История астрономии. На пути к пониманию звезд

Проблема природы звезд и источника их неиссякаемой энергии была поставлена, по меньшей мере, более двух тысяч лет тому назад, но решалась долгие века чисто умозрительно. Уже некоторые древнегреческие натурфилософы считали звезды раскаленными телами. Но прочно идея горячих звезд, подобных Солнцу, утвердилась лишь как одно из следствий революции Коперника. Открытие в середине XIX в. закона сохранения энергии остро поставило вопрос о физическом источнике энергии Солнца и звезд. Первой попыткой его решения была гипотеза Р. Майера (1848 г.) о разогреве Солнца за счет падения на него метеоритов. (Аналогичная идея относительно комет была раньше высказана Эпинусом.) Но к более обоснованному научному исследованию проблемы можно было приступить лишь после открытия Г. Кирхгофом и Р. Бунзеном в 1859 г. спектрального анализа. В результате уже в 1861 г. был дан ответ на вопрос, еще недавно считавшийся неразрешимым (вспомним опрометчивое высказывание на этот счет отца позитивизма О. Конта о принципиальной невозможности узнать когда-либо химический состав звезд, 1852): Кирхгоф первым определил химический состав солнечной (и, следовательно, звездных) атмосферы. Так была создана почва для формирования научно обоснованной картины природы звезд. Во второй половине XIX в. окончательно утвердилось представление о звездах, как о колоссальных газовых шарах, плотных и горячих в центральных частях и разреженных на периферии.

Еще в середине прошлого века Гельмгольц и Кельвин предложили идею гравитационного сжатия такой газовой звезды как источника ее энергии. Однако вскоре выяснилось, что при этом Солнце оказывалось... моложе Земли! «Жизнь» его и других звезд исчислялась всего десятками миллионов лет. Между тем геологи уже утверждали, что Земля существует около миллиарда лет... Из тупика науку вывел в начале XX в. выдающийся английский физик и астрофизик Джеймс Хопвуд Джине (1877—1946). В 1904 г. он смело экстраполировал на звездную Вселенную открытие, сделанное в 1903 г. П. Кюри и А. Лабордом,— самопроизвольное выделение тепла радиоактивными элементами. Механизм излучения за счет радиоактивности он представлял как аннигиляцию вещества, откуда заключил, что излучение звезд (если оно одной природы с радиоактивностью) также не зависит от температуры внутри них. И хотя идея аннигиляции была позднее оставлена, гениальная мысль Джинса — о внутриатомном характере источника внутризвездной энергии — легла в основу всех современных теорий эволюции звезд.

Однако и после этого звездные недра оставались полной загадкой. Ключ к ее решению также был найден Джинсом. В 1917 г. он обратил внимание на то, что при звездных температурах вещество в недрах звезды должно быть полностью ионизовано... Таким образом, оно оказывается почти идеальным газом из электронов и положительных ядер, доступным математическому описанию! Для теоретического исследования возможной эволюции звезд Джинс допускал аналогию в поведении быстро вращающейся звезды и массы вращающейся же несжимаемой тяжелой жидкости и развил свою теорию «жидких» звезд. Он предполагал, например, что двойные звезды получаются в результате разрыва быстро вращающихся одиночных. Хотя эта гипотеза вскоре была оставлена, его общая теория фигур равновесия вращающейся тяжелой несжимаемой жидкости оказалась чрезвычайно эффективным инструментом для исследования космических объектов. В первые десятилетия XX в. получила широкое распространение теория Джинса происхождения звезд... из спиральных туманностей, которые тогда еще рассматривались многими как сгущающиеся массы диффузной материи. Вместе с тем Джине пришел к выводу, что из такой быстро вращающейся уплощенной туманной массы не могут возникнуть планетные системы, и выдвинул (1916) свой вариант приливной космогонической планетарной гипотезы, согласно которой планетная система возникла в результате отделения от Солнца гигантского приливного выступа, возникшего якобы при случайном близком прохождении посторонней звезды. Но в начале 40-х годов от нее отказались, ибо она также не могла объяснить распределения момента количества движения в Солнечной системе...

Главная страница раздела