Чи можна розібратися в незліченній кількості зірок , Які спостерігаються в ясну ніч? Вдивіться уважніше, і ви побачите, що далеко не однакова їх яскравість. Більш яскраві утворюють в різних частинах неба цілі групи - сузір'я, які по химерним контурах іноді нагадують якісь фігури. У давнину люди асоціювали ці фігури з тваринами або казковими, фантастичними істотами. Так з'явилися на небі Змія, Скорпіон, Дельфін, сузір'я, що носять імена героїв казок і легенд. Старовинні назви сузір'їв збереглися до наших днів.

Мабуть, найкрасивіше сузір'я нашого північного неба - це зимовий сузір'я Оріон. За давніми переказами, Оріон - небесний мисливець: він йде на полювання в супроводі двох собак (поблизу сузір'я Оріон знаходяться сузір'я Великого і Малого Пса), а три яскраві зірки утворюють «пояс» Оріона, на якому висить його «меч». Найяскравіша зірка в цьому сузір'ї - Бетельгейзе - виблискує в «плечі» Оріона, друга за яскравістю зірка - Ригель - прикрашає «сандалію» мисливця. Оріон замахнувся на величезного рогатої Тельця, очей якого (червона яскрава зірка Альдебаран) як би «налився кров'ю».

Так образно сприймали люди цю область неба в далекому минулому. Вони бачили в ній зірки різної яскравості (всього близько 120). Вони звернули увагу на що перетинає все небо широку смугу Чумацького Шляху, яка проходить через верхню частину сузір'я Оріон. Нарешті, вони помітили і порівняно невелике туманне «цятку», як би оточує середню зірку «меча» Оріона. Але наші далекі предки нічого не знали ні про природу зірок, ні про те, що являє собою Чумацький Шлях, і, звичайно, найменше могли здогадуватися, наприклад, про те, що особливий інтерес буде проявлений до згаданого туманному «цятки», який отримав згодом назва Великий туманності Оріона.

БЕТЕЛИЕЙЗЕ У ФОКУСІ ТЕЛЕСКОПА

Йшли століття. Людина створював все нові і нові астрономічні пристосування. Він підіймався на гори, «ближче» до неба, але зірки наполегливо зберігали свої таємниці: людина дивилася на них неозброєним оком. І тільки винахід телескопа дозволило зробити перший крок на шляху пізнання зірок.

У чому перевага телескопа? Багато хто думає, що головна «сила» його в збільшенні, інакше кажучи, в тому, що він дозволяє бачити далекий предмет великим, ніж його бачить неозброєний очей. Це не зовсім так. Насправді призначення телескопа, перш за все - зібрати якомога більше світла, випромінюваного далекими світилами. Чим більше діаметр об'єктива телескопа (лінзи або дзеркала), тим краще виконує він цю свою головну задачу. Лінза або увігнуте дзеркало, збираючи промені світла від небесного світила (або ділянки неба), будує зображення в фокальній площині телескопа.

Коли телескоп спрямований на близьке космічне тіло ( Місяць , Планету), то зображення його в фокальній площині, розглянуте за допомогою ще однієї лінзи або системи лінз, званої окуляром, дозволяє розглянути багато деталей, невидимі неозброєним оком. Зірки ж так далекі від нас, що навіть в найбільші телескопи продовжують бути видно у вигляді точок.

Велике значення телескопа, отже, не в тому, що він збільшив видимі розміри зірок. Телескоп дав нам більш реальне уявлення про число зірок, дозволив розгадати природу Чумацького Шляху, туманностей, коротше кажучи, він докорінно змінив звичну для нас картину зоряного неба.

Ця зміна стало особливо відчутним, коли астрономи стали використовувати в поєднанні з телескопом не око, а фотографічну пластинку. Вона володіє дорогоцінним для науки якістю: може «накопичувати» світло.

Уявімо собі якусь дуже слабку зірку, яку не бачить людина навіть з найгострішим зором. Але ось на неї направили телескоп. І в телескоп її не видно, хоча він «вловлює» від цієї зорі ясні в стільки разів більше, у скільки разів його об'єктив більше зіниці нашого ока.

А фотографічна пластинка, «подивившись» протягом декількох годин на цю зірку, дасть знати про неї чорною крапкою на негативі. Коли астрономи стали фотографувати небо за допомогою потужних сучасних телескопів (діаметр найбільшого в світі телескопа 5 метрів), то зоряний світ відкрився їм начебто свіжим поглядом. Смуга Чумацького Шляху перестала бути незрозумілою білою «туманністю». Виявилося, що світіння Чумацького Шляху обумовлено світінням слабких зірок. Їх так багато і вони настільки далекі від нас, що здаються неозброєному оку майже суцільною білою смугою.

Незмірно зросла кількість зірок, які спостерігаються в межах сузір'я Оріон. Значно розширилися і знання про природу давним-давно відомих зірок. Наприклад, з'ясувалося, що Ригель, яку око бачить як одну зірку, насправді зірка подвійна, тобто представляє собою дві близькі зірки, що рухаються навколо загального центру ваги. А Бетельгейзе виявилася ще більш незвичайною зіркою. Це одна з тих зірок, блиск яких з плином часу змінюється. Такі зірки називають змінними. Є змінні, у яких зміна блиску відбувається періодично, з періодом в декілька годин або кілька днів. У Бетельгейзе зміна блиску відбувається більш складно, неперіодично. Це так звана неправильна змінна.

