Кто вы?
Шрифт:
Исследования Рибера привлекли внимание астрономов. Однако начавшаяся вторая мировая война приостановила эти работы.
Любопытный факт был обнаружен в Англии 26–28 февраля 1942 года. Работа радиолокатора дальнего обнаружения была нарушена действием очень сильных помех. Вначале считали, что эти помехи создает противник. Но более глубокий анализ показал, что они результат гигантской солнечной вспышки, которая была зарегистрирована оптически 28 февраля 1942 года.
Развитие радиоастрономии началось после войны. За эти годы получено много поразительных результатов. Было установлено, что источниками радиоизлучения являются различные космические объекты — Солнце, звезды, многие туманности, отдельные области Галактики, межзвездное вещество, Луна и т. д.
Различают два вида радиоизлучения — тепловое и нетепловое. Первое, связанное
Но каждое нагретое тело излучает не только радиоволны, но и свет и тепло. В зависимости от температуры доля этих трех излучений меняется. Высокая температура — тело излучает много света и тепла, радиоволн же очень мало. Слабо нагретые предметы, например человеческое тело, излучают в основном тепло (инфракрасный участок спектра).
При нетепловом излучении радиоволн действуют другие силы. Это могут быть гигантские электрические разряды, ускоренное и замедленное движение частиц за счет влияния магнитных полей, синхротронное излучение быстрых электронов в магнитном поле и т. д. Распределение энергии по спектру при нетепловом излучении существенно отличается от теплового: она может быть максимальной в радиодиапазоне и почти не наблюдаться в оптическом.
Какие же плоды сняты с радиоастрономической ветви уже сегодня?
Во-первых, радиометодами получена (пока, правда, не полная) картина радиовселенной. Она не только дополняет оптическую, но и имеет самостоятельную ценность. Здесь обнаружены объекты, которые оптически вообще невидимы.
Во-вторых, радиоволны в ряде случаев испытывают меньшее поглощение в космической среде, чем оптические. Например, скопления межзвездной пыли прозрачны для радиоволн и непрозрачны для световых. Следовательно, радиоастрономия как бы раздвинула пределы доступной нам вселенной.
Что мы обнаруживаем в картине радиовселенной?
Первое — это радиошумы так называемого космического фона (непрерывно распределенные по всему небу, они наблюдаются в метровом и дециметровом диапазонах). Величина этого фона меняется с изменением частоты наблюдения и участков наблюдаемого неба. Выдвинуты гипотезы, объясняющие происхождение этого излучения. Одна из компонент фона приписывается туманностям, связанным с горячими звездами. Другая компонента, равномерно распределенная по небу, по-видимому, связана с излучением так называемых релятивистских, или очень быстро движущихся в магнитном поле Галактики электронов.
На непрерывном фоне космического шума выделяются отдельные, так называемые дискретные (по пространству), источники шума. Таких источников обнаружено на небе около десяти тысяч. Из них изучена только небольшая часть.
В солнечной системе самое мощное излучение естественно принадлежит нашей звезде. Их два вида: тепловое радиоизлучение спокойного Солнца и мощные излучения возбужденного Солнца. Обнаружены также радиоизлучения Меркурия, Венеры, Марса, Сатурна и Юпитера.
Самым мощным дискретным источником радиоизлучения за пределами солнечной системы является источник в созвездии Кассиопеи. Он обозначается Кассиопея-А. Излучение его почти такой же интенсивности, как у «спокойного Солнца». Читатель, не будьте равнодушны к этому равенству! Вдумайтесь в этот факт! Ведь источник отстоит от Земли в сотни миллионов раз дальше, чем Солнце. Свет от Солнца бежит к нам приблизительно 8 минут, а от Кассиопеи-А — 10 тысяч лет! И, несмотря на это, наши приборы регистрируют примерно одинаковую их интенсивность. А она падает обратно пропорционально квадрату расстояния (см. следующую главу).
