Дивовижні зірки
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Нещодавно в астрономії відбулися суттєві зрушення. Почалося все з того, що на місці кількох «точкових» радіоджерел астрономи виявили дуже слабкі зірки. Причому збіг координат джерел радіовипромінювання і зірок був ідеальним, в межах секунди. Слабкими зірками зацікавилися і з’ясували, що вони дуже не схожі на всі інші зірки. Дивним, зокрема, був їх світловий спектр. На тлі безперервного спектра можна було спостерігати кілька яскравих смуг, але вони, здавалося б, не відповідали жодному з відомих елементів.
Після цього відкриття знову пожвавилася гіпотеза про радіозірки (на зорі розвитку радіоастрономії вважалося, що причина радіовипромінювання галактик є сумарне випромінювання якихось особливих зірок, що мешкають в галактиках).
Загадку вирішив голландський астроном Мартін Шмідт, який працює в США. Виявилося, що яскраві лінії спектра належать звичайним для туманностей і зірок елементам – водню, кисню, магнію, – але тільки вони сильно зміщені в червону сторону спектра. Величина цього зміщення надзвичайно велика. Пояснення цьому факту може бути тільки одне; досліджуваний об’єкт віддаляється від спостерігача (всі інші пояснення з тих чи інших причин відпали). І швидкість цього видалення колосальна. Наприклад, об’єкт ЗС-286 віддаляється від Землі, за нашими підрахунками, зі швидкістю 180 тисяч кілометрів на секунду.
Згідно із законом Хаббла, відомо, що чим далі від нас небесне тіло, тим з більшою швидкістю воно віддаляється. Підрахувавши, вчені отримали, що найближча до нас з виявлених дивних зірок знаходиться далеко за межами нашої Галактики, на відстані півтора мільярда світлових років.
Що ж стосується самого далекого з виявлених тіл, то відстані до нього, мабуть, настільки великі, що їх не можна точно визначити. Тут мова може йти про 8-9 мільярдів світлових років. Інакше кажучи, ми зустрілися з класом об’єктів, рекордно далеких від нас. І, незважаючи на те, що виявлені зірки так неймовірно віддалені від нас, вони досить яскраві. Порівнюючи спостережувані яскравості, ми зробили висновок, що світність цих зірочок в сотню разів перевищує потужність випромінювання галактик-гігантів, тобто це найпотужніші відомі нам генератори оптичного випромінювання.
Однак на цьому сенсації не скінчились. Майже одночасно в декількох обсерваторіях було показано, що один з цих незвичайних об’єктів, ЗС-273, часом змінює свій блиск, немов блимає. Відкриття було надзвичайно вражаючим. І ось чому. Ми знаємо, що велика кількість зірок змінні. З різних причин вони можуть змінювати свою яскравість. Але думати, що і спостережуваний об’єкт (а спочатку вважали, що ми маємо справу з гігантськими галактиками) може змінювати свою яскравість, – значить вірити в чудеса. Адже не можна ж собі уявити, що сотні мільярдів зірок, що входять в галактику, одночасно змінюють свою яскравість. І тим не менше диво підтвердилося. (Якщо порівнювати фотографічні пластинки, отримані років 80 назад і в наш час, то на них чітко видно, як змінюється яскравість.)
Американці підняли всі архіви так званого «небесного патруля», завдання якого полягає в тому, щоб фотографувати по шматках все небо – а раптом щось станеться! На основі аналізу 5 тисяч негативів вдалося побудувати криву зміни яскравості за досить великий проміжок часу.
Виявилося, що навіть за один тиждень яскравість об’єкта може змінитися в два рази. Отже, розміри джерела випромінювання не перевищують світловий тиждень (це приблизно дорівнює 200 мільярдам кілометрів).
Який же висновок можна зробити на основі всіх цих спостережень? Вчені прийшли до висновку, що незвичайний небесний об’єкт, що випромінює гігантський потік світла, не галактика, а тіло величиною в тисячну частину світлового року (це зоряний розмір). Це тіло з величезною масою – в сотні мільйонів разів більше сонячної – отримало назву «надзірки».
Надзірки поставили перед вченими безліч проблем. Перш за все, постало питання, як пояснити ці дивовижні явища. Передбачається, що ці об’єкти дуже молоді, тому що тривалий час випромінювати таку масу енергії неможливо. Але про це ми поговоримо вже в наступній статті.
Автор: І. Шкловський.