Журнал «Вокруг Света» №06 за 2008 год
Шрифт:
Звездная пыль
Уже вскоре после открытия бурые карлики заставили астрономов внести коррективы в устоявшуюся десятки лет назад спектральную классификацию звезд. Оптический спектр звезды — это ее лицо, а точнее — паспорт. Положение и интенсивность линий в спектре прежде всего говорят о температуре поверхности, а также о других параметрах, в частности химическом составе, плотности газа в атмосфере, напряженности магнитного поля и т. п. Около 100 лет назад астрономы разработали классификацию звездных спектров, обозначив каждый класс буквой латинского алфавита. Их порядок многократно пересматривали, переставляя, убирая и добавляя буквы, пока не сложилась общепринятая схема, безупречно служившая астрономам многие десятки лет. В традиционном виде последовательность спектральных классов выглядит так: O-B-A-F-G-K-M. Температура поверхности звезд от класса O до класса M убывает со 100 000 до 2000 К. Английские студенты-астрономы
На поверхности большинства звезд из-за высокой температуры никакие молекулы существовать не могут. Однако у самых холодных звезд класса М (с температурой ниже 3000 К) в спектрах видны мощные полосы поглощения окисей титана и ванадия (TiO, VO). Естественно, ожидалось, что у еще более холодных коричневых карликов эти молекулярные линии будут еще сильнее. Все в том же 1997 году у белого карлика GD 165 был открыт коричневый компаньон GD 165B, с температурой поверхности 1900 К и светимостью 0,01% солнечной. Он поразил исследователей тем, что в отличие от других холодных звезд не имеет полос поглощения TiO и VO, за что был прозван «странной звездой». Такими же оказались спектры и других коричневых карликов с температурой ниже 2000 К. Как показали расчеты, молекулы TiO и VO в их атмосферах конденсируются в твердые частицы — пылинки, и уже не проявляют себя в спектре, как это свойственно молекулам газа.
Чтобы учесть эту особенность, Дэви Киркпатрик из Калифорнийского технологического института уже на следующий год предложил расширить традиционную спектральную классификацию, добавив в нее класс L для маломассивных инфракрасных звезд, с температурой поверхности 1500—2000 K. Большинство объектов L-класса должны быть коричневыми карликами, хотя очень старые маломассивные звезды тоже могут остыть ниже 2000 К.
Продолжая исследования L-карликов, астрономы обнаружили еще более экзотические объекты. В их спектрах видны мощные полосы поглощения воды, метана и молекулярного водорода, поэтому их называют «метановыми карликами». Прототипом этого класса считается первый открытый бурый карлик Глизе 229B. В 2000 году Джеймс Либерт с коллегами из Аризонского университета выделили в самостоятельную группу T-карлики с температурой 1500—1000 К и даже чуть ниже. Коричневые карлики ставят перед астрономами много сложных и очень интересных вопросов. Чем холоднее атмосфера звезды, тем труднее изучать ее как наблюдателям, так и теоретикам. Присутствие пыли делает эту задачу еще сложнее: конденсация твердых частиц не только изменяет состав свободных химических элементов в атмосфере, но и влияет на теплообмен и форму спектра. В частности, теоретические модели с учетом пыли предсказали парниковый эффект в верхних слоях атмосферы, что подтверждается наблюдениями. Вдобавок расчеты показывают, что после конденсации пылинки начинают тонуть. Возможно, на разных уровнях в атмосфере формируются плотные облака пыли. Метеорология коричневых карликов может оказаться не менее разнообразной, чем у планет-гигантов. Но если атмосферы Юпитера и Сатурна можно изучать вблизи, то расшифровывать метановые циклоны и пылевые бури коричневых карликов придется только по их спектрам.
Секреты «полукровок»
Вопросы о происхождении и численности коричневых карликов пока остаются открытыми. Первые подсчеты их количества в молодых звездных скоплениях типа Плеяд показывают, что по сравнению с нормальными звездами общая масса коричневых карликов, видимо, не так велика, чтобы «списать» на них всю скрытую массу Галактики. Но этот вывод еще нуждается в проверке.
Общепринятая теория происхождения звезд не дает ответа и на вопрос, как образуются коричневые карлики. Объекты столь малой массы могли бы формироваться подобно планетам-гигантам в околозвездных дисках. Но обнаружено довольно много одиночных коричневых карликов, и трудно предположить, что все они вскоре после рождения были потеряны своими более массивными компаньонами. К тому же совсем недавно на орбите вокруг одного из коричневых карликов открыли планету, а значит, он не подвергался сильному гравитационному влиянию соседей, иначе карлик бы ее потерял.
