Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя — страница 2 из 65

               Совместно с американским астрофизиком Лайманом Спитцером (1914 — 1997 гг.) предложил механизм образования протозвёзд в межзвёздных облаках (сжатие газа под действием давления излучения ранее образовавшихся горячих звёзд).

               Совместно с Xендриком ван де Хулстом разработал теорию образования межзвёздных пылевых частиц путём аккреции межзвёздного газа.

               Обнаружил, что излучение Крабовидной туманности поляризовано и имеет синхротронную природу.

               Оорт содействовал развитию радиоастрономии на европейском континенте: способствовал сооружению радиотелескопа в Вестерборке (Westerbork Synthesis Radio Telescope), а также Европейской южной обсерватории.

               В 1958 — 1961 годах был президентом Международного астрономического союза.

               Член Нидерландской королевской академии наук (в 1937–1943 гг. и с 1945 г.), почётный член Леопольдины (1973 г.), иностранный член НАН США (1953 г.) и АН СССР (1966 г.), Лондонского королевского общества.


Награды и премии


Премия Жюля Жансена

Золотая медаль Королевского астрономического общества


В его честь названы:


Астероид (1691) Оорт

Облако Оорта

Постоянные Оорта

Кратер Оорт на Плутоне 


Глава 11-1-4
Фриц Цвикки


               Фриц Цвикки (нем. Fritz Zwicky; 14 февраля 1898, Варна, Болгария — 8 февраля 1974, Пасадена, США) — американский астрофизик швейцарского происхождения.




Рис. Фриц Цвикки

               Фриц Цвики родился в Княжестве Болгария. Его отец, швейцарец Фридолин, был видным промышленником в Варне, а также служил посланником Норвегии (1908—1933). В 1904 году отец отправил шестилетнего Фрица на историческую родину, в швейцарский Гларус.

               В 1920 Фриц Цвикки окончил Швейцарский федеральный технологический институт в Цюрихе, в 1922 защитил диссертацию по физике.

               В 1925 году переехал в США.

               Большую часть своей жизни Цвики работал в Калифорнийском технологическом институте в США (с 1925 г.), где сделал большой вклад в теоретическую и наблюдательную астрономию.

               Цвики изучал взаимодействующие галактики, а также нейтронные звёзды (вместе с немецким астрономом Вальтером Бааде предположил, что они являются остатками взрывов сверхновых). В 1937 году предложил использовать явление гравитационной линзы для наблюдения удалённых космических объектов.

               Среди наиболее значимых работ Цвикки — теория скрытой массы. Он разработал её в 30-е годы XX века. Эта теория заключается в том, что большую часть Вселенной занимает так называемая «скрытая масса» — невидимое вещество, которое проявляет себя по взаимодействию с видимым посредством сил тяготения. Масса этого вещества во много раз превышает массу всех наблюдаемых объектов. Также, согласно теории, за пределами видимых границ галактики (в том числе и Млечного Пути) простирается несветящаяся, тёмная материя, называемая тёмным гало. К скрытой массе могут относиться чёрные дыры и коричневые карлики (газовые тела с массой, промежуточной между массами звёзд и планет). Проблема скрытой массы исследовалась в прошлом веке и исследуется в настоящее время.

               В честь Цвикки назван астероид 1803 Цвикки и кратер на Луне.


Глава 11-1-5
Хорес Уэлкам Бэбкок


Хорес Уэлкам Бэбкок (англ. Horace Welcom Babcock, 1912 −2003) — американский астроном, сын Х. Д. Бэбкока.




Рис. Хорес Уэлкам Бэбкок

               Хорес Уэлкам Бэбкок родился в Пасадине (штат Калифорния). В 1934 окончил Калифорнийский технологический институт, продолжал образование в Калифорнийском университете в Беркли. В 1938—1939 работал в Ликской обсерватории, в 1939—1941 — в обсерватории Мак-Дональд. В годы второй мировой войны занимался исследованиями по военной тематике в Массачусетском и Калифорнийском технологических институтах. С 1946 работал в обсерваториях Маунт-Вилсон и Маунт-Паломар (в 1964—1978 — их директор). С 1978 — почётный сотрудник обсерватории Маунт-Вилсон.

               Основные труды в области исследования галактик и магнитных полей Солнца и звезд. В 1946 впервые обнаружил магнитное поле у звёзд, измерив с помощью созданного им анализатора зеемановское расщепление линий в спектре звезды 78 Девы; вскоре нашёл, что многие пекулярные A-звезды имеют сильные магнитные поля, изменения которых коррелируют со спектральными изменениями. В 1950 открыл магнитное поле у M-гиганта, в 1955 — у переменной звезды RR Лиры. В 1958 опубликовал каталог звёзд, обладающих магнитными полями.

