| << Chast' 1. Obshie svedeniya o zvezdah | | Oglavlenie | | O metodah izucheniya zvezd >> |
KRATKAYa ISTORIYa IZUChENIYa ZVEZD
|
Znaniya i predstavleniya o zvezdah v drevnem mire i antichnosti
(I tysyacheletie do n.e. i I tysyacheletie n.e.)
Zvezdy izdavna i po-raznomu ob'edinyalis' raznymi narodami v sozvezdiya. V nastoyashee vremya prinyato delenie neba na 88 uchastkov-sozvezdii, nazvaniya kotorym dany, v osnovnom, drevnimi grekami, hotya bliz yuzhnogo polyusa nebesnoi sfery predstavleny i nedavnie "pridumki", t.k. evropeicy zaglyanuli "pod" Zemnoi Shar lish' v poslednie veka (plavanie Magellana i t.p.).
Pervye zvezdnye katalogi (po krainei mere, doshedshie do nas) byli sostavleny za neskol'ko vekov do nachala nashei ery. Naprimer, v 355 g. do n.e. kitaiskii astronom Shi-Shen' vklyuchil v svoi katalog ("Sing-Ching") 809 zvezd [zdes' i dalee, v osnovnom, po "Spravochniku lyubitelya astronomii" P.G.Kulikovskogo, 2002]. V 294-272 gg. do n.e. nachalos' sistematicheskoe opredelenie zvezdnyh polozhenii pri pomoshi uglomernyh instrumentov, chto delalos', v chastnosti, Aristilom s Samosa i Timoharisom iz Aleksandrii [Kulikovskii, 2002]. V 129 g. do n.e. drevnegrecheskii astronom Gipparh vvel ispol'zuemuyu do sih por shkalu vidimyh zvezdnyh velichin (6 gradacii) i sostavil pervyi v Evrope zvezdnyi katalog [Dagaev, 1955; Skul'ptura..., 2005], t.e. eshe s antichnosti v Evrope i na prilegayushih territoriyah nachalos' sistematicheskoe nakoplenie fakticheskogo materiala o zvezdah. Katalog Gipparha schitalsya utrachennym, no amerikanskii istorik astronomii B.Shefer (B.Schaefer) polagaet, chto emu udalos' naiti predstavlenie kataloga Gipparha na mramornoi kompozicii iz figury titana Atlasa, derzhashego na plechah globus, na kotorom vygravirovano 41 sozvezdie. Schitaetsya, chto skul'ptura sozdana v 125 g. do n.e., chto rano dlya Ptolemeya (avtora kataloga "Al'magest"), no sovpadaet so vremenami Gipparha. Polozhenie zvezd na globuse sootvetstvuet doshedshim do nas "Kommentariyam" Gipparha [Skul'ptura..., 2005]. Tri knigi "Al'magesta" aleksandriiskogo astronoma Klavdiya Ptolemeya poyavilis' v 140 g. nashei ery. V etom kataloge predstavleno 1022 zvezdy s razdeleniem ih na te zhe 6 velichin, kak u Gipparha.
Antichnost' podarila nam i pervye pravil'nye dogadki o prirode zvezd. Ideya o dozvezdnom etape evolyucii mira, t.e. o haose, prisutstvovala uzhe v mifah Drevnego Vavilona i Drevnei Grecii zadolgo do nachala nashei ery. Izvestno takzhe, chto Mark Tullii Ciceron v I v. do n.e. schital, chto zvezdy, kotorye my vidim, byli ne vsegda i chto oni rozhdayutsya iz tonchaishego ognennogo efira, zapolnyayushego Vselennuyu [Surdin, 1999]. Uzhe Anaksagor v V v. do n.e. utverzhdal, chto Solnce "glyba, ognennaya naskvoz', a velichinoi ono bol'she Peloponnesa" [Diogen Laertskii, 1979]. Slovo "glyba" mozhno perevodit' kak "kamen'", no, navernoe, i kak "obrazovanie", "sgustok" i t.p. Znachit, Anaksagor mog i ne schitat' Solnce tverdym. Vazhnee, chto on priznaval ego ognennym [Yu.N.]. Demokrit v IV-V vekah do n.e. predpolagal, chto Solnce ogromno po sravneniyu s Zemlei, a Mlechnyi Put' sostoit iz mnozhestva zvezd [Kulikovskii, 2002]. Aristotel' v IV v. do n.e. pisal o predpolagaemoi sharoobraznosti zvezd, a Ciceron v I v. do n.e. ne somnevalsya, chto Solnce bol'shaya i blizkaya zvezda [Surdin, 1999]. V knige Nikolaya Kopernika my chitaem, chto "On [Ciceron] rasskazyvaet, chto Niket dopuskal dvizhenie Zemli. Posle etogo ya prochel u Plutarha, chto i drugie priderzhivalis' etogo mneniya" [Masevich, Tutukov, 1988, s.15]. Ideya shodstva dalekih zvezd s Solncem pozvolyala perenosit' na nih te svedeniya, kotorymi chelovechestvo obladalo otnositel'no blizhaishei zvezdy i ee okrestnostei, a po etomu povodu imelis' ochen' smelye idei. Tak, naprimer, v 280-265 gg. do n.e. Aristarh Samosskii vyskazyval mysl' o dvizhenii Zemli s Lunoi i planet vokrug Solnca, nahodyashegosya v centre Vselennoi [ili tol'ko v centre Solnechnoi sistemy? - Yu.N.]. Emu zhe prinadlezhit pervaya ocenka rasstoyaniya ot Zemli do Solnca - 1200 zemnyh radiusov [Kulikovskii, 2002]. Vselennaya mogla predstavat' myslennomu vzoru nekotoryh antichnyh myslitelei beskonechno bol'shoi i obladayushei beschislennym mnozhestvom naselennyh mirov. My znaem, chto takie idei vyskazyvalis' Anaksagorom, Epikurom, Lukreciem.
