Otkrytie zvezdnyh associacii i opredelenie vozrasta zvezd
17.09.2002 21:23 | V. G. Gorbackii/SPbGU, Sankt-Peterburg
Otkrytie zvezdnyh associacii i opredelenie vozrasta zvezd
V.G. Gorbackii
Sankt-Peterburgskii gosudarstvennyi universitet
Zvezda, podobno Solncu, yavlyaetsya ogromnym gazovym sharom i tol'ko vsledstvie svoei udalennosti ot Zemli kazhetsya tochechnym istochnikom sveta. Po moshnosti izlucheniya (svetimosti) zvezdy ne odinakovy - sushestvuyut "giganty",svetimost' kotoryh prevyshaet solnechnuyu v sotni raz, i "karliki" so znachitel'no men'shei, chem u Solnca, svetimost'yu. V zvezdah zaklyuchena ochen' bol'shaya - mozhet byt' dazhe preobladayushaya - dolya vsego dostupnogo nablyudeniyam veshestva Vselennoi, i poetomu issledovanie zvezd neobhodimo dlya sozdaniya nauchnoi kartiny mira.
Vplot' do XVIII veka astronomy zanimalis' opredeleniem polozhenii zvezd na nebe i ih vidimyh dvizhenii, ne zadavayas' voprosom o tom, iz chego i kak oni obrazovalis'. Tem bolee, ne stavilis' voprosy o vremeni obrazovaniya zvezd i prichinah ih svecheniya - esli ne prinimat' vo vnimanie teologicheskie vozzreniya po etomu povodu. Posle otkrytiya N'yutonom universal'nogo svoistva prirody - vsemirnogo tyagoteniya, im bylo vyskazano (v chastnom pis'me) predpolozhenie o tom, chto zvezdy obrazovalis' iz nekotoroi razrezhennoi sredy, v kotoroi voznikali sgusheniya, uplotnyavshiesya pod deistviem tyagoteniya.
Posle togo, kak v XIX veke byl sformulirovan zakon sohraneniya energii, stalo yasnym, chto Solnce, a, znachit, i zvezdy, ne mozhet vse vremya teryat' teplotu putem izlucheniya, i kogda-to istochnik energii dolzhen issyaknut'. Takim obrazom, byla ustanovlena ogranichennost' vremeni sushestvovaniya Solnca kak svetila. V to zhe vremya poyavilis' dannye geologii o vozraste Zemli, soglasno kotorym on ne menee soten millionov let. Tak kak planety Solnechnoi sistemy ne mogut byt' starshe central'nogo tela - Solnca, to ego vozrast dolzhen byt' poryadka milliarda let. Nikakie iz predpolagavshihsya togda istochnikov energii ne mogli obespechit' stol' bol'shuyu prodolzhitel'nost' svecheniya Solnca.
Resheniyu voprosa o prirode istochnikov energii, izluchaemoi zvezdami, predshestvovali teoreticheskie issledovaniya vnutrennego stroeniya zvezd, a takzhe opredelenie, po nablyudeniyam spektrov izlucheniya, himicheskogo sostava zvezdnyh atmosfer. Bolee sta let tomu nazad bylo pokazano, chto gazovyi shar mozhet nahodit'sya v ravnovesnom sostoyanii - ne opadat' k centru pod deistviem sobstvennogo tyagoteniya - tol'ko v tom sluchae, esli davlenie gaza v nem vozrastaet v napravlenii centra i, sledovatel'no, v tom zhe napravlenii uvelichivayutsya temperatura i plotnost' gaza. Iz raschetov sledovalo, v chastnosti, chto v centre Solnca temperatura gaza dolzhna byt' poryadka desyati millionov gradusov. Analiz spektra izlucheniya zvezd pokazal, chto v sostave zvezdnogo gaza osnovnym elementom yavlyaetsya vodorod.
V pervoi polovine XX veka razvitie yadernoi fiziki dostiglo takogo urovnya, chto stalo vozmozhnym rasschityvat' effektivnost' razlichnyh termoyadernyh reakcii. Kak bylo ustanovleno v konce 30-h godov, pri fizicheskih usloviyah, sushestvuyushih v central'noi oblasti Solnca i zvezd, mogut proishodit' reakcii, privodyashie k ob'edineniyu chetyreh protonov (yader atoma vodoroda) v yadro atoma geliya. V rezul'tate takogo ob'edineniya osvobozhdaetsya energiya i, kak sledovalo iz raschetov, etim putem obespechivaetsya svechenie Solnca v techenie milliardov let. U zvezd-gigantov, rashoduyushih svoe yadernoe goryuchee (protony) bolee rastochitel'no, vremya zhizni dolzhno byt' gorazdo koroche, chem u Solnca - vsego desyatki millionov let. Iz etogo byl v te zhe gody sdelan vyvod o rozhdenii takih zvezd i v nashe vremya. Otnositel'no zvezd men'shei massy, podobnyh Solncu, mnogie astronomy prodolzhali priderzhivat'sya mneniya, chto vse oni, kak i Solnce, obrazovalis' milliardy let tomu nazad.
