Космос. Прошлое, настоящее, будущее

Кое-где мы объединили в одну фигуру звезды из разных созвездий. И это вполне допустимо. Ведь иногда и астрономы пользуются таким приемом: вспомните осенне-летний, весенний и зимний треугольники, Квадрат Пегаса или Пятиугольник Возничего.

А теперь обратимся к летним созвездиям.

Внутри осенне-летнего треугольника слабо видны созвездия Лисички (Сапог Ковбоя) и Стрела, действительно напоминающая маленькую стрелу с оперением. Левее и выше Альтаира (α Орла) – созвездие Дельфина – звездный ромб с хвостиком, а правее и ниже – Щит. Созвездие Геркулеса любители зрительных образов называют иногда Футболистом, играющим в мяч. Мячом служит α Змееносца – звезда Рас Альхаг (наиболее яркие звезды Змееносца сложены в виде вытянутого пятиугольника). Западнее Краеугольного Камня Геркулеса – созвездие Северной Короны, напоминающее подкову.

Попробуйте вместо всех этих созвездий увидеть в летнем небе Чайный Сервиз.

Высоко в южной части небосвода – Заварочный Чайник, его фигуру образуют звезды ζ, τ, σ, φ, λ, δ, γ, ε Стрельца. При этом Млечный Путь – словно пар, идущий из носика чайника. Из звезд ξ, o, π, ρ Стрельца американский астроном Д. Лови предложил «сделать» Чайную Ложку, из звезд Змееносца и Змеи – Кофейник, а из созвездия Южной Короны – Ломтик Лимона.

Этот набор можно продолжить. И мы увидим, что из созвездия Северной Короны получается неплохая Чашка (не путайте с малоприметным весенним созвездием Чаши). Из Краеугольного Камня Геркулеса – Кусок Сахара к чаю. Небольшие созвездия Дельфин и Стрела – Ложки для Ягод. А сама Ягода – звезда Альтаир – словно лежит в Вазе, образованной звездами созвездия Орла. Ну, и, наконец, созвездие Скорпиона представляется как еще один предмет сервировки чайного стола – Ладья.

Игру можно продолжать бесконечно. Всматриваясь в звездные узоры, мы стараемся увидеть в них очертания какого-то знакомого предмета по заданной теме. Получается набор предметов или целый сюжет. Это необычно, а все необычное хорошо запоминается.

Можно усложнить игру, если начать подстраиваться под какой-то, например, исторический сюжет. Поясним на примере весеннего неба, в котором многое напоминает о Древнем Египте. Созвездие Волосы Вероники было названо в честь жены египетского фараона Птолемея III Эвергета. С историей Египта связано и созвездие Льва. Свыше четырех тысяч лет назад разлив Нила начинался как раз в то время, когда Солнце вступало в это созвездие. Потому-то именно в Древнем Египте зародилась существующая и поныне традиция украшать фонтаны, затворы шлюзов, направлявших воду в каналы, фигурами львов или делать их в виде раскрытой львиной пасти. Кстати, в этой области неба находятся все представители звездного «семейства кошачьих»: Лев, Малый Лев, Рысь и упраздненное ныне созвездие Кошки. Кошка, как известно, была одним из священных животных в Египте. Пятнистая шкура леопарда, которую носили древнеегипетские жрецы, как предполагают историки, олицетворяла звездное небо. На северной стене погребальной камеры гробницы Тутанхамона есть изображение жреца в шкуре леопарда. В руках жрец держит железный предмет. Это стилизованное изображение бычьей ноги. Египтяне Большой Ковш, который находится надо Львом, называли Бычьей Ногой. А сам Лев вместе с Девой ассоциируется со сфинксом…

Фантазируя далее, в малоприметном созвездии Рака можно при желании увидеть знаменитый Трон Тутанхамона. Непременные атрибуты царской власти – Корону, Плеть и Скипетр – в очертаниях созвездий Ворона, Волос Вероники и наиболее ярких звезд Гидры. Созвездие Чаши само по себе напоминает алебастровую чашу в виде распустившегося лотоса, найденную в гробнице.

На этих примерах мы показали, какими разными могут быть способы изучения звездного неба. При этом каждый из вас, руководствуясь своими увлечениями, может придумать что-то свое. Например, американский популяризатор астрономии Г. Нелли, учитывая интересы своих слушателей в Нью-Йоркском планетарии, представлял им осеннее небо как… площадку для игры в бейсбол. Звезды и группы звезд Квадрата Пегаса, Андромеды, Южной Рыбы, Водолея, Кита, Рыб и др. были у него Игроками, Судьями, Битами… А как вам видится эта часть неба? Ее иногда именуют «мокрой областью», потому что названия многих созвездий здесь так или иначе связаны с водой. Мы уверены, что «звездная игра» доставит вам немало приятных часов и одновременно поможет изучить звездное небо.

