Расширяя границы Вселенной: история астрономии в задачах - Евгений Гусев

3.14. Метод Гершеля можно использовать только в том случае, если обе звезды имеют одинаковые абсолютные звёздные величины, и их блеск в одинаковой степени ослаблен межзвёздным поглощением света.

3.15. Гиппарх первым создал астрометрический каталог, включающий 850 звёзд с указанием их звёздной величины. Поскольку в то время все звёзды считались находящимися на внутренней поверхности небесной сферы, в центре которой располагается Земля, то по мнению Гиппарха, звёздные величины характеризовали размеры звёзд.

3.16. По предложению Погсона разность в пять звёздных величин соответствует отношению блеска двух небесных светил ровно в 100 раз, что оказалось удобным при фотометрических вычислениях и практически не нарушило шкалу Гиппарха.

3.17. Гершель полагал, что все звёзды имеют одинаковую светимость.

3.18. Закон всемирного тяготения оказался справедлив и за пределами Солнечной системы.

3.19. Переведя парсеки в световые годы (1 пк=3,26 св.лет), мы узнаем время прохождения светом расстояния от Туманности Андромеды до Солнца. Оно равно 690×1000×3,26=2,25 млн. лет.

3.20. Мицар — первая открытая спектрально-двойная звезда. Периодическое раздваивание линий происходит вследствие эффекта Доплера, вызванного движением компонентов вокруг общего центра масс.

3.21. Упомянутые в задаче звёзды тоже являются спектральнодвойными (см. задачу 3.20), но в каждой из этих систем один из компонентов имеет столь низкую светимость, что его спектр не виден.

3.22. Всякая затменно-переменная звезда должна быть и спектрально-двойной звездой. У тесных двойных систем, орбитальная плоскость которых близка к лучу зрения, эффект спектральной двойственности выражен сильнее. Наиболее известным примером затменно-переменной звёзды, демонстрирующей спектральную двойственность, является Алголь, переменность спектра которого обнаружена в 1889 г.

3.23. Мнение А. А. Белопольского оказалось ошибочным. Изменение блеска цефеид объясняется периодическими пульсациями атмосфер этих звёзд, вызывающими как изменение светимости, так и изменение лучевой скорости фотосферы.

3.24. Направление на туманность Ориона близко к направлению антиапекса Солнца. Очевидно, что большая составляющая лучевой скорости этой туманности определяется движением Солнца в системе отсчёта, связанной с ближайшими звёздами.

3.25. Если бы Солнце светило только за счёт гравитационного сжатия, то оно бы существовало как звезда не более 10 млн. лет. В настоящее время считается, что в звёздах выделение тепла за счёт механического сжатия происходит только на стадии формирования звезды из газопылевой туманности.

3.26. Очень высокая стабильность периода излучения указывает, что источник сигнала расположен не на поверхности вращающейся планеты и не на околозвёздной орбите, иначе период сигнала регулярно менялся бы вследствие эффекта Доплера.

3.27. Объекты с указанными свойствами могут существовать в рамках современной теории гравитации — общей теории относительности Эйнштейна. Это так называемые чёрные дыры. Их существование с высокой степенью вероятности доказано современной астрофизикой.

3.28. Сначала Гершель исходил из предположения о равномерном распределении звёзд в пространстве. В этом случае области очень плотного видимого распределения звёзд на небесной сфере должны были бы иметь вытянутую форму с направлением большой оси на Землю, что выглядело невероятным. Гершель понял, что такие области представляют собой скопления с большой пространственной плотностью звёзд.

3.29. Правильное предположение о природе Млечного Пути сделал Демокрит (IV‑V вв. до н. э.). Правда, существует мнение историков астрономии, что звёзды Млечного Пути считались находящимися на сфере, а не в пространстве. Впервые разрешил Млечный Путь на звёзды Галилей в 1610 г. при наблюдении в телескоп.

3.30. Излучение слабых звёзд фиксируется «ночными» фоторецепторами глаза — палочками, имеющими наибольшую чувствительность в коротковолновой области спектра (около 510 нм). Вследствие этого все слабые звёзды любых спектральных классов дают ощущение голубовато — серого цвета. Избыток цвета в коротковолновой области спектра по сравнению с излучением чёрного тела имеет и серебро.

