Астрофизика начинающим: как понять Вселенную - Грегори Мон

Да, межгалактическое пространство навсегда останется тем местом, где кипит энергия.

Если бы у ученых не было мощных телескопов, мы, возможно, все еще считали бы пространство между галактиками пустым. Яркие звезды и пятнистые молочно-белые галактики заполняют все ночное небо и хранят достаточно секретов, чтобы астрофизикам хватило на сотни лет работы.

Но, как мы уже выяснили выше, свет принимает много разных форм. Мы все знаем, что такое видимый свет, но свет бывает и невидимым. Рентгеновские лучи, которыми врачи просвечивают вас насквозь, когда хотят убедиться, что вы не сломали себе кость, – тоже форма света. И микроволны, идущие к нам из самых далеких частей Вселенной и несущие в себе ключи к тайне рождения космоса. И даже радиоволны, которые позволяют нам выходить в интернет, – тоже отдаленные низкоэнергетические сородичи видимого света, заполняющего разноцветными лучами мир вокруг нас.

Эти невидимые формы света могут регистрироваться современными приемниками и зондами. Так мы узнаём о космических событиях и явлениях, которые не видим глазами. Пользуясь такими приемниками, мы уже прозондировали космические дали и сумели выявить множество фантастических космических чудес.

Разрешите мне представить вам несколько моих любимчиков.

Карликовые галактики

В каждой области пространства на одну большую галактику приходится десять малых, называемых карликовыми. Вокруг нашего Млечного Пути тоже десятки карликовых галактик. В нормальной большой галактике бывают сотни миллиардов звезд, а у карликовых галактик их всего около миллиона. И все же они могут выглядеть впечатляюще. Но так как в карликовых галактиках все-таки меньше звезд, они гораздо, гораздо менее яркие, а значит, их труднее искать.

Мы постоянно открываем все новые и новые.

Большинство известных карликовых галактик окружает большие галактики, обращаясь вокруг них по орбитам, как спутники вокруг Земли. В конце концов их всех ждет одна судьба – главная большая галактика разрывает их своими приливными силами и затем поглощает.

Млечный Путь за последний миллиард лет по крайней мере однажды совершил такой акт каннибализма: он поглотил карликовую галактику. Ее раскромсанные остатки можно наблюдать в виде звездного потока, обращающегося вокруг центра Млечного Пути. Эти космические останки называются карликовой галактикой в Стрельце. Но, видя, как беспощадно расправилась со своей добычей наша Галактика, мы скорее должны бы назвать ту «космическим обедом».

Убегающие звезды

Галактики собираются в скопления так же, как города и поселки образуют страны. Но наши города и села обычно остаются на своих местах. Нью-Йорк не может развернуться и врезаться в Бостон. А вот крупные галактики постоянно сталкиваются, и это приводит к чудовищному беспорядку в движениях звезд. После такого столкновения сотни миллионов звезд, обычно удерживаемых на местах силами тяготения, разлетаются в разные стороны. Некоторые из них вновь собираются в кучи, которые тоже можно назвать карликовыми галактиками.

Эта массивная убегающая звезда несется так быстро, что создает перед собой ударную волну, видимую на снимке как искривленная красная полоска.

Другие звезды продолжают дрейфовать в пространстве сами по себе. Наши наблюдения показывают, что «бездомных» звезд может быть чуть ли не столько же, сколько и обычных, непотревоженных звезд внутри галактик.

Взрывающиеся убегающие звезды

К космическим событиям, пользующимся особой популярностью у астрофизиков, относятся сверхновые: звезды, которые взрываются до основания, разлетаясь при этом в разные стороны и на несколько недель становясь в миллиард раз ярче обычного.

В самые совершенные телескопы мы можем наблюдать сверхновые по всей Вселенной. Большинство из таких вспышек происходит внутри галактик, но ученые нашли более десятка сверхновых, которые взорвались вдали от галактических окрестностей. Как правило, на одну звезду, становящуюся сверхновой, приходится от ста тысяч до миллиона окрестных звезд, этой участи избегающих. Потому именно такой десяток взрывающихся звезд, появившихся неизвестно откуда, может привести нас к открытию много большего числа звезд, которых мы не видим.

Какие-то из этих еще не открытых и не взорвавшихся звезд могут быть похожими на наше Солнце.

Вокруг них могут обращаться планеты, а на некоторых из них может даже существовать разумная жизнь.

Газ с температурой в миллион градусов

Вещество, та субстанция, из которой сделано все во Вселенной, обычно существует в одной из трех форм, или фаз: твердой, жидкой или газообразной. Простейшим примером может служить вода: лед – это ее твердая фаза, в жидком состоянии она прозрачна и ее можно пить, а если ее нагреть, она превращается в пар, то есть разновидность газа.

С некоторыми телескопами удалось выявить присутствие газа, заполняющего промежутки между галактиками. Свечение его показывает, что его температура достигает десятков миллионов градусов. Хоть он и не составляет единого тела, все же это тоже вещество, причем очень, очень горячее.

Когда галактики летят сквозь этот чудовищно разогретый газ, он срывает с них избыточное вещество, как хулиган в школьном буфете, который хватает у вас с подноса шоколадное пирожное, когда вы проходите мимо него. Но раскаленный газ не просто портит галактикам настроение. Отнимая у галактик избыток вещества, он не дает образовываться в них новым звездам.

Тусклые голубые галактики

Вне больших галактических скоплений есть еще очень старые галактики, родившиеся на заре существования Вселенной. А как мы уже говорили, заглядывать очень далеко в глубь космоса – это все равно что заглядывать в давнее прошлое. От далеких галактик свет может идти к нам миллионы или даже миллиарды лет.

Когда Вселенная была вдвое моложе, чем сейчас, в ней доминировали очень голубые и очень тусклые галактики среднего размера. Мы все еще видим их и теперь. Их трудно зарегистрировать не только потому, что они чрезвычайно далеко, но и потому, что в них очень мало ярких звезд. И можно заключить, что сейчас их больше не существует. Что с ними произошло – это одна из тайн космоса. Может быть, все входившие в них звезды уже выгорели и погасли? И галактики эти стали невидимыми кладбищами мертвых звезд, рассеянными во Вселенной? А может, они превратились в те карликовые галактики, которые мы сейчас наблюдаем? Или они все были поглощены большими галактиками?