Какие бывают галактики

«Давным-давно, в далекой-далекой галактике…» – этими словами обычно начинаются знаменитейшие «Звездные войны». А представляете ли вы, как велико количество таких «далеких-далеких» галактик? Например, галактик, которые мы видим как точку ярче 12m, известно около 250. Галактик, блеск которых еще слабее – до 15m, – около 50 000. Число тех, которые могут быть сфотографированы лишь очень мощным, например 6-метровым телескопом на пределе его возможностей, – многие миллиарды. С помощью космического телескопа их можно увидеть еще больше. Все вместе эти звездные острова и есть Вселенная – мир галактик.

Люди, живущие на Земле, поняли это далеко не сразу. Сначала им предстояло открыть собственную планету – Землю. Потом – Солнечную систему. Затем – собственный звездный остров, нашу Галактику. Мы называем ее Млечный Путь.

Еще через какое-то время астрономы обнаружили, что у нашей Галактики есть соседи, что туманность Андромеды, Большое Магелланово Облако, Малое Магелланово Облако и многие другие туманные пятнышки – это уже не наша Галактика, а другие, самостоятельные звездные острова.

Так человек заглянул за пределы своей Галактики. Постепенно выяснилось, что мир галактик не только поразительно велик, но и разнообразен. Галактики резко различаются размерами, внешним видом и числом входящих в них звезд, светимостью.

Основоположником внегалактической астрономии, которая занимается этими вопросами, по праву считают американского астронома Эдвина Хаббла (1889–1953). Он доказал, что многие «туманности» на самом деле – другие галактики, состоящие из множества звезд. Изучил более тысячи галактик, определил расстояние до некоторых из них. Среди галактик выделил три основных типа: спиральные, эллиптические и неправильные.

Теперь мы знаем, что спиральные галактики встречаются чаще других. Более половины галактик – спиральные. К их числу относятся и наш Млечный Путь, и галактика в Андромеде (М31), и галактика в Треугольнике (М33).

Спиральные галактики очень красивы. В центре – яркое ядро (большое тесное скопление звезд). Из ядра выходят спиральные, закручивающиеся вокруг него ветви. Они состоят из молодых звезд и облаков нейтрального газа, в основном водорода. Все ветви – а их может быть одна, две или несколько – лежат в плоскости, совпадающей с плоскостью вращения галактики. Поэтому галактика имеет вид сплющенного диска.

Астрономы долгое время не могли понять, почему галактические спирали, или, как их еще называют, рукава, так долго не разрушаются. По этому вопросу было много разных гипотез. Сейчас большинство исследователей галактик склоняются к мнению, что галактические спирали представляют собой волны повышенной плотности вещества. Они подобны волнам на поверхности воды. А те, как известно, при своем движении не переносят вещество.

Чтобы появились волны на спокойной поверхности воды, достаточно бросить в воду хотя бы небольшой камень. Возникновение спиральных рукавов, вероятно, тоже связано с каким-то толчком. Это могли быть перемещения в самой массе звезд, населяющих данную галактику. Не исключена связь с так называемым дифференциальным вращением и «всплесками» при звездообразовании.

Астрофизики довольно уверенно говорили о том, что именно в рукавах спиральных галактик сосредоточена основная масса недавно родившихся звезд. Но тут стали появляться сведения о том, что рождение звезд, возможно, происходит и в центральных областях галактик. Это прозвучало как сенсация. Одно из таких открытий сделано относительно недавно, когда с помощью космического телескопа имени Хаббла сфотографировали галактику NGC 4314.

Галактики, именуемые эллиптическими, по внешнему виду существенно отличаются от спиральных. На фотографиях они выглядят как эллипсы с разной степенью сжатия. Среди них есть галактики, похожие на линзу, и почти шаровые звездные системы. Встречаются и гиганты, и карлики. Примерно четверть из наиболее ярких галактик относят к числу эллиптических. Для многих из них характерен красноватый цвет. Долгое время астрономы считали это одним из свидетельств того, что эллиптические галактики в основном состоят из старых (красных) звезд. Последние наблюдения космического телескопа Хаббла и инфракрасного телескопа ISO опровергают эту точку зрения.

Среди эллиптических галактик есть такие интересные объекты, как шаровая галактика NGC 5128 (созвездие Кентавра) или М87 (созвездие Девы). Они привлекают к себе внимание как мощнейшие источники радиоизлучения. Особая загадка этих и нескольких спиральных галактик – их ядра. Что сосредоточено в них: сверхмассивные звездные скопления или черные дыры? По мнению некоторых астрофизиков, спящая черная дыра (или несколько черных дыр), возможно, притаилась в центре нашей Галактики, окутанном облаками непрозрачной межзвездной материи, или, например, в Большом Магеллановом Облаке.

