Александр Гурштейн - Извечные тайны неба

«… На исходе очень жаркого дня я сидел с книгою в руках возле раскрытого окна, откуда открывался вид на отдаленный холм за рекой… Подняв глаза от страницы, я случайно увидел обнаженный склон холма, а на нем – отвратительное чудовище, быстро спускавшееся с вершины…»

Кошмарное видение показалось рассказчику предвестием смерти или надвигающегося безумия. Туловище животного имело форму клина, размерами значительно больше любого из океанских судов. Оно было снабжено двумя парами крыльев – каждое по сто метров в длину. Пасть этого исчадия помещалась на конце хобота в двадцать метров длиной и такой же толщины, как тело слона. У основания хобота чернели клочья густой шерсти, а из нее выдавались, изгибаясь книзу и вбок, два блестящих клыка.

«… Нервы мои не выдержали, и едва чудовище скрылось у подошвы холма в лесу, я без чувств повалился на пол…»

Между тем, появление фантастического «чудовища» объяснялось совсем просто. Паук протянул вдоль оконной рамы свою паутину. Бабочка-сфинкс спускалась по паутинке вниз прямо перед глазами утомленного героя. А он решил, что животное движется по склону холма. Из-за такого смещения в расстоянии размеры бабочки оказались чудовищно преувеличенными.

Подобный обман зрения знаком, наверняка, всякому, и любой человек сможет припомнить один-два особенно ярких случая из собственной жизни.

Устрашающий рассказ Эдгара По может иметь отношение и к астрономии. Ведь зная массу и наблюдаемый блеск звезд, астрономы вычисляют их плотность и реальные светимости, используя независимо от этого выполненные измерения расстояний. Но не происходит ли с ними того же недоразумения, что и с героем «Сфинкса»? Может быть, белые карлики – вовсе не карлики, а просто-напросто очень далекие звезды? А красные гиганты – вовсе не гиганты, а просто близкие звезды? Не делают ли, подобно герою Эдгара По, астрономы из мухи слона?

Правильно измерить расстояния до звезд – это значит правильно оценить их размеры, физические особенности, правильно представить строение Галактики. Как же это делается?

В. Я. Струве использовал для этой цели метод, по своему принципу очень напоминающий метод триангуляции. Базисом для такой «небесной триангуляции» служит диаметр земной орбиты. Рассмотрим чертеж на следующей странице.

Пусть буквой С обозначено Солнце, а кружок вокруг него изображает орбиту Земли. Буквой А мы обозначим близкую звезду, расстояние до которой требует определения. Звезды I и 2 принадлежат к многочисленным гораздо более далеким звездам. Их зовут звездами фона.

Когда Земля находится в положении I, близкая звезда А видна рядом со звездой 1. Через полгода Земля придет в противоположную точку орбиты, в положение II. Вследствие относительной близости к Солнцу звезда А «сместится» и окажется уже рядом со звездой 2. По величине кажущегося смещения звезды и оценивается расстояние до нее.

Смещения звезд за счет орбитального движения Земли вокруг Солнца очень малы. Ближайшая соседка Солнца – слабенькая звездочка из созвездия Центавра, названная Проксимой, что в переводе с греческого и значит «ближайшая». Ее смещение за счет движения Земли составляет 1,5’’.

Вы хотите представить себе, что это за величина? Воткните на расстоянии 1 мм друг от друга две булавки. Привяжите к каждой булавке по нитке. Отойдите от них на 130 м. Соедините свободные концы ниток. Угол, образовавшийся при этом между двумя нитками, и будет равен 1,5’’ дуги. Лишь в середине XIX в. астрономическая техника «доросла» до измерения столь малых величин. Первые измерения расстояний до звезд, кроме России, были почти одновременно произведены в Германии Бесселем и на обсерватории мыса Доброй Надежды в Африке Т. Гендерсеном.

Как бы ни были велики размеры отдельных звезд, расстояния между ними несравненно больше. По этой причине в любой из земных телескопов все звезды видны как точки. Сколь бы громаден ни был телескоп, сколь бы сильно он ни увеличивал, сколь бы ни велики были звезды, – все равно они видны как точки.

Для указания расстояний между звездами, как мы знаем, пришлось ввести специальную единицу длины – световой год.

Вот список ближайших звезд:

Проксима Центавра – 4,27 световых года,

Альфа Центавра – 4,34 световых года,

летящая звезда Барнарда – 5,97 световых года,

белый карлик Вольф 359 – 7,63 световых года.

Однако подавляющее большинство звезд Галактики удалено от нас на несравненно более значительные расстояния.

В 1967 г. в США торжественно отмечалась 261-я годовщина со дня рождения ученого и борца за независимость североамериканских колоний Бенджамина Франклина. Как водится, чтобы отметить такую годовщину со дня рождения, испекли пирог, в который вставили 261 свечу. Свечи были зажжены с помощью специального электронного механизма. Механизм включился от света звезды из созвездия Андромеды. Расстояние этой звезды от нас – 261 световой год. Луч света, который зажег традиционный пирог, был «ровесником» Франклина. Он отправился в путь через межзвездное пространство в год его рождения.

Расстояния, о которых идет пока речь, установлены путем измерения смещений звезд. Таким образом измерены на сегодня расстояния примерно до 6-7 тыс. звезд. Но чем дальше звезды, тем меньше их смещения. Измерять очень малые смещения в конце концов становится невозможным. Метод смещений применим только при расстояниях не больше 300 световых лет. А как же поступать с более далекими объектами? Ведь размеры Галактики значительно больше. А как определять расстояния до других галактик?

Вот тут-то и пора, наконец, вспомнить о звездах, меняющих свой блеск.

Глаз Медузы «моргает» нам из-за того, что одна звезда периодически затмевает другую, более яркую. Звезды такого типа именуют затменно-переменными. Но далеко не все из переменных звезд – затменные.

«Моргает» и звезда ΰ (дельта) Цефея. Только причина в этом случае совсем иная. Звезда δ Цефея относится к разряду физически переменных – она пульсирует. Блеск физически переменных звезд действительно меняется: звезда «худеет» – и блеск растет, звезда «набухает» – и тускнеет. Все физически переменные звезды, которые ведут себя подобно ΰ Цефея, повелось называть цефеидами. Цефеиды широко распространены во Вселенной. Их находят повсюду: в различных звездных скоплениях, в других галактиках.