Лаборатория космических исследований

Ульяновская секция Поволжского отделения Российской Академии Космонавтики им. К. Э. Циолковского

Ульяновский Государственный Университет
Шар из миллиона звезд

 

 

 

   В  нашей Галактике обнаружено более 150 шаровых скоплений.

   

   Они имеют шаровую форму по той же причине, что и Земля, Солнце, планеты: притяжение к своему центру масс. Приобретение такой формы под действием силы тяготения возможно только у достаточно массивных объектов, сила притяжения к центру малых тел недостаточна, чтобы преодолеть силу упругости их вещества, поэтому их форма может быть любой.

     

   Все звезды имеют собственные скорости, но вырваться из поля тяготения скопления удается немногим.  Рассчитано: чтобы шаровое скопление рассеялось, потребуются миллиарды лет. Образовавшиеся в ту же эпоху более мелкие скопления, рассыпались на кратные, двойные и отдельные звезды.

    

 

     Шаровые скопления, состоят из самых старых звезд, возраст которых почти равен возрасту Вселенной. Все звезды шарового скопления практически возникали одновременно. Быстро развиваясь, они своим звездным ветром выдували окружающий их газ так, что  материала для образования более молодых звезд не оставалось. Это подтверждают радио и оптические налюдения.

    О том, что звезды шаровых скоплений очень старые, судят по их эволюционному статусу: наблюдаются красные карлики, красные гиганты и белые карлики.

     Эволюция красных карликов из-за их малой массы протекает очень медленно, миллиарды лет  они практически не изменяются.

     Красные гиганты, наоборот, эволюционируют быстро. Их атмосфера так расширилась и остыла, стала красной, потому, что звезда потеряла объемное равновесие в результате смены термоядерных реакций: водород почти весь выгорел,  и в реакции вступили более тяжелые ядра.

     Белые карлики -  это раскаленные ядра звезд, в которых прошли все термоядерные реакции, и их атмосферы не только расширились, но и совсем отлетели.

     Другой очень важный признак того, что звезды шаровых скплений – старые, заключается в том, что в них содержится тяжелых элементов в сотни раз меньше, чем в звездах возраста Солнца. В  эпоху образования этих звезд газ еще не был обогащен тяжелыми химическими элементами, которые появились в Галактике после взрывов сверхновых.

     Новое доказательство – всплески  рентгеновского излучения, возникающие при слиянии сильно проэволюционировавших звезд -  нейтронных звезд и черных дыр.

     Недавно по наблюдениям на Очень большом телескопе VLT был выделен  класс темных шаровых скоплений, масса которых намного больше суммы масс излучающих звезд. Вполне вероятно, что большинство погасших звезд шаровых скоплений просто не дают о себе знать. Ведь белые карлики не всегда остаются белыми, остывая, они превращаются в желтые, красные, черные… Уверенности в том, что большую долю массы этих шаровых скоплений составляет темная материя, у ученых нет.

     Орбиты шаровых скоплений - круговые, достигающие самых внешних пределов Галактики,  подымающиеся до самых высоких галактических широт. Орбиты шаровых скоплений свидетельствуют о том, что Галактика возникла в облаке, форма которого была близка к сферической. Все объекты Вселенной имеют первичные поступательные и вращательные скорости. Сжимаясь под действием тяготения к центру, «наше» облако вращалось все быстрее и приняло форму диска.

     Двигаясь по своим круговым орбитам, шаровые скопления пересекают сравнительно плотный галактический диск и взаимодействуют с газом, звездами и, возможно, с темным веществом. При этом усиливается динамическое трение и торможение. В результате некоторые шаровые скопления медленно падают по спирали в центральные области галактики. Вблизи ядра возрастают приливные силы, которые их растягивают и разрушают. В Галактике  некоторые шаровые скопления тоже концентрируются в близких к ядру областях, но у самого ядра Галактики их нет. Разрушились или поглотились?