Единственными источниками информации о процессах, идущих в центральных областях нашей и других галактик, до последнего времени были наблюдения в радио- и рентгеновских диапазонах. Например, чрезвычайно интересные данные о структуре центра нашей Галактики получил с помощью российских орбитальных обсерваторий «Астрой» и «Гранат» коллектив ученых во главе с академиком Р. Сюняевым. Позднее, в 1997 году, с помощью инфракрасной камеры американского космического телескопа имени Хаббла астрофизики получили снимки ядра эллиптической галактики NGC 5128 (радиогалактика Центавра А). Удалось обнаружить находящиеся от нас на расстоянии 10 миллионов световых лет отдельные детали (размером порядка 100 световых лет). Раскрылась впечатляющая картина буйства горячего газа, крутящегося вокруг какого-то центра, возможно, черной дыры. Однако не исключено, что чудовищная активность ядер галактик, подобных этой, связана с иными бурными событиями. Ведь в истории жизни галактик много необычного: они сталкиваются, а иногда даже «пожирают» друг друга.

Наконец, обратимся к третьему (по классификации Хаббла) типу галактик – неправильным (или иррегулярным). Они отличаются хаотической, клочковатой структурой и не имеют какой-либо определенной формы.

Именно такими оказались две самые близкие к нам сравнительно небольшие галактики – Магеллановы Облака. Это спутники Млечного Пути. Они видны невооруженным глазом, правда, только на небе Южного полушария Земли.

Вы, наверное, знаете, что Южный полюс мира не отмечен на небе какой-либо заметной звездой (в отличие от Северного полюса мира, рядом с которым сейчас расположена α Малой Медведицы – Полярная звезда). Магеллановы Облака помогают определить направление на Южный полюс мира. Большое Облако, Малое Облако и Южный полюс лежат в вершинах равностороннего треугольника.

Две самые близкие к нам галактики получили свое название в честь Фернана Магеллана в XVI веке по предложению Антонио Пигафетты, который был летописцем знаменитого кругосветного путешествия. В своих записях он отмечал все необычное, что происходило или наблюдалось во время плавания Магеллана. Не оставил без внимания и эти туманные пятна на звездном небе.

Хотя неправильные галактики – самый немногочисленный класс галактик, исследование их очень важно и плодотворно. Особенно это относится именно к Магеллановым Облакам, которые привлекают особое внимание астрономов прежде всего потому, что они почти рядом с нами. До Малого Магелланова Облака менее 200 тысяч световых лет, до Большого Магелланова Облака еще ближе – около 170 тысяч световых лет.

Астрофизики постоянно обнаруживают в этих внегалактических мирах что-нибудь очень интересное: например, уникальные наблюдения вспыш- ки сверхновой звезды в Большом Магеллановом Облаке 23 февраля 1987 года, или туманность Тарантул, в которой за последние годы сделано множество удивительных открытий.

Несколько десятков лет назад один из моих учителей, профессор Б. А. Воронцов-Вельяминов (1904–1994), прилагал огромные усилия к тому, чтобы привлечь внимание своих коллег к взаимодействующим галактикам. В те времена эта тема многим астрономам казалась экзотикой, не представляющей особого интереса. Но вот спустя годы стало ясно, что работы Бориса Александровича (и его последователей) – исследования взаимодействующих галактик – открыли новую, очень важную страницу в истории внегалактической астрономии. И сейчас уже никому не представляются экзотикой не только самые причудливые (и не всегда понятные) формы взаимодействия галактик, но даже и «каннибализм» в мире гигантских звездных систем.

«Каннибализм» – взаимное «поедание» галактик друг другом (их слияние при тесных сближениях) – запечатлен на фотоснимках. По одной из гипотез, «каннибалом» может стать наш Млечный Путь. Основанием для такого предположения стало открытие в начале 1990-х годов карликовой галактики. В ней всего несколько миллионов звезд, а находится она на расстоянии 50 тысяч световых лет от Млечного Пути. Эта «малышка» не такая уж юная: она возникла несколько миллиардов лет назад.

Чем закончится ее долгая жизнь, пока сказать трудно. Но не исключена возможность того, что она когда-нибудь сблизится с Млечным Путем и он ее поглотит.

Подчеркнем еще раз, что мир галактик необыкновенно многообразен, удивителен и во многом непредсказуем. А любители астрономии смогут следить за новостями внегалактической астрономии, которая сейчас стремительно развивается.

Какие бывают звезды

Звезды бывают самые разные. Одну из них знает буквально каждый из живущих на Земле. Это Солнце, которое дарит нам свет, тепло, жизнь.

В очень далекие времена люди даже не могли себе представить, что звезды – многочисленные яркие, сверкающие точки, украшающие ночное небо, – в действительности такие же огромные горячие светила, как Солнце.

