Повесть о том, как одна звезда изменила всё наше представление о Вселенной

Наша Вселенная полна миллиардами звёзд. Однако лишь одна из них, пульсирующая переменная звезда с незамысловатым именем V1, открытая в 1923 году, перевернула всю астрономию. И как минимум один известный астроном того времени сетовал на то, что открытие V1 «разрушило его Вселенную».

V1 находится в Туманности Андромеды — ближайшей к нам спиральной галактике Мессье 31. Вот только в начале XX века большинство астрономов считало, что существует только одна галактика под названием Млечный путь, за пределами которой (и есть ли вообще эти пределы?) ничего нет. Андромеду, впрочем как и другие галактики, учёные воспринимали просто как «спиральные туманности» — нечёткие яркие пятна, и не знали, являлась ли Андромеда частью нашей галактики или находилась за её пределами.

Всё изменил американский астроном Эдвин Пауэлл Хаббл. Именно он в начале февраля 1919 года обнаружил в Андромеде новую звезду, и понял, что она переменная, из-за чего прямо на фотоснимке напишет восклицание VAR! (т.е variable, переменная). Восторг учёного можно понять — звезда была классифицирована как цефеида, а уже тогда исследователи знали, что цефеиды позволяют рассчитывать расстояние до удалённых объектов. Так, по периоду пульсаций, можно оценить светимость звезды, а затем и расстояние до нее. Благодаря V1 Хаббл доказал, что расстояние до Андромеды слишком большое, чтобы она была внутри Млечного Пути, это другая отдельная галактика, которая соседствует с нашей. Вот так великий астроном «расширил» Вселенную — к огромному неудовольствию коллеги Харлоу Шепли, который верил: все спиральные туманности принадлежат нашей Галактике, а наша Галактика – и есть вся Вселенная.

Самая важная звезда в истории космологии

Примерно через 90 лет после открытия Хаббла звезда V1 вновь оказалась в центре внимания. Астрономы, работающие с телескопом Hubble (угадайте, в честь кого его назвали), в течение шести месяцев в 2010 году изучали звезду, описали её кривую блеска и определили вновь период пульсаций. «V1 — самая важная звезда в истории космологии, — говорит астроном Дэйв Содерблом (Dave Soderblom), который и предложил наблюдение за цефеидой. — Открытие V1 в 1923 году доказало, что Вселенная огромна и полна галактик. Я подумал, что было бы неплохо посмотреть на эту особую звезду вновь».

По словам Макса Матчлера из команды Hubble Heritage, современное изучение V1 — больше, чем просто дань памяти Эдвину Хабблу. «Наблюдение за V1 — это напоминание о том, что цефеиды актуальны и сегодня. Астрономы наблюдают за ними, чтобы узнать расстояние до галактик, которые находятся гораздо дальше, чем соседняя Андромеда», — рассказал Матчлер.

Следить за звездой оказалось не так легко – дело в том, что её яркость сначала медленно падает, а потом резко вырастает. Если зазеваться, можно пропустить этот быстрый рост яркости. Матчлер добавляет, что со времён Эдвина Хаббла многое изменилось – современные телескопы позволяют увидеть намного больше тусклых звёзд, многие из которых на самом деле являются переменными звёздами того или иного типа. «Из-за их мерцания галактика кажется живой. Звёзды похожи на песчинки, и многие из них астрономы раньше не видели», — резюмирует Матчер.

Дейв Содерблом ещё в 1984 году задумался о «популяризации» звезды V1, которая так много дала современной астрофизике. Когда исследователи запланировали запустить шаттл Discovery для вывода телескопа Hubble на орбиту, Содерблом решил поместить на борт шаттла фотографическую пластинку V1 (сначала хотели поместить знаменитую курительную трубку Эдвина Хаббла). Дейв сделал 15 точных копий оригинальной фотопластины, размером 4 на 5 дюймов. 10 пластин оказались на борту Discovery в 1990 году, ещё две в 2009 году оказались на борту шаттла Atlantis, чья миссия заключалась в техническом обслуживании Hubble. Ещё одну пластинку взял с собой в полёт астронавт NASA Джон Грюнсфельд (John Grunsfeld).

