А по изменениям в силе излучения астрономы теперь могут установить не только степень концентрации этого газа в разных точках вселенной и его температуру, но и выяснить, куда именно и с какой скоростью движутся газовые облака, невидимые в обычные телескопы. Эти измерения основаны на так называемом эффекте Допплера: частота сигналов меняется в зависимости от того, куда движется их источник, — от наблюдателя или навстречу ему.
Цель — далекие звезды. У пульта настройки сверхмощного телескопа.
Самая дальнозоркая
Радиоастрономия сразу раздвинула границы мира, доступного наблюдениям, в четыре-пять раз. Современные антенны улавливают сигналы, источники которых отдалены от нас на чудовищные расстояния в шесть миллиардов световых лет!
Вместо оптической «щелочки» в несколько десятков микрон радиоастрономия распахнула перед учеными широкое окно в космос. Она не только сделала видимым невидимое, как, например, межзвездный газ. Она позволяет «видеть» сквозь облака межзвездной пыли звезды и туманности, о существовании которых астрономы раньше и не подозревали. Именно радиоастрономия позволила за последние годы по волне водорода в 21 сантиметр подтвердить гипотезу о спиральном строении нашей Галактики, обнаружить многочисленные ее ответвления и «рукава» и нанести их на карту.
В прошлом году советским и американским радиоастрономам впервые удалось обнаружить звездное образование точно в самом геометрическом центре нашей Галактики.
Карта Галактики, пожалуй, самая необычная, какую только можно себе представить. Ведь она показывает одновременно положение различных частей Галактики не только в пространстве, но и во времени. Солнце, Земля и Луна на такой карте отмечены именно там, где они находятся сейчас. А, скажем, самый центр Галактики — в том положении, какое он занимал 26 тысяч лет назад: такое расстояние, выраженное в световых годах, отделяет его от нас.
Наблюдая на волнах различной длины излучение одного и того же объекта, астрономы могут увидеть интересующие их явления «протяженными в пространстве» и даже как бы заглянуть внутрь некоторых небесных тел.
Давно изучают астрономы пятна и вспышки на Солнце, остающиеся во многом еще загадочными для них. В обычные телескопы при этом удается наблюдать лишь самые верхние слои фотосферы Солнца, в лучшем случае — отдельные взметнувшиеся протуберанцы.
А наблюдения с помощью радиотелескопов позволили сделать как бы разрез солнечного пятна или вспышки по слоям различной высоты. Такие наблюдения ведутся в Пулкове даже тогда, когда Солнце закрыто облаками: ведь для радиоволн они проницаемы.
Только радиоастрономия позволила нам впервые заглянуть сквозь облачный покров Венеры, определить период вращения планеты и даже попытаться измерить по силе излучения температуру на ее поверхности.
Новейшие наблюдения за Луной принесли совершенно неожиданные данные о том, что с глубиной лунной «почвы» температура ее как будто повышается. Поскольку эти данные опровергают теорию о том, что наша спутница — мертвое, давно остывшее тело, и имеют громадное значение для космогонии, сейчас проводится их уточнение.
Так молодая наука опровергает некоторые старые, устоявшиеся взгляды. Она начинает кое в чем спорить со своей старшей сестрой, обладающей уже многовековым опытом и большим запасом наблюдений. Устранение противоречий между данными обычной, «оптической» астрономии и новейшими наблюдениями путем радиометодов становится сейчас очень важной задачей для науки.
Да, радиоастрономия распахнула окно в космос, но... Но многое при этом видно еще расплывчато, туманно, не так отчетливо и ясно, как в прежнюю «щелочку». Вся беда — в слабой разрешающей способности радиотелескопов. Они не могут пока различать отдельные детали так же отчетливо, как обычные телескопы. В простой, даже не слишком сильный телескоп можно отчетливо разглядеть все кратеры на Луне. А для радиотелескопа вся Луна — просто-напросто «звучащая точка». Определить, из какого именно места на лунном диске исходят радиоволны, пока не удается.
Довольно скромный по современным масштабам телескоп-рефрактор с диаметром в 20 сантиметров имеет разрешающую способность около одной десятой угловой секунды. Под таким углом виден с расстояния в 300 метров человеческий волос. А разрешающая способность самых совершенных современных радиотелескопов не превышает 10 секунд.
