Названия звезд и созвездий.
Испокон вековчеловек пытался дать название предметам и явлениям, которые его окружали. Этоотносится и к небесным телам. Сначала названия получили самые яркие, хорошовидимые звезды, с течением времени и другие.
У истоков астрономиикак науки стояла необходимость точного определения начала и конца времен года.Это было очень важно для планирования продуктивной деятельности в древности,прежде всего сельского хозяйства. Люди обратили внимание на то, что созвездия втечение года перемещаются, они стали своего рода «годовыми часами». По восхождениюнекоторых звезд и закату солнца можно было определить начало или завершениетого или иного времени года.
Названия звезд. Именасобственные.
Некоторыезвезды получили название в соответствии с положением, которое они занимаю всозвездии. Например, находящаяся всозвездии Лебедя звезда Денеб [1]действительно дислоцируется в этой части тела воображаемого лебедя.
ЗвездаМаленький Король из созвездия Льва получила такое название из-за расположениярядом с эклиптикой[2].
В основномзвезды получили название в эпоху античности, поэтому нет ничего удивительного втом, что большинство названий имеют латинские, греческие, а позже и арабскиекорни.
Открытиезвезд, видимый блеск которых со временем меняется, привело к специальнымобозначениям. Они обозначаютсялатинскими буквами, за которыми следует название созвездия в родительномпадеже. Но первая переменная звезда, обнаруженная в каком-то созвездии,обозначается не буквой А. Отсчет ведется с буквы R. Следующая звезда обозначаетсябуквой S и так далее. Когда все буквы алфавита исчерпаны, начинается новыйкруг, то есть после Z снова используется А. При этом буквы могут удваиваться, например «RR». «R Льва» означает, чтоэто первая открытая звезда в созвездии Льва.
Созвездия
Если яснойночью вдали от городских огней мы начнем внимательно всматриваться в небо даженевооруженным глазом, то увидим огромное числи звезд, различающихся по яркости.Чисто автоматически наши глаза начнут ассоциировать самые яркие из них в определенныегруппы. Мы создаем нашу собственную систему созвездий, причем вполне возможно,что она лишь частично совпадает с оригинально существующей.
Ситуация,когда любой из нас может в целях развлечения или любопытности рассматриватьнебо, не нова. На протяжении веков она притягивала и астрономов, они искали закономерности,какие-то знаки для предсказания будущего. Возникла потребность в систематизации,в результате звезды объединили в созвездия. Все это было очень давно. Вполне возможно,что люди неосознанно стремились «очеловечить», гуманизировать все, что их окружало.Поэтому они и дали названия небесным телам, в какой-то мере это делало ихближе. Конечно, названия получили не все даже видимые звезды.
Современные созвездия
Часть неба,которую не могли наблюдать жители стран, где созвездия уже получили названия,«ожила» в конце Средних веков. Развивается мореходство Именно в это время появляютсяназвания целой группы созвездий.
ФранцузНиколай-Луи де Лакайль был не только аббатом, но и астрономом. Он внес большойвклад в определение новых астеризмов. Благодаря Лакайлю нам известно 14 новысозвездий, среди которых можно отметить Печь, Живописец, Скульптор,Пневматическая Машина, Мокроскоп и Телескоп. Лакайль, вероятно стремилсявоспеть достижения человека.
До Лакайлядругие астрономы выделили и дали названия новым созвездиям в северномполушарии. Это голубь и Единорог. Их описал голландский астроном Планциус.
Не всегдаможно ассоциировать старые созвездия с их названиями. С современными астеризмамиимеются еще большие сложности в этом плане. Большинство из них состоит изнеярких звезд.
Забытые созвездия
Процессобъединения звезд в созвездия не так прост, как кажется на первый взгляд. Втечение веков вносились некоторые изменения, в результате которых некоторыесозвездия забыты и на их месте существует несколько других.
Многие иззабытых созвездий были определены разными астрономами и не были признанысообществом ученых. Иногда созвездие получало название в честь правителя. НапримерЭдмунд Галлей выделил созвездие и назвалего Дуб короля Георга, в честь короля Георга II.
Некоторыесозвездия, определенные в далекие времена, были преданы забвению. Наиболееизвестный пример – созвездие Корабль «Арго» — его разделили на четыре небольшихсозвездия: Киль, Корма, Паруса и Компас. Почему произошло разделение? Возможно,это связано с его большой протяженностью и диспропорцией по сравнению с другимисозвездиями.
