Что такое
«Бюраканская концепция»
Ю.Н.Ефремов
Ив работе больших ученых бывают увлечения, которые противники их идей классифицируют как лженауку. Так иногда называют и концепцию образования звезд и галактик, развивавшуюся директором Бюраканской обсерватории академиком Виктором Амазас-повичем Амбарцумяном (1908— 1996). Однако в его работах были не только смелые идеи, не подтвердившиеся в дальнейшем, но и фундаментальные достижения, навсегда оставшиеся в истории науки, как было еще раз осознано в прошлом году в связи со 100-летием со дня рождения ученого. Это относится прежде всего к основам динамики звездных скоплений. Еще в 1934—1937 гг. Б.Бок и В.А.Ам-барцумян независимо показали, что сроки распада звездных скоплений (из-за «испарения» звезд) и двойных звезд ограничивают их возраст сверху 101С годами, тогда как Дж.Джинс оценивал время их жизни на уровне 1013 лет. Именно работам Амбар-цумяна о звездных ассоциациях было суждено окончательно покончить со сверхдолгой шкалой возрастов звезд, но выдвинутая им самим концепция звездообразования оказалась несостоятельной.
Происхождение звезд
О звездообразовании, продолжающемся в Галактике в со-
Юрий Николаевич Ефремов, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник Государственного астрономического института им.П.К.Штернберга МГУ имМ.ВЛомоносо-ва. Область научных интересов — переменные звезды, молодые звездные группировки, строение галактик, история астрономии.
© Ефремов Ю.Н., 2009
временную эпоху, по-видимому, первым заговорил в 1942 г. Ф.Уиппл, опиравшийся на работы Г.Бёте о ядерных реакциях синтеза водорода как источниках энергии звезд. В 1944 г. А.Унзольд рассчитал, что этого источника энергии для звезд высокой светимости хватит лишь на десяток миллиардов лет. Однако оставалась возможность (о ней говорил позднее Ф.Хойл) «омоложения» старых звезд путем аккреции (захвата) ими межзвездного вещества. Вопрос решили кинематические и динамические оценки возраста звездных ассоциаций, в чем первым был Амбарцумян.
На рис.1, показывающем участок близкой галактики — Большого Магелланова Облака (БМО), — хорошо видно, в чем состоит отличие звездных ассоциаций от обычных молодых звездных скоплений. Сравнительно с расстоянием до БМО его глубина по лучу зрения невелика и видимая структура звездных полей на рис.1 соответствует пространственной. Ассоциации больше по размерам (до 100 пк) и более разрежены, чем скопления, размеры которых не превышают немногие парсеки. Важно отметить, что большинство ассоциаций содержит в себе молодые скопления. Сейчас почти все астрономы согласны с тем, что последние представляют собой более плотные, гравитационно связанные участки ассоциаций.
Выделение звездных ассоциаций как особого вида молодых звездных группировок — заслуга прежде всего Амбарцумяна. Именно с этого и началось в 1947 г. развитие «Бюраканской концепции» звездообразования. Однако названные им так звездные группировки были известны задолго до того.
Еще в 1927 г. Х.Шепли пришел к выводу, что звездные скопления в ряде случаев являются концентрированными частями больших систем. К такому же заключению пришел и В.Биделман, опубликовав-
Рис.1. Участок Большого Магелланова Облака вокруг туманности Тарантул, свечение которой в линии На возбуждается горячими звездами погруженного в нее (и невидимого на этом изображении) молодого массивного скопления. Разреженная группировка ярких звезд в правом верхнем углу — ОВ-ассоциация, в трех остальных углах — более плотные звездные скопления. Все фотографии — с сайта www.sai.msu.su/apod/.
ший в 1943 г. результаты исследования звезд-сверхгигантов в области двойного скопления h и х Персея (рис.2,а). Физическая их связь со скоплением несомненна, но размеры всей группировки составляли примерно 200 пк (у рассеянных скоплений они очень редко превосходят 5 пк). Биделман заключил, что эти сверхгиганты не могли быть выходцами из двойного скопления, каждое из которых способно удержать своих членов, и что проблема динамики звездных облаков еще далека от решения. О.Струве исследовал в 1945 г. аналогичную группу сверхгигантов вокруг рассеянного скопления NGC 6231 в Скорпионе (рис.2,б).