               В 1952 совместно с X. Д. Бэбкоком изобрёл и изготовил солнечный магнитограф — прибор для детальной регистрации магнитных полей на поверхности Солнца; совместно с X. Д. Бэбкоком начал регулярное картографирование солнечных магнитных полей. Предложил гипотезу, объясняющую образование солнечных пятен и их магнитные свойства. Согласно этой гипотезе силовые линии общего магнитного поля Солнца закручиваются вследствие неравномерности вращения Солнца и тогда, когда это тороидальное поле выносится на поверхность восходящими потоками вещества, в фотосфере в местах выхода силовых линий образуются пятна. Исследовал вращение галактики Андромеды и показал в 1938, что её спиральные рукава волочатся (отстают во вращении от ядра), изучал яркость ночного неба и межзвёздное поглощение вблизи северного галактического полюса, выполнил спектральные исследования звёзд типа U Близнецов, комет, Солнца. Большое внимание уделял приборостроению. Создал много приборов, которыми оснащены обсерватории Маунт-Вилсон и Маунт-Паломар. Кроме солнечного магнитографа, им сконструирован первый автоматический микрофотометр интенсивностей, экспонометры и автоматические гиды для 100- и 200-дюймовых телескопов; вместе с X. Д. Бэбкоком сконструировал машину для нарезки дифракционных решеток. Член Национальной АН США (1954) и ряда научных обществ.

         Медаль Генри Дрейпера Национальной АН США (1957), медаль Эддингтона Королевского астрономического общества (1957), медаль Брюс Тихоокеанского астрономического общества (1969).

               В его честь назван астероид (3167) Бэбкок.


Глава 11-1-6
Проблема недостающей массы 


               В 1936 году, американский астроном Синклер Смит получил похожий результат для другого скопления галактик — Девы: средняя масса одной входящей в состав галактики составляла, по его расчётам, 2⋅1011Mʘ, что на 2 порядка превышало оценку, сделанную несколько ранее Э. Хабблом. Однако, как и Цвикки, работу которого он, кстати, также цитировал, Смит объяснял данный парадокс присутствием в скоплении большого количества межгалактического вещества, либо однородно распределённого в пределах скопления, либо образовавшего гигантские слабосветящиеся облака вокруг галактик. Между тем, астрономическое сообщество в тот период было настроено относительно гипотезы о тёмной материи довольно скептически, хотя и признавало существование проблемы недостающей массы.

               Вскоре возникла проблема с распределением масс и отношением масса/светимость для спиральных галактик, полученных по кривым их вращения. В 1939 году американец Хорес Бэбкок опубликовал в своей диссертации подробную кривую вращения галактики туманность Андромеды — скорость вращения звёзд вокруг её центра не уменьшалась, как предсказывала небесная механика, обратно пропорционально R, а оставалась почти постоянной.

                Бэбкок заключал, что это предполагало наличие значительной массы невидимого вещества во внешних областях галактики M 31, однако могло быть объяснено и сильным поглощением частицами пыли.

               Годом позже Ян Оорт, проанализировав кривую вращения галактики NGC 3115, также получил аномально высокое отношение масса/светимость для внешних областей (~ 250), и это не соответствовало теоретической картине, предполагавшей, что вся масса галактики заключена в её звездах.




Рис. Кривая вращения галактики: (A) ожидаемая; (B) реальная

                Бэбкок заключал, что это предполагало наличие значительной массы невидимого вещества во внешних областях галактики M 31, однако могло быть объяснено и сильным поглощением частицами пыли. Годом позже Ян Оорт, проанализировав кривую вращения галактики NGC 3115, также получил аномально высокое отношение масса/светимость для внешних областей (~ 250), и это не соответствовало теоретической картине, предполагавшей, что вся масса галактики заключена в её звездах.

               И Бэбкок, и Оорт отметили важность исследования кривых вращения внешних областей галактик, однако их результаты не привлекли в то время внимания, как, впрочем, и результаты Цвикки и Смита, что, по крайней мере отчасти, вероятно, было связано с начавшейся в 1939 году Второй мировой войной.




Глава 11-1-7
Радиоизлучение


               Но с другой стороны, война способствовала бурному прогрессу наблюдательных средств радиоастрономии — они дали возможность регистрировать 21-сантиметровую линию излучения атомарного водорода, определяя его присутствие в межзвёздных облаках и скорость движения. Большую роль в этом снова сыграл Ян Оорт. Его студент Хенрик ван де Хюлст из Утрехтского университета в 1957 году первым получил таким методом кривую вращения галактики M 31, обнаружив, что источник радиоизлучения в ней простирается на расстояние до 30 кпк от центра, то есть далеко за пределы оптически видимого диска, и в этой внешней области отношение масса/светимость составляло порядка 20. Это расходилось с результатом M/L ~ 2 для центральной области диска, опубликованным незадолго до этого, и получалось, что в отличие от внутренней видимой области, где распределение масс примерно совпадало со светящимся веществом, во внешнем гало невидимой, но оказывающей гравитационное воздействие материи было гораздо больше.