В течениедолгого времени созвездия «перекраивались». Для того чтобы удалить существующие несоответствия ипрекратить путаницу с количеством, названиями и границами, в 1930 г. Международныйастрономический союз четко зафиксировал 88 созвездий.
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗВЕЗД
Звезднаявеличина в современной науке
В середине XIX в. английский астроном НорманнПогсон усовершенствовал метод классификации звезд по принципу светимости,существовавший со времен Гиппарха и Птоломея. Погсон учел, что разница в планесветимости межу двумя классами составляет 2,5 (например, сила свечения звездытретьего класса в 2,5 раза больше, чем у звезды четвертного класса). Погсонввел новую шкалу по которой разница между звездами первого и шестого классовсоставляет 100 а 1. Таким образом, разница в плане светимости между каждым классомсоставляет не 2,5, а 2,512 а1. Если умножить эту цифру на пять, результатсоставит 100. То есть отношение блеска звезд первой звездной величины к звездамшестой звездной величины составляет 100. Это отношение соответствует интервалув 5 звездных величин.
Система,разработанная английским астрономом позволила сохранить существующую шкалу(деление на шесть классов), но придала ей максимальную математическую точность.Сначала ноль-пунктом для системы звездных величин была выбрана Полярная звезда,ее звездная величина в соответствии с системой Птоломея была определена в 2,12.Позже, когда выяснилось, что Полярная звезда является переменной, на рольноль-пункта были условно определены звезды с постоянными характеристиками. Помере совершенствования технологий оборудования ученые смогли определить звездные величины сбольшой точностью, до десятых, а позже и до сотых единиц (например, звезднаявеличина Денеба – 1,25, Альдебарана – 0,85). Звезды с большой светимостью могутиметь и отрицательную звездную величину: Сириус (-1,47), Канопус (-0,72, Артуро(-0,04).
ЗВЕЗДНАЯ ВЕЛИЧИНА И РАССТОЯНИЕ
Соотношение между относительной звездной величиной (m), абсолютной (М) и расстоянием до звезды (d) можно выразить в виде математической формулы:
m – M = — 5 + 5 log (d)
Из формулы следует, что, зная относительную звездную величину и расстояние до звезды, можно вычислить абсолютную звездную величину, т.е. меру ее блеска. И, соответственно, определив, к какому типу относится звезда, можно представить ее абсолютную звездную величину. Таким образом воспользовавшись формулой, вычисляется расстояние. Астрономы часто используют эту формулу в своей работе.
Относительная и абсолютная звездная величина
Звезднаявеличина, измеренная при помощи специальных проборов, вмонтированных в телескоп(фотометрами), указывает, какое количество света доходит до наблюдателя на Земле.Свет преодолевает расстояние от звезды до нас, и, соответственно, чем дальшерасположена звезда, тем более слабой она кажется.
То есть приопределении звездной величины необходимо принимать во внимание расстояние дозвезды. В дано случае речь идет об относительной звездной величине. Она зависитот расстояния.
Есть звездыочень яркие и очень слабые. Для сравнения яркости звезд независимо от ихрасстояния до Земли было введено понятие «абсолютная звездная величина». Онахарактеризует блеск звезды на определенном расстоянии в 10 парсек. (1 парсек =3,26 светового года). Для определения абсолютной звездной величины необходимознать расстояние до звезды.
Цвет звезд
Следующейважной характеристикой звезды является ее цвет. Рассматривая звезды даженевооруженным глазом, можно заметить, что не все они одинаковы.
Есть голубые,желтые, оранжевые, красные звезды, а не только белые. Цвет звезд многое говоритастрономам, прежде всего он зависит о температуры поверхности звезды, Красныезвезды – самые холодные, их температура составляет примерно 2-3000oС. Желтые, как наше Солнце, имеюсреднюю температуру (5-6000 oС).Самые горячие – белые и голубые звезды, их температура составляет 50-60000 °С ивыше.
Загадочные линии
Еслипропустить свет звезды через призму, мы получим так называемый спектр, он будепересекаться линиями. Эти линии являются своего рада «идентификационной картой» звезды, т.к. по нимастрономы могут определить химический состав поверхности слоев звезды. Линиипринадлежат различным химическим элементам.
