Міжзоряне середовище та рух зірок

— И где, по-вашему, Крис, рас­положен этот источник энергии? — спросил Марлоу.

— В Облаке, конечно.

Несмотря на явный прогресс в изучении межзвезд­ной среды, который наметился к началу 50-х годов, оптические методы все же были чрезвычайно ограничены: они позволяли изучать лишь маленькие полупрозрачные облака и периферийные области крупных облаков, но и при этом давали информацию о второстепенных хи­мических элементах — совершенно не замечались глав­ные составляющие космического вещества: водород и гелий (при низкой температуре эти элементы не имеют спектральных линий в оптическом диапазоне). Лишь по косвенным признакам можно было догадываться, что водород в межзвездных облаках присутствует в боль­шом количестве. Однако полная масса межзвездной сре­ды по оптическим данным существенно недооценивалась.

В связи с этим любопытно напомнить одну работу, выполненную в 1932 г. известным нидерландским астро­номом Я. Оортом. Справедливо решив, что в какой бы форме ни находилось межзвездное вещество, оно обя­зательно должно проявить себя гравитационно, ученый исследовал движение звезд в окрестности Солнца в на­правлениях, перпендикулярных плоскости Галактики. Грубо говоря, измерив высоту, на которую звезды «под­прыгивают» над галактической плоскостью, можно оп­ределить силу их притяжения к ней, а значит, узнать распределение массы в диске Галактики. По данным Оорта, полная плотность вещества в окрестности Солн­ца составила 0,092 Мс/пк³. А поскольку вклад плот­ности от всех наблюдаемых звезд Оорт оценил в 0,038 Мс/пк³, то на долю невидимой массы оставалось 0,054 Мс/пк³. Разумеется, в эту величину вносит свой вклад не только межзвездное вещество, но и слабосве­тящиеся звезды, планеты и т. п.

Забегая вперед, хочется отметить, что результаты Я. Оорта оказались замечательно точными и практиче­ски не изменились за прошедшие 60 лет. А то невиди­мое вещество, которое предсказал Оорт, в действитель­ности оказалось межзвездным газом: современные ме­тоды наблюдения, выявившие газ во всех формах (включая ионы, нейтральные атомы и молекулы), по­казывают, что средняя плотность межзвездного веще­ства вблизи Солнца составляет 0,05 Мс/пк³. Поэтому можно считать, что работа Я. Оорта была первым кос­венным указанием на присутствие в межзвездном про­странстве большой массы вещества.

Дальнейшие работы по звездной динамике помогли еще точнее предсказать структуру межзвездной среды. Изучая распределение пространственных скоростей звезд, астрономы обнаружили парадоксальную ситуа­цию: звездный диск Галактики выглядит как хорошо перемешанная, прорелаксировавшая система, но при этом никак не удается понять, какой же физический про­цесс играет роль перемешивающей «ложки». Поскольку взаимное гравитационное влияние одиночных звезд ма­ло, некоторые исследователи высказали мнение, что часть вещества Галактики объединена в массивные об­лака, которые и вызывают возмущения в движении оди­ночных звезд, т. е. перемешивают их траектории и ско­рости.

После того как в 1951 г. радиоастрономы зафикси­ровали излучение нейтрального водорода на волне 21 см и сообщили о существовании водородных облаков массами, в сотни раз большими солнечной, американ­ские астрономы Л. Спитцер и М. Шварцшильд выска­зали гипотезу о существовании в Галактике нескольких тысяч газовых облаков массами 10⁵—10⁶ Мс, которые могли бы играть роль перемешивающей «ложки». Че­рез 25 лет их гипотеза блестяще подтвердилась. К ин­тересному вопросу о взаимодействии массивных обла­ков со звездами мы еще вернемся.

• ← Передісторія. Оптичні спостереження
• Міжзоряне середовище – радіоактивна картина →