Впрочем, ведь Солнышко тоже не кажется нам очень большим. И огромный самолет, летящий высоко в небе, представляется совсем крошечным. Это потому, что нас разделяют большие расстояния: до самолета – 15–20 километров, а до Солнца – примерно 150 миллионов километров. Чтобы долететь до Солнца со скоростью самолета, потребуются годы, ракета могла бы преодолеть это расстояние за месяцы. А луч света – быстрее его нет ничего в природе – летит от Солнца до Земли всего 8 минут 20 секунд. С такого расстояния Солнце кажется нам величиной с большую тарелку.

В действительности же наше светило – огромный шар, внутри которого могли бы поместиться 1 миллион 300 тысяч таких «шариков», как Земля. Радиус Солнца примерно в 109 раз больше радиуса нашей планеты. По массе оно превосходит Землю в 330 тысяч раз.

Солнце – это раскаленный газовый шар, его температура близ поверхности около 6 тысяч градусов, а внутри – почти 15 миллионов. Далекое Солнышко нам кажется ласковым и спокойным. Но на самом-то деле там часто бушуют бури, постоянно возникают солнечные пятна, вспышки, протуберанцы, способные влиять и на околоземное космическое пространство, и на земную атмосферу, и на обитателей нашей планеты.

При всем при этом Солнце считается нормальной, спокойной звездой. Размеры Солнца и температура его поверхности в течение нескольких миллиардов лет, к счастью для нас, не меняются. А ведь среди звезд немало совсем других, в том числе гораздо более «беспокойных».

Прежде всего попытайтесь представить себе, как же далеко от нас, по сравнению с Солнцем, находятся другие звезды, если они такие же огромные, а мы их видим как крошечные точки. До Солнца по сравнению с ними рукой подать. Даже лучи света мчатся от звезд к нам не секунды, не минуты, как от Луны или Солнца, а годы, десятки, сотни, тысячи лет… Вдумайтесь в прекрасные строки стихотворения Афанасия Афанасьевича Фета:

Долго ль впивать мне мерцание ваше,

Синего неба пытливые очи?

Долго ль чуять, что выше и краше

Вас ничего нет во храмине ночи?

Может быть, нет вас под теми огнями:

Давняя вас погасила эпоха, —

Так и по смерти лететь к вам стихами

К призракам звезд буду призраком вздоха!

Поэт говорит о том, что, может быть, звезды уже и нет «под теми огнями», быть может, их уже «давняя… погасила эпоха». И сегодня мы видим давно умершую звезду – так долог до нас путь лучей от той когда-то жившей звезды…

Даже в очень большие телескопы астрономы не могут ничего рассмотреть на звездах ни простым глазом, ни на фотографиях. Но все же ученые сумели узнать и размеры звезд, и их химический состав, определили температуру поверхности, разгадали множество загадок звездных недр.

Когда астрофизики стали исследовать спектры звезд, то обнаружили на фоне цветной полоски с переходящими от одного к другому цветами (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый) множество линий. Каждая из них была обязана своим происхождением тому или иному химическому элементу. С помощью спектрального анализа астрофизики установили, например, что Солнце и другие звезды состоят в основном из водорода и гелия.

Позднее выяснилось: водород – то самое «топливо», которое, сгорая в недрах звезд, превращается в гелий. Именно это поддерживает звезды миллионы и даже миллиарды лет в их обычном «рабочем состоянии». Они остаются самосветящимися. Такой процесс внутри Солнца длится уже несколько миллиардов лет (возраст Солнца около пяти миллиардов лет) и еще долго будет продолжаться, давая возможность Солнцу светить как сегодня.

Не все звезды похожи на Солнце. Но абсолютно все (в отличие от планет, их спутников, астероидов, комет) светят собственным светом.

Глядя на ночное небо, вы могли убедиться, что звезды неодинаковы по яркости (блеску) и цвету. А задумывались ли, в чем причина этих различий?

Давайте совершим небольшую прогулку по звездному небу и посмотрим «умными очами», как любил говорить М. В. Ломоносов, на несколько хорошо знакомых вам звезд.

Наиболее известная звезда – Полярная. Она самая яркая в созвездии Малой Медведицы. Но вообще-то подобных по блеску звезд на небе несколько десятков. Луч света мчится от Полярной к нам примерно 650 лет (посчитайте, сколько километров разделяют нас, если скорость луча 300 000 км/с). По своим размерам и массе Полярная превосходит Солнце: ее радиус в 70 раз больше, а масса – раз в десять больше. Температура поверхности Полярной лишь немного выше, чем Солнца, но светит она примерно в 5000 раз мощнее его.

