Введение
Так уж издавна повелось, что исследование «туманных» объектов перестало быть уделом любительской астрономии и целиком легло на плечи профессионалов. Давно канули в Лету времена Мессье и Гершеля, когда открытие мог сделать практически любой увлеченный человек – что и говорить – астрономия объектов глубокого космоса тогда только зарождалась, да и не были они столь «востребованы», как, например, кометы. А в наш век компьютеров, сверхзвуковых скоростей, и телескопов, которым бы позавидовал сам гений телескопостроения Гершель, любители астрономии, занимающиеся наблюдением дип-скай объектов, стали восприниматься, как некие малополезные созерцатели. Сами же наблюдения туманностей и галактик становились все менее научными и все более эстетическими. Я сам, чего греха таить, считая своим главным увлечением наблюдение дип-скаев, зачастую задумывался над полезностью всех этих наблюдений и, как правило, единственной пользой оказывалось лишь ни с чем не сравнимое удовольствие от общения с природой, восхищение тем, что обычно скрыто от глаз простого человека. Другим аспектом написания этой статьи стало непонятное мне отношение к наблюдателям туманных объектов в среде любителей. Зачастую в разговорах с такими полезными элементами любительского сообщества как «кометчики» и «переменшики» сквозило: «Ты дип-скаи наблюдаешь? Тогда все с тобой понятно».
Название этой статьи пришло из прекрасной книги великого советского популяризатора астрономии Ф.Ю. Зигеля «Сокровища звездного неба», благодаря которой я и встал на путь наблюдения именно дип-скай объектов. В книге Зигеля глава «От созерцания к исследованию» была посвящена тому как наблюдающему Луну любителю внести свой вклад в науку, моя же небольшая статья есть скромное исследование на тему того, способен ли оставить свой след в науке наблюдатель туманных объектов.
Давайте задумаемся, в каких областях астрономии вклад любителей наиболее ощутим. На мой взгляд, это открытия комет и астероидов, наблюдение метеоров и переменных звезд. Наблюдения Солнца и планет Солнечной системы, если и не приносят реальной пользы, то зачастую оказываются весьма интересными. Как мы видим, временные масштабы описанных явлений весьма коротки, можно сказать, что любители зачастую опережают в открытиях «медлительные» обсерватории. Это и неудивительно – число любителей многократно превышает число профессиональных астрономов.
Факт мобильности любителей астрономии, а также их присутствия практически в любом уголке земного шара важен и с другой стороны: ряд астрономических наблюдений можно провести лишь в узких географических рамках. И если для наблюдения солнечных затмений научные организации, как правило, организуют экспедиции, вряд ли следует ожидать подобного в случае покрытия каким-либо «незначительным» астероидом «еще менее значительной» звездочки. И опять на помощь приходят они – люди, не обладающие профессиональным оборудованием, но те, для которых астрономия стала основным увлечением – люди, которые не могут без трепета смотреть на звездное небо.
А что же дип-скай объекты? Расстояния до самых далеких планет не соизмеримы с удаленностью от нас даже ближайших звездных скоплений, поэтому любой объект глубокого космоса будет виден одинаково и в Воронеже, и в Нью-Йорке. Существует мнение, что даже самый искушенный любитель едва ли способен открыть что-либо новое в мире туманных объектов – будь то туманность Андромеды или невзрачное шаровое скопление NGC 6535. Действительно – оборудование, используемое профессионалами на порядок мощнее любительского, а все объекты, доступные небольшому любительскому телескопу давно каталогизированы и изучены «вдоль и поперек».
Еще хуже обстоит дело с временными масштабами. Эволюция большинства дип-скаев объектов измеряется десятками миллионов, а то и миллиардами лет. Даже одни из самых динамичных представителей сообщества туманных объектов – планетарные туманности существуют никак не менее 10 тыс. лет – времени, превышающего возраст современной человеческой цивилизации.
