Александр Гурштейн - Извечные тайны неба

Работами Хаббла и его последователей система Млечного Пути была низвергнута с пьедестала особой всеобъемлющей звездной системы. Так же, как раньше наше Солнце оказалось обычной, банальной звездой, так и наш Млечный Путь – галактика, в которую входит Солнце – оказался обычной банальной звездной системой, затерявшейся в просторах Вселенной среди сонма других подобных ей звездных систем, других галактик.

Уже первые крохотные телескопы позволили астрономам расширить границы доступного им пространства и разглядеть звезды, слишком слабые для наблюдения невооруженным глазом. Большие телескопы XX века поведали, что в необъятных просторах Вселенной плывут бесчисленные фантастические миры, превосходящие все, что могло представить себе самое богатое воображение. Число галактик, которые наблюдаются ныне на больших телескопах, превосходит число наблюдаемых звезд: на всем небе их насчитываются не десятки, а сотни миллиардов. Пятиметровый телескоп способен различить в пределах одного лишь ковша Большой Медведицы до миллиона «звездных островов».

Интерес к изучению мира галактик еще более возрос после того, как новые наблюдения выявили в некоторых из них признаки огромных по своим масштабам быстротечных процессов.

В 1943 г. Карл Сейферт обнаружил несколько спиральных галактик, обладающих очень компактным и необычно ярким ядром. Интенсивные линии излучения на спектрограммах ядер этих галактик – они получили название сейфертовских – указывали на гигантские потоки газа, движущегося в окрестностях ядра со скоростями в несколько тысяч километров в секунду. Яркость сейфертовских галактик нерегулярно изменяется, оставаясь аномально-большой в инфракрасной области спектра. Эти галактики с взрывающимся время от времени ядром являются также мощными источниками радиоизлучения.

Под руководством Б. А. Воронцова-Вельяминова в Москве были исследованы многочисленные случаи близких друг к другу взаимопроникающих и взаимодействующих галактик. Эти работы также указывали на сложные, динамичные процессы в цире галактик, связанные с выделением больших количеств энергии.

Выполненные астрономами оценки привели к ошеломляющим результатам. Оказалось, что выделение энергии в ядрах галактик, находящихся в «возбужденном» состоянии, относится к числу наиболее грандиозных процессов природы, поиски источников которых – так же, как за несколько десятилетий до этого поиски источников энергии звезд – могут иметь следствием новую революцию в физике да и во всем естествознании.

По самым скромным подсчетам, выделяемая при взрывах ядер галактик энергия эквивалентна той энергии, которая выделилась бы при мгновенном полном переходе в энергию массы покоя в миллион солнечных масс. За счет чего выделяется такая энергия?

Рассматривалась возможность, что в результате скопления звезд в ядрах галактик либо резко увеличивается количество их столкновений, либо возрастает число вспышек массивных звезд, которые ведут себя, как сверхновые. Однако наблюдательные данные свидетельствуют о том, что активная область ядра является очень компактной, в связи с чем следует отдать предпочтение идее, что она связана с единым телом. Тем самым более реальной кажется модель, согласно которой в центре ядра галактики находится сверхмассивное коллапсировавшее тело, которое и взаимодействует с окружающей газопылевой материей.

Третьей достаточно правдоподобной возможностью является модель, при которой в центре ядра располагается сверхмассивное вращающееся магнитоплазменное тело, которое называют магнитоидом. Не исключено рассмотрение и гибрида из всех этих вариантов: компактная звездная система, содержащая магнитоид, в центре которого, возможно, находится еще и «черная дыра».

Выдающийся вклад в изучение ядер галактик внес советский ученый, академик В. А. Амбарцумян. В 1970 г. на XIV съезде Международного астрономического союза, проходившем в Великобритании, один из ведущих американских ученых отметил, что «никто из астрономов не стал бы сегодня отрицать, что тайна и 6 самом деле окружает ядра галактик, и первым, кто осознал, какая богатая награда содержится в этой сокровищнице, был Виктор Амбарцумян».

Проблемы активности ядер галактик неразрывно связаны с проблемой происхождения галактик. Здесь – так же, как и в вопросе происхождения звезд – существуют две диаметрально противоположные позиции. Согласно одной точке зрения, число защитников которой сейчас не очень велико, галактика рождается непосредственно из первичного сверхплотного вещества. Однако в этом случае законов современной физики оказывается недостаточно для описания наблюдаемых явлений и, следуя таким путем, для объяснения происхождения галактик требуется уточнить область применения ряда основных физических законов. Мнение большинства астрономов склоняется к тому, что галактики, так же как и звезды, возникли в результате конденсации вещества. Впрочем, на примере вопроса об «островных вселенных», мы в очередной раз имели возможность убедиться, что научные споры отнюдь не решаются большинством голосов.

При решении вопроса о происхождении галактик нужны не догадки, а неуклонное накопление фактов, построение новых, все более совершенных моделей.

Изучением Вселенной как единой совокупности движущейся материи занимается увлекательная область современной астрономии – космология.

Первым фактом, который потребовал серьезного космологического объяснения, был так называемый парадокс Ольберса.

Немецкий астроном Генрих Ольберс в начале XIX в. задумался над тем, почему ночное небо выглядит для земного наблюдателя темным. Действительно, почему? Чем дальше находятся от нас звезды, тем меньше их видимый на небе блеск. Блеск звезд, как и любых других точечных источников света, ослабевает пропорционально квадрату расстояния. Однако, если считать звезды распределенными в пространстве равномерно, суммарное число звезд, находящихся на заданном от нас расстоянии, возрастает пропорционально квадрату расстояния. В итоге получается, что ослабление суммарного блеска звёзд из-за их удаленности должно совершенно строго компенсироваться возрастанием их численности. И все ночное небо в этом случае должно выглядеть для нас сплошь светящимся, сплошь покрытым расположенными вплотную друг к другу звездами.

Этого, однако, как всем хорошо известно, не наблюдается. И либо звезды в масштабах Вселенной распределены далеко неравномерно, либо существуют какие-то физические причины, которые дополнительно ослабляют поток света от удаленных объектов.