взглянуть на Галактику снаружи, увидеть рисунок ее спирального диска, заглянуть в ядро, изучить все интересные объекты, скрытые за темными облаками. Поскольку пока нет надежды получить фото нашей звездной системы от коллег из туманности Андромеды, приходится самим расшифровывать радио- карты и восстанавливать рисунок спирального узора.

Дело в том, что у каждой спиральной галактики этот рисунок свой, особенный. Иногда два могучих симметричных спиральных рукава тянутся от самого центра до периферии галактики. Бывает, что рукавов больше и форма их не столь симметрична: они делятся на отдельные ветви, сливаются друг с другом и распадаются на части, подобно связке сосисок. А порою диск галактики напоминает кофейную пенку, в рисунке которой с трудом угадываются обрывки «спиральных рукавов».

По современным радиокартам не удается подсчитать даже количество спиральных рукавов Галактики. Совмещая различные модели с картой солнечных окрестностей, исследователи получают от двух до двенадцати рукавов. Не ясно даже, расположено Солнце в межрукавном пространстве или в одном из второстепенных рукавов. А проблема эта имеет прямое отношение к будущему Земли: с точки зрения биосферы условия в рукавах и между ними весьма различаются.

Лет сто назад астрономы воспринимали нашу Галактику как всю звездную Вселенную, поэтому расстояние до центра Млечного Пути означало тогда «расстояние до центра Мира». Но затем Галактика стала одной из многих ей подобных, и, казалось бы, ее размеры и положение в ней Солнца должны были уже не так остро интересовать астрономов. Но этого не случилось: наша Галактика по-прежнему остается единственной звездной системой, которую, находясь внутри нее, мы можем изучать в трех измерениях, объемно, а не в виде плоских изображений, которыми представляются нам все прочие далекие галактики.

Расстояние от Солнца до центра Галактики (Ro) служит масштабом всех прочих расстояний в нашей звездной системе и во многих случаях – за ее пределами. Для галактической астрономии эта величина так же важна, как для внегалактической астрономии и космологии важна постоянная Хаббла. И вот что удивительно: несмотря на огромные затраты сил астрономы вот уже более полувека не могут измерить величины обеих этих констант с точностью лучше 50 процентов. Даже стыдно как-то, если вспомнить, что «астрономическая точность» всегда была нарицательным понятием.