И вот именно эти две группы были приведены Амбарцумяном в 1947 г. как примеры разреженных группировок горячих (спектральных классов О и В) звезд, для которых он предложил название «звездные ассоциации». В Бюраканской обсерватории было найдено много подобных звездных групп. Но дело было, конечно, не в новом названии для известных уже группировок. Амбарцумян оценил плотность звезд в них и пришел к выводу, что она недостаточна для динамической устойчивости (гравитационной связности) группировки, подверженной действию приливных сил Галактики. Масса последней в основном сосредоточена ближе к ее центру, и эта концентрация массы приводит к тому, что вращение нашей звездной системы происходит дифференциально: его угловая скорость зависит от расстояния до центра. Ни Би-дельман, ни Струве не отважились сказать, что ассоциации недолговечны, хотя в руках у Амбарцу-мяна были первоначально лишь их данные. Он нашел, что за срок ~10 млн лет все ассоциации должны распасться. Из динамической неустойчивости, короткого времени жизни ассоциаций — вместе с самим фактом их существования — следовала молодость их звезд; вытекающие из этих соображений оценки возрастов ассоциаций привлекли большое внимание. Так был сформулирован вывод Амбарцумяна о групповом рождении звезд, продолжающемся в современную эпоху. За открытие «нового типа звездных систем — звездных ассоциаций» Амбарцумян получил в 1950 г. Сталинскую премию. Вывод о молодости горячих массивных звезд уже следовал из теории термоядерных источников энергии звезд, но его подкрепление полностью независимыми соображениями, основанными на наблюдательных данных и на теории звездной динамики, было очень важно.
Рис.2. Двойное скопление h, х Персея, которое чуть старше, чем NGC 6231, и уже свободно от газа и пыли (а). О-звезд в нем больше нет, они проэволюционировали в красные сверхгиганты, видимые на фотографии. Возраст этого скопления около 30 млн лет, оно окружено обширной короной звезд (ОВ-ассоциацией), по-видимому, выброшенных из плотной центральной области в процессе динамической эволюции скопления. Очень молодое (возраст несколько миллионов лет) звездное скопление NGC 6231 — ядро О-ассоциации (б). Оно пока погружено в темную туманность — облако газа и пыли, оставшееся от еще продолжающегося в этой области звездообразования.
Однако на выводе о динамической неустойчивости ассоциаций Амбарцумян не остановился. По его оценке, за срок порядка 107 лет ассоциации, будучи гравитационно несвязанными, вследствие дифференциального вращения Галактики должны были бы заметным образом растянуться параллельно галактической плоскости, но наблюдательные данные этого не показывали. Отсюда Амбарцумян заключил, что звезды ассоциаций уже при рождении получили скорость не менее 1 км/с (иначе влияние дифференциальности галактического вращения, т.е. приливных сил центра Галактики, сказалось бы на форме ассоциаций), но и не более 10 км/с (такие большие скорости были бы легко заметны). А поскольку конденсация диффузного вещества может дать только устойчивую звездную систему, Амбарцумян был вынужден предположить, что звезды образуются не из облаков газа, а вследствие взрывного распада компактных сверхплотных ненаблюдаемых «дозвездных» тел. Существование этих так называемых «Д-тел» неведомой природы и стало основным постулатом Бю-раканской концепции.
Это предположение влечет и физические, и чисто логические проблемы, что побудило многих астрономов выступить против него. Оно противоречит наблюдаемой резкой концентрации молодых звезд к плоскости дисков галактик — газовые облака, порождающие звезды, концентрируются в этой плоскости, а у бесстолкновительной системы плотных тел нет физических причин концентрироваться в плоскости вращения системы. Об этом говорили Амбарцумяну некоторые отечественные и зарубежные астрономы, но он, соглашаясь, что механизм, который мог бы привести к концентрации плотных (протозвездных) тел в галактической плоскости, неизвестен, от идеи Д-тел не отказывался. Такой механизм никогда не был найден, что неудивительно — его существование противоречит давно установленным законам небесной механики, а впрочем, и физики вообще...
Лауреат Сталинской премии Амбарцумян был поддержан большинством отечественных астрономов, а для зарубежных ученых он был известен как создатель концепции расширяющихся звездных ассоциаций, а не странной гипотезы, которую они просто не воспринимали. Когда Барт Бок в своей книге «Млечный Путь» упомянул о роли Амбарцумяна в создании теории образования звезд из газовых облаков, редактор перевода этой книги (автор этой статьи) вынужден был дать соответствующее примечание.
У нас же представления о самом существовании звездных ассоциаций, их расширении и взрывном образовании звезд из ненаблюдаемых сверхплотных тел часто рассматривались как единое «учение», что побуждало противников Ам-барцумяна выступать и против самой реальности звездных ассоциаций. Но они существуют — хотя и не несут такой «нагрузки». Битва разгорелась
на II совещании по вопросам космогонии в мае 1952 г. и закончилась победой Амбарцумяна. Он и его сторонники заняли господствующие высоты в советской астрономии. Ученые, приводившие многочисленные фактические и логические доводы против сверхплотных тел (Л.Э.Гуревич, А.И.Лебединский, Б.А.Воронцов-Вельяминов и др.), остались в меньшинстве. Отметим однако, что сама возможность (почти) безнаказанно (если не говорить об академических выборах. ) критиковать «учение о звездных ассоциациях» говорит о том, что моральный климат в отечественной астрономии существенно отличался от такового, скажем, в биологии...
По иронии судьбы, два первых объекта, названные ассоциациями, таковыми в сущности не являются. Это довольно массивные молодые скопления, ядра которых окружены обширными коронами малой плотности. Такая структура — плотное ядро и обширное гало, в несколько раз более протяженное, — присуща всем
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.