Vne Sredizemnomor'ya na rubezhe dvuh er izvestny lish' otdel'nye nablyudeniya v oblasti zvezdnoi astronomii, kotorye ne svodilis' by k sostavleniyu katalogov. Tak, naprimer, v marte 328 g. do nashei ery v kitaiskoi letopisi pervogo goda He-Pin dinastii Han' vpervye upominayutsya solnechnye pyatna. Osobo nuzhno skazat' o trude kitaiskogo astronoma Chzhan Hena (78-139), kotoryi vo 2 v. n.e. ocenil chislo vidimyh zvezd v Kitae v 2500, razdelil ih na 124 sozvezdiya i dal sobstvennye imena 320 zvezdam. Chzhan Hen pisal o sharoobraznosti nebesnyh tel i bezgranichnosti Vselennoi v prostranstve i vremeni. On ponimal prichinu solnechnyh i lunnyh zatmenii, nezavisimo ot astronomov Sredizemnomor'ya otkryl yavlenie precessii - dvizheniya tochki vesennego ravnodenstviya po ekliptike navstrechu kazhushemusya godichnomu dvizheniyu Solnca.
Izuchenie zvezd v Srednei Azii i vne ee v pervoi polovine II tysyacheletiya nashei ery
Dal'neishee izuchenie zvezd na kakom-to etape istorii bylo svyazano s uspehami nauk v Srednei Azii. Bol'shoi astronomicheskii traktat Ptolemeya byl pereveden na arabskii yazyk, gde i obrel privychnoe nam nazvanie - "Al'magest". Okolo 1031 g. poyavilsya "Kanon Masuda", sozdannyi Abu Reihana al-Biruni iz Horezma. On soderzhal opisanie 1029 zvezd. V 1437-1446 gg. Ulugbekom iz Samarkanda i ego sotrudnikami byl sozdan katalog 1018 zvezd. Neobhodimo otmetit', chto vazhny ne stol'ko kolichestvo zvezd v katalogah, skol'ko tochnost' opisaniya ih yarkosti i mestopolozheniya na nebe. Katalog Ulugbeka byl sozdan na bol'shoi observatorii, gde imelis' sovershennye dlya teh dnei uglomernye instrumenty. Iz konkretnyh astronomicheskih otkrytii arabov vazhno obnaruzhenie peremennosti zvezdy Algol' ("Glaz D'yavola"). Eto pervoe v mire otkrytie peremennoi zvezdy.
Primerno k etomu zhe vremeni otnosyatsya otdel'nye interesnye astronomicheskie nablyudeniya zvezd vne Srednei Azii. Tak, naprimer, 4 iyunya 1054 g. v Tel'ce proizoshla vspyshka sverhnovoi zvezdy, chto bylo zafiksirovano v evropeiskih, yaponskih i kitaiskih hronikah. Zvezdnyi mir vpervye predstal chelovecheskomu vzoru menyayushimsya, prichem menyayushimsya ochen' bystro, hotya sootvetstvuyushie filosofskie vyvody byli sdelany lish' cherez neskol'ko stoletii. Iz drugih primechatel'nyh nablyudenii mozhno otmetit' upominanie v russkoi letopisi o solnechnom protuberance pri polnom solnechnom zatmenii v 1064 g. Pervoe evropeiskoe nablyudenie solnechnyh pyaten tozhe soderzhitsya v russkih letopisyah i otnositsya k 1371 g.
Zvezdnaya astronomiya v Zapadnoi Evrope v 15-19 vekah
Dal'neishii etap razvitiya zvezdnoi astronomii svyazan preimushestvenno s Zapadnoi Evropoi, gde filosofskaya mysl' okazalas' v naibol'shei stepeni raskreposhena, a dlya nablyudenii neba stal ispol'zovat'sya izobretennyi zdes' teleskop. V seredine 15 v. nemeckii filosof Nikolai Kuzanskii (1401-1464) pervym v zapadnoevropeiskoi nauke vydvinul idei, kotorye shli vrazrez ne tol'ko s geocentricheskoi, no i s geliocentricheskoi sistemoi mira: "Vechno dvizhushayasya Vselennaya ne imeet ni centra, ni okruzhnosti, ni verha, ni niza, ona odnorodna, v raznyh chastyah ee gospodstvuyut odinakovye zakony"; "Vselennaya est' sfera, centr kotoroi vsyudu, a okruzhnost' nigde" [V mire nauki, 2005, N7, s.86]. Trud Nikolaya Kuzanskogo (Nikolaya Krebsa) "O dvizhenii Zemli" poyavilsya v 1440 g. [Kulikovskii, 2002]. Pozdnee eti idei, v t.ch. ideya mnozhestvennosti obitaemyh mirov, svyazyvalis' s imenem Dzhordano Bruno, kotoryi posvyatil zhizn' ih propagande. Kniga Dzhordano Bruno "O beskonechnosti Vselennoi i mirah" byla izdana v Londone v 1584 g. [Kulikovskii, 2002]. Opredelennoe znachenie dlya zvezdnoi astronomii imela i geliocentricheskaya sistema Kopernika, v kotoroi v centr Mira stavilos' Solnce s vrashayushimisya vokrug nego planetami. I hotya v sisteme Kopernika po-prezhnemu prisutstvovala "sfera nepodvizhnyh zvezd", vkladom v zvezdnuyu astronomiyu bylo pravil'noe predstavlenie o Solnce kak centre planetnoi sistemy.
Esli zhe vernut'sya k sobstvenno zvezdnoi astronomii, to zdes' pervonachal'nye sobytiya byli svyazany s dvumya vspyshkami sverhnovyh zvezd. V 1572 g. Tiho Brage, a v 1604 g. I.Kepler, G.Galilei i D.Fabricius (otec) nablyudali "poyavlenie" na nebe novoi zvezdy, t.e. vspyshku sverhnovoi, kak my govorim teper'. Hotya Tiho Brage oshibochno polagal, chto "novaya" zvezda skondensirovalas' iz veshestva Mlechnogo Puti, eto vse ravno oznachalo, chto i v mire "vechnyh" i "nepodvizhnyh" zvezd inogda proishodyat izmeneniya. Galilei schital zvezdy bolee plotnymi uchastkami nebes i iz nalichiya protivopolozhnyh sostoyanii v plotnosti neba delal vyvod o tom, chto zvezdy voznikayut i unichtozhayutsya. Dlya svoego vremeni eto byli ochen' smelye idei, t.k., naprimer, I.Kepler, pisal, chto v budushem uchenye "vozderzhat'sya ot togo, chtoby vmeste s Brage rassmatrivat' komety i novye zvezdy kak porozhdenie Mlechnogo Puti, esli tol'ko oni ne zhelayut govorit' neleposti o gibeli sovershennyh i vechnyh nebesnyh tel" [Surdin, 1999, s.13].
Posleduyushie sobytiya v zapadnoevropeiskoi astronomii, v osnovnom, svyazany s poyavleniem teleskopa. Zritel'naya truba byla izobretena gollandcem G.Lipperegeem v 1608 g. Eto izobretenie vskore bylo povtoreno Galileem, kotoryi vpervye primenil trubu dlya nablyudenii neba. V 1610 g. on uvidel Mlechnyi Put' razdelennym na mnozhestvo zvezd, a takzhe, kak obychno schitaetsya, otkryl solnechnye pyatna. Po krainei mere, evropeiskaya nauka uznala ob etih pyatnah imenno ot Galileya. V 1611 g. I.Holdsmitom, I.Fabriciusom (synom) i tem zhe Galileem po peremesheniyu solnechnyh pyaten bylo obnaruzheno vrashenie Solnca vokrug svoei osi. Uzhe v 1630 g. H.Sheiner (Germaniya), nablyudaya solnechnye pyatna, otkryl zavisimost' perioda vrasheniya Solnca ot geliograficheskoi shiroty: na ekvatore Solnce vrashaetsya bystree, chem v umerennyh shirotah, t.e. ne mozhet byt' monolitnym tverdym telom. Tak nachalos' izuchenie fizicheskoi prirody zvezd, hotya dolgoe vremya edinstvennym ob'ektom takogo izucheniya sluzhilo Solnce.
