Как изучают звезды?

Городское небо, по правде говоря, весьма скучное. Если вглядеться в эти темные лоскутки неба между домами, можно разглядеть созвездие Большой медведицы или Пояс Ориона. Но постойте. Взгляните на этот клочок неба еще раз и закройте его большим пальцем. Сколько звезд за ним кроется? Десять? Двадцать? Еще догадки? Если посмотреть на такой кусочек неба с помощью телескопа «Хаббл» — вместо этих светящихся точек будут видны пятна. Это не звезды. Это галактики. Как наш Млечный путь. Таких галактик миллиарды. И больше тысячи их скрыто под вашим большим пальцем.

Глядя на городское небо или даже на звездное небо за городом, невозможно увидеть, насколько велика Вселенная на самом деле. Вот Вселенная, какой её видят астрофизики. Звезд в ней больше, чем песчинок на Земле.
Разглядывая звездное небо, вы приобщаетесь к самой древней науке в истории человечества. Люди начали изучать небеса раньше, чем появились навигация, земледелие, возможно даже язык. При этом астрономия, в отличие от других наук, использует исключительно метод наблюдения — ведь мы не можем контролировать параметры наших экспериментов, сидя в лаборатории. Наши лучшие технологии могут доставить человека на луну или зонд к границе солнечной системы. Но эти расстояния ничтожно малы в сравнении с зияющим межзвездным пространством.

Так откуда же мы знаем так много о других галактиках; об их составе, количестве или вообще об их существовании?

Начнем с того, что прежде всего увидим посмотрев в ночное небо — звезды. Нас интересуют их свойства: из чего они состоят, их плотность, размер, возраст, их удаленность от Земли. Верите вы или нет, эту информацию можно извлечь из света, что мы видим в небе.

Мы можем расшифровать то, что говорит нам свет звезд, превратив его в радугу. Когда вы видите радугу на Земле — на самом деле вы смотрите на свет Солнца, который, проходя сквозь капли воды в атмосфере, разлагается в спектр цветов, из которых состоит. Чтобы изучить свет от других звезд, мы можем создать радугу, используя вместо капель воды специальные инструменты для его преломления.

В получившемся в результате спектре мы увидим кое-что странное — темные полосы. Эти полосы являются характерными отпечатками атомов. Разные атомы солнечной атмосферы поглощают свет определенной длинны волны; степень поглощения определяется количеством таких атомов.

Так, измерив количество света на этих полосах, мы можем определить не только, какие именно элементы присутствуют в солнечной атмосфере, но и их концентрацию.

Таким же образом мы можем изучать и другие звезды: создаем радугу, смотрим, чего не хватает, и определяем, с какими элементами мы имеем дело. Бинго! Теперь понятно, из чего состоят звезды.

Но мы не ограничены длинной видимых нами волн. Вспомните радиоволны. Благодаря им вы можете слушать любимое радио у себя в машине, но еще они могут перемещаться в пространстве практически беспрепятственно. Радиоволны, пришедшие к нам издалека, несут информацию о самом раннем периоде в истории нашей Вселенной — спустя несколько тысяч лет после Большого взрыва.

Мы также можем изучать инфракрасный свет, который излучают более холодные объекты во вселенной, такие как облака газа или пыли. И ультрафиолетовое излучение горячих звезд, недавно образовавшихся из таких облаков.

Изучение волн различной длины позволяет нам составить более полное представление не только об одном определенном объекте, но и обо всей вселенной. Для этого ученые используют различные виды телескопов, способных улавливать от инфракрасного до ультрафиолетового и рентгеновского излучения; от гигантских радиотелескопов до огромных серебряных зеркал и спутников, улавливающих свет, который не может проникнуть сквозь атмосферу Земли. Астрофизики не только видят миллиарды звезд среди миллиардов галактик во Вселенной. Они слышат, осязают и ощущают их посредством различных каналов, каждый из которых передает свое сообщение. Но началом всего является свет — видимый и не видимый. Хотите раскрыть секреты Вселенной? Просто следуйте за светом.