От чёрных облаков к чёрным дырам

Если нам известна степень поглощения, мы можем исправить ранее преувеличенные расстояния до удалённых звёзд. Именно это и было сделано в 1920-е годы, когда астрономы установили правильные размеры Галактики.

Имеются и некоторые другие методы определения расстояний до звёзд, использующих специальные свойства отдельных типов звёзд или звёздных скоплений. Мы не будем входить во все детали, так как нашей главной целью было описать общие методы, используемые для измерения расстояний до звёзд в Галактике. С помощью этих методов получены достаточно точные значения расстояний до ближайших звёзд, вплоть до 20 пк, и приближённые значения расстояний до более далёких звёзд. Точность любого метода неизбежно падает, когда мы наблюдаем все более далёкие звёзды.

Теперь, когда нам известно, как далеки звёзды и как они ярки, можно полностью перейти к решению главной задачи книги — изучению того, как меняется с возрастом структура звезды и как эти изменения фиксируются астрономическими наблюдениями.

Глава 5 РОЖДЕНИЕ ЗВЕЗДЫ

Приступим к рассказу об истории жизни звезды, начиная с её рождения. Согласно современным теориям образования звёзд, эта история начинается внутри тёмного межзвёздного облака газа и пыли.

Рис. 27. Туманность Ориона. Наличие молекул оксида углерода отмечено буквами СО. Образование звёзд происходит в области инфракрасных источников: 1 - молекулярное облако, 2 — инфракрасные источники

На рис. 27 показана туманность Ориона. Это облако газа, внутри которого рождаются звёзды. Яркая часть Облака освещена вновь народившимися звёздами. Но в этом облаке содержится значительно больше того, что может увидеть глаз. Если мы ограничимся светом от этого облака, приходящим к нам в видимой области, то потеряем существенную информацию. С развитием в 60—70-е годы техники микроволновой инфракрасной астрономии межзвёздные облака начали раскрывать многие до той поры скрытые тайны своего устройства⁵³¹ .

531. Ряд этих результатов предвосхитил Хойл в своём замечательном научно-фантастическом романе «Чёрное облако», опубликованном в 1950 г. ГИГАНТСКИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОБЛАКА

Туманность Ориона и тёмное окружение, показанные на рис. 27, образуют так называемое Гигантское молекулярное облако (ГМО). Гигантское — потому что оно имеет очень большие размеры, молекулярное — потому что, как выяснилось, оно содержит молекулы, т.е. комбинации атомов в форме химических соединений. Каждая молекула, как и атом (см. гл. 2), имеет свои энергетические уровни. Интересующие астрономов энергетические уровни возникают в результате внутренних вращений молекулы. И так же, как в случае атомов, молекула изменяет состояние вращения, либо поглощая излучение и переходя в состояние с большей энергией, либо испуская излучение и опускаясь в состояние с меньшей энергией.

Характерные частоты излучения молекул существенно меньше, чем у атомов, и имеют величины порядка 10¹¹ Гц. Как видно из табл. 2; эти частоты лежат в микроволновой области. Настроив антенну на характерную частоту данной молекулы, астроном может детектировать наличие и плотность молекул данного сорта в облаке. На рис. 28 показан микроволновый приёмник диаметром 11 м, используемый для подобных наблюдений. Он работает с волнами длиной больше 1 мм.

Рис. 28. Работающий на миллиметровых волнах телескоп в обсерватории Китт Пик. (штат Аризона), предназначенный для детектирования молекулярных линий в межзвёздных облаках

Приводимая ниже табл. 5 даёт некоторое представление о богатстве полученных таким путём данных. Межзвёздное пространство было бы само по себе совершенно неинтересным, если бы не возможность узнать состав ГМО. Заметим, что там присутствуют не только неорганические, но и органические молекулы. Тот факт, что многие из последних являются частями основной биологической молекулы ДНК, позволяет поставить интригующий вопрос, не могут ли существовать в пространстве жизнеспособные системы, раз уж там имеются их основные строительные блоки. Таблица 5. Молекулы в пространстве⁵⁴¹ Число атомов