Neobhodimo otmetit' takzhe otkrytie 13 avgusta 1596 g. (eshe do izobreteniya teleskopa) D.Fabriciusom peremennosti Miry Kita. Znachitel'no pozdnee, s 1639 g., niderlandec I.Gol'varda nachal sistematicheskoe issledovanie peremennosti etoi zvezdy. K 1667 g. francuz I.Buio opredelil povtoryaemost' kolebanii bleska v 333 dnya. V etom zhe godu ital'yanec G.Montanari pervym v Evrope obnaruzhil peremennost' zvezdy Algol'. Vse eti fakty svidetel'stvovali, chto miru zvezd svoistvenny raznoobraznye izmeneniya - kak vnezapnye (v vide sverhnovyh zvezd), tak i periodicheskie. Pozdnee izuchenie peremennyh zvezd stanovitsya odnoi iz vazhneishih tem zvezdnoi astronomii. V 1782-1784 gg. peremennye zvezdy sistematicheski issleduyutsya angliiskimi astronomami- lyubitelyami Dzh.Gudraikom i E.Pigottom, vydvigaetsya pravil'naya gipoteza otnositel'no prirody nekotoryh iz nih (dve blizkie zvezdy, kotorye vrashayutsya vokrug obshego centra mass, periodicheski zatmevaya odna druguyu) [Kulikovskii, 2002]. Gudraik i Pigott otkryli v 1984 g. i pervye cefeidy [Berdnikov, 2006]. V 1894 g. A.A.Belopol'skii na Pulkovskoi observatorii obnaruzhil periodicheskoe izmenenie luchevyh skorostei u cefeid, chto pozvolilo N.A.Umovu predpolozhit' pul'saciyu razmerov etih zvezd [Bachinskii, 1916; Lyudi russkoi nauki, 1961]. Zavisimost' mezhdu zvezdnoi velichinoi i periodom pul'sacii cefeid byla vyyasnena v 1912 g. G.Livitt na primere 26 cefeid Malogo Magellanova Oblaka [Berdnikov i dr., 2006]. Pervyi katalog peremennyh zvezd, soderzhashii 12 takih ob'ektov opublikovan Pigottom v 1786 g. [Kulikovskii, 2002]. S 1895 g. fotografirovanie neba i katalogizaciya peremennyh zvezd nachalis' na Moskovskoi observatorii pod rukovodstvom V.K.Ceraskogo, chto privelo dannuyu observatoriyu k mirovomu liderstvu v dannoi oblasti [Blazhko, 1940]. V 20 v. v katalogah, kotorye sostavlyalis' v Moskve pod rukovodstvom P.P.Parenago, byli uzhe dannye o 30 tysyachah takih zvezd.
Drugaya stol' zhe vazhnaya tema - vizual'no-dvoinye zvezdy. Dvoistvennost' Micara vpervye byla otmechena v 1611 g. Galileem. Ser'eznoe issledovanie vizual'no- dvoinyh zvezd proizvel s 1776 po 1821 gg. Hr. Maier. V 1779 g. on opublikoval pervyi katalog takih zvezd: 690 ob'ektov, prichem 60 iz nih otkryty vpervye [Kulikovskii, 2002]. Po drugim dannym, v kataloge Maiera, opublikovannom v 1784 g., znachilos' 80 dvoinyh zvezd [vozmozhno, rech' idet o bolee pozdnem kataloge, kuda bylo vklyucheno bol'she dvoinyh zvezd, otkrytyh samim Mairom? - Yu.N.]. Vil'yam Gershel' znal 269 dvoinyh zvezd, V.Struve - 3133 [Masevich, Tutukov, 1988]. K 1803 g. Vil'yam Gershel', v techenie 25 let nablyudavshii dvoinye zvezdy, ustanovil, chto nekotorye iz nih yavlyayutsya podlinnymi sistemami iz dvuh zvezd, a ne prosto vidny nam pochti na odnoi linii [Kulikovskii, 2002], t.e. chleny takih sistem peremeshayutsya v prostranstve, vrashayas' vokrug obshego centra mass. Eto oznachalo vernost' zakona tyagoteniya ne tol'ko dlya Solnechnoi sistemy.