Сравниваялинии в звездном спектре с линиями, выполненными в лабораторных условиях, можноопределить, какие химические элементы входят в состав звезды. В спектрах основнымиявляются линии водорода и гелия, именно эти элементы составляют основную частьзвезды. Но встречаются и элементы группы металлов – железо, кальций, натрий идр. В солнечном ярком спектре видны линии почти всех химических элементов.
ПЕРЕМЕННЫЕ ЗВЕЗДЫ
Переменныеили нет
Звезды,звездная величина которых не постоянна, называются переменными. У некоторых изних переменчивость лишь кажущаяся. В основном это звезды, относящиеся к системедвойных. При этом, когда орбитальная плоскость системы более или менеесовпадает с лучом зрения наблюдателя,ему может казаться, что одна из двух звезд полностью или частично затмеваетсядругой и является менее яркой. В этих случаях изменения периодичны, периодыизменения блеска затменных звезд повторяются с интервалом, совпадающим с орбитальнымпериодом двойной системы звезд. Эти звезды называются «затменные переменные».
Следующийкласс переменных звезд – «внутренние переменные». Амплитуда колебаний блескаэтих звезд зависит от физических параметров звезды, например от радиуса и температуры.В течение долгих лет астрономы вели наблюдение за изменчивостью переменныхзвезд. Только в нашей Галактике зафиксировано 30000 переменных звезд. Их разделилина две группы. К первой относятся «эруптивные переменные звезды». Имсвойственны однократные или повторяющиеся вспышки. Изменения звездных величинэпизодичны. К классу «эруптированных переменных звезд», или взрывных, относятсятакже новые и сверхновые звезды.
Вэруптированных переменных звездах изменения их видимого блеска вызванывспышками, происходящими из-за физических процессов в недрах звезды или на ееповерхности. Вспышки могут вызвать частичное разрушение (новые звезды) илиполное (сверхновые).
Разумеется оповторяющихся вспышках можно говорить только в отношении новых звезд.
ТУМАННОСТИ
Во Вселенной,кроме звезд, планет и галактик, имеются и диффузные туманности. Их роль вразвитии космического пространства огромна: именно в недрах туманностей зарождаютсязвезды. Туманности состоят из двух компонентов – газа и пыли. Газ имеет доисторическоепроисхождение, т.е. он сформировался на заре возникновения Вселенной, именно вэто время образовались водород и гелий - основные составляющие первых звезд. Более тяжелые элементы появилисьпозже, когда начали происходить вспышки звезд и выбросы в межзвездную среду.
Пыль, входящаяв состав туманностей, состоит из смеси углерода в разных стадия сцепления исиликатов, также имеются следы и других органических веществ. Газ – это в основномводород.
В принципе,туманности представляют собой области с уплотненной под влиянием гравитациимежзвездной средой, в которой сформировались облака. Увеличиваясь в размерах,они притянули к себе часть материи из окружающей среды. Иногда эти облакастановятся видимыми из-за того, что относительно молодые звезды, входящие в ихсостав, возбуждают атомы. В результате туманность приобретает яркость.
Классификация туманностей
В небе многотуманностей. Их деля на три типа: эмиссионные туманности, светлые (они светятсяотраженным светом), и темные. За основу такого деления берется внешний видтуманностей и явления, характерные для них. Эмиссионные туманности – яркие таккак атомы возбуждаются под действием ультрафиолетового излучения близлежащихмолодых звезд. Сами туманности тоже превращаются в источник радиации.
Светлыетуманности не излучают радиацию, а отражают свет ближайших звезд. Классическийпример светлой туманности – голубоватая туманность, окружающая рассеянноезвездное скопление Плеяд. Темные туманности представляют собой плотнуюконцентрацию пыли, активно поглощающую свет. Они становятся видимыми лишь приусловии нахождения за ними источника блеска.
Многиетуманности легко различимы, иногда даже невооруженным глазом. Вполне достаточновоспользоваться биноклем или небольшим любительским телескопом. Такие туманностизафиксированы в известном каталоге Месье. Этот французский астроном составилего во второй половине XVIIв.
