В сто сорок солнц закат пылал…
В. Маяковский
Солнце — мерило звезд
Звезды — солнца. Солнце — звезда. Солнце огромно. А звезды? Как мерить звезды? Какие гири брать для взвешивания, какие мерки для измерения диаметров? Не подойдет ли для этой цели само Солнце — звезда, о которой мы знаем больше, чем обо всех светилах вселенной, вместе взятых?
Раскаленный газовый шар диаметром примерно 1391 тысяча километров — вот наше Солнце. Более чем в 109 раз его диаметр превышает земной. Солнечный диск в полтора раза больше орбиты Луны.
Вас интересует, почему мы определили диаметр приближенно? Дело в том, что наше светило не очень четко очерчено в пространстве. Плотность солнечного вещества начинается с такого разрежения, что его не мудрено спутать с чистым вакуумом. И лишь постепенно с глубиной проникновения увеличивается и увеличивается. Это, пожалуй, должно быть понятно: с глубиной растет давление. В центре оно достигает чудовищных величин — 150–200 миллиардов атмосфер. Такое давление возникает на короткое мгновение взрыва в оболочке водородной бомбы. Солнце, как и каждая звезда, — это водородная бомба, находящаяся в состоянии непрерывного взрыва. Сравнение, конечно, грубоватое, рассчитанное лишь на то, чтобы привести звездные процессы к «земному» уровню.
Важнейшей характеристикой любой звезды является масса. На Земле мы больше привыкли к понятию веса. Чтобы на чаше весов уравновесить Солнце, пришлось бы сложить 332 440 земных шаров.
Особенно впечатляюще действует пример того, что наше светило каждую секунду теряет на излучение около 4 миллионов тонн вещества. Это вес тысячи железнодорожных составов. И так продолжается уже по крайней мере 10 миллиардов лет. Можете сами подсчитать, каким наше светило было в молодости и каким будет… к концу своей жизни.
При существующей массе и давлениях солнечный газ сжимается до такой степени, что кубик его с гранью в 1 сантиметр (примерный объем наперстка) весит около 100 граммов. Любой металл позавидует. Это, конечно, в самом центре. Вообще же, если взять среднюю плотность нашего светила, она окажется процентов на сорок выше плотности… воды. Почему же мы называем его «газовым шаром»? По традиции?
Невероятное давление в центре является и причиной неистовых температур. Термометр, поставленный Солнцу, показал бы в центре 10–12 миллионов градусов: самая парниковая температура для термоядерных реакций.
При всей своей величине Солнце — средняя, заурядная звезда, не более. Таких, как оно, пруд пруди. Именно потому им легко пользоваться в качестве мерки при описании других звезд. Мы с вами так и поступим. Будем обозначать звездные массы в массах Солнца, а диаметры звезд — в солнечных диаметрах. То есть все звездные параметры переведем на язык Солнца, считая, что уж наше-то светило мы знаем вдоль и поперек. Прием традиционен. Хотя за последнее время вселенная и преподносит нам такие сюрпризы, что Солнце как эталон начинает терять свое значение. Но об этом дальше. А пока познакомимся с некоторыми представителями звездного населения вселенной. Начнем с самой известной звезды северного неба.
Самая известная
Это, конечно, Полярная — крайняя звезда в хвосте Малой Медведицы. Если наблюдать за этим созвездием всю ночь до утра, можно заметить, как оно, подобно часовой стрелке, поворачивается вокруг Северного полюса мира, расположенного рядом с Полярной. 2700 лет назад эта невидимая точка неба имела другой ориентир. Возле нее находилась Альфа Дракона. А те земные астрономы, которые будут жить через 12 тысячелетий после нас, бродягу — Полюс мира — обнаружат недалеко от яркой Веги.
Но предмет нашего исследования — Полярная.
А знаете, кто первым обратил внимание на относительную неподвижность Полярной? Финикияне-мореплаватели. И тотчас извлекли практическую пользу из этого наблюдения. Стали пользоваться ею как путеводной, направляя свои триремы в открытое море. Долгое время неподвижную звезду северного неба называли финикийской звездой или просто финикиянкой.
В 1779 году Вильям Гершель, направив на Полярную свой телескоп, обнаружил у нее спутник — малюсенькую звездочку примерно девятой звездной величины.
Ну-ка, подсчитайте, во сколько раз меньше света дает открытый Гершелем вассал, чем его сюзерен? А между тем этот крохотный спутник поболее Солнца. Хотя следует оговориться: вопрос о том, является ли маленькая звездочка истинным спутником Полярной, до сих пор без ответа. Смущает период обращения ее вокруг главной звезды: по некоторым подсчетам, он равен примерно 7200 земным годам, но поручиться за это трудно, ведь возраст телескопов на Земле меньше четырех столетий.
Свет Полярной — великий путешественник. 472 года находится он в полете, прежде чем достигает Земли. Значит, наблюдая сегодня звезду в телескоп, мы на самом деле видим ее такой, какой она была примерно во времена Колумба. Но что для звезд человеческие сроки…
Что же представляет собой Полярная? Сверхгигант, принадлежащий к спектральному классу F7, — а значит, она несколько погорячее Солнца. Температура на поверхности порядка 7 тысяч градусов, цвет излучения — желтый. Рядом с Солнцем Полярную лучше не ставить. Ее диаметр в 120 раз превосходит солнечный. Правда, плотность ее при этом в 3 тысячи раз меньше плотности воды. Это означает, что внешние слои звезды состоят из почти неуловимого газа. Даже не газа, а скорее «неощутимого эфира».
Мало того, Полярная звезда переменна. Огромное раскаленное тело непрерывно пульсирует. Ровно четверо земных суток длится таинственный цикл в недрах ее, заставляющий звезду то сжиматься, то раздуваться, меняя температуру, спектр и блеск. От 1m,96 абсолютной звездной величины блеск ее меняется до 2m,05 с точностью хронометра. А вот почему — неизвестно.
Но чтобы любое разнообразие было особенно наглядным, принято приводить в качестве примеров крайности.
Не будем и мы отступать от этого правила.