V 1717-1718 gg. Edmund Gallei otkryl sobstvennoe dvizhenie treh zvezd: Al'debarana, Siriusa i Arktura [Kulikovskii, 2002]. Tak kak zvezdy hot' i medlenno, no peremeshayutsya na nebesnoi sfere, odnoi iz vazhneishih zadach astronomii okazalos' sostavlenie podrobnyh katalogov s tochneishim opisaniem mestopolozheniya zvezd. V katalogah ukazyvalis' i drugie parametry zvezd, dostupnye toi ili inoi epohe (v chastnosti, astrofotometricheskie dannye, spektral'nye harakteristiki). Snachala katalogi sostavlyalis' pri pomoshi uglomernyh instrumentov bez ispol'zovaniya teleskopa, potom primenyalsya takzhe teleskop, a blizhe k nashim dnyam podobnaya deyatel'nost' uzhe ne myslilas' bez ispol'zovaniya fotografii. V 1690 g. bylo osushestvleno posmertnoe izdanie kataloga 1564 zvezd, sozdannogo pol'skim astronomom Yanom Geveliem eshe bez ispol'zovaniya optiki. V 1725 g. vyshel v svet poslednii (tretii) tom zvezdnogo kataloga Dzh. Flemstida (Angliya). V kataloge privedeny svedeniya primerno o 3000 zvezdah. V 1762 g. anglichanin Dzh. Bradlei zavershil cikl iz 60 tysyach izmerenii 3268 zvezd. V 1763 g. poyavilsya sostavlennyi N.Lakailem katalog bolee 10 tysyach zvezd yuzhnogo neba. V 1778 g. byl opublikovan "Atlas neba" I.Bode, soderzhashii na 20 listah izobrazheniya 17240 zvezd. V kataloge, sostavlennom anglichaninom P.Lalandom i opublikovannom v 1801 g., ukazyvalos' polozhenie uzhe 47 380 zvezd. Vse eti katalogi ne utratili znacheniya do nastoyashego vremeni, hotya sovremennaya fotograficheskaya tehnika pozvolila sozdat' bolee podrobnye i tochnye opisaniya.
Nablyudeniya za sobstvennym dvizheniem zvezd oznamenovalis' v 1783 g. odnim iz velichaishih dostizhenii zvezdnoi astronomii: otkryv rashozhdenie zvezd v sozvezdiyah Liry i Gerkulesa, Vil'yam Gershel' sdelal vyvod o dvizhenii Solnca v etom napravlenii [Dagaev, 1955]. Izuchiv sobstvennoe dvizhenie Siriusa, Bessel' v 1834 g. predskazal nalichie u nego sputnika, kotoryi byl otkryt amerikancem Klarkom v 1862 g. V 1840 g. bylo obnaruzheno obshee sobstvennoe dvizhenie yarkih zvezd skopleniya Pleyady, chto oznachalo, chto dannaya gruppa zvezd peremeshaetsya v prostranstve kak odno celoe.
V 1785-1786 gg. Vil'yam Gershel' dlya izucheniya neravnomernosti raspredeleniya zvezd po nebu vpervye primenil metod "zvezdnyh cherpkov". Tak vpervye byli oceneny razmery i forma Nashei Galaktiki, hotya predstavlenie o galaktike kak odnoi iz zvezdnyh sistem prishlo znachitel'no pozdnee. Sut' metoda sostoyala v tom, chto v kazhdom iz napravlenii podrobno izuchalsya kakoi-to odin "kusochek" neba.
Postepenno popolnyalsya arsenal nablyudatel'nyh metodov zvezdnoi astronomii. 1728-i g. yavlyaetsya nachalom astrofotometrii (P.Buger, Franciya). V 1859- 1860 gg. R.Bunzenom i G.Kirhgofom byl otkryt spektral'nyi analiz, stavshii odnim iz osnovnyh instrumentov zvezdnoi astronomii (zvezdnaya spektroskopiya). V 1842 g. anglichaninom H.Doplerom byl sformulirovan zakon, voshedshii v istoriyu kak "princip Doplera". V 1894-1899 gg. princip Doplera byl dokazan eksperimental'no [Kulikovskii, 2002]. V 1900 g. peterburgskii astronom A.A.Belopol'skii v laboratornyh usloviyah podtverdil primenimost' principa Doplera k svetovym yavleniyam v opyte s vrashayushimisya zerkalami [Lyudi russkoi nauki, 1961]. V 1872 g. byla ustanovlena svyaz' temperatury tela i ego izlucheniya (zakon Stefana) [Kulikovskii, 2002]. V 1899 g. moskovskii fizik P.N.Lebedev otkryl i sumel izmerit' davlenie sveta na tverdye tela [Lazarev, 1937]. Otkrytie kazhdogo iz takih zakonov i principov rezko rasshiryalo vozmozhnosti izucheniya dalekih astronomicheskih ob'ektov, sposobstvovalo ponimaniyu processov, proishodyashih na nih i vblizi nih. Tak, naprimer, uzhe v 1863 g., cherez 3 goda posle otkrytiya spektral'nogo analiza, poyavilas' pervaya klassifikaciya zvezdnyh spektrov (A.Sekki) i v spektrah ryada zvezd byli otozhdestvleny linii neskol'kih himicheskih elementov (U.Heggins). A v 1872 g. G.Fogel' opublikoval "Spektroskopicheskie nablyudeniya zvezd" - pervyi katalog spektrov 4051 zvezdy v odnoi iz shirokih polos neba. V 1889-1890 gg. byli otkryty pervye spektral'no-dvoinye zvezdy (E.Pikering v SShA, G.Fogel' i Yu.Sheiner v Germanii) [Kulikovskii, 2002].
