Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Эволюция звёзд и галактик

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
10.1 Mб
Скачать

В. БААДЕ

*ЭВОЛЮЦИЯ

*ЗВЕЗД

; И ГАЛАНТИН

КУРС ЛЕКЦИЙ,

прочит анных

в Гарвардской обсерватории.

Подгот овлен к печати

Ц.П Е Й Н-Г А П О Ш К И Н О Й

Перевод с английского

Ю.Н. Е Ф Р Е М О В А

Под редакцией

А.С. Ш А Р О В А

ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР»

М о с к в а 1 9 6 6

ИЗДАТЕЛЬСТВО

«М И Р»

WALTER BAADE

EVOLUTION

OF STARS

AND GALAXIES

EDITED BY CECILIA PAYNE-GAPOSCHKIN

HARVARD UNIVERSITY PRESS

CAMBRIDGE, MASSACHUSETTS

1963

УДК 523 2 - 6 - 4

Книга представляет собой курс лекций, прочитан­ ных В: Бааде студентам Гарвардского университета и сотрудникам Гарвардской обсерватории (СШ А). Тема лекций свойства и эволюционное развитие звезд и гигантских звездных систем галактик. Автор книги создатель современных представлений о составе и строе­ нии звездных систем. Он в течение многих лет работал на крупнейших телескопах мира, приобрел в этом ог­ ромный опыт и собрал богатейший наблюдательный материал о звездах различных типов и строении га­ лактик. В своих лекциях автор широко использовал полученные им результаты; часть из них еще не была им опубликована, и это придает книге особую ценность.

Книга написана на высоком научном уровне и в то же время достаточно простым языком. Она будет по­ лезна как астрономам — спеииалистам и студентам, —

так и читателям, серьезно интересующимся астроно­ мией, в особенности физикам, занимающимся пробле­ мами астрофизики и космологии.

Редакция космических исследований, астрономии и геофизики

ПР Е Д И С Л О В И Е

КР У С С К О М У

ИЗ Д А Н И Ю

Эту книгу можно назвать итогом сорокалетней ра­ боты одного из крупнейших астрономов нашего вре­ мени — Вальтера Бааде. Про нее нельзя, однако, ска­ зать, что она принадлежит перу Бааде, — это дословная запись лекций, прочитанных им в Гарвардской обсервато­ рии в 1958 г. и изданных Ц. Пейн-Гапошкиной в 1963 г.

Содержание этих лекций и сейчас, спустя более семи лет, не утратило своей ценности и актуальности. Бааде посчастливилось работать на крупнейших телескопах и получить фундаментальные результаты. Он разрешил на звезды центральную часть туманности Андромеды, открыл два основных типа звездного населения, устано­ вил связь пыли и газа со спиральными рукавами галак­ тик, пришел к заключению о необходимости удвоения шкалы расстояний во вселенной. Бааде рассказывает в книге об этих открытиях и результатах других своих

работ. Некоторые

из них

публикуются здесь впервые,

и не удивительно,

что эта

книга часто цитируется в спе­

циальной литературе. Вместе с тем она дает система­ тическое и достаточно доступное изложение всей сово­ купности современных наблюдательных данных о мире звезд и их эволюционной интерпретации.

Бааде вводит читателя в лабораторию научного твор­ чества, подробно рассказывая об ошибках и заблужде­ ниях, удерживавшихся иногда десятилетиями, о том, как новые наблюдения и соображения шаг за шагом при­ ближают нас к цели — пониманию истинного строения и эволюции звездных систем. Вся его работа убедитель­ но показывает, как много дают фотометрические иссле­ дования при помощи больших телескопов в избранных областях нашей Галактики и других звездных систем. Бааде подробно описывает искусную методику, при по­ мощи которой он «выжимал» все возможное из своих инструментов, и эти страницы могут пригодиться наблюдателям, в частности тем из них, которые будут работать на новых больших телескопах, вступающих в строй в нашей стране.