Самая яркаятуманность нашего полушария – туманность Ориона, в каталоге она имеетобозначение М42. Пожалуй, это первый небесный объект, на который любители небанацеливают свои астрономические инструменты длинными зимними ночами.
ОСНОВНЫЕ ДИФФУЗНЫЕ ТУМАННОСТИ
Название
Восхождение
Закат
Размеры
(первоначальные)
М42
5: 35,5
— 5о 28'
90 х 60
М78
5: 46,7
+ 0° 03'
8 х 6
Розетта
6: 33,7
+ 4° ´58
80 х 60
Трифида
18: 02,0
— 22° 60'
20 х 20
Лагуна
18: 18,8
— 13° 49'
45 х 30
Орел
18: 18,8
— 13° 49'
120 х 25
М 17
18: 20,9
15° 59'
40 х 30°
Планетные туманности
Кроме диффузных, существуют и планетарные.Их название связано с тем, что вначале наблюдатели часто путали их с планетами,т.к. они имеют округлую форму.
Эти туманности образуются изэмиссий газовой оболочки звезд на более поздних стадиях их эволюции.
Наиболее известная планетнаятуманность М57 расположена в созвездии Лира. Ее сложно идентифицировать из-заслабой поверхностной освещенности. Есть и туманность М27 – Гантель, онанаходится в созвездии Лисицы. Эта туманность была открыта Месье 1764 г. Он, наблюдая за нейв телескоп, определил овальную форму образования. В небольших любительскихтелескопах эта туманность предстает в форме «песочных часов». М27 расположенана расстоянии 500 – 1000 световых лет от земли. Ее диаметр по максимуму составляетоколо 2,5 светового года.
БЕЛЫЕ КАРЛИКИ
В «звездном зоопарке» существуетвеликое множество звезд, разных по размерам, цвету и блеску. Среди них особенновпечатляют «мертвые» звезды (т.е.инертные в плане ядерных реакций), их внутренняя структура значительноотличается от структуры обычных звезд. К категории мертвых звезд относятсязвезды крупных размеров, белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры. Из-завысокой плотности этих звезд их относят к категории «кризисных».
Открытие
Вначале сущность белых карликовпредставляла собой полную загадку, было известно только то, что они посравнению с обычными звездами имеют высокую плотность. Первым открытым иизучаемым белым карликом был Сириус В, пара Сириуса – очень яркой звезды.Применив третий закон Кеплера, астрономы вычислили массу Сириуса В, 0,75 – 0,95солнечной массы. С другой стороны, его блеск был значительно ниже солнечного.Блеск звезды связан с квадратом радиуса (и температурой).Проанализировав цифры,астрономы пришли к выводу, что размеры Сириуса небольшие. В 1914 г. составили звездныйспектр Сириуса В, Определили температуру (около 8000 °С). Зная температуру иблеск, вычислили радиус – 18800 км (на самом деле он оказался в 3 раза меньше).
Сущность белых карликов
В августе 1926 г. Энрико Ферми и ПольДирак разработали теорию (статистику Ферми-Дирака), описывающую состояние газав условиях очень высокой плотности.Используя ее, Фаулер в этом же году нашел объяснение устойчивой структурыбелых. По его мнению, из-за большой плотности, газ в недрах белого карликанаходится в вырожденном состоянии, причем давление газа практически не зависитот температуры. Устойчивость белого карлика поддерживается тем, что силетяготения противостоит давление газа в недрах карлика. Изучение белых карликовпродолжил индийский физик Чандрасекар.
В одной из своих работ,опубликованной в 1931 г.,он делает важное открытие – масса белых карликов не может превышатьопределенный лимит, это связано с их химическим составом. Этот лимит составляет1,4 массы Солнца и носит название «лимит Чандрасекара» в честь ученого.
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ И ПУЛЬСАРЫ
Название «пульсар» происходит отанглийского сочетания «pulsatingstar»- «пульсирующая звезда». Характерной особенностью пульсаров в отличие от другихзвезд является непостоянное излучение, а регулярное импульсное радиоизлучение.Импульсы очень быстрые, продолжительность одного импульса («периода») длится оттысячных долей секунд до, максимально, нескольких секунд. Форма импульса ипериоды у разных пульсаров неодинаковы. Из-за строгой периодичности излученияпульсары можно рассматривать как космические хронометры. Со временем периодыуменьшаются до 10-14S/S. Каждую секунду периодменяется на 10-14 секунды, т.е. уменьшение происходит около 3миллионов лет.
