Дело в том, что большую часть времени яркость Алголя в созвездии Персея остается постоянной, затем в течение четырех с половиной часов его яркость начинает ослабевать и, ослабев в несколько раз, в течение следующих четырех с половиной часов снова восстанавливается. Позднее выяснилось, что такие падения блеска происходят строго периодически: через каждые 2 дня 20 часов 49 минут яркость Алголя становится наименьшей.
Было высказано такое предположение: Алголь состоит не из одной, а из двух звезд, обращающихся одна около другой. Из них одна яркая, а другая почти темная. Периодически более темная звезда проходит перед яркой и затмевает ее, так же как для жителей Земли Луна временами затмевает Солнце.
Спектральный анализ полностью подтвердил это предположение. Ученые точно установили, что яркость Алголя бывает наименьшей тогда, когда из-за звезды выглядывает только кусочек главной яркой звезды. В это время яркая звезда, как и следовало ожидать, движется по своему пути поперек того направления, по которому мы на нее смотрим. Поэтому она к нам не приближается и не удаляется, и линии ее спектра занимают нормальное положение. В остальное же время яркая звезда, несясь почти по кругу около второй звезды, либо приближается к нам, либо удаляется, и линии ее спектра оказываются смещенными.
Кроме Алголя, известно еще много других звезд, которые, как нам кажется, меняют свою яркость, что является следствием периодически повторяющихся затмений одной звезды другой.
Но есть еще другой тип звезд, меняющих свою яркость. Это переменные звезды, называемые цефеидами. В противоположность Алголю, цефеиды не через какой-то промежуток времени, а непрерывно изменяют свою яркость, то усиливаясь в блеске, то ослабевая. Эти изменения тоже происходят строго периодически, с правильностью часового механизма, вернее сказать — точнее, чем часовой механизм.
Спектральный анализ помог объяснить эти странные колебания блеска цефеид. Оказалось, что цефеиды — это пульсирующие звезды, которые периодически сжимаются и расширяются, как надувной резиновый шарик. Когда они расширяются, то поверхность их приближается к нам, а когда они сжимаются, то их поверхность, обращенная к нам, удаляется от нас. Наибольшей яркости эти звезды достигают, однако, не тогда, когда их размеры наибольшие, а, наоборот, тогда, когда их размеры наименьшие. Объясняется это тем, что при сжатии звезд их температура увеличивается и они излучают тогда больше света. Советские ученые имеют громадные заслуги в изучении таких звезд с переменным блеском, и они, по международному соглашению, ведут учет таких звезд, в какой бы стране эти звезды ни открывались.
По сравнению со звездами, периодически изменяющими свою яркость, еще более загадочными казались так называемые «новые» звезды. Речь идет о таких звездах, которые изредка и неожиданно вспыхивают в том месте неба, где раньше никакой звезды не было видно. Бывало, что вспышки новых звезд впервые замечались школьниками, хорошо знающими звездное небо.
Теперь установлено, что на самом деле это не возникающие вновь звезды, а звезды, внезапно и катастрофически усилившиеся в блеске. До своей вспышки такие звезды бывают очень слабыми, и так как они находятся от нас чрезвычайно далеко, то невооруженным глазом их не видно. Затем по какой-то причине блеск такой звезды за несколько десятков часов увеличивается в десятки тысяч раз. Бывает даже так, что на короткое время новая звезда становится самым ярким светилом неба после Солнца и Луны. Такое сверкание продолжается недолго: через несколько лет, постепенно угасая, новая звезда возвращается к своему прежнему состоянию. Столь яркие вспышки новых звезд наблюдаются несколько раз в столетие.
Почему же изменяется яркость так называемых новых звезд? Ответ на этот вопрос дал спектральный анализ. Он показал, что увеличение яркости новой звезды происходит оттого, что ее атмосфера внезапно и очень быстро увеличивается. Тогда, подобно мыльному пузырю, звезда расширяется во все стороны. Расширение происходит со скоростью сотен километров в секунду. А поверхность звезды, обращенная к нам, в это время приближается в нашу сторону с такой же скоростью. Увеличение светящейся поверхности и вызывает увеличение силы света звезды.
Но этим явление не ограничивается.
Все расширяющаяся газовая атмосфера новой звезды в какой-то момент становится настолько разреженной, что ее свечение ослабевает. Газы, выброшенные звездой, несутся тогда в пространство по всем направлениям, причем скорость их еще более увеличивается и доходит уже до тысячи и более километров в секунду. Через несколько лет эти газы рассеиваются в мировом пространстве, а сама звезда, претерпевшая катастрофу (которая, однако, не приводит к полному разрушению звезды), теряет большую яркость и продолжает светиться в глубинах мироздания так же слабо, как до катастрофы. Но при этом ее природа все же несколько меняется. Мы видим здесь проявление скачкообразного развития в природе, отмеченное марксистской философией.
