Возникновение звезд
С другой стороны, те яркие и горячие тучи межзвездного газа, которые смогли проявить астрономы в свои телескопы, явным образом не устраивали физиков как предполагаемое вещество будущих звезд. Ведь горячий газ стремится расширяться под действием внутреннего давления. И физики не были уверены, что гравитация сможет победить давление газа.
Итак, что же победит - давление или гравитация? В 1902 г. молодой английский физик Джеймс Джинс впервые исследовал уравнение движения газа с учетом гравитации и нашел, что они имеют два решения. Если масса газа имела и его тяготение слабое, а нагретый он достаточно сильно, то в нем распространяются волны сжатия и разрежение - обычные звуковые колебания. Но если хмарка газа массивная и холодная, то тяготение побеждает газовое давление. Тогда туча начинает сжиматься как целое, превращаясь в плотный газовый шар - звезду. Критические значения массы (Мj) и размера (Кj) тучи, при которых оно теряет стойкость и начинает неудержимо сжиматься - коллапсувати, из тех пор называют джинсовскими.
Тем не менее во времена Джинса и даже намного позднее астрономы не могли указать тот газ, из которого формируются звезды. Пока они искали дозіркову вещество, физики в конце концов поняли, чему звезды светят. Исследование атомного ядра и открытие термоядерных реакций разрешили объяснить причину продолжительного свечения зірок.
Найдены молодые звезды
Оказалось, что чем масивніша звезда, тем ярче она светит и, значит, быстрее сжигает свое термоядерное горючее. Максимальный возраст массивных звезд спектральных классов ОБ и В составляет 10-30 млн лет. Это очень имело в сравнении с возрастом других объектов Галактики. Итак, эти звезды родились совсем недавно и не могли далеко пойти от места своего рождения. Одно из таких мест - туманность Ориона - знакомо каждому любителю астрономии.
Большая туманность Ориона (М 42 по каталогу Мессьє) - яркая эмиссионная туманность, т.е. излучает свет, видимая невооруженным глазом как бледное пятно в Мече Ориона. Она отдалена от Земли на 1500 светового лет и содержит сосредоточение очень молодых звезд. В центральной, более всего яркой ее части находятся четыре массивных горячих звезды спектрального класса ОБ - известные Трапеция Ориона. Мощное ультрафиолетовое излучение молодых звезд вызывает свечение разреженного газа туманности. Но самый этот газ слишком горячий, чтобы из него могли формироваться звезды. Поиски дозіркової вещества продлевались.
Из чего образовываются зіркище Гершель проявил на фоне Млечного Пути темные провалы, что он называл "дырами в небе". В конце XIX в. в Лікскій обсерватории (США) астроном Эдуард Барнард начал систематическое фотографирование неба. До 1913 г. он нашел возле 200 темных туманностей. По его мнению, они представляли собой тучи материи, которые поглощают свет, а совсем не промежутки между звездами, как считал Гершель.
Это предположение подтвердилось. Когда рядом с тучей межзвездного газа или внутри него нет горячей звезды, газ остается холодным и не светится. Если бы туча содержала только газ, его могли бы и не заметить. Но кроме газа в межзвездной среде в небольшом количестве (возле 1% по массе) есть мелкие твердые частицы - пылинки размерами возле 1 мкм и меньше, что поглощают свет далеких звезд. Вот потому холодная туча и кажется темным «провалом в небе». Детальное изучение Млечного Пути показало, что очень часто такие «провалы» встречаются в областях зіркоутворень, подобный туманности Ориона.
В 1946 г. американский астроном Барт Бок проявил на фоне светлых туманностей NGC 2237 в Єдинорозі и NGC 6611 в Щите маленькие черные пятна, который назвал глобулами. Размер их от 0,01 до 1 пк. Они ослабляют свет лежачих за ними звезд у десятки и сотни раз. Это значит, что вещество глобул в тысяче раз плотнее окружающего их газа. Их масса оценивается в пределах от 0,01 до 100 масс Солнца.
После открытия глобул появилось убеждение, что тучи, которые сжимаются дозіркової материи уже найденные, что они и являются непосредственными предшественниками звезд. Но в скором времени стала очевидной торопливость такого вывода.
Дело в том, что оптические телескопы не дают полного представления о межзвездной среде: за их помощью мы видим лишь горячие тучи, нагретые массивными звездами (как туманность Ориона), или маленькие темные глобулы на светлом фоне. И те и другие - довольно редчайшие образования. Только созданные в 50-и гг. радиотелескопы разрешили проявить по излучению в линии 21 см атомарный водород, который заполняет почти все пространство между звездами.
Это очень разреженный газ: приблизительно один атом в кубическом сантиметре пространства (по меркам земных лабораторий - высочайший вакуум!) Но поскольку размер Галактики огромный, в ней набирается возле 8 млрд солнечных масс межзвездного газа, или приблизительно 5% от ее полной массы. Межзвездный газ более чем на 67% (по массе) состоит из водорода, на 28% из гелия, и меньше 5% приходится на все другие элементы самые числені среди которых - кислород, углерод и азот.
Вернуться назад