Сущность пульсаров
После первого было открыто ещемного пульсаров. Астрономы пришли к выводу, что эти небесные тела относятся кисточникам импульсного излучения. Наиболее многочисленными объектами Вселеннойявляются звезды, поэтому ученые решили, что эти небесные тела, скорее всего,относятся к классу звезд.
Быстрое движение звезды вокругсвоей оси является, скорее всего, причиной пульсаций. Ученые измерили периоды ипопытались определить сущность этих небесных тел. Если тело вращается соскоростью, превышающей некую максимальную скорость, оно распадается подвоздействием центробежных сил. Значит, должна существовать минимальная величинапериода вращения.
Из проведенных расчетовследовало, что для вращения звезды с периодом, измеряемым тысячными долямисекунды (это характерно для некоторых пульсаров), ее плотность должнасоставлять порядка 1014г/см3, как у ядер атомов. Для наглядностиможно привести такой пример – представьте массу, равную Эвересту, в объемекусочка сахара.
Нейтронныезвезды
С тридцатых годов ученыепредполагали, что в небе существует нечто подобное. Нейтронные звезды – оченьмаленькие, сверхплотные небесные тела. Их масса примерно равна 1,5 массыСолнца, сконцентрированной радиусе примерно в 10 км.
Нейтронные звезды состоя восновной из нейтронов – частиц, лишенных электрического заряда, которые вместес протонами составляют ядро атома. Из-за высокой температуры в недрах звездывещество ионизировано, электроны существуют отдельно от ядер. При столь высокойплотности все ядра распадаются на составляющие их нейтроны и протоны. Нейтронныезвезды представляют собой конечный результат эволюции звезды крупной массы(превышающей массу Солнца в 10 раз). После исчерпания источников термоядернойэнергии в ее недрах, т.е. когда звезда пройдет все стадии эволюции, она резковзрывается, как сверхновая. Внешние слои звезды сбрасываются в пространство, вядре происходит гравитационный коллапс, образуется горячая нейтронная звезда.Процесс коллапса занимает доли секунды. В результате коллапса она начинаетвращаться очень быстро, с периодами в тысячные доли секунды, что характерно дляпульсара.
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ
Изображение небесного сводапоражает разнообразием форм и цветов небесных тел. Чего только нет воВселенной: Звезды любых цветов и размеров, спиральные галактики, туманностинеобычных форм и цветовых гамм. Но в этом «космическом зоопарке» есть «Экземпляры»,возбуждающие особый интерес. Это еще более загадочные небесные тела, т.к. заними трудно наблюдать. Кроме того, их природа до конце не выяснена. Среди нихособое место принадлежит «черным дырам».
Скорость движения»
В обыденной речи выражение«черная дыра» означает нечто бездонное, куда вещь проваливается, и никтоникогда не узнает, что произошло с ней в дальнейшем. Что же представляют собойчерные дыры в действительности? Чтобы понять это, вернемся в историю на двавека назад. В XVIII в.французский математик Пьер Симон де Лаплас ввел впервые этот термин гравитации.Как известно, любое тело, имеющее определенную массу – Земля, например, — имеети гравитационное поле, оно притягивает к себе окружающие тела.
Вот почему подброшенный вверхпредмет падает на Землю. Если этот же предмет с силой бросить вверх, онпреодолеет на некоторое время притяжение Земли и пролетит какое-то расстояние. Минимальнаянеобходимая скорость называется «скорость движения», у Земли она составляет 11км/с. Скорость движения зависит от плотности небесного тела, которая создаетгравитационное поле. Чем больше плотность, тем больше должна быть скорость. Соответственноможно выдвинуть предположение, как это сделал два столетия назад Лаплас, что воВселенной существую тела с такой высокой плотностью, что скорость их движения превышает скорость света, т.е. 300000 км/с
В этом случает даже свет мог быподдаться силе притяжения подобного тела. Подобное тело не могло бы излучатьсвет, и в связи с этим оно оставалось бы невидимым. Мы можем представить егокак огромную дыру. Несомненно, теория, сформулированная Лапласом, несет на себеотпечаток времени и представляется слишком уплотненной. Впрочем, во времена Лапласа еще не быласформирована квантовая теория, и с концептуальной точки зрения рассмотрениесвета как материального тела казалось нонсенсом. В самом начале ХХ в. с появлениеми развитием квантовой механики стало известно, что свет (до этого времени его рассматривали только как электромагнитнуюволну) в некоторых условиях выступает и как материальное излучение.