Красноватый Арктур (α Волопаса) – одна из самых ярких звезд нашего неба. Свет от Арктура идет к нам около 40 лет. Эта звезда больше Солнца по размерам раз в тридцать, а по массе – в четыре. Светит она как сто Солнц.

Звезда Бетельгейзе (α Ориона) находится от нас примерно на таком же расстоянии, что и Полярная. Бетельгейзе – не просто гигантская звезда, а звезда-сверхгигант. Ее радиус в 900 раз превосходит солнечный, ее светимость превышает светимость Солнца более чем в 20 000 раз. Попробуйте нарисовать Бетельгейзе рядом с Солнцем, а затем изобразите эту сверхгигантскую звезду на месте Солнца в Солнечной системе. Гигантская звезда полностью поглотит орбиты и Меркурия, и Венеры, и Земли, и Марса. Температура поверхности сверхгигантской звезды примерно в два раза меньше, чем у Солнца. С этим связан и красный цвет звезды.

Непременно обратите внимание на красавицу Капеллу (α Возничего). Считают, что по цвету и температуре она очень похожа на наше Солнце. Эта звезда удалена от нас на расстояние около 45 световых лет, а светит как полторы сотни Солнц. Желтоватый цвет звезды связан, конечно, с температурой ее поверхности. Капелла – большая звезда: в 15 раз превосходит Солнце по размерам и втрое – по массе.

Если температура поверхности звезды значительно превосходит солнечную, то мы видим белое или даже голубое светило. Сравните цвет звезд Арктур, Капелла и Альдебаран (α Тельца) с цветом Веги (α Лиры) и Сириуса (α Большого Пса), и вы уже можете судить о температуре поверхности этих звезд.

Вега и Сириус – две самые яркие звезды нашего неба, хотя по размерам и массе они всего в два-три раза превосходят Солнце. Но это, во-первых, довольно близкие к нам звезды: расстояние до Веги – 27 световых лет, до Сириуса – менее 9 световых лет. Во-вторых, это более горячие, чем Солнце, звезды (температура их поверхности более 10 тысяч градусов).

Если бы на таком расстоянии от нас оказалась звезда Ригель (β Ориона), то… Впрочем, судите сами: Ригель раз в 100 больше Солнца, его масса в 20 раз больше массы Солнца, а светимость этой гигантской звезды превосходит солнечную почти в 80 тысяч раз! Но Ригель находится от нас на расстоянии около 700 световых лет.

Однако не надо думать, что Солнце – одна из самых маленьких и «тусклых» звезд. Да, наше Солнце – звезда-карлик, таких звезд немало. Но есть еще и звезды, которые по своим размерам значительно уступают Солнцу. Они не больше нашей Земли. Это белые карлики. Таков, например, спутник Сириуса. За 50 лет эта звездочка совершает оборот вокруг Сириуса. Похоже на движение планет-гигантов вокруг Солнца. Светимость белого карлика в 10 000 раз меньше, чем светимость Сириуса. Очень слабенькая по блеску звездочка этот спутник Сириуса. Но у него есть своя чрезвычайно примечательная особенность – огромная плотность. Кубический сантиметр вещества этой звезды весит примерно тонну. Чтобы небесное тело размером с Землю обладало такой плотностью, его масса должна быть сравнима с массой Солнца. Еще в начале XX века многие считали существование таких звезд просто невероятным. А теперь выяснилось, что белые карлики – не редкость, это большой класс звезд. Звезды не рождаются белыми карликами, а превращаются в них в конце своего «жизненного пути».

Белым карликом становится не всякая звезда. Похоже, что наше Солнце через миллиарды лет может превратиться в белый карлик.

Звезды, массы которых значительно превосходят массу Солнца, чаще ожидает иная судьба. Такие звезды могут взрываться. Происходит грандиозный космический фейерверк, называемый вспышкой сверхновой звезды. Внешние оболочки взорвавшейся звезды превращаются в расширяющиеся газовые туманности. Астрономы считают, что, например, знаменитая Крабовидная туманность – это остаток вспыхнувшей в 1054 году сверхновой звезды в созвездии Тельца. Внутренние области сверхновой, стремительно сжимаясь, превращаются в крошечную сверхплотную звезду – нейтронную. Радиус нейтронной звезды не превышает 10 километров, а ее плотность в 10 миллионов раз больше, чем плотность белых карликов. Такие звезды-крошки необычайно быстро вращаются вокруг своей оси: один оборот за сотые или даже тысячные доли секунды. Эти звезды обладают сильными магнитными полями, излучают направленные пучки электромагнитных волн. Нейтронные звезды были открыты как «радиомаяки» (пульсары) в конце 70-х годов XX века, хотя их существование теоретики предсказали еще в начале 30-х годов. К сказанному добавим, что нейтронные звезды покрыты твердой и очень горячей «корой», которая способна растрескиваться, и тогда на них происходит что-то вроде «звездотрясения». Словом, нейтронные звезды – удивительнейшие небесные тела. Нам, наверное, стоит порадоваться, что наше Солнце никогда не превратится в такое «небесное чудо».