вПредисловие к русскому изданию

Вальтер Бааде скончался в 1960 г., не успев обрабо­ тать записи своих лекций, и не удивительно, что с точки зрения строгого критика книга грешит множеством не­ дочетов—здесь и повторения, и неточные, иногда даже малопонятные формулировки, жаргонные выражения, вполне допустимые в эмоциональной устной речи. Ни Ц. Пейн-Гапошкина, ни тем более переводчик и редак­ тор русского издания не сочли возможным улучшать и «приглаживать» текст Бааде. Тем не менее мы всегда стремились понять, что именно хотел он сказать, и пояс­ нить это в примечаниях. В примечаниях даны также не­ которые поправки и уточнения, вытекающие из резуль­ татов новейших работЛишь в двух-трех местах нам пришлось опустить неясные фразы, не влияющие, од­ нако, на ход изложения. Иногда мы отступали от буквы оригинала, стремясь как можно точнее передать его дух. Разумеется, за прошедшие годы некоторые главы не­ сколько устарели, но и в них читатель найдет ряд глу­ боких мыслей, свидетельствующих о блестящей интуи­ ции большого ученого. Сильнее других устарела не­ сколько схематичная глава о теории звездной эволюции, в которой Бааде не был специалистом; ее содержания, впрочем, достаточно для понимания других глав, а чи­ тателю, особенно интересующемуся вопросами теории, можно рекомендовать обратиться к другим изданиям.

Замечательной особенностью книги является конк­ ретная формулировка ряда важнейших наблюдательных

итеоретических задач, большинство которых и по сей день остаются нерешенными.

Мы надеемся, что книга Бааде окажется интересной

иполезной для специалистов-астрономов и вместе с тем будет доступной всем, серьезно интересующимся астро­ номией. Она будет особенно ценной и поучительной для тех, кто только начинает астрономические исследования. Для них в первую очередь и предназначал свои лекции

Вальтер Бааде.

Ю. Ефремов,

А. Шаров

П Р Е Д И С Л О В И Е

КА М Е Р И К А Н С К О М У И З Д А Н И Ю

Когда осенью 1958 г. Вальтер Бааде читал цикл лек­ ций иа Гарвардской обсерватории, он надеялся перера­ ботать их в отдельную монографию. Из-за его загру­ женности и общеизвестного нежелания публиковаться мы договорились с ним, что лекции будут записаны на пленку. Эта запись и ее расшифровка должны были по­ служить ему в качестве первого наброска. Расшифровка представляла собой дословную запись лекций, включая вопросы и комментарии студентов и сотрудников обсер­ ватории, которые часто приводили к оживленной дискус­ сии, когда никаких ограничений не ставилось. По требо­ ванию лектора копии записи распространялись только среди присутствовавших на лекциях.

Ко времени неожиданной смерти Бааде работа над книгой ничуть не продвинулась, а со всех концов света поступали запросы иа копии записи его лекций. В своем первоначальном виде эта запись была непригодна для публикации. Разговорные выражения, хорошо звучащие в устной речи, не дают того же эффекта на бумаге. Но по существу лекции содержат нечто неизменное и не­ заменимое — последние мысли великого наблюдателя о предмете, которому он посвятил четыре десятилетия ис­ следований.

Подготовляя к печати книгу на основе этих лекций, я взяла иа себя большую ответственность. У меня были два преимущества: я сама прослушала все лекции и проблемами, обсуждаемыми в них, занималась почти столь же долго, как и Бааде. Обрабатывая текст, я стремилась точно выразить то, что, как я полагаю, на­ меревался сказать лектор, опуская повторения и исправ­ ляя случайные оговорки. Я не могла надеяться передать неподражаемый характерный стиль лектора, но те, кто знал Бааде, заметят проблески его научной страст­ ности.

8Предисловие к американскому изданию

Яне пыталась воспроизвести здесь дискуссию, но не­ которые замечания лектора, возникшие в дискуссии, включены в текст. Замечания, сделанные с мест, были,

так сказать, неофициальными; многие не относились к делу, авторы других могут не пожелать их увековечить. Эта книга предназначена для того, чтобы изложить мысли Бааде, а не его слушателей.