Это положение получило развитие втеории относительности Альберта Эйнштейна, опубликованной в 1915 г., и работах немецкогофизика Карла Шварцшильда а 1916 г., он подвел математическую базу под теорию о черныхдырах, Свет тоже может быть подвержен действию силы притяжения. Два столетияназад Лаплас затронул очень важную проблему в плане развития физика как науки.
Как появляются черные дыры?
Явления, о которых мы говорим,получили название «черные дыры» в 1967 г. благодаря американскому астрофизикуДжону Уиллеру. Они являются конечным результатом эволюции крупных звезд, массакоторых выше пяти солнечных масс. Когда все резервы ядерного горючего исчерпаныи реакции больше не происходит, наступает смерть звезды. Далее ее судьбазависит от ее массы. Если масса звезды меньше массы Солнца, а продолжает сжиматься,пока не погаснет. Если масса значительна, звезда взрывается, тогда речь идет осверхновой звезде. Звезда оставляетпосле себя следы, — когда в ядре происходит гравитационный коллапс, вся масса собираетсяв шар компактных размеров с очень высокой плотностью – в 10000 раз больше, чему ядра атома.
Относительные эффекты
Для ученых черные дыры являютсявеликолепной естественной лабораторией, позволяющей проводить опыты поразличным гипотезам в плане теоретической физики. Согласно теорииотносительности Эйнштейна, на законы физики оказывает воздействие локальное полепритяжения. В принципе, время течет по разному рядом с гравитационными полямиразной интенсивности (медленнее у черной дыры и намного быстрее у звезды,подобной нашему Солнцу).
Кроме того, четная дыравоздействует не только на время, но и на окружающее пространство, влияя на егоструктуру. Согласно теории относительности, присутствие сильногогравитационного поля, возникшего от такого мощного небесного тела, как чернаядыра, искажает структуру окружающего пространства, и его геометрические данныеизменяются. Это значит, что около черной дыры короткое расстояние, соединяющеедве точки, будет не прямой линией, а кривой. Форма линии будет искажена чернойдырой. Мы затронули вопросы окружающей черную дыру среды, а что находитсявнутри? На этот вопрос еще долгое время(а может быть, и никогда) не будетнайден точный ответ. Физические условия внутри дыры настолько отличаются отлюбых – реальных или созданных в лаборатории, — что трудно создать какие-либопредположения.
В связи с этим возникло множествотеорий, которые сложно и подтвердить, и опровергнуть. Существует смелаягипотеза, суть которой сводится к тому, что из-за способности серьезно искажатьвремя и пространство черные дыры представляют собой «калитку» при переходе вдругое измерение. То есть, войдя в одну черную дыру, можно выйти из другой вдругом пространстве и времени. Черные дыры рассматриваются как средствапутешествия во времени. Знакомясь с подобным ходом рассуждений, трудно понять,где проходит граница между научными предположениями и обычной фантазией. Вовсяком случае, если, предположим, какой-либо космический корабль попадает вчерную дыру, он будет мгновенно раздавлен, уничтожен ее мощным гравитационным полем.
Разные виды черных дыр
Сколько же черных дыр воВселенной? Согласно теории об эволюции, звезды с крупной массой составляютбольшинство, отсюда следует, что число черных дыр или «кандидатов в черныедыры» значительно в нашей Галактике. Исходя из того, что чаще появляются именнодвойные звезды, черные дыры – тоже неодиночные объекты, в большинстве случаевимеют пару. Кроме черных дыр звездного типа, образовавшихся в результатегравитационного коллапса звезд с большой массой, существует и семейство«старших братьев». Они образуются внутри ядра галактик и в результатегравитационного коллапса вещества, аккумулировавшегося на протяжении миллиардов лет в центрегалактики.