Совершенно особый путь рождения коричневых карликов наметился недавно при исследовании двух тесных двойных систем — LL Андромеды и EF Эридана. В них более массивный компаньон, белый карлик, своей гравитацией стягивает вещество с менее массивного спутника, так называемой звезды-донора. Расчеты показывают, что первоначально в этих системах спутники-доноры были обычными звездами, но за несколько миллиардов лет их
масса упала ниже предельного значения и термоядерные реакции в них угасли. Теперь по внешним признакам это типичные коричневые карлики. Температура звезды-донора в системе LL Андромеды около 1300 K, а в системе EF Эридана — около 1650 K. По массе они лишь в несколько десятков раз превосходят Юпитер, а в их спектрах видны линии метана. Насколько их внутренняя структура и химический состав сходны с аналогичными параметрами «настоящих» коричневых карликов, пока неизвестно. Таким образом, нормальная маломассивная звезда, потеряв значительную долю своего вещества, может стать коричневым карликом.Правы были астрономы, утверждая, что природа изобретательнее нашей фантазии. Коричневые карлики, эти «не звезды и не планеты», уже начали преподносить сюрпризы. Как выяснилось недавно, несмотря на свой холодный характер, некоторые из них являются источниками радио- и даже рентгеновского (!) излучения. Так что в будущем этот новый тип космических объектов обещает нам немало интересных открытий.
Владимир Сурдин
По степным столицам
В 1991 году для Казахстана началась новая эра — он стал независимым государством. И тут весь мир, включая ближайших соседей, удивился: что это за неведомая страна в самом сердце Евразии? Страна это вообще или так — Степь Половецкая? Мало кто всерьез интересовался Степью до «новой эры». Для иностранных исследователей она была практически недоступна, дореволюционные российские работы устарели, а советские ученые и администраторы не очень-то и старались ее познать, отводя трем миллионам «квадратов» между Каспием и Алтаем, Сибирью и Средней Азией роль пустого пространства для освоения народами, насильно туда сосланными. Постсоветский обыватель при некотором напряжении своей памяти может вспомнить только следующие бренды: целина, Байконур и Олжас Сулейменов… Парадокс в том, что и для самих казахстанцев их страна — терра инкогнита.
В 1991 году для Казахстана началась новая эра — он стал независимым государством. И тут весь мир, включая ближайших соседей, удивился: что это за неведомая страна в самом сердце Евразии? Страна это вообще или так — Степь Половецкая? Мало кто всерьез интересовался Степью до «новой эры». Для иностранных исследователей она была практически недоступна, дореволюционные российские работы устарели, а советские ученые и администраторы не очень-то и старались ее познать, отводя трем миллионам «квадратов» между Каспием и Алтаем , Сибирью и Средней Азией роль пустого пространства для освоения народами, насильно туда сосланными. Постсоветский обыватель при некотором напряжении своей памяти может вспомнить только следующие бренды: целина, Байконур и Олжас Сулейменов… Парадокс в том, что и для самих казахстанцев их страна — терра инкогнита.
Национальный напиток кумыс вне конкуренции и традиционно почитаем казахами
В течение многих лет Казахстан был отчужден от собственной истории: сначала в составе Российской империи, а затем Советского Союза он существовал как химерическое образование без сверхзадачи, сверхидеи, культуры и религии. Традиционный для казахов образ жизни — кочевание — преподносился как нечто ущербное и дикое, напоминающее о далеких и неспокойных временах Степи.
В XI—XV веках Великую евразийскую равнину от Иртыша до Дуная, от Крыма до Булгара Великого на Волге, где кочевали кыпчакиполовцы, в арабских и персидских текстах называли Дешт-и-Кыпчак — Кыпчакская Степь, а в русских — Поле Половецкое. В XVI—XVIII веках, после того как тюркский суперэтнос распался на несколько самостоятельных этносов, большая часть могущественного тюркского племени кыпчаков вошла в состав казахской нации, а Кыпчакской Степью, или просто Степью, стали называть территорию современного Казахстана.
Параллель «Степь — Казахстан» да, пожалуй, еще этноним «казах», сохранивший в своей внутренней форме значение «вольный» (не последнюю роль в этом, кстати, сыграло русское слово «казак» того же происхождения), и составляли остатки «национальной казахской идеи».
Получив независимость, молодая республика немедленно занялась пересмотром историографии: пышно расцвела мифологизация, местные «летописцы», не особо утруждая себя фактологией, стали представлять Степь колыбелью человеческой цивилизации и землей обетованной… Пена, но в этой мыльной пене есть и «ребенок», которого мы постараемся не выплеснуть. Пафос новых исследований легко объясним, а основная идея совсем не так сумасбродна, как может показаться, и коротко звучит так: Степь — это не «буфер» между Востоком и Западом, а особое культурное пространство.