Наверное, если бы все было так плохо, если у любителя не было бы ни одного шанса внести свою лепту наблюдением объектов глубокого космоса, эта статья вряд ли бы появилась на свет. Но все же она появилась. Тематику обнаружения сверхновых звезд в галактиках я затронул наиболее глубоко, поскольку, по моему мнению, эта область является одной из самых перспективных для любителя, к тому же результат в ней при достаточном упорстве гарантирован. Конечно, можно еще поспорить к какому отделу любительской астрономии отнести сверхновые в галактиках – к переменным звездам или дип-скай объектам, однако, я склоняюсь в пользу последнего, поскольку сверхновые привязаны к галактикам, и в ходе поиска любитель изучает именно галактики. Итак,
Регистрация сверхновых звезд в галактиках
Стоило названию этой главы появиться на экране моего монитора, как я сразу заметил тавтологию. Все дело в том, что последние четыреста лет открытия сверхновых приходятся именно на другие галактики. Последняя документально зафиксированная вспышка сверхновой в Млечном Пути произошла перед самым началом телескопической эпохи – в 1604 г., ее наблюдал И. Кеплер, сконструировавший спустя несколько лет один из первых телескопов.
Сложно поверить в то, что систематическое изучение сверхновых звезд, а также их выделение в особый класс космических объектов началось лишь с тридцатых годов XX века! Именно к этому времени Э. Хабблом было доказано, что «спиральные туманности» состоят из многих миллионов звезд, удаленных от Солнечной системы на гигантские расстояния, что в 1934 г. позволило В. Бааде и К. Цвикки назвать известные к тому моменту вспышки в туманности Андромеды и некоторых других близких галактиках «сверхновыми звездами» – ведь по расчетам светимость подобных звезд превышала солнечную в сотни тысяч раз. В 1939 г. шведский астроном К. Лундмарк, которого по праву можно назвать отцом науки о сверхновых звездах, предсказавший их существование еще двадцать лет назад, сформулировал определяющий признак: сверхновыми звездами стали называть вспышки звезд, которые в максимуме блеска достигают светимостей галактик: от –17 до –21 абсолютных звездных величин.
История исследования взрывающихся звезд не менее увлекательна, чем история изучения пульсаров или квазаров. В сороковых годах прошлого столетия американским астрономом Р. Минковским была предложена классификация сверхновых, основанная как на спектральных, так и на фотометрических наблюдениях. Согласно ей, вспышки, отличавшиеся быстрым подъемом к максимуму и острой его формой, а также широкими полосами в спектре и отсутствием линий водорода были отнесены к первому типу (I), а все остальные сверхновые – ко второму (II). Несмотря на то, что эта классификация была сделана на основе всего сорока известных к тому времени наблюдениях сверхновых, она оказалась вполне универсальной и с успехом дожила до наших дней.
Еще чуть позже обнаружилось, что если сверхновые I типа встречаются во всех разновидностях галактик, то сверхновые, принадлежащие ко II типу, предпочитали исключительно спиральные. Это показало, что деление сверхновых на два типа оказалось довольно удачным, а в последствие привело к началу понимания механизмов вспышек звезд I и II типов.
В наше время многие загадки вспышек сверхновых звезд были разрешены (стоит добавить: не без помощи наблюдений любителей). Например, мы уже со школьной скамьи знаем, что в зависимости от своей массы каждая звезда эволюционирует по-своему. У звезды с массой в несколько раз больше солнечной на последнем этапе эволюции (выгорание углерода и кислорода в центре) создаются условия, при которых давление в ядре звезды резко уменьшается и звезда стремится сжаться, чтобы восстановить гидростатическое равновесие. Если бы масса звезды была лишь незначительно больше солнечной, катастрофическое сжатие остановилось бы образованием белого карлика, в противном случае скорость сжатия звезды становится больше скорости звука в ее недрах, равномерное сжатие превращается в беспорядочное и происходит «взрыв внутрь себя», наблюдающийся как вспышка сверхновой. Стоит отметить, что так возникают лишь сверхновые II типа. Теория вспышек Ia была разработана буквально в наше время, а основы ее были заложены в конце семидесятых годов великими астрофизиками Ф. Хойлом, У. Фаулером и И. Шкловским. Согласно ей, если в тесной двойной системе эволюция протекает так, что одна из звезд становится белым карликом, то она начинает постепенно стягивать газовую оболочку у звезды-компаньона. Взрыв сверхновой происходит в тот момент, когда белый карлик перетянет на себя критическую массу. Разумеется, вышеприведенное описание механизма вспышек сверхновых годится разве что для школьного учебника, поэтому могу порекомендовать замечательную книгу Ю.П. Псковского «Новые и Сверхновые звезды».
