Борис Воронцов-Вельяминов - Звёздный мир
Сразу же после того, как новая звезда достигла максимума блеска, яркость ее начинает спадать — сначала быстро, потом все медленнее, и через несколько лет звезда по яркости становится такой же, какой она была до вспышки.
Внезапное увеличение яркости звезды вызвано внезапным увеличением размеров звездных покровов, или оболочек. Ее наружные слои вместе с фотосферой, обращающим слоем и хромосферой раздуваются, как мыльный пузырь. Они несутся во все стороны от центра со скоростью сотен километров в секунду.
Итак, в момент максимума блеска звезда, вздувшаяся, как мыльный пузырь, сбрасывает с себя свои покровы. Эти покровы, удаляясь от звезды и расширяясь, становятся всё разреженнее и прозрачнее, и сквозь них проглядывает обнаженная звезда.
Последите за новой звездой через несколько лет после вспышки в большой телескоп. К этому времени ослабевшая в яркости, но расширившаяся оболочка новой звезды становится достаточно велика, чтобы ее можно было видеть непосредственно в телескоп даже на том огромном расстоянии, на каком мы от нее находимся. Такие туманные оболочки мы, действительно, видим теперь вокруг новых звезд, вспыхивавших в 1901 году (в Персее), в 1918 году (в Орле), в 1925 году (в Живописце), в 1934 году (в Геркулесе). Из года в год мы измеряем непрерывное увеличение их размеров.
Сначала такая туманность имеет вид крохотного пятнышка, потом пятнышко увеличивается и превращается в колечко, в центре которого видна слабенькая звездочка — бывшая «новая». Подсчеты показывают, что покровы, сброшенные звездой, весят в десять или сто тысяч раз меньше, чем Солнце, и состоят из водорода, гелия, азота, углерода, кислорода и других газов.
И видом, и химическим составом, и физическим состоянием газовые туманности, образованные новыми звездами, похожи на встречаемые кое-где на небе маленькие туманности, неудачно названные когда-то планетарными за их внешнее сходство с зеленоватыми слабо светящимися дисками планет Урана и Нептуна.
Почему новые звезды сбрасывают свои покрывала? Со всякой ли звездой это может случиться? Не может ли это случиться с Солнцем? Меняются ли физиономия и «нутро» звезды после сбрасывания покрывала?
Увы, увы, все эти вопросы упираются в незнание точного спектра новой звезды до ее вспышки. Ах, если бы мы знали заранее, какая из слабых звездочек вскоре вспыхнет как новая! Мы бы заранее сняли ее спектр; сфотографировать же «впрок», на всякий случай спектры сотен тысяч слабых звезд невозможно. Не зная же спектра новой звезды до вспышки, мы ничего не можем сказать и о ее физическом состоянии до катастрофы.
Все же есть данные, позволяющие сделать некоторые выводы. Оказывается, что и до и после вспышки многие новые звезды в небольших пределах неправильно меняют свою яркость. Солнце так себя не ведет. Есть звезды, названные автором этой книжки новоподобными. Он обратил внимание на тождественность их спектров до и после вспышки. Ничто не мешает предположить, что то же имеет место и для новых звезд. От них новоподобные звезды отличаются лишь меньшим масштабом явлений, которые в остальном совершенно такие же, как у новых звезд. Кроме того, у некоторых новоподобных звезд наблюдалось по две и даже по три вспышки, разделенные промежутком времени в несколько десятков лет. У них можно ожидать повторения вспышек примерно через три тысячи лет.
Повторение вспышек с такой частотой у некоторых звезд вполне может обеспечить наблюдаемую ежегодную частоту вспышек звезд в Галактике. Уже это, а также предполагаемый спектр новых звезд до вспышки (правильнее, пожалуй, было бы сказать — между вспышками), характеризующий их как очень горячие звезды, исключают возможность вспышки Солнца.
Вся совокупность наших сведений о новых и новоподобных звездах отрицает мысль, что причиной вспышек могут быть столкновения звезд друг с другом или падения планет на звезды. Первые если и бывают в Галактике, то слишком редко.
Причина вспышек новых и новоподобных звезд должна быть в них самих, и теория внутреннего строения звезд приводит к выводу, что при известных условиях в процессе развития звезды в ней может наступить состояние неустойчивости. Малейший перевес силы лучевого давления поведет тогда к срыву наружных слоев звезды.