    Интересно, что в спутниках Галактики, в Магеллановых облаках,  были обнаружены голубые шаровые скопления, состоящие из молодых звезд. Магеллановы облака принадлежат к типу неправильных галактик. Это такие галактики, которые в отличие от эллиптических и спиральных, имеют очень маленькую массу. А чем меньше масса галактики, тем медленнее в ней происходит звездообразование, они медленнее старятся. Неправильные галактики часто встречаются в межзвездном пространстве и в галактических скоплениях. Большие, массивные галактики их притягивают к себе и поглощают. Магеллановы облака тоже приближаются к нашей Галактике…

     Как выяснилось, шаровые скопления могут быть разных видов. Имеются косвенные признаки присутствия в них черных дыр. Как образовались шаровые скопления и образуются ли в наше время, как связаны с темным веществом – пока неясно.

    Пространственная плотность звезд в этих красивейших скоплениях в сотни тысяч раз больше, чем в окрестностях Солнца. Расстояния между звездами исчисляются не световыми годами, а световыми месяцами, днями и даже часами. Возможно, там есть планеты.

Какое над ними небо?

Мой опыт общения с астрономами и учеными, исследующими Космос, в который раз убеждает, что это особенные люди. Они не просто вне быта повседневной жизни, а над человечеством в прямом и переносном смысле.

Те, кто оперирует миллиардами лет жизни Вселенной и звезд, понимает и верит научным представлениям о далеких мирах, вызывают уважение. Их очень мало среди нас. Некоторые считают, что занимающиеся Космосом - представители более высокой цивилизации по сравнению с земной, и призваны нести свет познания мира.

Полина пишет:

Они не просто вне быта повседневной жизни, а над человечеством в прямом и переносном смысле.

Уважаемая  Полина! У Вас блестящий журналистский талант! Я тоже с большим уважением отношусь к астрономам, физикам, математикам, ко всем, кто работает с увлечением, а не ради наживы и привилегий.

Уважаемая RMR_astra! Мы обменялись лестными высказываниями. Это "чиркнуло" в душе, задев в уголке накопившееся невысказанное. Сразу вспомнился давний комментарий Sol-а, о том что похвала неконструктивна, думать заставляет критика.

Современные научные представления о Вселенной, возникшей из одного атома (!) 13,5 миллиардов лет назад, сотни миллиардов звезд в бесчисленных галактиках воспринимаются (мною) как фантастические теории целеустремленных, увлеченных ученых, но ... далекие от действительности.

Уважаемая Полина!

Действительно, поражает, с какой скоростью развиваются наука и техника. Многое из того, что казалось фантазией, становится  реальностью. Это относится и к астрономии. Луна когда-то была недосягаемой, а сейчас оказывается – совсем рядом. Ведь свет от нее доходит до Земли всего за полторы секунды. Сейчас реально наблюдаются объекты, от которых свет доходит до нас за 10 000 000 000 лет. Конечно, мысль бежит вперед: «А что дальше, а что раньше?» Так наука и развивается. Вопрос о начале Вселенной – активно исследуется, но пока однозначного ответа нет (но точно не из одного атома).

 Я совершенно согласна, что критика гораздо продуктивнее одобрения.

Самая древняя наука Астрономия  прошла длительный путь ошибочных представлений о Космосе:  хрустальные сферы; плоская Земля; вращение Солнца и всех планет вокруг Земли...И эти ошибки настойчиво вкладывали в умы, вплоть до сжигания несогласных.

Тихо Браге, десятки лет тщательно изучая движения планет и наблюдая звезды, умер с мыслью, что  центром Вселенной является все-таки Земля. При этом Браге считался лучшим астрономом всего 400 лет назад. 

Что изменилось за 400 лет? Появились телескопы, принимающие излучения Космоса в различном диапазоне. Но, к сожалению, к звездам они нас реально не приблизили. Появились умозрительные теории, но не факт, что они истинные. Возраст в миллиарды лет не укладывается в сознании, если наблюдения в лучшем случае насчитывают всего сотни лет. Понятно, что данные обрабатываются математически, но математика не только точна, но и способна вводить в заблуждение. Поэтому и появляется загадочная "темная материя", когда теории заходят в тупик.

Но это совершенно не уменьшает уважения к астрофизикам и астрономам, они упорно идут к цели познания мира или ... их направляют свыше. 