ДВИЖЕНИЯ ЗВЕЗД
Кажущаяся неизменность видимого расположения звезд в созвездиях не означает неподвижности этих светил в пространстве. Они несутся во вселенной по определенным орбитам со скоростями в несколько десятков километров в секунду, как это позволяют установить спектральный анализ и другие способы исследования. Однако огромный путь, проходимый звездой за год, так мал в сравнении с расстоянием до нее, что для невооруженного глаза он совершенно незаметен.
Лишь из сравнения фотографий звездного неба, сделанных телескопами с промежутком времени в несколько десятилетий, удается установить крошечные перемещения некоторых звезд, выражающиеся на фотографиях тысячными долями миллиметра.
По отношению к ближайшим звездам вся наша солнечная система как целое несется в мировом пространстве со скоростью 20 километров в секунду. Ее бег направляется в сторону звезд созвездий Лиры и Геркулеса. Даже ближайшие звезды, расположенные в этом направлении, так от нас далеки, что за десятилетие нельзя обнаружить ни малейшего заметного изменения в их блеске вследствие нашего приближения к ним. Расстояния между звездами так громадны в сравнении с их размерами, что возможность столкновения для них почти исключена. Они могут сталкиваться не чаще, чем несколько пылинок, летающих внутри зала Большого театра в Москве. По мере нашего приближения к созвездию Лиры его звезды как бы расступаются перед нами, подобно деревьям в редком лесу, когда мы по нему идем.
ГАЛАКТИКА
Кое-где в мировом пространстве разбросаны целые звездные кучи. К их числу относится звездное скопление Плеяды в созвездии Тельца, хорошо видимое даже без бинокля. Но в других местах неба сотни, а иногда сотни тысяч звезд удерживаются друг возле друга действием взаимного тяготения. Когда на такую звездную кучу направлен сильный телескоп, то все поле зрения усыпано сверкающей пылью. Каждая такая искорка света — это далекое солнце, в большинстве случаев гораздо более яркое, чем наше. Наше Солнце, помещенное среди такого скопления звезд, было бы невидимо ни в телескоп, ни на фотографии.
Сам Млечный Путь — эта широкая светлая полоса, лучше всего видимая на небе в ясную осеннюю ночь — представляет собой скопище огромного множества далеких солнц, свет которых сливается в сплошное сияние, слабое вследствие их отдаленности.
Сравнительно недавно установили, что все отдельные звезды созвездий, звездных куч и Млечного Пути образуют единую гигантскую звездную систему, называемую Галактикой.
Звезды, составляющие Галактику, расположены в пространстве так, что по общим очертаниям Галактика напоминает линзу, чечевицу или карманные часы. Глядя на нее в одном направлении, мы бы назвали ее круглой, а по другому направлению она бы имела вид веретена или толстой сигары. Чем ближе к центру Галактики и чем ближе к ее средней плоскости, тем гуще расположены звезды.
Солнечная система находится ближе к краю Галактики, чем к ее центру. Однако солнечная система расположена вблизи экваториальной плоскости этой звездной системы. Поэтому при наблюдении в этой плоскости наш взор по всем направлениям встречает наибольшую массу звезд. Это и создает картину Млечного Пути в виде светлого кольца, в центре которого мы как будто находимся. Наибольшее протяжение по отношению к нам звездная система имеет по направлению к центру Галактики. Там находится больше всего звезд, и поэтому в направлении к центру Галактики Млечный Путь кажется наиболее ярким. Центр Галактики виден в сторону созвездия Стрельца, которое находится летом невысоко над южной частью горизонта.
В средней полосе СССР светлые летние ночи мешают любоваться красотой Млечного Пути в этой ярчайшей его части, но в южных областях нашей страны, где летом ночи темнее, звездные облака Млечного Пути в созвездии Стрельца выступают во всей своей красоте. Однако и на юге самый центр нашей звездной системы невидим, так как его заслоняют огромнейшие непрозрачные облака тончайшей пыли, расположенные в межзвездном пространстве.
Советским ученым недавно, впервые в истории, удалось сфотографировать центр Галактики, применяя особые, новые методы.
Все звезды под действием тяготения к центру Галактики обращаются вокруг него, хотя центр Галактики образован скоплением множества обычных звезд, среди которых нет какой-либо особенно громадной звезды, играющей для Галактики такую же роль, как Солнце играет в солнечной системе. Скорости, с которыми звезды обращаются вокруг центра Галактики, различны. Звездное облако, к которому принадлежит Солнце и в центре которого оно движется со скоростью 20 километров в секунду, в то же время несется вокруг центра Галактики со скоростью около 250 километров в секунду и совершает полный свой оборот вокруг него примерно за двести двадцать пять миллионов лет.