3.31. Исследуя Галактику, Гершель исходил из следующих (вообще говоря, неверных) предположений:

а) звёзды распределены в пространстве равномерно;

б) все звёзды имеют одинаковую светимость;

в) космическое пространство считается абсолютно прозрачным;

г) при помощи телескопа можно наблюдать самые удалённые звёзды нашей Галактики.

3.32. Наша Галактика перестала казаться самой крупной после того, как в 1950–е годы астрономы существенно пересмотрели шкалу межгалактических расстояний, «отодвинув» от нас примерно в 7 раз все внегалактические туманности (т. е. галактики) и увеличив этим во столько же раз их линейные размеры. Это не только сняло парадокс колоссального размера нашей Галактики, но и привело к уменьшению значения постоянной Хаббла (с 500 до 75 км/(с∙Мпк)), от которого зависит вычисляемый возраст Вселенной. Если до пересмотра шкалы расстояний он составлял всего 2 млрд. лет, что противоречило геологическим данным о возрасте Земли, то после пересмотра он достиг около 15 млрд. лет, в полном согласии с картиной эволюции Солнечной системы и звёзд.

Одной из главных причин, по которым старая шкала преуменьшала межгалактические расстояния, было то, что блеск ярчайших звёзд нашей Галактики сравнивался в далёких галактиках с блеском не отдельных ярчайших звёзд, а целых звёздных скоплений или областей ионизованного газа (эмиссионных туманностей), которые принимались за отдельные звёзды. Были и другие причины. Работа над шкалой внутригалактических и межгалактических расстояний продолжается по сей день.

3.33. Расстояние от Земли до галактики БМО составляет 55 кпк. Как известно, 1 пк=3,26 св. лет. Поэтому свет достиг Земли примерно через 180 тыс. лет после того, как произошёл взрыв звезды. Вычислять точно год взрыва не имеет смысла, поскольку точность, с которой указано расстояние до галактики БМО, не превышает 2%.

3.34. Строение Солнечной системы подобно строению Галактики не только по форме, но и по сути, поскольку движение тел, из которых они состоят, подчиняется одним и тем же физическим законам (законам Ньютона и закону всемирного тяготения), и обе системы возникли в результате однотипных процессов.

3.35. В настоящее время считают, что причиной удивительного движения объектов Галактики является наличие в ней значительного количества тёмного вещества, проявляющего себя динамически, т. е. участвующего в гравитационном взаимодействии с другими компонентами Галактики, но не видимого ни в одном спектральном диапазоне. Природа тёмного вещества, так называемой «скрытой массы», пока достоверно не известна.

3.36. В 1860–х годах исследования английского учёного В. Хёггинса и датского астронома Г. Л. Арреста показали, что многие внегалактические (т. е. наблюдаемые за пределом полосы Млечного Пути) туманности имеет непрерывный спектр, аналогичный спектрам звёзд. Поэтому родилось предположение, что эти туманности состоят из множества неразрешимых по отдельности звёзд, а значит, находятся неизмеримо дальше самых удалённых звёзд нашей Галактики и, следовательно, являются самостоятельными звёздными системами. Но доказать это удалось нескоро.

3.37. В плоскости нашей Галактики содержится много пыли, что затрудняет наблюдения внегалактических объектов. В перпендикулярном направлении, напротив, пространство наиболее прозрачно. Более того, в направлении северного полюса Галактики лежит центральная часть так называемого Местного сверхскопления галактик, в самом центре которого располагается крупное скопление галактик в созвездии Девы (Virgo).

3.38. Несколько ближайших галактик образуют гравитационно связанное скопление — Местную группу галактик. Движение её членов подчиняется взаимному притяжению и происходит хаотично, как у звёзд в шаровом скоплении: одни члены движутся к центру, другие — от него, но в целом система стабильна. Сама же Местная группа как целое движется по отношению к другим группам и скоплениям галактик в соответствии с расширением Вселенной, подчиняясь закону Хаббла.

3.39. Галилей первым обнаружил, что планеты могут иметь системы спутников.

3.40. Пифагорейцы (VI‑V вв. до н. э.), последователи Пифагора, утверждали, что зародышем будущей Вселенной была «Огненная единица», которая росла за счёт беспредельной среды, и из которой возникли космические тела.

3.41. В 1965 г. было открыто космическое микроволновое излучение, названное реликтовым; это явилось неопровержимым доказательством горячего и плотного состояния Вселенной на раннем этапе её существования.