Звезды-1
Каждый атом твоего тела произошел от взорвавшейся звезды. И, возможно, атомы твоей
левой руки принадлежали другой звезде, не той, из которой атомы правой. Это самая
поэтичная вещь, которую я знаю о физике: мы все сделаны из звездной пыли.
© Лоуренс Краусс
Над поверхностью бурлящей похлебки жизни, источающей в земную атмосферу токсичные
миазмы, безмолвно нависает небесный купол. Если в дневное время на планете Земля наше небо
еще пытается скрыть людские прегрешения под плотно прикрытой эмалированной крышкой
голубого цвета, но ночью Вселенная срывает ее с земного казана, оставляя в человеческой памяти
лишь кроваво-красные раны заката.
Приятно обманывать самих себя, что под синей крышкой голубого неба Космос не увидит
нашей мелочной возни, но это лишь иллюзия, помогающая не потерять рассудок под
гипнотическим взглядом триллионов космических глаз – звезд. У них не бывает дня и ночи, и
смотрят они на нас непрерывно.
Неудивительно, что с древнейших времен звездному небу люди поклонялись. Но шли
столетия, человеческая раса росла как численно, так и умственно, и ее извечное любопытство и
постоянное накопление знаний при помощи все совершенствовавшейся техники позволили
ученым многое узнать о природе звезд. Об этом мы сегодня и поговорим.
К изучению звезд существует несколько разных подходов, компиляция которых дает
наиболее подробную информацию об изучаемом объекте.
Так, первый из них – это наблюдательные характеристики светящихся объектов, то есть та
информация, которую мы можем получить с поверхности планеты при наблюдении за светилами
с учетом всех искажений, которые вносят в нее атмосфера Земли и удаленность звезды от
планеты. Стоя на ее поверхности, наблюдению невооруженным глазом доступно около 3000
звезд, расположенных над горизонтом. Всего же на небе около 6000 звезд, которые можно
наблюдать, просто задрав голову к небу. Поэтому звездный узор над головой в северном
полушарии выглядит совершенно иначе, чем в южном. Кроме того, существует понятие «видимая
звездная величина» - это мера освещенности, создаваемой звездами. Интересно, что чем больше
освещенность, тем ниже звездная величина (у Солнца, ближайшей к нам звезде, звездная
величина составляет −26,72m, а ярчайшей звездой ночного неба является Сириус со звёздной
величиной −1,46m).
Также важно определить расстояние до звезды. Для этого существуют различные методы,
различающиеся по характеристикам объекта изучения. Так, расстояние до самых близких звезд
измеряется методом годичных параллаксов. Это изменение координат звезды, вызванное
изменением положения наблюдателя из-за орбитального движения Земли вокруг Солнца. Для
звезд, расположенных дальше от нашей планеты, используются другие методы. Один из них –
фотометрический метод, изучающий потоки и интенсивность электромагнитного излучения
небесных тел.
Еще один способом изучения звезд является фиксация спектров их излучения. Спектр – это
распределение значений физической величины (обычно энергии, массы или частоты). То есть
определение точек «от» каких и «до» каких значений колеблется электромагнитное,
радиационное и прочие излучения звезды. Спектры звезд представляют собой непрерывные
спектры с линиями поглощения. Спектр поглощения – это спектр, возникающий при прохождении
электромагнитного излучения через поглощающую излучение с определенной длиной волны
среду. Кроме того, в звездных спектрах встречаются и эмиссионные линии – это наиболее яркие
участки спектра, указывающие на избыток фотонов (безмассовых частиц света, двигающихся со
скоростью света), излучаемых звездой. Таким образом, звёздный спектр можно представить в
образе серой кошки (сам непрерывный спектр) с белыми эмиссионными (на них показатели
спектра «выше» среднего серого уровня) и черными (на них показатели, наоборот, «ниже»)
полосами.
Для описания звездных спектров часто используется понятие абсолютно черного тела. Это
такое физическое тело, которое полностью поглощает все падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах. Однако эти тела вовсе не окрашены в черный цвет космического
ужаса. Дело в том, что поглощая энергию, эти тела нагреваются, а, значит, и сами становятся
источником электромагнитного излучения. Плотность вещества звезды слишком высока, чтобы
сквозь нее мог «пролететь» фотон света, поэтому он в ней «застревает». Противоречивая черная
душа нашей удивительной кошки на самом деле таковой лишь кажется.