Всего в два раза уступает Кассиопее-А по величине излучения радиоисточник в созвездии Лебедя. Значит, если бы наше зрение реагировало не на свет, а на радиоволны (ведь у них единая природа — электромагнитная), то мы могли бы любоваться одновременно тремя солнцами почти равной яркости.
Третий по яркости радиоисточннк — Телец-А в созвездии Крабовидной туманности. Эта молодая туманность имеет захватывающую, почти детективную историю.
В 1054 году вспыхнула поразительно яркая звезда, которая была видна даже днем. Звезда светила около полугода и затем угасла.
В нашей звездной системе — Галактике это очень редкие явления. Так, за последнюю тысячу лет наблюдались три такие вспышки: в 1054, в 1572 и в 1604 годах. Как и вспышка 1054 года, две последующие также образовали сильные источники радиоизлучения.
Такого типа радиоисточники, являющиеся следствием взрыва сверхновых звезд, советский астрофизик И. С. Шкловский, автор ряда блестящих исследований, назвал радиотуманностями. (Заметим, что термин «радиотуманность» вдвойне удачен: хорошо отражает природу разбегающихся остатков сверхновых и одновременно напоминает о далеко не ясных еще процессах их сверхмощного радиоизлучения.)
Далее, обнаружено излучение за пределами нашей звездной системы в галактиках Андромеды, Магеллановых Облаков и других. У них обычно наблюдается излучение короны. Обнаружены, кроме того, так называемые «радиогалактики», то есть системы, радиоизлучение которых намного превышает радиоизлучение обычных «нормальных» галактик. Наша Галактика и в этом смысле рядовая и относится к нормальным.
Перечисленные выше источники излучают радиоволны в широком непрерывном спектре частот. Поразительным результатом радиоастрономии было открытие узких линий радиоизлучения Галактики. Одним из источников такого излучения является водород, самый распространенный во вселенной элемент. Мы уже разбирали явление излучения электрона при переходе его на орбиту с более низким энергетическим уровнем. Аналогичное явление имеет место и в возбужденном атоме водорода. Электрон под действием внешних причин «прыгает» на более низкую энергетическую ступеньку и излучает при этом электромагнитное колебание на волне длиной в 21 сантиметр. Излучение этого электрона ничтожно. Однако одновременно их «прыгает» так много, что суммарное их излучение уверенно принимается земными радиотелескопами. Открытие это дало новое оружие для исследования вселенной. Более того, так как водород буквально вездесущ во вселенной, то каждая высокоразвитая цивилизация должна знать эту истину, должна владеть этим единым для всех миров стандартом частоты. Так возникла мысль, что именно на этой волне и надо искать разумные сигналы. Но к этому вопросу мы вернемся, заметим лишь, что первая установка для поиска разумных сигналов на нашей планете работала именно на волне в 21 сантиметр. Позже были открыты линии радиоизлучения и на других волнах: 18 сантиметров, 5 и др.
Последние годы ознаменовались открытием новых загадочных объектов радиовселенной — квазизвездных радиоисточников. Им дали сокращенное имя — квазары. Как источники радиоизлучений, они очень мощны, хотя оптически тождественны весьма слабым объектам звездообразного типа. Квазары находятся где-то у сегодняшних границ наблюдаемой нами части вселенной и, следовательно, очень быстро удаляются. Так, квазар ЗС-9 удален от нас на 10 миллиардов световых лет (!) и удаляется со скоростью 240 000 километров в секунду. (Как видите, эта скорость составляет 0,8 скорости света!) Приходящий от него свет покинул источник, когда солнечная система вообще не существовала. По одной из гипотез квазар — это необычайно гигантская сверхзвезда, ядро возникающей новой галактики. Ее диаметр в несколько раз превосходит диаметр орбиты Земли, а масса составляет миллионы масс Солнца! (Известные до сих пор звезды по диаметру и массе превосходили Солнце не более чем в сотни раз.) Природа квазаров еще не разгадана. Но уже сегодня их наблюдение позволило заглянуть в еще более «далекое прошлое» вселенной. Есть ли это предельная дальность проникновения людей в прошлое нашего мира на сегодня?