Какие бывают планеты

Сегодня уже никого не удивляет, что Плутон более не называют планетой. Он причислен к так называемым карликовым планетам – как нечто более близкое к астероидам. Но что такое вовсе «планета», и чем Плутон не похож на нее?

Греческое слово «планета» означает «блуждающая». Наши далекие предки могли назвать планетой любое небесное тело, которое, в отличие от «неподвижных звезд», совершало видимое движение по небосводу. Это относилось даже к Солнцу, не говоря о Луне, а также Венере, Меркурии, Марсе, Юпитере и Сатурне. С развитием науки Солнце и Луна покинули планетный круг, а к «блуждающим» добавились еще три небесных тела – Уран, Нептун и Плутон. И вот в 2006 году последнего изгнали из этого круга. Дело в том, что именно тогда Международный астрономический союз принял новое определение термина «планета». Согласно ему, планета – это небесное тело, обращающееся вокруг Солнца и не являющееся спутником одной из планет, имеющее шарообразную форму и своей гравитацией способное «расчищать» окрестности от других, более мелких небесных тел. Плутон не удовлетворяет третьему условию. Он находится в поясе Койпера – скоплении остатков от формирования Солнечной системы.

Однако были и остаются защитники Плутона. Например, астроном Уилл Гранди из обсерватории им. Лоуэлла (США) считает, что исключение Плутона из разряда планет несправедливо. Его аргументы состоят в том, что, во-первых, телу необязательно обращаться только вокруг Солнца, чтобы быть планетой. Ведь считаем же мы планетами экзопланеты, которые обнаруживаем вокруг других звезд. И как тогда быть с планетами-одиночками, которые вокруг звезд вообще не вращаются, а летят свободно в космическом пространстве? Во-вторых, полагает астроном, аргумент, который стоил Плутону места в ряду планет Солнечной системы, не вполне корректен. Разве вокруг Земли, а тем более Марса, Юпитера или Нептуна не находится до сих пор множество астероидов, в том числе довольно крупных?

Чтобы точнее сформулировать понятие «планета», этим термином Гарди предлагает именовать любое шарообразное небесное тело, не являющееся звездой. Тогда около 110 тел Солнечной системы, в том числе Луну, можно будет назвать планетами. По мнению Гарди, физические отличия между планетами и звездами – единственный и главный критерий классификации.

Дискуссия вокруг Плутона очень выгодна всем, кто интересуется звездным небом и космосом: ведь вслед за ней возникает закономерный вопрос, что такое планета.

Мы живем сейчас в очень стройной, красивой и гармоничной Солнечной системе. Напомним, что Солнце – одна из тысячи миллиардов звезд нашей Галактики, которая называется Млечный Путь. Миллиарды лет планеты движутся вокруг Солнца в одном и том же направлении, строго соблюдая правила небесного движения. В этом же направлении вращаются вокруг своих осей почти все планеты и спутники вокруг планет. Замечательный порядок! Временами, правда, он вроде бы нарушается приближающимися к Солнцу кометами, но эти «косматые звезды», обогнув Солнце, снова уносятся к окраинам Солнечной системы. Так было, так есть и так будет еще очень-очень долго…

А с чего начинался этот небесный хоровод? Как, например, возникли планеты? Дать точный ответ на этот вопрос долгое время никто не мог. Даже сегодня астрономы считают, что им пока не удалось окончательно разобраться в том, как возникла Солнечная система, хотя над этим вопросом размышляли многие ученые, в том числе и жившие задолго до нас.

Одни считали, что планеты стали зарождаться в результате космической катастрофы, когда с Солнцем столкнулась огромная комета или вблизи него пролетела какая-то большущая звезда. Вот тогда-то часть раскаленного солнечного вещества отделилась от нашего светила и из него образовались сгустки, которые постепенно превратились сначала в горячие, а затем в холодные шары, ставшие планетами. Как будто все ясно и понятно, но в науке мало что-нибудь сказать. Надо подтвердить свои доводы математическими расчетами и, конечно, сравнить предложенную гипотезу с тем, что нам уже известно о планетах. Вот тут-то и оказывается, что правдивая на первый взгляд гипотеза на самом деле не так уж хороша.

Долгое время вполне подходящей казалась гипотеза о том, что Солнце и планеты возникли из одного и того же вращающегося раскаленного облака газа. Силы тяготения, с которыми мы и сейчас встречаемся на каждом шагу и которые удерживают планеты на их орбитах, сжимали газовое облако, постепенно оно превратилось в Солнце, а часть вещества, отделившись от облака, создала вокруг него несколько колец. Со временем из этих колец образовались планеты.

Еще по одной гипотезе планеты, скорее всего, вообще никогда не были раскаленными шарами. Похоже, что они возникли из окружающей Солнце туманности, состоящей из газа и пыли. Туманность, медленно вращаясь вокруг Солнца, постепенно сплющивалась в газово-пылевой диск, который со временем распался на отдельные части. Некоторые из этих сгущений выросли до размеров планет. Наша Земля, например, образовалась из своего «зародыша» примерно за сто миллионов лет. Падавшие на нее в то время огромные метеориты разогревали недра и оставляли на поверхности многочисленные кратеры. Появившиеся затем воздух и вода стерли с поверхности Земли большинство кратеров, а на поверхности других небесных тел, где эти жизненно необходимые компоненты так и не возникли, например на Меркурии или Марсе, они остались неприкосновенными.

Подсчитано, что масса всех планет Солнечной системы составляет лишь 0,1 % массы Солнца.

Итак, Плутон, еще недавно считавшийся самой удаленной от Солнца и самой маленькой по размеру планетой Солнечной системы, был лишен своего статуса. Теперь Плутон – не девятая планета Солнечной системы, а одна из самых крупных карликовых планет.

С 2008 года астрономы стали называть карликовые планеты, среднее расстояние которых от Солнца больше, чем у Нептуна, плутоидами. Нептун – восьмая, самая дальняя планета Солнечной системы. Это одна из четырех планет-гигантов, у нее открыто 13 спутников. Среднее расстояние Нептуна от Солнца – почти 30 астрономических единиц (а.е.). Для сравнения: Плутон обращается вокруг Солнца на среднем расстоянии около 40 а.е., делая один оборот почти за 250 лет. (Напомним, что астрономической единицей называется среднее расстояние от Земли до Солнца, составляющее 149,6 млн м.) Среди карликовых планет есть такие, которые по размеру и массе не уступают Плутону и даже превосходят его. Познакомимся с наиболее крупными объектами, которые могут быть отнесены к этому классу.

Эрида. Впервые один из самых крупных объектов за пределами орбиты Нептуна удалось сфотографировать 21 октября 2003 года в Паломарской обсерватории. Но случилось так, что на снимках его обнаружили только 5 января 2005 года. Первооткрывателями стала группа астрономов NASA во главе с профессором Калифорнийского технологического института Майклом Брауном. Эрида получила название в честь древнегреческой богини раздора. По своим размерам она оказалась несколько больше Плутона. Эта самая большая из известных карликовых планет движется вокруг Солнца по сильно вытянутой орбите. В перигелии, когда планета находится ближе всего к Солнцу, расстояние между ними составляет примерно 38 а.е., а в афелии, то есть при наибольшем удалении от Солнца, – более 97 а.е. Поверхность Эриды, вероятно, покрыта метановым снегом. У нее обнаружен спутник, получивший имя Дисномия в честь дочери Эриды. Размер Дисномии – 150 км, период обращения вокруг Эриды – 16 земных суток.

Макемаке. Плутоид, открытый 31 марта 2005 года также при участии группы Майкла Брауна, назван в честь одного из божеств острова Пасхи. По размерам этот плутоид меньше Плутона (1300–1900 км). Макемаке находится в поясе Койпера на расстоянии от Солнца 42–48 а.е., чуть дальше Плутона. С помощью космической обсерватории «Спитцер» удалось получить некоторую информацию о его поверхности: она красноватого цвета и покрыта льдом из метана.

Квавар. Открытие его также принадлежит группе астрономов во главе с Майклом Брауном. Произошло это 4 июня 2002 года в Паломарской обсерватории. Имя объекта связано с местом, где находится обсерватория, – Южной Калифорнией. В мифологии одного из здешних коренных народов кваваром зовется великая созидающая сила. Квавар по размерам сходен с Хароном. Он движется вокруг Солнца по почти круговой орбите и совершает один оборот за 286 лет, приближаясь к нашему светилу в перигелии на расстояние 42 а.е. и удаляясь от него в афелии примерно на 45 а.е.

Как и многие другие объекты пояса Койпера, Квавар состоит из каменных пород и водяного льда. В феврале 2007 года у него обнаружили спутник размером около 100 км.

Плутоид Хаумеа по размерам немного уступает Эриде и Плутону. Сутки на этом быстровращающемся объекте продолжаются всего около 4 часов, а год длится 285 лет. По форме Хаумеа напоминает мяч для регби. Расстояние от Солнца в перигелии – примерно 35 а.е., в афелии – 43 а.е. Поверхность плутоида покрыта в основном водяным льдом. Имя Хаумеа ему присвоено в честь гавайской богини плодородия и деторождения. У него два спутника: Хинака размером 350 км и вдвое меньший Намака. Они названы именами дочерей богини Хаумеа.

