Краткие сведения о Метагалактике
Внегалактическая астрономия — это наука о тех объектах, которые находятся вне нашей Галактики. Представления о размерах окружающего нас мира на протяжении многих веков развития астрономии претерпели радикальные изменения. Ещё пятьсот лет назад, во времена Коперника размеры Вселенной сводились к размерам Солнечной системы, и первый, кто осознал огромность расстояний до самых близких звёзд по сравнению с размерами Солнечной системы, был Ньютон. Однако истинным пионером в звёздной астрономии справедливо считают Гершеля, который был одним из первых, кто в деталях определил распределение звёзд во Вселенной. Уже в XVIII веке разные мыслители высказывали идеи об «островной Вселенной», то есть о Вселенной, состоящей из бесконечного количества гигантских звёздных ансамблей — «островов». Любопытно, что в это время некоторые астрономы пытались доказать, что и Крабовидная туманность состоит из звёзд. Первоначально астрономы обнаружили звёзды в некоторых туманностях, не зная расстояний до них. Среди звёзд, наблюдавшихся, например, в туманности Андромеды, встречалось много «старых знакомых» — цефеид, новых звёзд и др. Впоследствии знание некоторых особенностей этих звёзд сделало возможным определить расстояния до них и до галактик, содержащих такие звёзды. Одновременно вырисовывались контуры такого острова Вселенной, как наша Галактика.
Между тем исследование туманностей интенсивно продолжалось. Определённую роль в обнаружении внегалактических объектов сыграл французский астроном Шарль Мессье (1730–1817). С 1771 по 1784 год он опубликовал каталог ярких туманностей с замыслом, чтобы они более не принимались за новые кометы, в исследовании которых он являлся лидирующим астрономом. Интересна история его становления как астронома. Он получил только начальное образование и работал в Париже чертёжником и переплётчиком у знаменитого французского астронома и картографа Жозефа Никола Делиля (1688–1768). Делиль в 1726 году был приглашён в Россию в качестве первого академика астрономии в основанной незадолго до этого Петербургской академии наук, членом которой он состоял до 1747 года. Это Делиль оснастил Кунсткамеру астрономическими инструментами, создал и возглавил Географический департамент России, разработал метод определения орбит комет и многое, многое другое. Притягательность работы и доброе отношение к Шарлю его учителя дали свои плоды. Путём только самообразования он приобрёл математические и астрономические знания, освоил астрономические инструменты, стал опытным наблюдателем. Систематически вёл поиски новых комет. Всего Мессье пронаблюдал 41 комету. Для успешного поиска комет составил первый в истории астрономии каталог туманностей и звёздных скоплений. Его каталог в 1781 году содержал 103 объекта, из которых 60 были открыты самим Мессье. Конечно, в каталог Мессье попали галактические туманности и разные звёздные скопления, но среди них оказались и очень интересные внегалактические объекты, обратившие на себя внимание астрономов. В 1764 году Мессье становится членом Лондонского королевского общества и Берлинской академии наук, с 1776 года — почётным членом Петербургской академии наук.
Следующий качественный скачок во внегалактических исследованиях принадлежит английскому астроному и оптику Уильяму Гершелю. Он собственноручно изготовил сотню зеркал, построил уникальный для того времени рефлектор с диаметром главного зеркала 122 сантиметра, открыл планету Уран. Однако главным направлением его исследований была звёздная астрономия, основоположником которой он по праву считается. Величайшей заслугой Гершеля является составление (вместе с сестрой Каролиной) каталога свыше 2500 туманностей. Успешно продолжил дело отца сын Уильяма — Джон Гершель[173], который в 1864 году опубликовал Общий каталог туманностей (General catalogue of nebulae), содержащий уже 5079 объектов, из которых 449 были открыты Гершелями.
В 1888 году Джон Дрейер[174] дополнил каталог новыми туманностями и опубликовал значительно более обширный список 7840 туманных объектов, названный им Новым общим каталогом туманностей и скоплений звёзд (New general catalogue, NGC). В 1894 и 1908 годах Дрейер издал дополнения к своему каталогу, так называемые Индекс-каталоги (Index catalogue, IC), насчитывающие 15 тысяч туманных объектов. Однако и природа объектов, имеющих спиральную или эллиптическую форму, долгое время оставалась неясной. Не было ясно — это галактические или внегалактические объекты. Почти в это же время были открыты переменные пульсирующие звёзды, яркость которых регулярно менялась с определённой амплитудой. Они были названы цефеидами по названию звезды δ Цефея. Класс этих пульсирующих звёзд, цефеид, обладает важным свойством: чем больше период пульсации звезды, тем больше её светимость. Астроном из Гарварда мисс Генриетта Ливитт[175], изучая переменные звёзды в Малом Магеллановом облаке (1912), обнаружила более тридцати цефеид и открыла их вышеотмеченное свойство. Чёткая зависимость периода пульсации цефеид от светимости позволила с высокой точностью определить расстояние до них по периоду пульсаций. Таким образом, если цефеида наблюдалась в какой-либо галактике или звёздном скоплении, то, измерив период её пульсации, можно определить её абсолютную звёздную величину и, следовательно, расстояние до неё.
173
174
175