Иллюстрация описывает звуковые волны, но та же закономерность действует и с другими видами волн, например со светом или электромагнитным излучением. При чем же здесь астрономия и наблюдение за небесными объектами? Еще в 1842 году, наблюдая за двойными звездами, австрийский физик Кристиан Доплер обнаружил, что, когда звезда удаляется, в ее спектре преобладает красный цвет. А когда приближается — фиолетовый. Известно, что фиолетовый спектр соответствует самым коротким волнам, а красный — самым длинным. Значит, по цвету спектра космического объекта можно понять, движется ли он в нашу сторону или, наоборот, от нас. Это то же самое, что более высокий или более низкий звук сирены.
Доплер догадывался о важности своего открытия, но в полной мере это осознали его последователи. Сегодня эффект Доплера применяется не только для того, чтобы понять, куда движется космический объект, но и для того, чтобы рассчитать его скорость, узнать траекторию движения, определить его химический состав, температуру и т. д.
Я все еще верю… что со временем эта теория станет желанной помощью для астрономов, исследующих явления во Вселенной…
— Кристиан Доплер
№ 34
Коромысло, Лось или Медведица? Созвездия
Чтобы как-то ориентироваться на звездном небе, люди еще в глубокой древности разделили его на отдельные созвездия. У разных народов созвездия отличались, не только формой, но и названиями. Пожалуй, самым известным за всю историю астрономических наблюдений стало созвездие, которое мы сегодня называем Большой Медведицей или Большим Ковшом. Те же семь звезд древние китайцы называли Царской Колесницей, египтяне — Гиппопотамом, эвенки — Лосем, славяне — Коромыслом.
Разделение неба очень условно. На самом деле звезды, объединенные в созвездия, никак друг с другом не связаны: одни находятся ближе к нам, другие — очень далеко. Созвездия в привычном для нас виде можно наблюдать только с Земли. Если мы посмотрим на небо с любой другой планеты, картина будет совсем другой.
В наше время, чтобы не возникала путаница, астрономы утвердили общую для всех стран карту созвездий. Каждая из видимых с Земли звезд входит в одно из 88 созвездий. Границы созвездий четко расчерчены, поэтому разногласий по поводу того, к какому созвездию отнести ту или иную звезду, не возникает. Самое крупное созвездие — это Гидра, самое маленькое — Южный Крест.
Со времен Древней Греции астрономы стали называть звезды в созвездии буквами греческого алфавита. Самой яркой звезде в созвездии присваивалось имя альфа (первая буква алфавита), второй по яркости — бета и т. д. Но в наше время эти названия не всегда соответствуют уровню яркости: границы созвездий в некоторых случаях изменились, а измерения характеристик звезд стали более совершенными.
Созвездия в заоблачной дали,
Раздумьям тщетным многих обрекли.
Одумайся, побереги рассудок —
Мудрейшие и те в тупик зашли.
— Омар Хайям
№ 35
Колыбель для юной звездочки. Рождение светила
Физики иногда бывают лириками и дают научным терминам очень романтичные названия. Один из ярких примеров — звездная колыбель. Этот астрономический термин обозначает молекулярное межзвездное облако, в котором формируется новая звезда. Как же происходит это загадочное действо?
Молекулярные облака — это туманности из космической пыли и газа, которые в огромном количестве плавают в межзвездном пространстве бескрайней Вселенной. В какой-то момент плотность такого облака может начать увеличиваться, в итоге это приводит к образованию сгустков материи, которые объединяются в сферическую форму и становятся протозвездой.
Прежде чем двигаться дальше, разберемся, что же может вызвать увеличение плотности молекулярного облака. Одна из возможных причин — столкновение двух облаков, другая — сближение и удар галактик, третья — взрыв сверхновой где-то неподалеку. Во всех этих случаях ударная волна врезается в молекулярное облако и вводит его в гравитационный коллапс, то есть запускает в нем процесс быстрого сжатия и изменения плотности.
Не каждая протозвезда становится настоящей звездой, некоторые так и остаются на стадии заготовки. Те же, что собираются светить и сиять, поначалу прячутся в коконе из газа и пыли. Постепенно сжимаясь, разогреваясь, накапливая энергию и плотность, они подходят к точке, откуда обратного пути уже нет.
Звезда становится звездой в тот момент, когда в ней начинаются реакции термоядерного синтеза — превращение водорода в гелий. Теперь в ее ядре горит водород, она светится и блистает, освещая все вокруг и отправляя лучи в далекие галактики.
Страшно хорошо — быть рожденным с солнцем в крови!
— Максим Горький
№ 36
В самом расцвете сил. Звезды главной последовательности
Когда астрономы говорят «нормальные звезды», они обычно имеют в виду те светила, что достигли фазы зрелости и относятся к так называемой главной последовательности. Это период относительной стабильности, когда термоядерный синтез внутри звезды стал устойчивым и никаких особых потрясений не предвидится. Наше Солнце сейчас относится к звездам главной последовательности.
Большая часть нормальных звезд — красные карлики. Название было придумано еще в те времена, когда ученые не до конца понимали отличия между звездами, так что карликами называют довольно большие светила. Красными карликами могут быть звезды, чей размер в 10 раз превышает размер нашего Солнца!
Каждая звезда проходит стадию главной последовательности, и обычно это довольно продолжительный период ее жизни. Правда, тяжелые звезды находятся в нем меньше, чем легкие.
№ 37
Мемуары звезды. Стадии жизни
Современное деление звезд на классы — довольно сложная система. В ней учитывается множество факторов: звездная величина, размер, масса, химический состав, положение на цветовом спектре.
Но все же главным остается этап эволюции, на котором в данный момент находится звезда. То есть, чтобы понять, к какому типу относится то или иное светило, нужно узнать его возраст и этап жизненного пути. Новорожденные звезды совсем не то же самое, что звезды, достигшие старости.
Итак, как все начинается? Облако разреженного межзвездного газа сжимается, и на его месте появляется юная звезда. По мере увеличения сжатия гравитационная энергия преобразуется в тепло, постепенно температура нарастает. Начинается горение водорода и процессы ядерного синтеза. На этом этапе светило относится к звездам главной последовательности. Когда весь водород в ядре сгорит, начнется горение оболочки, звезда расширится и превратится в красного гиганта. Постепенно от нее останется только ядро, и она станет белым карликом, который будет очень долго остывать и угасать.
