Рождение миров

Первые наметки биографии

Какие же звезды молоды?

На этот вопрос ученые отвечали по-разному. Одни говорили: моложе всех голубовато-белые звезды. Они велики, горячи, полны светоносной энергии и с юношеской щедростью изливают ее в пространство, но пройдут миллионы лет, — голубоватые звезды постепенно израсходуют большую часть своей массы, остынут, успокоятся и начнут экономнее расходовать запасы энергии. Они станут обычными белыми звездами, а затем пожелтеют, как листва осенью.

Вместе со старостью придет и скупость. Звезды сбавят свою светимость и, превратившись в маленьких красных карликов, перейдут в класс М. Там их ждет медленное угасание.

Другие ученые возражали, — красные звезды нельзя считать стариками. Наоборот, звезды из класса М — молодежь. Они только что возникли, еще не успели разгореться и достичь полного блеска. С течением времени красные звезды уплотнятся, их температура повысится, они станут оранжевыми, затем желтыми звездами. Постепенно уплотняясь и разогреваясь, они перейдут в класс голубоватых звезд, достигнут наивысшей степени нагрева, и их вещество начнет рассеиваться в пространстве.

Голубые звезды — это старики. Их яркий блеск — это блеск умирающей звезды.

Мнения обеих сторон казались вполне резонными. В самом деле, и красные звезды могут разгораться, и белые могут остывать. Возникла еще одна гипотеза, объединившая оба мнения.

Звезды образуются в виде огромных и сравнительно холодных шаров — красных сверхгигантов. Постепенно уплотняясь и разогреваясь, красные сверхгиганты становятся оранжевыми звездами, затем — желтыми и так, переходя со ступеньки на ступеньку, звезды, словно по лесенке, забираются в класс самых горячих голубых звезд.

Температура молодой звезды повышается сверх допустимого предела. В недрах звезды начинаются бурные извержения. Атмосфера звезды расширяется и постепенно рассеивается в пространстве.

Звезда быстро расходует запасы своего вещества, она сжигает сама себя и тем заканчивается ее юность.

Постепенно остывая и успокаиваясь, звезда переходит в класс белых, а затем и желтых звезд. Она снова совершает путешествие по ступенькам, но теперь уже не вверх по лестнице, а вниз, — проходит стадии желтых, оранжевых и красных звезд и заканчивает жизненный путь тусклым красным карликом.

Эта гипотеза возникла еще в первом десятилетии нашего века, а в 1913 году для ее подтверждения была составлена чрезвычайно интересная диаграмма.

Вот уже сорок лет как эта диаграмма служит настольным пособием для всех астрономов, изучающих звезды. Ее несколько раз перечерчивали разными способами, исправляли, дополняли, изучали и с ее помощью находили важные закономерности в звездном мире.

Для составления этой диаграммы лист бумаги расчертили по числу спектральных классов на 7 вертикальных столбцов или лесенок. Самая крайняя слева лесенка была предназначена для горячих голубых звезд класса «О», следующая за ней — для голубовато-белых звезд, третья слева — для белых звезд, четвертая — для золотисто-белых, пятая — для желтых, шестая — для оранжевых, а самая крайняя справа — для красных звезд класса М.

Каждый вертикальный столбец разграфили на 30 клеточек или ступенек для звезд различной яркости.

Затем взяли список звезд, в котором указаны их спектральные классы и светимости, и начали рассаживать звезды по лесенкам и ступенькам. Каждую звезду обозначали просто точкой. Все точки были одинаковой черноты, но ставили их в соответствии со спектральным классом звезды и ее светимостью.

Наиболее тусклые красные звезды заняли самую нижнюю ступеньку лесенки М. Звезды восемнадцатой величины поместили на вторую ступеньку. Звезды семнадцатой величины — на третью, шестнадцатой — на четвертую и так далее. Чем ярче звезда, тем выше она получала место. На самом верху диаграммы находится чемпион светимости — двойная звезда S Золотой Рыбки.

Диаграмма, показывающая зависимость между массой звезды, спектральным классом и светимостью.

На диаграмме, которая помещена в книге, расставлено только 96 точек, означающих 22 самых ярких звезды нашего неба с их спутниками, 44 ближайших к Солнцу карлика, 9 цефеид и еще несколько других звезд.

Можно было бы разметить на диаграмме и тысячу точек, означающих тысячу звезд, но и выбранного количества вполне достаточно, чтобы показать порядок, какой соблюдают звезды на этой диаграмме.

Звезды распределились на ней не как попало, а составили свои компании или землячества. Ригель, Денеб, Канопус собрались в одном углу диаграммы, а Бетельгейзе, Антарес, Дивная — в другом. Это и понятно, одни из них — белые сверхгиганты, а другие— красные сверхгиганты.

Цефеиды столпились вокруг Полярной звезды и дельты Цефея. Стайка белых карликов обособилась внизу диаграммы, а все остальные звезды разошлись по диагонали, словно путники по узкой лесной тропинке.

Ученым казалось, что эта диаграмма раскрывает им биографию звезд. Правый верхний угол диаграммы это «детская комната» звезд, — там возникают самые молодые звезды — красные сверхгиганты. Уплотняясь и разгораясь, они постепенно переходят в левый верхний угол. Там наступает их зрелость и вдоль «лесной тропинки», лежащей по диагонали диаграммы, они спускаются в правый нижний угол. Тут где-то, за рамкой диаграммы, должно находиться «кладбище» звезд.

Эта гипотеза была первой серьезной попыткой разобраться в дебрях звездного леса и найти среди звезд молодую поросль и достигших преклонного возраста стариков.

Диаграмма и гипотеза вызвали живейший интерес среди ученых.

Особенно ценна оказалась диаграмма. Она доказала, что размещение звезд на ней неслучайно, что существует зависимость между массой звезды и ее температурой, спектральным классом и светимостью.

Каждая звезда, у которой установлены принадлежность к тому или иному классу и ее светимость, может быть помещена в виде точки на диаграмму, и тотчас опытный глаз астронома определит ее массу, диаметр и плотность.

Эта замечательная диаграмма служит как бы коллективным паспортом звезд. Она принесла науке неоценимую пользу.

Зато гипотеза, связанная с этой диаграммой, встретила суровую критику и вскоре была оставлена. Ученые согласиться с ней не могли.

В самом деле, белые сверхгиганты — это самые массивные звезды нашей Галактики. Красные сверхгиганты в среднем почти вдвое уступают по массе белым.

При своем развитии звезда теряет массу на излучение, а отнюдь не приобретает ее. Каким же образом красные сверхгиганты могут «вырастать» в белых сверхгигантов?

Затем установлено совершенно точно, что встреча двух звезд — событие весьма маловероятное, а объединение двух звезд в двойную звезду — явление и подавно совершенно немыслимое. Двойные звезды несомненно однолетки-близнецы. Они образовались одновременно.

Как же в таком случае могли возникнуть такие удивительные пары, как Дивная Кита и ее спутник?

Дивная — сверхгигант темно-красного цвета, чудовище с поперечником в 550 миллионов километров и холодная, как угли догорающего костра, а ее спутник — звезда-лилипут по диаметру раз в шесть меньше Солнца, но раскаленная до 14 000° — типичный белый карлик. И несомненно они родились вместе и одновременно — это звезды-сестры.