Плутоид Седна, открытый 14 ноября 2003 года тоже при непосредственном участии группы Майкла Брауна, интересен не столько своим размером (примерно 1500 км), сколько очень сильно вытянутой орбитой: в перигелии он приближается к Солнцу на 76 а.е., а в афелии удаляется от него примерно на 940 а.е. Скорее всего, Седну можно считать самым далеким из известных нам объектов пояса Койпера. Оборот вокруг Солнца она совершает более чем за 10 500 лет. Седна – имя эскимосской богини, повелительницы морских животных.

Как и все небесные тела Солнечной системы, карликовые планеты движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам.

Какие бывают астероиды

О том, что в нашей Солнечной системе существуют планеты-крошки, лет двести назад не знали даже астрономы. Когда появилась возможность подробно изучать звездное небо с помощью телескопов, оказалось, что малых планет, получивших название «астероиды», – сотни тысяч. Расположены они в основном в Главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера.

Астероидами (в переводе с греческого «подобный звезде») начиная с середины XIX века стали называть малые планеты, которые при наблюдении в телескоп выглядят, как слабые звезды, светящимися точками. Это сильно отличает их от планет, предстающих при ближайшем рассмотрении в виде дисков.

Астрономы изучили, описали и занесли в каталоги несколько тысяч астероидов. Они, как и планеты, движутся вокруг Солнца каждый по своей орбите. В Главном поясе астероидов встречаются самые разные экземпляры. Есть астероиды большие и маленькие, есть двойные и даже тройные (с одним и двумя спутниками). Шарообразная форма, характерная для планет и звезд, у астероидов скорее исключение, чем правило. Самый большой из известных астероидов – Церера, открытый еще в начале ХIХ века, похож на шар диаметром около 900 километров, большинство остальных – во много раз меньше.

В середине прошлого века астрономы открыли еще один пояс астероидов, названный поясом Койпера, который находится на окраине Солнечной системы за орбитой Нептуна. Там обнаружены астероиды, сравнимые по размерам с Плутоном, а сам Плутон, который в 2006 году астрономы решили не считать обычной планетой, теперь (с июня 2008 года) возглавляет семейство карликовых планет, получивших название «плутоиды».

В наземные телескопы разглядеть что-либо на поверхности астероидов, разумеется, невозможно. Только в конце XX века астрономы сумели увидеть астероиды с близкого расстояния. Им помогли в этом космические аппараты.

В октябре 1991 года летевшая к Юпитеру американская автоматическая межпланетная станция (для краткости – АМС) под названием «Галилео» пересекла Главный пояс астероидов и сфотографировала астероид Гаспра с поразительно малого по космическим масштабам расстояния – 10 000 километров. Этот довольно обычный астероид, названный по имени маленького городка на Южном берегу Крыма, сразу стал знаменитым. Его фотографии появились на страницах журналов, книг и учебников по астрономии. На снимках астероид выглядит как большущая картофелина (19×12×11 км) с многочисленными «ямками» (кратерами) диаметром 1–2 километра.

Космические съемки астероидов – дело очень сложное. Ведь, например, астероиды Главного пояса находятся от нас на очень больших расстояниях. Так, среднее расстояние Гаспры от Солнца более 330 миллионов километров. Сравните его со средним расстоянием Земли от Солнца – примерно 150 миллионов километров (или одна астрономическая единица – 1 а.е.). Поскольку Гаспра находится от Солнца дальше, чем Земля, время обращения этого астероида вокруг Солнца («гасприянский» год) более чем в три раза больше земного. Даже при сближении Гаспры с Землей эти небесные тела разделяют не десятки тысяч, а миллионы километров. Вот почему ученые так гордятся снимком Гаспры, полученным с расстояния всего 10 000 километров. Теперь известно, что Гаспра вращается вокруг своей оси гораздо быстрее, чем Земля, и сутки на ней длятся не 24 часа, как у нас, а примерно 7 часов. Нелегко представить себе, как будут выглядеть привычные нам астрономические явления с поверхности астероида, который так быстро вращается вокруг своей оси. Но Гаспра отнюдь не рекордсмен по скорости вращения.

Интересна история обнаружения астероида 2008 HJ. Его открыл в апреле 2008 года астроном-любитель Ричард Майлз из г. Дорсет (Великобритания). Открытие он сделал, не выходя из дома, благодаря тому что имел удаленный доступ через интернет к австралийскому, полностью автоматизированному телескопу Фолкеса. Ан- глийский образовательный проект, в рамках которого Р. Майлз наблюдал звездное небо, бесплатно предоставляет школьникам, студентам и любителям астрономии из Великобритании возможность работать на двух крупных телескопах, находящихся в Австралии и на Гавайях.