Самая загадочная
Чтобы как следует разобраться в каждом источнике радиоизлучения, надо прежде всего попытаться «привязать» его, как говорят астрономы и геодезисты, к какому-нибудь объекту, уже изученному прежними методами. К настоящему времени на небосводе обнаружено и нанесено на карты уже несколько тысяч мощных источников радиоволн. А «привязано» из них к знакомым объектам всего-навсего несколько десятков. Поэтому молодая наука остается до сих пор самой загадочной областью астрономии.
Еще в 1946 году был обнаружен какой-то весьма мощный источник радиоизлучения на волне 4,7 метра в созвездии Лебедя. По своим угловым размерам он оказался очень мал. Потом подобные же источники стали обнаруживать в самых различных участках неба. Всех их отличала большая мощность излучения и в то же время весьма малые, прямо-таки «точечные» размеры.
Уникальный оптический телескоп установлен в Крымской астрофизической обсерватории. Диаметр его зеркала — 2,6 метра.
Ученые стали размышлять, что же это за небесные тела. Может быть, это какой-то особый вид звезд, которые излучают так мало видимого света, что его не улавливают наши обычные телескопы, но зато посылают в космос мощные потоки радиоволн? Исходя из такой гипотезы, загадочные «радиостанции» стали называть радиозвездами. Но чем больше изучали радиоастрономы эти таинственные невидимые звезды, тем сильнее сомневались в правильности гипотезы. Было совершенно непонятно, откуда же у радиозвезд берется столько энергии для такого мощного излучения.
С повышением разрешающей способности радиотелескопов и с появлением более «дальнозорких» обычных рефракторов многие радиозвезды были развенчаны. Некоторые из них удалось отождествить с газовыми туманностями или очень удаленными галактиками. Другие оказались просто долетевшими к нам с опозданием «радиоотзвуками» взрывов так называемых «сверхновых звезд».
Теперь термином «радиозвезды» астрономы почти не пользуются. Они предпочитают заменять его более осторожным — «точечные источники». Но загадочность многих явлений от этого не уменьшается: большинство этих «точечных источников» пока остается ни к чему не «привязанным».
Дело не распутывают, а, наоборот, осложняют некоторые из последних открытий. Не так давно радиоастрономы подвергли особо пристальному изучению один из таких «точечных источников» в созвездии Треугольника. Он излучает весьма сильный поток радиоволн. Была сделана попытка «разглядеть» его, фотографируя этот участок неба на особо чувствительную пленку. Снимки показали, что таинственным источником радиоволн, несомненно, служит звезда, окруженная слабо светящимся облаком. Спектр ее оказался совсем необычным. В нем есть гелий и калий, но совершенно нет водорода, как у обычных звезд. И теперь астрономы снова в недоумении: может быть, радиозвезды, отличающиеся по своей природе от обычных, все-таки существуют?
Ученым удалось недавно «разоблачить» еще одну из предполагаемых радиозвезд она оказалась скоплением галактик, отдаленных от нас на шесть миллиардов световых лет. Астрономам даже удалось установить, что эти галактики удаляются от нас со скоростью около 138 тысяч километров в секунду!
Разрешающая способность радиотелескопов за последние годы так повысилась, что недавно удалось из общего излучения Юпитера выделить особо мощный источник. Он находится всегда в одном и том же месте и почему-то посылает радиоволны не во всех направлениях беспорядочно, а только в определенной плоскости. Теперь остается «совсем немного»: понять, что же это за источник...
Чтобы разобраться в загадках неба, ученые строят все новые и новые радиотелескопы, стараясь всемерно повысить их разрешающую способность. Одним из самых лучших в мире в этом отношении до сих пор остается громадный телескоп Пулковской обсерватории. Его антенну образуют 90 отдельных плоских щитов, установленных на склоне холма по дуге с размахом в 120 метров.
* * *
...Днем и ночью исполинские «уши» радиотелескопов ловят сигналы, летящие к нам из космоса. Почти каждый сигнал — это пока еще зашифрованная загадка. В каждом из них надо разобраться. Расшифровка их поможет нам не только разобраться в строении вселенной, в природе далеких звезд, туманностей, ливней космических лучей, но и, возможно, подскажет верный путь инженерам и физикам к воссозданию здесь, на Земле, управляемых термоядерных реакций, чтобы получить в изобилии дешевую энергию.