Rasstoyanie do blizhaishih zvezd vpervye bylo opredeleno metodom godichnogo parallaksa (sm. nizhe). Godichnyi parallaks zvezdy vpervye byl izmeren v 1835-1836 gg. russkim astronomom Vasiliem Yakovlevichem Struve na Pulkovskoi observatorii bliz Peterburga. Sdelano eto bylo dlya Vegi - yarchaishei zvezdy severnogo neba [Dagaev, 1955]. V 1837 g. godichnyi parallaks byl opredelen F.Besselem dlya zvezdy 61 Lebedya. V techenie desyatiletiya posle etogo byli opredeleny parallaksy dlya mnogih otnositel'no blizkih zvezd.
Uspehi astronomii v svoyu ochered' sposobstvovali razvitiyu fiziki. Tak, naprimer, eshe v 1675 gg. datchanin Remer po nablyudeniyam momentov zatmeniya sputnikov Yupitera sdelal vyvod o konechnosti skorosti sveta i izmeril etu skorost'. Znaya o konechnosti skorosti sveta, Dzh. Michel v 1783 g. [Hoking, 2000] i P.S.Laplas v 1796 g. [Kulikovskii, 2002] smogli predskazat' vozmozhnost' sushestvovaniya ob'ektov, kotorye my teper' nazyvaem "chernymi dyrami".
V 18-19 vekah prodolzhilos' instrumental'noe izuchenie Solnca, nachatoe eshe v 1610 g. Galileo Galileem. V 1715 g. Edmund Gallei otkryl hromosferu Solnca. V 1774 g. sostoyalos' otkrytie voronkoobraznoi formy solnechnyh pyaten (A.Vilson iz Shotlandii). V 1814-1815 gg. I.Fraungofer opisal bolee 300 linii solnechnogo spektra i izmeril dliny ih voln. V 1843-1844 gg. G.Shvabe iz Germanii ustanovil periodichnost' poyavleniya solnechnyh pyaten. V 1860 g. ital'yanec A.Sekki i anglichanin U.De la Ryu vpervye uspeshno sfotografirovali koronu i protuberancy vo vremya polnogo solnechnogo zatmeniya [Kulikovskii, 2002]. V 1868 g. anglichane Dzh.N.Lok'er i N.Pogson metodom spektral'nogo analiza otkryli na Solnce novyi element, nazvannyi geliem. V 1895 g. Ramzai, tozhe anglichanin, vydelil gelii iz "zemnogo" minerala kleveita [Enciklopedicheskii slovar', 1963], chto posluzhilo podtverzhdeniem bol'shih vozmozhnostei spektral'nogo analiza. V 1903-1905 gg. moskvich V.K.Ceraskii opredelil zvezdnuyu velichinu Solnca, a v 1908 g. Dzh. Heil obnaruzhil magnitnye polya solnechnyh pyaten, no poslednie dva otkrytiya uzhe otnosyatsya k 20 v. [Kulikovskii, 2002].
Lavinoobraznoe nakoplenie astronomicheskih znanii v 17-19 vekah sposobstvovalo poyavleniyu kosmogonicheskih i t.p. gipotez, ob'yasnyayushih proishozhdenie i evolyuciyu Mira. Schitaetsya, chto v pervoi polovine 17 v. Rene Dekart (1596-1650) vpervye vydvinul kosmogonicheskuyu ideyu o formirovanii zvezd i planet v rezul'tate vihrevogo dvizheniya efira [Surdin, 1999]. No, esli chitatel' obratil vnimanie na epigraf pered etoi glavoi, to, navernoe, soglasitsya, chto eta ideya byla izvestna i v antichnosti. Ona horosho illyustriruetsya pri pomeshivanii chaya s chainkami [Yu.N.]. Tem ne menee, v ramkah zapadno-evropeiskoi nauki gipoteza Dekarta okazalas' vazhnym shagom k pravil'nomu ponimaniyu mehanizma evolyucii nebesnyh tel.
