Млечный Путь № 3 2021 - Далия Мейеровна Трускиновская
Больше века эта спиральная туманность интереса у астрономов не вызывала. И если бы не случай (сыгравший, как мы увидим, большую роль в науке), то, возможно, современные знания о Вселенной были бы значительно скромнее. Случай же, о котором идёт речь, произошёл в 1885 году. В обсерватории Дерпта в городе Тарту работал в то время астроном Эрнст Гартвиг. Его имя осталось в истории астрономии потому, что он обнаружил в туманности М 31 звезду, которой до этого момента там не было. Звезда была слабая, на пределе видимости невооруженным глазом. С каждой ночью блеск звезды ослабевал, и несколько недель спустя Гартвиг не мог разглядеть её даже в телескоп. Такие звёзды - неожиданно вспыхивавшие и медленно угасавшие - наблюдались уже не раз. Их назвали новыми звёздами. Новая, которую наблюдал Гартвиг, получила наименование S Андромеды. Как потом оказалось, её видели и другие астрономы, но никто, включая Гартвига, не понял, какое значение для науки будет иметь именно эта вспышка.
Никогда прежде новые звёзды не вспыхивали в туманностях. А туманности в космогонических представлениях астрономов играли очень важную роль. Ещё в 1755 году немецкий философ Иммануил Кант предложил так называемую небулярную (от слова nebula - туманность) гипотезу происхождения звёзд и планетных систем. В 1796 году такую же идею высказал французский учёный Пьер-Симон Лаплас, и вплоть до начала ХХ века небулярная гипотеза была единственной, которую признавали все астрономы.
Кант и Лаплас предположили, что звёзды образуются вместе со своими планетными системами из вращающегося межзвёздного плотного газового облака. Облако это облако неоднородно, где-то оно плотнее, где-то более разреженное. Там, где газ более плотный, частицы сильнее притягиваются друг к другу, из-за чего плотность газа растёт ещё больше, и спустя миллионы лет его сгустки превращаются в звезду (самый большой сгусток) и планеты (сгустки поменьше).
Туманности из каталога Мессье, по мнению астрономов, как раз и могли быть такими облаками, из которых со временем рождались звёзды. И вот, в одной из туманностей, а именно в М 31, действительно вспыхнула звезда, названная S Андромеды! Это прекрасный и не вызывающий сомнений аргумент в пользу правильности небулярной теории Канта-Лапласа.
Но аргумент - ещё не доказательство! Строго говоря, нужно было сначала доказать, что М 31 - действительно газовая туманность, а не очень далёкое скопление звёзд, ведь до Галилея и Млечный Путь представлялся туманной полосой, а не звёздным океаном.
Казалось бы, какая разница? Если М 31 - газовая туманность, то расстояние до неё сравнительно невелико, по астрономическим меркам, конечно. Сотни световых лет, вряд ли больше. На большем расстоянии туманность была бы не видна. Но если расстояние до S Андромеды не превышает тысячи световых лет, то эта новая звезда ничего особенного собой не представляет, бывали новые и поярче. Через шесть лет после S Андромеды, в 1891 году, вспыхнула новая звезда в созвездии Возничего, и в максимуме она имела примерно четвёртую звёздную величину, то есть была раз в шесть ярче, чем S Андромеды.
А если М 31 на самом деле не газовая туманность, а очень далёкое звёздное скопление? Тогда расстояние до него должно быть гораздо больше - в десятки, а то и сотни раз. Ведь с относительно близкого расстояния туманное пятно удалось бы увидеть в телескопы как скопление отдельных звёзд. Если это так, и М 31 - действительно представляет собой звёздное скопление, то S Андромеды оказывается звездой из ряда вон выходящей, сродни звезде Тихо, вспыхнувшей в 1572 году, звезде Кеплера 1604 года или ещё более яркой звезде-гостье 1054 года. Эти звёзды в максимуме светили так ярко, что были видны даже днём. Такие явления (может быть, звёзды?) сейчас называют сверхновыми.
Что же всё-таки такое М 31? Туманность или скопление звезд? Вопрос только на первый взгляд выглядит частным. На самом деле это была грандиозная мировоззренческая проблема. Если М 31 - далекая звёздная система, то Млечный Путь, наша Галактика, не единственный такой объект во Вселенной. Значит, существуют и другие галактики, "звёздные острова", состоящие из десятков, а то и сотен миллиардов звёзд. Между тем, в конце XIX века астрономы были убеждены, что все многочисленные спиральные туманные пятна, наблюдаемые на небе, в том числе и М 31, - это обычные газовые туманности, и находятся они, естественно, в пределах Млечного Пути.
Как-то в одной из книг по истории астрономии мне попалось на глаза высказывание американского астронома миссис Агнесс Мэри Кларк сделанное в 1890 году. Она утверждала, что любому астроному, владеющему доказательствами, совершенно очевидно, что никаких внешних галактик не существует и что все звёзды и туманности находятся в пределах Млечного Пути. Однако прошло время, и от этого утверждения не осталось и следа... (Если не будет сведений о миссис Кларк, её имени, упоминание о ней надо убирать. Можно обойтись без этого абзаца)
Астрономические явления могут быть лишь видимостью чего-то, что возможно, будет реально познано, когда вступят в строй новые, более совершенные телескопы, появятся новые, более точные методы исследований. То, что мы видим на небе, зачастую, вовсе не то, что происходит на самом деле. Если ученый получил, например, два одинаковых спектра, может ли он утверждать, что наблюдал два одинаковых физических явления? Нет, не может. Вот пример.
На рубеже XIX и ХХ веков американский астроном Джон Шейнер получил спектр туманности Андромеды, и он оказался очень похож на спектр Солнца. Учёный сделал правильный вывод: поскольку спектр М 31 подобен солнечному, то эта туманность - колоссальное звёздное скопление, состоящее из таких же звёзд, как Солнце. Идея ясная, казалось бы, против неё нечего возразить. Тем более, что год спустя голландский ученый Корнелий Истон исследовал распределение звёзд в Млечном Пути и пришёл к выводу, что наша Галактика имеет форму спирали, причём Солнце находится не в центре, а где-то на окраине. Иными словами, Солнце - рядовая звезда Млечного Пути. Оба утверждения - Шейнера и Истона - оказались правильными!
Вот две правильные идеи, основанные на истолковании реально наблюдаемых явлений.
Но... Несколько лет спустя американский астроном Весто Слайфер исследовал спектры газо-пылевых туманностей, расположенных в звёздном скоплении Плеяды. Это небольшое скопление довольно ярких звёзд, прекрасно видимых невооруженным глазом, находится, без сомнения, в нашей Галактике. А туманности, которые наблюдал Слайфер, физически связаны со скоплением и, значит, никак не могут быть "островными Вселенными". Так