Телескоп допоміг розгадати і природу цілого ряду загадкових, туманообразнимі об'єктів, Виявилося, що туманності, що сприймаються «на око» як однакові, мають насправді абсолютно різну природу. Одні з них, як, наприклад, Велика туманність Оріона, представляє своєрідні, дійсно латки за структурою, гігантські хмари, що складаються з газу і космічного пилу. У сузір'ї Оріон виявлено кілька таких туманностей як світлих, так і темних. Але оці представляються туманностями і такі об'єкти, які нічого спільного з ними не мають. Телескоп показав, що це цілі зоряні світи - галактики, що складаються з мільярдів зірок, подібно до нашої зоряної системи Чумацького Шляху. Вони дуже далекі від нас і видно тільки в найпотужніші телескопи.

Телескоп і фотографічна пластинка широко розсунули межі доступною вивченню частини Всесвіту. Але наші знання про природу небесних тіл були б вельми неповними, якби на допомогу астрономам не прийшло ще один чудовий засіб дослідження - спектральний аналіз.

ПРО ЩО РОЗПОВІВ СПЕКТР Туманність Оріона

Застосування спектрального аналізу відкрило нові можливості у вивченні фізичної природи і хімічного складу далеких небесних об'єктів.

Спектрограф, приєднаний до телескопа, дозволяє отримати спектр досліджуваної зірки або туманності. Як розшифрувати відомості, принесені спектром? Відомо, що атоми різних елементів мають абсолютно різні спектри, за якими можна завжди розпізнати той чи інший елемент. Світиться газ дає спектр у вигляді окремих спектральних ліній - це лінійчатий спектр випромінювання. Розпечені речовини і гарячі гази, що знаходяться під високим тиском, мають спектр у вигляді кольорової смужки, що містить всі кольори веселки, - це так званий безперервний спектр. Якщо ж перед розпеченим джерелом помістити більш холодну газоподібна речовина, то в безперервному спектрі ми виявимо присутність характерних для цієї речовини темних ліній в тих же місцях, де той же розпечений газ дає яскраві лінії. Так утворюється лінійчатий спектр поглинання. Склад речовини можна визначити, вивчаючи як спектр випромінювання, так і спектр поглинання.

Спрямований на зірки спектрограф показав, що їх спектр - безперервний з лініями поглинання. Такий спектр утворюється в поверхневих шарах зірки, а лінії поглинання - в її атмосфері. Про що це говорить? Перш за все, про температуру поверхні зірки. У гарячих зірок яскравіше блакитна частина спектра, а у холодних - червона. Відповідно до цього температура поверхні блакитного Рігеля виявилася близько 20 000 °, червоної зірки Бетельгейзе - приблизно 3 500 °, а за наше Сонце - близькою до 6 000 °.

Лінії в спектрах зірки дозволили встановити також її хімічний склад. Зірки складаються з тих же хімічних елементів, що і всі тіла на Землі. Основну масу будь-якої зірки становить водень , На другому місці гелій в невеликих кількостях є інші хімічні елементи.

Вимірюючи точні положення спектральних ліній в спектрі зірки і знаючи їх теоретичні положення, можна обчислити напрямок і швидкість руху зірки по променю зору. Якщо зірка наближається до нас, то її спектральні лінії будуть зміщені у фіолетову сторону спектра, а при видаленні - в червону сторону. Так було встановлено, що Бетельгейзе і Ригель віддаляються від нас зі швидкістю близько 20 км / сек.

Цікаво, що спектр Великий туманності Оріона виявився лінійчатим спектром випромінювання. Звідси був зроблений висновок, що речовина туманності знаходиться в газоподібному стані. За яскравим лініях в спектрі легко виявили водень. Але, крім ліній водню, там опинилися ще й «небесні» лінії, так як на Землі немає речовини з таким спектром. Вчені вирішили, що таємничі лінії належать ще невідомому елементу. Він отримав назву «небуло» (від латинської назви туманності). Йшли роки, а небуло так і не був виявлений в земних лабораторіях. Лише тридцять років тому було доведено, що таємничий небуло взагалі не існує, а лінії належать добре відомому на Землі елементу - кисню , Але знаходиться в туманності в абсолютно особливих фізичних умовах. З'ясування цього умови стало найважливішим етапом розвитку фізики туманностей.

Тепер точно встановлено, що туманності складаються зі звичайних хімічних елементів, світіння яких порушується випромінюванням знаходяться поблизу гарячих зірок. Але у атомів кисню та інших елементів, випромінюючих характерні для туманності лінії, «відірване» по 2-3 і навіть більше електронів, а речовина в туманностях знаходиться в украй розрідженому стані. Це і визначає особливості їх спектра.

У туманностях, крім газу, міститься велика кількість космічного пилу, що виявляється у вигляді темних «провалів» на тлі світяться газових мас. Серед темних туманностей сузір'я Оріон є відома туманність «Кінська голова». Маса Великий туманності Оріона дуже велика. Всередині неї знаходиться кілька гарячих зірок, які збуджують світіння цієї туманності. Таке близьке співіснування молодих зірок і газово-пилових туманностей привертає до себе особливу увагу астрономів, так як вивчення цих об'єктів може допомогти усвідомити багато про процеси розвитку і походження зірок.

Далі буде.

Автор: В. Ф. Єсіпов.

PS Про що ще думають британські вчені: про те наскільки все-таки це дивно заняття - спостерігати зірки. Хоча, зрозуміло, спостерігати зірки недостатньо для всякого астронома, адже крім цього треба мати хоча б непоганий розмовна англійська , Для спілкування зі своїми колегами з різних країн. Благо зараз вивчити англійську зовсім не проблема, благо існує безліч шкіл і курсів англійської мови.