Автор этой книжки полагает, что вспышки происходят у звезд с довольно высокой температурой и средней светимостью. В такое состояние приходит только небольшое число обычных звезд, а если и большинство, то в этой фазе своей эволюции они находятся сравнительно недолго. Эти звезды неустойчивы и время от времени сбрасывают свои внешние слои до тех пор, пока благодаря этому звезда не приобретет устойчивость окончательно. После каждой вспышки звезда несколько сжимается и, в конце концов, сжавшись и несколько охладившись, переходит в состояние белого карлика.
Это показывает, что вспыхивающие звезды резко отличаются от нашего Солнца: они гораздо горячее его и значительно более плотны. Таким образом, вспышки и выбрасывания газов происходят только у некоторого определенного класса звезд, к которому Солнце не принадлежит. Некоторые буржуазные ученые, выполняя заказ своих хозяев-капиталистов, пытаются отвлечь внимание широких трудящихся масс от решения ими социальных вопросов угрозами, что наше Солнце якобы может вспыхнуть, как новая звезда. Советские ученые, как мы видим, опровергли эти измышления.
Самые загадочные из звезд
Если собрать лучших писателей-фантастов и сказочников всего мира и предложить им выдумать что-либо совершенно невероятное, то, наверное, ни один из них не придумает ничего более невероятного, чем то, что мы сейчас опишем. Но это не фантазия, не сказка, а быль, происходящая на наших глазах. Чудеса и «чудеса в решете» природа демонстрирует вокруг нас постоянно, мы являемся их свидетелями, но зачастую не понимаем или понимаем лишь гораздо позднее, какое чудо природы было перед нами. Читатели книг по астрономии, может быть, уже привыкли к кажущимся невероятными расстояниям в тысячи световых лет, к планетам, совершенно не похожим на Землю, к компаниям цветных Солнц, в тысячи раз более ярких, чем наше. Не только у них, но и у бывалых астрономов-специалистов начинает кружиться голова, когда они задумываются над тем, о чем сейчас будет речь. Невероятность и в то же время достоверность этих явлений стали нам ясны всего лишь за несколько последних лет, но свидетелями их были многие люди с давних пор. Был их свидетелем и китайский летописец Мин Туань-линь. 4 июля 1054 года он записал:
«В первый год периода Чи-хо, в пятую Луну, в день Чи-чу появилась звезда-гостья к юго-востоку от звезды Тиен-Куан и исчезла более чем через год».
Собрат же Мин Туань-линя записал:
«Она была видна днем, как Венера, лучи света исходили из нее во все стороны, и цвет ее был красновато-белый. Так была видна она 23 дня».
Подобные же скупые записи сделали японские летописцы и арабские очевидцы. Их разыскал и прочитал в 1942 году голландский ориенталист Дайвендак.
Немало подобных записей, хотя и не о столь ярких звездах-гостьях, то есть, по-видимому, о новых звездах, найдено в старых летописях. Но вот почти, через тысячу лет после смерти Мин Туан-линя астрономы изучили подробно необычайную туманность, видимую в телескоп к юго-востоку от китайской звезды Тиен-Куан. Мы называем ее Дзетой Тельца, а туманность за ее своеобразную форму наблюдатели прозвали крабовидной. Как краб туманных очертаний, мерцает свет этого слабого пятнышка, и в его центре на фотографиях видны две звездочки шестнадцатой звездной величины, то есть в 10 тысяч раз более слабые, чем звезды, едва видимые невооруженным глазом в темную, безлунную ночь.
От всех других туманных пятен, десятками тысяч видимых на небе, крабовидную туманность отличают две особенности. Во-первых, сравнение фотографий ее, сделанных с промежутком времени в 30 лет, позволило в 1942 году подтвердить обнаруженный ранее факт: туманность заметно расширяется во все стороны от своего центра, занятого двумя звездочками. Во-вторых, вид спектральных линий показывает, что туманность расширяется со скоростью 1300 км/сек, т. е. раз в сто большей, чем у других газовых туманностей, также обнаруживающих расширение.
Сопоставляя видимую угловую скорость расширения туманности с его линейной скоростью, определенной по спектру, мы узнаем расстояние до туманности (4100 световых лет), а отсюда и светимость двух звездочек в ее центре (она та же, что у Солнца). Туманность огромна, свет от одного ее края до другого идет шесть лет, тогда как диаметр орбиты Плутона в солнечной системе он пересекает за одиннадцать часов.
Зная скорость видимого углового расширения туманности, можно подсчитать, когда же все ее вещество было сосредоточено в одном месте — там, в центре, где видны две звездочки. И что же оказывается? Это было около восьмисот лет назад, т. е. примерно в то время, когда китайские летописцы видели вблизи этого же места свою «звезду-гостью».