В этом случает имеются в видугигантские черные дыры, масса которых составляет несколько сотен миллионовсолнечных масс и равна 1 % общей массы галактики, где они находятся. Исходя изперечисленных данных, их еще называют «очень массивные черные дыры». Всоответствии с последними теориями, у всех галактик, в том числе и у нашей, вцентре имеется гигантская черная дыра и, возможно, из-за ее силы притяжениябольшая часть светящегося вещества концентрируется именно в центральныхрегионах. Это значит, что черные дыры, которые в течение долгого времени рассматривались физиками какотвлеченное теоретическое понятие или как плод фантазии, могут занимать обычноеместо среди других небесных объектов нашей Вселенной.
Поиск черных дыр
Из-за того что черная дыра невидима,за ней невозможно вести наблюдение. Астрофизики в течение несколькихдесятилетий лишь догадывались об их существовании. Но в астрофизике дляполучения результата можно идти разными путями. Например, таким: черные дырысостоят из темного вещества, поэтому они невидимы. Но каково их влияние на окружающее?Они оказывают гравитационное воздействие на движение спиральных галактик. Такжеможно идентифицировать черные дыры косвенным путем, например через их взаимодействиес окружающими их небесными объектами. Рассмотрим черные дыры в двойной системе.
Система вращается вокруг точки,называемой «центром массы системы». В то время как пара – обычная звезда –хорошо видна, черная дыра остается невидимой, т.е о ее существовании ничего не известно. Нодаже если черная дыра не излучает радиацию, ее присутствие все равно можнообнаружить. Почему? Она обладает мощнымгравитационным полем. Когда система достигает определенных критических условий,связанных с орбитальным отделением двух звезд и радиуса звезды-пары, появляетсячерная дыра. Она начинает «отсасывать» газ с поверхности пары. Газ начинаетзакручиваться спиралью вокруг черной дыры и образует «растущий диск». Затем онустремляется вверх и бесследно исчезает. Газ приобретает гравитационнуюэнергию, разогревается до достижения температуры порядка миллиона градусов. Притакой температуре начинается электромагнитное излучение, имеются в виде Х-лучи.
Одиночную черную дыру также можноопределить по Х-Лучам, источником которых она становится при поглощениивещества из межзвездной среды. Для излучения потока радиации, достаточного дляобнаружения, черная дыра должна находиться рядом с газовыми облаками повышеннойплотности, например, с гигантскими молекулярными облаками.
Способность излучать Х-лучихарактерна для двойных систем, имеющих черную дыру, это учитывают охотники зачерными дырами.
ОБРАЗОВАНИЕ ГАЛАКТИК
Астрономы приступили ксоставлению каталогов галактик после того, как в 1923 г. Хаббл сделал вывод опринадлежности туманности Андромеды к другой галактике. Теория Большого Взрыванавела ученых на мысль о том, что в далеком прошлом Вселенная была совсемдругой, была ограничена во времени. В 60-х годах Пензиас и Вильсон открыли реликтовое излучение 0следствие Большого Взрыва. Это открытие свидетельствовало о том, что сразупосле Взрыва Вселенная была однообразной, без звезд и галактик, без каких-либоструктур. Внимание ученых переключилось от наблюдений к теории. Как получилось,что плоская и однородная Вселенная превратилось в буйство красок иразнообразных форм, с постоянно находящимися в движении галактиками и звездами,группирующимися в скопления, в галактики.
Пертрубации и притяжение
Если посмотреть на поверхностьморя с большого расстояния, она покажется плоской, какой была, наверное,Вселенная после Большого Взрыва. При ближайшем рассмотрении мы увидим, чтоповерхность моря не спокойна. Также и в космосе. Плотность первоначальнойВселенной нарушалась пертрубациями из-за постоянного движения частиц иизлучения – газ находится в постоянном движении, как и морское волны – то ониподнимаются, то опускаются.
Морская вода поднимается, а затемпод действием собственного веса опускается: в этом случае сила тяготениясмягчает проявления внутреннего движения воды. Во Вселенной наообор – колебанияплотности, а они происходят постоянно, тоже обладают гравитацией, По мереувеличения размеров небесного тела растет и его сила притяжения. В результате телозабирает, притягивает окружающую материю. Так и появилась неоднородность, она характернадля Вселенной и в настоящее время.
[1] Данное слово переводится,как «хвост».
[2] Эклиптика – орбитальнаяплоскость, по которой Земля совершает обращение вокруг Солнца. Эклиптика проходитчерез зодиакальные созвездия.