Друзья Вальтера Бааде знают, что он был категори­ чен и упорен, но они знают также, что он никогда не боялся изменить свое мнение. То, что он говорил в Гар­ варде, отражало его взгляды осенью 1958 г.; ранее он мог иметь другое мнение; некоторые из своих взглядов он определенно изменил бы ввиду появления новых ра­ бот. Я сочла невозможным исключить его комментарии к неопубликованным результатам, о которых ему рас­ сказывали другие астрономы; если даже он их неверно понял или не так запомнил, я все же надеюсь, что не заслужу упреков, опубликовав его высказывания в том виде, как я их поняла. С некоторыми взглядами, выра­ женными в книге, я сама несогласна, но это несуще­ ственно.

Ц. Пейн-Гапошкина

Глава 1

ВСТУПЛЕНИЕ.

ИСТОРИЧЕСКИЙ

ОЧЕРК

*

*

Изучение эволюции звезд и галактик находится в стадии очень быстрого развития, и мы живем еще в на­ чале этой стадии. Желательно сразу же увидеть контуры пашей темы, и я начну с очень краткого обзора. Резуль­ таты ранних работ дадут нам правильную перспективу, и мы сможем больше к ним не возвращаться.

Проблема строения Галактики — одна из наиболее трудных в астрономии и вместе с тем очень важная, по­ скольку, исследуя другие галактики, мы всегда должны для изучения деталей возвращаться к нашей собствен­ ной звездной системе. Эта проблема возникла в эпоху Вильяма Гершеля, который на основании подсчетов звезд нарисовал схематическую картину Галактики с ха­ рактерным раздвоением. Сегодня мы знаем, что видимое раздвоение Млечного Пути вызвано темными поглощаю­ щими облаками, которые простираются от созвездия Лебедя до южного полушария неба.

XIX столетие было временем накопления данных, особенно о движениях звезд. Только в 40-х годах, когда Бессель измерил первый тригонометрический парал­ лакс1), появилась возможность определять расстояния звезд. Однако к концу века было измерено уже так много собственных движений, что из параллактических движений могли быть получены светимости групп звезд. В это же время появились измерения лучевых скоро­ стей.

К началу нашего столетия стало ясно, что звезды имеют большой диапазон светимостей. В результате ис­ кусной работы Каптейн и другие астрономы получили

0 Первый

звездный параллакс измерил в 1837 г. в Дерпте

(ныне Тарту)

Ф. Г. В. Струве. — Прим, перев.

JO Глава 1

число звезд дайной светимости в единице объема — так называемую функцию светимости.

Новой стадией в изучении проблемы было осознание того, что при помощи интегрального уравнения функ­ ция светимости связана с числом звезд, видимых на данном луче зрения, — так называемой функцией плот­ ности. Задача определения структуры Галактики теперь включала в себя изучение распределения звезд во всех направлениях вокруг Солнца.

Новый подход требовал участия математиков, и не­ которые из них, как, например, Карл Шварцшильд, дали изящный способ численного решения задачи. Но с точ­ ки зрения астронома это был кошмар; можно было предсказать, что поколения астрономов сошли бы в мо­ гилу, так и не увидев каких-либо результатов; да и ре­ зультаты, если бы они и появились, в лучшем случае были бы туманными. Сам Каптейн построил в первом приближении картину строения Галактики: это знаме­ нитая «Вселенная Каптейна» с Солнцем в центре — уплощенная система звезд с отношением осей около 1:4, — концентрирующихся к плоскости Галактики и к ее центру. Малая ось составляла около 1500 световых лет и большая—-около 6000.

Сегодня никто больше не использует функцию све­ тимости для изучения структуры Галактики. Теперь функция светимости интересует нас совсем по другим причинам; как мы дальше увидим, она дает ценную информацию об истории образования звезд в Галак­ тике.

К 1900 г. уже имелось три новых достижения, кото­ рые явились непосредственной основой наших сегодняш­ них идей.

Первым из этих достижений было измерение Шле­ зингером параллаксов при помощи больших фотографи­ ческих рефракторов. Обычно эту работу рассматривают как нечто заурядное, однако она имеет фундаменталь­ ное значение для всей современной астрономии. Теперь у нас есть превосходные тригонометрические параллак­ сы для звезд, лежащих ближе 10 пс, и эти звезды яв­ ляются очень ценным критерием правильности наших заключений.

Соседние файлы в папке книги