Кеплер. Движение планет. Танцы со звездами.
Шрифт:
В 1604 году произошло одно из уникальных событий – вспышка сверхновой звезды в созвездии Змееносца. Открыл ее не Кеплер, однако как придворный математик он должен был опубликовать свое исследование на эту тему. Сверхновой посвящена работа De Stella nova in pede Serpentarii («О новой звезде в созвездии Змееносца»), а сама звезда так и называется – сверхновая Кеплера.
Эта книга, как и другие труды Кеплера, очень пространна. Но что можно было сказать о сверхновой в 1606 году? Место появления, расстояние до нее, изменение яркости с течением времени, предположения о природе звезды и, пожалуй, все. Однако книга содержит 30 глав и представляет собой изложение
Сверхновая – это звезда, блеск которой в результате вспышки увеличивается на десятки звездных величин в течение нескольких суток. Вспышка происходит, когда в белый карлик перетекает вещество от второго компонента двойной звездной системы – красного гиганта. Интенсивность излучения при этом такова, что вспыхнувшая сверхновая затмевает свою галактику, то есть излучает, как 1011 солнц. Излучение включает волны разной длины и является источником нейтрино и космических лучей, преимущественно протонов и электронов, на релятивистских скоростях, при которых формируются почти все химические элементы тяжелее железа. Тот факт, что на Земле есть золото, свинец, уран и другие элементы, подтверждает, что материя нашей планеты пережила ряд мощных взрывов. Обычные звезды (так называемые звезды главной последовательности) могут формировать менее тяжелые элементы, чем железо, с помощью плавления, однако для создания более тяжелых элементов необходимо огромное количество энергии, сравнимое с энергией, выделяющейся при взрыве сверхновой.
Остаток сверхновой Кеплера сегодня.
Иллюстрация, выполненная Кеплером и изображающая Луну, напечатана в его Dioptrice в 1611 году.
Так Галилей представлял кратеры Луны, которые он наблюдал с помощью телескопа. Иллюстрация появилась в одном из его писем, отправленном астроному- иезуиту Кристоферу Гринбергеру в 1611 году.
Гравюра из De Stella nova in pede Serpentarif, произведения Кеплера, посвященного исследованию сверхновой, которую он наблюдал в 1604 году. Звезда появилась в созвездии Змееносца, которое изображено в виде человека, держащего змею; у его правой ноги видна вспышка.
Согласно современным данным, в нашей галактике за последние 600 лет появились четыре сверхновые, причем сверхновая Кеплера была последней из них. Самая древняя сверхновая, о которой нам известно, появилась около 1006 года и была описана египетским астрологом и врачом Али ибн Ридваном (988-1067).
(Альфонс X Мудрый приказал перевести его комментарии к «Тетрабиблосу» Птолемея). Эта сверхновая была обозначена как SN 1006. Ее наблюдали в Швейцарии, Ираке, Китае и Японии, и ее вспышка была настолько яркой, что позволяла ночью различать предметы.
Наиболее известный
Современный вид Крабовидной Туманности, остаток взрыва сверхновой в 1054 году.
Кеплер получал многочисленные письма со всей Европы. Очень любопытно наблюдение астронома Антонио Лаурентино:
«Сначала она показалась маленькой, а затем, день за днем, росла, пока не восстала во всем своем величии, распространяя свет почти как у Венеры и более, чем у Юпитера».
Сияние сверхновых в течение определенного периода времени нарастает, а после достижения максимума постепенно начинает идти на спад. Лаурентино смог заметить появление сверхновой, а для этого нужна была огромная наблюдательность.
Однако Кеплер утверждает, что звезда вспыхнула с самого начала, без нарастания. 28 октября ее могли наблюдать уже многие, но не сам Кеплер, которому мешала облачная погода.
Одиннадцать первых глав книги посвящены астрологии. В определенном смысле это оправдано, потому что сверхновая появилась при схождении Юпитера, Сатурна и Марса, в огненном треугольнике, куда включены Телец, Лев и Стрелец и в котором схождение Юпитера и Сатурна случается каждые 800 лет. Такое расположение звезд предзнаменовало великие происшествия.
Новая звезда появилась рядом с этими планетами. Кеплер пишет: «Между новой и Юпитером 3°281/2’; Марсом 8°31’; Сатурном 6°2’ или 6° 14’». Безусловно, это замечательное совпадение, которое заставило некоторых астрологов заявить, что новая была порождена планетами. Однако Кеплер отверг эту мысль. Он в течение длительного периода времени измерял угловое расстояние от новой до других неподвижных звезд и не зафиксировал никакого параллакса, из чего следовало, что новая была неподвижной, находилась на гораздо большем расстоянии и была значительно крупнее указанных планет. «Слон не может быть рожден от мухи».
Что могло вызвать формирование сверхновой? Аристотелевская идея о том, что сфера неподвижных звезд неизменна, до XVI века не вызывала серьезных возражений. Однако появление новой звезды доказывало, что теория не совсем верна. Кеплер придерживался объяснения, которое задолго до этого дал Тихо Браге, изучавший новую звезду, появившуюся в 1572 году (самому Кеплеру в это время исполнился всего один год). Если использовать современную терминологию, то Браге считал, что новая сформировалась из эфира Млечного Пути способом, похожим на тот, каким формируются сверхновые типа И. В этой гипотезе стоит всего лишь заменить слово «эфир» на «межзвездное пространство». Вот что писал Кеплер:
«Появившаяся в тот год звезда не была сформирована материей Млечного Пути, которая, будучи распыленной, перемещалась по пространству этого знаменитого зияния, и как только была поглощена, то место осталось пустым и свободным от рассеянного белесого света».
Эта гипотеза и современная точка зрения о формировании остатка сверхновой имеют некоторое сходство, однако сегодня вместо «исчезновения всей плоти» звезды мы бы сказали о том, что на ее месте осталась нейтронная звезда. Чуть позже Кеплер выразился иначе: