Туманности

Слово «туманность» уже несколько раз встречалось в этой книге — и каждый раз обозначало что-то совершенно разное.

Холодное непрозрачное облако, из которого рождается звезда. Светящаяся оболочка, сброшенная умирающим гигантом. Обломки взорвавшейся массивной звезды, ещё разлетающиеся в пространстве. Общего у них — почти ничего, кроме одного и того же латинского слова nebula, означавшего просто «туман» или «облако» для любого расплывчатого пятна на небе, которое не удавалось разглядеть отчётливее.

В 1774 году французский охотник за кометами Шарль Мессье начал составлять список неподвижных туманных пятен именно потому, что они мешали ему искать кометы: пятно, которое не двигалось от ночи к ночи, кометой не было, и его стоило занести в каталог раз и навсегда. К каталогу Мессье попали остатки взорвавшихся звёзд, светящиеся облака рождения новых звёзд, звёздные скопления — и, как выяснилось два столетия спустя, целые другие галактики, которые тогда никто не мог отличить от облака газа внутри Млечного Пути.

Ионизированный газ светится сам

Самые яркие туманности светятся собственным светом, а не отражённым. Рядом с молодыми, очень горячими звёздами классов O и B достаточно ультрафиолетового излучения, чтобы срывать электроны с атомов окружающего водорода — ионизировать газ. Когда электрон вновь захватывается протоном и каскадом спускается по энергетическим уровням, атом излучает свет на строго определённых длинах волн; самая яркая из линий видимого диапазона — красная линия водорода, известная как H-альфа. Именно она придаёт классическим областям ионизованного водорода их узнаваемый красноватый оттенок. Туманность Ориона, различимая невооружённым глазом как мутное пятно в мече созвездия, — ближайший и самый изученный пример такой области.

Пыль просто отражает свет соседней звезды

Не каждая светящаяся туманность излучает сама. Если поблизости оказывается звезда не настолько горячая, чтобы ионизировать газ, но достаточно яркая, чтобы осветить окружающую пыль, возникает отражательная туманность. Пылинки рассеивают более короткие, синие волны эффективнее длинных — тот же эффект, что окрашивает земное небо в голубой цвет, — поэтому отражательные туманности почти всегда выглядят голубоватыми, в отличие от красноватых областей ионизованного водорода.

Различие обнаружилось только в XX веке

В 1920 году астрономы Харлоу Шепли и Хебер Кёртис на публичных дебатах в Национальной академии наук США спорили о том, были ли спиральные туманности частью нашей Галактики или отдельными далёкими звёздными системами. Спор решил Эдвин Хаббл несколько лет спустя, найдя в туманности Андромеды переменную звезду цефеиду — по её периоду мигания можно вычислить истинную светимость, а сравнив её с видимым блеском, получить расстояние. Оно оказалось намного больше размеров всего Млечного Пути. Туманность Андромеды оказалась отдельной галактикой; устройству этой лестницы расстояний посвящена отдельная глава книги.