V konce 17 v. byl otkryt zakon vsemirnogo tyagoteniya (Borelli, Gyuigens, Guk, N'yuton), i s 18 v. dannyi zakon stal figurirovat' vo vseh kosmogonicheskih gipotezah. Primechatel'no, odnako, chto prityazhenie k centru Zemli bylo izvestno eshe Pifagoru v V v. do n.e. ("... zemlya tozhe sharovidna i naselena so vseh storon. Sushestvuyut dazhe antipody, i nash niz - dlya nih verh") [Diogen Laertskii, 1979, s.339]. Predpolagat' vsemirnoe znachenie tyagoteniya mog pifagoreec Aristarh v III v. do n.e. On predlozhil geliocentricheskuyu sistemu i mog dogadyvat'sya o podobii Solnca i zvezd [ES, 1963; dr.]. No, konechno, eti dogadki ne byli vosprinyaty ego sovremennikami, a N'yuton sumel ubedit' mir v svoei pravote.
V 1755 g. byla opublikovana "Vseobshaya estestvennaya istoriya i teoriya neba" nemeckogo filosofa I.Kanta. V etoi knige predlagalas' pervaya kosmogonicheskaya gipoteza proishozhdeniya nebesnyh tel i ih sistem iz pylevyh tumannostei. V 1761 g. v "Kosmologicheskih pis'mah ob ustroistve Vselennoi" Lambert predstavil ideyu ierarhicheskoi struktury beskonechnoi Vselennoi. V 1796 g. poyavilos' pyatitomnoe "Izlozhenie sistemy mira" P.Laplasa, i v ego 5-i knige byla vydvinuta gipoteza obrazovaniya planet iz vrashayusheisya gazovoi tumannosti (gipoteza Kanta-Laplasa).
Poiski istochnika energii zvezd v 19-20 vekah
Vazhnym voprosom na protyazhenii 19-20 vv. byl poisk istochnika energii zvezd. Imelis' sleduyushie gipotezy [Masevich, Tutukov, 1988]:
- akkrecionnaya: zvezdy razogrevayutsya ot padayushih komet (N'yuton) ili ot padayushego meteornogo veshestva (Yu.Maier, 1848). Gipoteza okazalas' vernoi dlya pervyh etapov formirovaniya zvezdy;
- gravitacionnaya: zvezdy razogrevayutsya iz-za postepennogo szhatiya (Gel'mgol'c). Verno dlya otdel'nyh i otnositel'no kratkih etapov v zhizni normal'nyh zvezd, a takzhe dlya belyh karlikov. Esli Solnce, k primeru, utratit termoyadernyi istochnik energii, to smozhet svetit'sya s primerno takoi zhe siloi eshe 2 milliarda let, poka ne sozhmetsya do vyrozhdennogo sostoyaniya;
- radioaktivnaya (uranovaya): energiyu daet raspad urana; ustarela;
- annigilyacionnaya: energiya voznikaet v rezul'tate annigilyacii, k primeru, elektronov i pozitronov. Verno tol'ko pri kollapse;
- termoyadernaya: za schet prevrasheniya vodoroda v gelii i dalee v drugie elementy. Ustoyavshiesya vzglyady, kotorye podtverzhdayutsya opytom mnogih desyatiletii. Osnovnoi istochnik energii zvezd. Gipoteza prinadlezhit angliiskomu astronomu i fiziku Arturu Stenli Eddingtonu (1923, 1929). Vazhnye posleduyushie shagi v etom napravlenii sdelali K.Vaiczeker (1938), G.Gamov i E.Teller (1938), Bete (1938, 1939) i dr. Primechatel'no, chto predpolozhenie o vozmozhnom prevrashenii vodoroda v gelii na Solnce bylo vydvinuto Perrenom eshe v 1919 g. [Kulikovskii, 2002].
Zvezdnaya astronomiya v 20 veke
Razvitie zvezdnoi astronomii v 20 v. vryad li celesoobrazno opisyvat' v korotkoi vvodnoi glave uzh ochen' podrobno, t.k. otkrytiyam etogo vremeni posvyashen ostal'noi tekst rukopisi. Upomyanem lish' otdel'nye "vehi" etogo processa.
V 1911-1914 gg. dlya skoplenii Pleyady i Giady byla postroena diagramma "cvet - zvezdnaya velichina", kotoraya privela k diagramme "spektr - svetimost'" Gercshprunga-Ressella. Eta diagramma legla v osnovu sovremennoi klassifikacii zvezd. A v 1919-1923 gg. byla ustanovlena zavisimost' "massa-svetimost'", svyazannaya s imenami Einara Gercshprunga, Genri Norissa Ressella i Artura Stenli Eddingtona.
