Знание-сила, 1999 № 02-03 (860,861)

До сих пор детально изучены только окрестности Солнца в радиусе около пяти тысяч световых лет (напомню, размер Галактики около ста тысяч световых лет). Полной карты галактического диска не существует. Давняя мечта астрономов, которая, вероятно, никогда не сбудется, – взглянуть на Галактику снаружи, увидеть рисунок ее спирального диска, заглянуть в ядро, изучить все интересные объекты, скрытые за темными облаками. Поскольку пока нет надежды получить фото нашей звездной системы от коллег из туманности Андромеды, приходится самим расшифровывать радио- карты и восстанавливать рисунок спирального узора.

Дело в том, что у каждой спиральной галактики этот рисунок свой, особенный. Иногда два могучих симметричных спиральных рукава тянутся от самого центра до периферии галактики. Бывает, что рукавов больше и форма их не столь симметрична: они делятся на отдельные ветви, сливаются друг с другом и распадаются на части, подобно связке сосисок. А порою диск галактики напоминает кофейную пенку, в рисунке которой с трудом угадываются обрывки «спиральных рукавов».

По современным радиокартам не удается подсчитать даже количество спиральных рукавов Галактики. Совмещая различные модели с картой солнечных окрестностей, исследователи получают от двух до двенадцати рукавов. Не ясно даже, расположено Солнце в межрукавном пространстве или в одном из второстепенных рукавов. А проблема эта имеет прямое отношение к будущему Земли: с точки зрения биосферы условия в рукавах и между ними весьма различаются.

Далеко ли Солнце от центра Галактики?

Лет сто назад астрономы воспринимали нашу Галактику как всю звездную Вселенную, поэтому расстояние до центра Млечного Пути означало тогда «расстояние до центра Мира». Но затем Галактика стала одной из многих ей подобных, и, казалось бы, ее размеры и положение в ней Солнца должны были уже не так остро интересовать астрономов. Но этого не случилось: наша Галактика по-прежнему остается единственной звездной системой, которую, находясь внутри нее, мы можем изучать в трех измерениях, объемно, а не в виде плоских изображений, которыми представляются нам все прочие далекие галактики.

Расстояние от Солнца до центра Галактики (Ro) служит масштабом всех прочих расстояний в нашей звездной системе и во многих случаях – за ее пределами. Для галактической астрономии эта величина так же важна, как для внегалактической астрономии и космологии важна постоянная Хаббла. И вот что удивительно: несмотря на огромные затраты сил астрономы вот уже более полувека не могут измерить величины обеих этих констант с точностью лучше 50 процентов. Даже стыдно как-то, если вспомнить, что «астрономическая точность» всегда была нарицательным понятием.

А не зная величины Ro – этого «мерного шеста» галактической астрономии, мы теряем возможность точно определять другие параметры Галактики, например, расстояния до далеких звезд, скоплений и туманностей, скорость вращения Галактики и даже ее массу. А как, скажем, разобраться в природе галактического ядра, не зная расстояния до него? Существует очень серьезная гипотеза, что в центре ядра сидит гигантская черная дыра. Однако, не зная Ro, нельзя определить се массу и даже доказать сам факт ее существования. Пока ясно лишь, что величина Ro заключена в пределах от двадцати до тридцати тысяч световых лет. Такую точность трудно назвать астрономической.

Опыт последних десятилетий показал, что решить проблему Ro саму по себе невозможно: приходится делать слишком много предположений о других неизвестных параметрах Галактики. Поэтому сотрудники Государственного астрономического института имени П. К.Штернберга (ГАИШ) в Москве решили создать всеобъемлющую компьютерную модель Галактики, в которой ее многочисленные параметры были бы так увязаны между собой, чтобы наилучшим образом соответствовать всем имеющимся наблюдениям. Эксперименты с компьютерной моделью показали, что Ro = 24 ± 1,6 тысяч световых лет. Пока точность не очень высока. Но уже есть идеи, как можно ее повысить. По-видимому, в ближайшее время мы значительно точнее узнаем характеристики того «звездного острова», на котором живем.

Солнце путешествует по Галактике

Обычно движение звезд вокруг центра Галактики сравнивают с обращением планет вокруг Солнца, но это не совсем точная аналогия: галактическая орбита звезды значительно сложнее, чем движение планеты по простому эллипсу. Это потому, что Галактика устроена гораздо сложнее Солнечной системы.

Солнце можно уподобить дрессировщику, водящему лошадь (то есть планету) по Kpyiy на привязи: она строго подчинена его влиянию, поскольку конкурентов нет. Но выпустив лошадь в толпу людей или лошадей, мы бы увидели совсем иную картину. Звезда, движущаяся в Галактике, испытывает влияние множества близких и далеких звезд. И если далекие действуют более или менее сообща, принуждая ее обращаться вокруг центра звездной системы, то соседи так и норовят толкнуть: случайные сближения с ними заметно изменяют движение звезды.