V konce 40-h godov V.A. Ambarcumyan ispol'zoval sovershenno inoi podhod k probleme opredeleniya vozrasta zvezd. On osnovyvalsya na imevshihsya v to vremya obshirnyh nablyudatel'nyh dannyh o raspredelenii zvezd razlichnyh tipov v prostranstve, a takzhe na rezul'tatah sobstvennyh issledovanii dinamiki zvezd, to est' ih dvizhenii v gravitacionnom pole, sozdavaemom vsemi zvezdami Galaktiki.
V.A. Ambarcumyanom byli sdelany na ukazannoi osnove dva vazhneishih ne tol'ko dlya astrofiziki, no i dlya vsego estestvoznaniya vyvoda:
- Zvezdoobrazovanie v Galaktike prodolzhaetsya i v nastoyashee vremya.
- Rozhdenie zvezd proishodit gruppami.
Eti vyvody ne zavisyat ni ot predpolozhenii o mehanizme obrazovaniya zvezd, kotoryi v te gody ne byl ustanovlen s uverennost'yu, ni ot prirody istochnikov zvezdnoi energii. Oni baziruyutsya na sdelannom V.A. Ambarcumyanom otkrytii novogo vida zvezdnyh skoplenii, nazvannyh im zvezdnymi associaciyami.
Do obnaruzheniya zvezdnyh associacii astrnomam byli izvestny v Galaktike zvezdnye gruppirovki dvuh tipov - otkrytye (ili rasseyanye) skopleniya i sharovye skopleniya. V otkrytyh skopleniyah koncentraciya zvezd ne ochen' znachitel'na, no vse zhe oni vydelyayutsya na fone zvezdnogo polya Galaktiki. Skoplenie drugogo tipa - sharovoe - otlichaetsya vysokoi stepen'yu koncentracii zvezd i pri nedostatochno horoshem razreshenii predstavlyaetsya edinym telom. Takoe skoplenie sostoit iz soten tysyach zvezd, sozdayushih dostatochno sil'noe gravitacionnoe pole, kotoroe uderzhivaet ego ot bystrogo raspada. Ono mozhet sushestvovat' dolgoe vremya - poryadka 10 milliardov let. V otkrytom skoplenii naschityvaetsya neskol'ko soten zvezd i, hotya ono predstavlyaet soboi gravitaciono svyazannuyu sistemu, eta svyaz' ne ochen' prochnaya. Skoplenie mozhet raspast'sya, kak pokazali sdelannye V.A. Ambarcumyanom raschety, za neskol'ko soten millionov let.
Zvezdnaya associaciya yavlyaetsya prostranstvennoi gruppirovkoi zvezd, prinadlezhashih k opredelennomu tipu (otnositel'no redkih). Parcial'naya plotnost' takih zvezd (koncentraciya na edinicu ploshadi nebesnoi sfery) v associacii velika, no ona men'she srednei plotnosti vseh zvezd v dannoi oblasti nebesnoi sfery. V.A. Ambarcumyan obratil vnimanie na raspredelenie peremennyh zvezd tipa T Tel'ca, kotoryh v to vremya naschityvalos' vsego neskol'ko desyatkov. Eti zvezdy, harakterizuyushiesya neobychnymi, kraine neregulyarnymi izmeneniyami bleska i prisutstviem emissionnyh linii v spektrah, ne svoistvennym ih spektral'nomu klassu (G ili K), obrazuyut neskol'ko grupp, zanimayushih nebol'shie uchastki nebesnoi sfery. Veroyatnost' togo, chto v takie gruppy, nazvannye T-associaciyami, zvezdy tipa T Tel'ca sobralis' sluchaino, sovershenno nichtozhna, i poetomu sleduet schitat', chto vse oni obrazovalis' v etih gruppah.