V 1914-1919 gg. amerikancem H.Shepli byla razrabotana pul'sacionnaya teoriya cefeid [Kulikovskii, 2002]. Tak kak period pul'sacii cefeid zhestko svyazan s ih absolyutnoi svetimost'yu, cefeidy "pomogli" opredelit' rasstoyanie do teh zvezdnyh sistem, v kotoryh oni raspolozheny. Astronomy priobreli odin iz nadezhnyh sposobov opredeleniya kosmicheskih rasstoyanii.
V techenie pochti vsego 20 v. prodolzhalos' otkrytie principial'no novyh tipov zvezdnyh ob'ektov. V 1915 g. amerikancem Adamsom byl otkryt pervyi belyi karlik. V 1932 g. L.D.Landau predskazal vozmozhnost' sushestvovaniya neitronnyh zvezd. V 1933 g. amerikancy V.Baade i F.Cviki predpolozhili, chto vspyshki sverhnovyh zvezd obuslovleny katastroficheskim szhatiem normal'nyh zvezd, kotorye prevrashayutsya v neitronnye zvezdy. V 1967 g. angliiskoi issledovatel'nicei (aspirantkoi) Dzh.Bell i E.H'yuishem (ee rukovoditelem) byli otkryty pervye pul'sary, okazavshiesya predskazannymi neitronnymi zvezdami. V 1970 g. sovetskii fizik V.F.Shvarcman predskazal rentgenovskoe izluchenie ot pul'sarov v dvoinyh sistemah, a v 1971 byl otkryt pervyi rentgenovskii pul'sar. V 1939 g. amerikancy R.Oppengeimer i H.Snaider na urovne znanii 20 v. opyat' predskazali vozmozhnost' sushestvovaniya "chernyh dyr", o kotoryh pisal eshe Laplas. Blizhe k koncu 20 v. "chernye dyry" byli naideny i otnositel'no horosho izucheny.
V konce 20 v. posledoval kompleks otkrytii, svyazannyh s vnesolnechnymi planetami. V 1984 g. vpervye byl obnaruzhen protoplanetnyi disk vokrug zvezdy Beta Zhivopisca. V 1992 g. amerikanskie issledovateli A.Vol'cshan i D.Freil otkryli pervuyu vnesolnechnuyu planetu (u radiopul'sara, po kolebaniyam chastoty ego izlucheniya). V 1995 g. shveicarcami M.Mairom i D.Kveloti byla vpervye naidena planeta tipa Yupitera vblizi normal'noi zvezdy.
Ne slishkom vazhnoe v teoreticheskom plane, no ves'ma simvolichnoe sobytie proizoshlo v zvezdnoi astronomii v 1996 g.: vpervye - s pomosh'yu Kosmicheskogo teleskopa im. Habbla - bylo polucheno izobrazhenie diska zvezdy [Razglyadet' Betel'geize "v lico", 1996]. Udalos' razglyadet' disk krasnogo sverhgiganta Betel'geize i dazhe pyatna na nem! Zvezdy perestali byt' tochkami...
Zvezdnaya astronomiya v 21 veke
V 2004 g. vpervye poluchen fotosnimok ekzoplanety. Sfotografirovan ob'ekt, kotoryi v 100 raz tusklee korichnevogo karlika, yavlyayushegosya centrom dannoi sistemy [Vibe, 2006].
V nastoyashee vremya my dostatochno horosho predstavlyaem himicheskii sostav i vnutrennee stroenie zvezd, a takzhe processy, idushie v ih nedrah i atmosferah. My znaem, kak rozhdayutsya, evolyucioniruyut i umirayut zvezdy, prichem nam izvestny razlichnye varianty etih sobytii v zavisimosti ot iznachal'noi massy zvezdy. My znaem, kak smenyayutsya pokoleniya zvezd i chem oni otlichayutsya. Sformirovalos' predstavlenie o zvezde kak gigantskom termoyadernom reaktore, za schet raboty kotorogo vydelyaetsya energiya, prepyatstvuyushaya szhatiyu zvezdy i obespechivayushaya ee svechenie. V poslednie desyatiletiya byli izucheny mnogie ob'ekty, kotorye po masse blizki k zvezdam, no v formal'nom otnoshenii zvezdami ne yavlyayutsya iz-za otsutstviya termoyadernyh reakcii. Eto belye i korichnevye karliki, neitronnye zvezdy i chernye dyry, a takzhe protozvezdy.
| << Chast' 1. Obshie svedeniya o zvezdah | | Oglavlenie | | O metodah izucheniya zvezd >> |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
zvezdy - zvezdoobrazovanie
Publikacii so slovami: zvezdy - zvezdoobrazovanie | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
