Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса - Уильям Уоллер

находящихся в пределах орбиты, эквивалентной орбите Земли.

Несмотря на эти погрешности наблюдений, астрономы нашли довольно много других планет, не столь массивных и достаточно далеких от своих звезд, что позволяет предположить наличие жидкой воды на их поверхности. Более того, полученные массы и размеры планет позволили ученым высказать догадки об их общем строении — иными словами, о том, являются ли они в основном газообразными, жидкими/ледяными или каменистыми. У нас уже есть и наглядные примеры «суперземель» с глубокими океанами, расположенными в пределах так называемой обитаемой зоны, и маленькая группа каменистых планет, подобных Земле. Между тем количество звезд с обнаруженными планетами, по-видимому, указывает на то, что почти у всех звезд должна быть хотя бы одна планета. Учитывая, сколько звезд могут странствовать по диску нашей Галактики, эта оценка предполагает, что где-то там, в космических безднах, находится от 100 до 400 миллиардов планет.

Исполняя свою миссию, «Кеплер», как мы уже упоминали, досконально исследовал весьма удаленные звезды на небольшом участке неба, устремив свои телескопы к созвездиям Лебедя и Лиры. Новая миссия с космическим телескопом TESS, запущенная в апреле 2018 года, исследует звезды, расположенные ближе к нам, — но по всему небосводу. Она уже собирает свой «урожай» в нескольких новых экзопланетных системах, которые именно по причине их близости к нам можно точнее распознать в ходе спектроскопических наблюдений, осуществляемых при помощи наземных телескопов, а теперь и космического телескопа «Джеймс Уэбб».

Чтобы узнать о звездах и их планетах более подробно, нам нужно будет расширить наши горизонты далеко за пределы того, что мы исследовали в этой главе, и рассмотреть весь Млечный Путь. В следующей главе мы постараемся выполнить эту задачу — и познакомимся с разнообразным звездным, туманным и темным содержимым нашей Галактики, а также с ее изумительной структурой и движущими силами.

7. Галактика Млечный Путь

Предметом нашего наблюдения была сущность или материя Млечного Пути. При помощи зрительной трубы ее можно настолько ощутительно наблюдать, что все споры, которые в течение стольких веков мучили философов, уничтожаются наглядным свидетельством, и мы избавимся от многословных диспутов. Действительно, Галаксия является не чем иным, как собранием многочисленных звезд, расположенных группами. В какую бы его область ни направить зрительную трубу, сейчас же взгляду представляется громадное множество звезд, многие из которых кажутся достаточно большими и хорошо заметными. Множество же более мелких не поддается исследованию [5].

Галилео Галилей. Звездный вестник

Млечный Путь с самых давних времен поражал и пленял нас своей красотой. В ясные безлунные ночи наши восхищенные прародители поднимали взгляд к небесам и любовались блистающей призрачной лентой. Несомненно, их влекла эта изумительная картина. Неоднородный облик Млечного Пути, что раскинулся по небу от края до края, лег в основу бесчисленных мифов о происхождении нашего мира. В них Млечный Путь становился и тропой, по которой путешествуют бессмертные; и рекой, разделившей влюбленных; и шествием темных существ на светлом фоне; и молоком, пролившимся из груди богини-кормилицы.

В наши дни трудно воссоздать те чувства, которые, должно быть, испытывали наши далекие предки, глядя на Млечный Путь. Искусственное освещение почти полностью скрыло от нас величественные панорамы ночного неба. И даже в моем родном Рокпорте, штат Массачусетс, в доме, который находится на побережье и с трех сторон окружен океаном, приходится бороться со световым загрязнением от ближайших южных городов.

Границы Галактики

Со времен «звездных собраний», о которых писал Галилей, мы уже узнали, что Млечный Путь — это наш «внутренний» взгляд на сплюснутую звездную систему. Общий план нашей Галактики и та точка, с которой на нее смотрим мы, показаны на рис. 7.1. Если последовать от внутренних пределов наружу, то в строении Млечного Пути выделяются балдж, диск и гало. Солнце и Солнечная система пребывают в диске, примерно на отметке в две трети пути от балджа, расположенного в центре, к внешним областям. Плоский диск содержит почти все звезды, заметные на ночном небе; что же касается невидимых объектов, то их в нем намного больше.

Затемняющий эффект межзвездной пыли, которой заполнен диск, скрывает от нашего взгляда все, что происходит за пределами горизонта в несколько тысяч световых лет, если смотреть в направлении центра Галактики, — а он еще на 27 000 световых лет дальше. Эта пыль состоит из микроскопических крупиц ледяных силикатов и графитов, которые соседствуют со сгустками водорода и гелия, имеющими вид гигантских темных звездообразующих облаков. Свет, проходя сквозь них, теряет яркость, — и тем самым именно они в ответе за неоднородный облик Млечного Пути. По всей видимости, и сами эти облака, и звезды, рожденные в них, располагаются вдоль спиральных рукавов, хотя астрономы до сих пор не уверены, в форме какого узора должны предстать эти рукава на самом деле. Массивные облака, перемещаясь вокруг центра Млечного Пути по орбитам протяженностью в сотни миллионов лет, олицетворяют будущее нашей Галактики.

Рис. 7.1. Схематичные изображения Млечного Пути в том виде, в каком он предстает перед наблюдателями, находящимися далеко за его пределами. Эти виды основаны на сочетании наблюдений и последующих объяснительных моделей. Вверху: Млечный Путь, вид сверху. Заметны центральный балдж и звездный бар (перемычка), окруженные диском из звезд и газа, а также спиральные рукава в диске — недавние свидетельства звездообразующей активности. Также представлено расположение галактических долгот с началом отсчета в Солнце. Внизу: Млечный Путь, вид сбоку. Заметны центральный балдж / звездный бар, тонкий диск из звезд и газа, а также гало, содержащее шаровые звездные скопления (показаны) и значительное количество темной материи (не показана). Также представлено расположение галактических широт с началом отсчета в Солнце. (Источник: The Milky Way, W. H. Waller.)

Следующий компонент Млечного Пути — балдж — заметен невооруженным глазом. Он простирается поверх темного диска и под ним к созвездиям Стрельца, Змееносца и Скорпиона. В бинокль можно увидеть, как «звездные облака» очерчивают в пыльной дымке границы «окошек», сквозь которые просматриваются звезды бал- джа. Как и у других галактик, в балдже Млечного Пути присутствуют в основном желтые, оранжевые и красные звезды. Эта ограниченная палитра контрастирует с полным диапазоном звездных цветов, видимых на диске. Насколько можно судить, балдж содержит в основном старые холодные звезды, а диск по-прежнему остается родным домом для молодых горячих голубых звезд и для богатого наследия из более старых звезд с красноватым оттенком.

Форма балджа остается спорной. По крайней мере одна его часть выглядит явно вытянутой, в виде бара (перемычки),