Чем закончился Большой Спор

До 20-х годов прошлого века, как уже было сказано ранее, многие астрономы считали Туманность Андромеды частью Млечного Пути. В то время между астрономами Харлоу Шепли и Гебером Кёртисом даже велась серьёзная дискуссия, вошедшая в историю науки как Большой Спор (Great Debate). Дело было так: в 1920 году в Национальном музее естественной истории в Вашингтоне учёные представили свои данные о том, являются далёкие туманности частью нашего Млечного пути или это независимые далёкие галактики.

По мнению Харлоу Шепли, диаметр Млечного Пути составлял 300 тысяч световых лет — то есть намного больше общепринятых в ту эпоху размеров. При этом Шепли стоял на том, что туманности вроде Андромеды очень малы и входят в состав нашей галактики. Кёртис был не согласен: он уверял, что Млечный Путь не столь огромен, как полагает Шепли, и поэтому за пределами нашей галактики есть и другие «островные Вселенные».

Главная трудность заключалась в том, что в 1920-х было сложно понять, насколько далеко находится та или иная туманность. Далеко или близко к Земле расположена Туманность Андромеды? В итоге, благодаря Эдвину Хабблу, научный мир XX века узнал, что расстояние от Земли до V1, находящейся в этой туманности, составляет 1 миллион световых лет! Эта цифра более чем в 3 раза превышает диаметр Млечного Пути, рассчитанный Харлоу Шепли. По сегодняшним данным, кстати, Туманность Андромеды находится от Земли на расстоянии 2,4–2,7 миллиона световых лет.

Затем Хаббл ещё несколько месяцев наблюдал за Андромедой. Вскоре он обнаружил рядом с V1 ещё одну цефеиду, а потом и ещё несколько переменных звёзд. Тогда астроном отправил Харлоу Шепли письмо, в котором рассказал о своих открытиях. Считается, что прочитав послание, Шепли воскликнул: «Вот письмо, которое разрушило мою Вселенную!».

К концу 1924 года Эдвин Хаббл обнаружил в Туманности Андромеды 36 переменных звёзд, 12 из которых оказались цефеидами. А вскоре учёный представил свои открытия на очередном собрании Американского астрономического сообщества. Впрочем, ведущие астрономы того времени ещё за пару месяцев до собрания узнали о наблюдениях Хаббла. Научная парадигма изменилась — учёные поняли, что Вселенная не ограничивается нашим Млечным Путём, а за его пределами существует множество других галактик.

Когда Хаббл пришёл к своим замечательным результатам, навсегда изменившим нашу картину мира, ему было около 35 лет. Впереди учёного ждала долгая и насыщенная научная жизнь. Хаббл продолжил свои наблюдения и вскоре определил и другие галактики, такие как М33, за пределами Млечного Пути. А затем пришёл к ещё одному выводу, изменившему курс науки — похоже, что Вселенная расширяется. Позже астроном разделил галактики на группы по морфологическим признакам, создав классификатор Хаббла.

Эдвин Хаббл скончался в возрасте 63 лет в Калифорнии. Перед смертью учёный попросил, чтобы его похоронили в никому неизвестном месте – и жена Хаббла, Грейс, так никому и не рассказала, где находится могила человека, чьё имя сейчас знает каждый школьник.

Многие удивляются, почему астроном, навсегда изменивший современную астрофизику, не удостоился Нобелевской премии. Но в те времена астрономия считалась отдельной наукой, за которую Нобелевский комитет премии не вручал. Надо сказать, что Эдвин Хаббл всю жизнь боролся за то, чтобы астрономия стала разделом физики, и астрономы могли бы удостаиваться этой престижной награды. И в итоге Нобелевский комитет пришёл к выводу, что премией по физике стоит награждать и астрономов. Однако было слишком поздно — к моменту этого решения Хаббла уже не стало.

На почтовой марке 2008 года стоимостью в 41 цент с изображением учёного написано: «Если бы он внезапно не скончался в 1953 году, то получил бы Нобелевскую премию того же года».

Автор: Екатерина Шутова / Открытый космос

Источник: www.nasa.gov

В избранное