Возможно, астрономы не нуждаются в признании обывателей. Математики, физики, химики, биологи, в отличие от астрономов, способны убедить неопровержимыми фактами.

Уважаемая Полина!

   Астрономия,  как и все науки, прошла и продолжает идти с большим ускорением по бесконечному пути развития. В каждую эпоху имелись свои представления об окружающем мире. Что  изменяет и расширяет эти представления? Конечно, наука.

   Например, представление о плоской земле не глупость, а ограниченность. Оглядывая окружающий пейзаж, невозможно представить себе, что Земля – шар.   В дальнейшем, когда были накоплены наблюдения, измерения, расчеты,   было Доказано, что Земля – шар. Небольшой участок земной поверхности действительно представляется плоским, а шарообразность Земли становится очевидной тем, кто понял смысл доказательств.

   Это относится и к нашим совремнным представлениям об окружающем мире. Доказано, что он оказался таким огромным, что нам, землянам, представить его очень трудно. Обязательно современный уровень знания будет превзойден, но не теми, кто считает его фантастикой, а теми, кто глубоко вникает в смысл полученных научных результатов, может оценить возможности современной техники и кто действительно может выявить современные заблуждения. Темная материя – не тупик, а плацдарм для новых открытий.

   До звезд дотягиваемся не руками, а приборами, а в современных науках, физике, химии, биологии, хоть все ближе, тоже не все доказанное можно себе представить.

   Джордано Бруно был великим ученым своего времени, а сожгли его на костре не астрономы, а те, кто преследовал науку и сжег на кострах тысячи еретиков среди которых были не только астрономы.

   Все это Вам, Полина, конечно, известно, а я пишу для школьников, так как остальным это и так понятно.

 Я больше люблю писать об астрономии.

Астрономия - это не только Наука. В определенном смысле это и идеология человечества.

Когда центром Вселенной считалась Земля, вокруг которой вращалось Солнце и все видимые объекты Космоса, этот факт "приподнимал" жителей Земли в своей значимости. Все, даже дети, знали названия звезд и ориентировались по ним. Основное обвинение против Джордано Бруно — его учение о множестве миров в бесконечной Вселенной. Это разрушало прежнюю идеологию.

Астрономия достигла расцвета в ХХ веке. Запуски искусственных спутников Земли, полеты человека в Космос никого не оставили равнодушными. Научно-фантастические книги, фильмы увлекали к полетам к другим мирам, и это тогда казалось реальностью. СССР своими достижениями в космонавтике направил многие страны мира на освоение Космоса...

В числе первых нововведений после распада СССР стала отмена преподавания Астрономии в школе, в 1991 году исключили из списка базовых школьных предметов. Конечно, на новую идеологию нашего общества "квалифицированных потребителей" повлияла не только отмена Астрономии, но этот факт сыграл негативную роль в формировании нового мировоззрения.

В настоящее время Космосом занимаются и даже просто интересуются только отдельные бескорыстные энтузиасты. У человечества сейчас нет цели освоить Космос (примитивные коммерческие проекты назвать звезду своим именем, приобрести участок на Луне, купить билет на Марс ... не в счет), не за кем больше тянуться.

Конечно, Астрономия, как Наука, развивается, накоплен потрясающий материал. Но для массового потребления выдаются:

спутниковые карты земной поверхности (причем не акцентируется, что с космических спутников получены);

краткие сообщения о деятельности МКС;

лунные и солнечные затмения, в основном в астрологическом контексте.

А астрономы, как ученые, прочно внедрили в сознание масс факт, что звезды, в том числе и наше Солнце будет светить еще миллиарды лет, что для обычных людей означает вечность. Но ведь Солнце может повести себя и непредсказуемо. Одной мощной вспышки, направленной на Землю, достаточно, чтобы жизнь на нашей планете прекратилась. Наша жизнь в любой момент зависит от Космоса.

Поэтому и написала комментарии против этих "миллиардов лет общей успокоенности". С моей точки зрения, астрономам необходимо сместить акцент научно-популярной подачи астрономии. Ведь именно Астрономия несет ответственность за создание мировоззрения всего человечества, как бы пафосно это не звучало.