Zvezdy - chleny associacii prakticheski ne svyazany drug s drugom siloi tyagoteniya, no ispytyvayut gravitacionnoe vozdeistvie drugih zvezd, nahodyashihsya v etoi oblasti, v rezul'tate kotorogo associaciya raspadaetsya. Sostavlyayushie ee zvezdy rasseivayutsya sredi zvezd polya. Vychislenie vremeni, za kotoroe T-associaciya dolzhna raspast'sya, privelo k zaklyucheniyu o tom, chto ono ne prevoshodit neskol'kih millionov let. Sledovatel'no, vozrast nablyudaemyh zvezd tipa T Tel'ca dolzhen byt' togo zhe poryadka, to est' oni ochen' molody po sravneniyu s Solncem.
Tak kak svetimost' zvezd tipa T Tel'ca nevelika, to v 40-e gody mozhno bylo nablyudat' tol'ko te iz T-associacii, kotorye nahodyatsya dostatochno blizko ot Solnca. V.A. Ambarcumyan nashel, chto za vremya sushestvovaniya Galaktiki moglo obrazovat'sya okolo milliona T-associacii. Tochnoe kolichestvo zvezd, soderzhashihsya v associacii, ustanovit' zatrudnitel'no, poskol'ku naryadu so zvezdami tipa T Tel'ca v nei mogut byt' zvezdy i drugih tipov, naprimer tak nazyvaemye ob'ekty Herbiga-Aro, "orionovy peremennye" i drugie. Odnako mozhno polagat', chto v T-associaciyah obrazovalis' sotni millionov nahodyashihsya v Galaktike zvezd.
V.A. Ambarcumyanom byli vydeleny takzhe gruppy zvezd-gigantov vysokoi temperatury, otnosyashihsya k spektral'nomu klassu O, kotorye byli nazvany im O-associaciyami. Po svoei chislennosti v Galaktike takie zvezdy sil'no ustupayut zvezdam tipa Solnca i karlikam. Oni nablyudayutsya v znachitel'nom kolichestve lish' blagodarya svoei bol'shoi svetimosti, pozvolyayushei uvidet' dazhe te iz nih, kotorye nahodyatsya na bol'shih rasstoyaniyah ot Zemli. U nih nablyudaetsya tendenciya k gruppirovaniyu, hotya ne stol' otchetlivo vyrazhennaya, kak u zvezd tipa T Tel'ca. Tem ne menee, V.A. Ambarcumyan pokazal na osnove teh zhe soobrazhenii i raschetov, kotorye byli ispol'zovany pri izuchenii T-associacii, chto oni yavlyayutsya sravnitel'no molodymi ob'ektami. Tem samym byl podtverzhden analogichnyi vyvod o zvezdah klassa O, poluchennyi po raschetam energetiki termoyadernyh reakcii. Vmeste s tem, V.A. Ambarcumyanom bylo vpervye ustanovleno, chto i giganty klassa O rozhdayutsya gruppami - po-vidimomu, vmeste so zvezdami men'shei svetimosti. Poslednee obstoyatel'stvo podtverzhdaetsya tem, chto v nekotoryh iz O-associacii soderzhitsya znachitel'noe kolichestvo zvezd tipa T Tel'ca.
V.A. Ambarcumyanom byla otmechena svyaz' T-associacii s diffuznymi gazovymi tumannostyami. Etot nablyudatel'nyi fakt sygral v dal'neishem sushestvennuyu rol' v razvitii teoreticheskih predstavlenii o tom, kak obrazuyutsya zvezdy.
Otkrytiya V.A. Ambarcumyana vnachale byli vstrecheny nekotorymi astronomami s nedoveriem i vyzvali ryad diskussii. Odnako issledovaniya zvezdnyh associacii i processa zvezdoobrazovaniya v nih, provodivshiesya kak otechestvennymi, tak i zarubezhnymi astronomami, podtverdili pravil'nost' osnovnyh vyvodov, k kotorym prishel V.A. Ambarcumyan, i bol'shuyu cennost' ih dlya zvezdnoi kosmogonii.
Primechanie. Stat'ya napisana po zakazu dlya sbornika "Sto velikih otkrytii XX veka", izdanie kotorogo podgotavlivaetsya Institutom prikladnoi astronomii RAN.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
associacii, zvezdnye - zvezdy - vozrast zvezd - zvezdoobrazovanie - istoriya astronomii
Publikacii so slovami: associacii, zvezdnye - zvezdy - vozrast zvezd - zvezdoobrazovanie - istoriya astronomii | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
