SETI: Поиск Внеземного Разума

До сих пор речь шла о звездном населении Галактики. Но, помимо звезд, важную роль в жизни Галактики играет межзвездная среда, из которой образуются и сами звезды. Она состоит из газа и пыли, перемешанных в соотношении 100 : 1 (по массе), т. е. масса пыли составляет 1 % от массы газа. Газ и пыль сосредоточены в галактическом диске. Средняя плотность газа здесь, как уже отмечалось выше, составляет 1 атом/см³. Для сравнения напомним, что в 1 см³ атмосферы у поверхности Земли содержится 3•10¹⁹ молекул. Несмотря на столь ничтожную плотность межзвездной среды, общая масса газа, занимающего огромное пространство, составляет заметную долю — около 3 % массы Галактики (без учета массы короны). Как и звезды, газ (и пыль) в диске распределены неравномерно, образуя отдельные газопылевые облака. Средний размер облаков — несколько десятков парсек. Химический состав межзвездного газа подобен солнечному. Главным компонентом является водород. Он может находиться в атомарном или молекулярном состоянии. Соответственно говорят об облаках атомарного или молекулярного водорода. Плотность газа в облаках атомарного водорода составляет 10—100 ат/см³ (в среднем 20 ат/см³), плотность в межоблачной среде порядка 0,2 ат/см³. Плотность молекулярных облаков Н₂ на много порядков выше, она может достигать 10⁶ молекул/см³, а масса таких облаков достигает миллиона солнечных масс. Так как пропорция между газом и пылью всюду остается приблизительно одинаковой, то в более плотных облаках содержится также больше пыли.

Плотные газопылевые облака не пропускают свет звезд, находящихся за ними. Поэтому они выглядят как темные области на небе, которые получили название темных туманностей. Примером может служить темная туманность «Конская голова» в созвездии Ориона (рис. 2.1.28).

Рис. 2.1.28. Темная туманность «Конская голова»

Большая часть атомарного водорода находится в нейтральном состоянии. Облака нейтрального водорода образуют так называемые области Н1. Эго холодные облака с температурой меньше 100 К. Они совсем не светятся в видимой области спектра, и если бы не радиоизлучение на волне 21 см, такие облака невозможно было бы обнаружить. К счастью, излучение в линии 21 см дает богатую информацию о распределении этих облаков в Галактике, их движении и физических условиях в них.

Рис. 2.1.29. Отражательная туманность в скоплении Плеяды

Рис. 2.1.30. Диффузная туманность NGC 2237 («Розетка») в созвездии Единорога

Если вблизи газопылевого облака находятся яркие звезды, то благодаря рассеянию света звезд на частицах пыли такие облака могут наблюдаться в виде светлых туманностей, которые получили название отражательных. Примером может служить отражательная туманность в скоплении Плеяды (рис. 2.1.29). Таким образом, отражательные туманности представляют собой газопылевые облака, подсвеченные звездами. Когда температура звезд, находящихся внутри (или вблизи) газопылевого облака, достаточно высока, они своим мощным УФ-излучением ионизируют водород. Образуется область ионизированного водорода НII. Температура в таких областях достигает 10000 К, и они являются интенсивными источниками теплового радиоизлучения. Кроме того, ионизованный водород при рекомбинациях[112] интенсивно излучает в оптической области спектра, благодаря чему зона НII светится, образуя диффузные туманности (рис. 2.1.30). Формы их необычайно разнообразны, они обладают очень богатой тонкой структурой и по красоте не уступают картинам облаков в земной атмосфере. Конечно, наблюдать их можно только с помощью телескопов. Области НI и НII, а также молекулярные облака располагаются преимущественно в спиральных ветвях Галактики.

Межзвездные молекулярные облака играют особую роль. Именно в этих плотных облаках интенсивно идет процесс образования звезд (и планетных систем). Помимо молекулярного водорода Н₂ , они содержат десятки других молекул. Среди них молекулы воды, играющей такую важную роль в известной нам водно-углеродной форме жизни, к которой принадлежим и мы сами, а также молекулы органических веществ. Причем речь идет не только о простейших органических веществах типа метана СН₄ , но и более сложных соединениях, таких как муравьиная кислота НСООН, этиловый спирт С₂Н₅ОН и др. Молекулы метиламина СН₃NН₂ , обнаруженные в межзвездной среде, являются важным звеном в формировании аминокислот, а это уже ступень к образованию белков. Чем сложнее молекула, тем труднее ее обнаружить. Поэтому неизвестно, как далеко зашла химическая эволюция в молекулярных облаках межзвездного газа и какие типы молекул там действительно существуют. Согласно гипотезе Ф. Хойла и Ч. Викрамасинга, в межзвездных молекулярных облаках могут возникать даже простейшие формы жизни. Мы подробней рассмотрим эту проблему в гл. 4.