Основная часть шаровых звездных скоплений образует как бы костяк нашей Галактики. Их совокупность также напоминает собой шар невообразимо больших размеров. Внутри этого «шара из шаров», как в некоторой клетке, заключена главная часть звезд нашей Галактики.
Если бы мы могли наблюдать систему шаровых звездных скоплений из центра Галактики и если бы нашим наблюдениям не мешала межзвездная поглощающая свет материя, эта система казалась бы нам почти симметричной. По всем направлениям мы видели бы почти одинаковое число шаров из звезд. Но фактически этого нет. Солнце вместе с планетами расположено в Галактике эксцентрично, благодаря чему и распределение шаровых звездных скоплений на небе кажется неравномерным.
Зная расстояние до скопления и его видимые размеры, легко найти действительный объем, занимаемый в пространстве данным звездным шаром. Выяснилось, что шаровые скопления почти однотипны — поперечники их отличаются друг от друга сравнительно мало. Самые меньшие из звездных шаров имеют поперечник, равный ста тридцати световым годам, наибольшие из них достигают в поперечнике трехсот световых лет. Иначе говоря, самые большие шаровые звездные скопления имеют диаметр в семьдесят пять раз больший, чем расстояние от Солнца до ближайшей из звезд — Альфы Центавра.
В таком относительно небольшом объеме пространства заключено непомерно большое количество звезд. Определить их общее число непосредственно нельзя — в центральных областях скопления отдельных звезд не видно. Но, измеряя количество света, которое излучает данный звездный шар, можно выразить силу его света в солнечных свечах, то есть приняв светимость Солнца за единицу. Тогда в среднем получается, что каждое шаровое скопление светит, как сто шестьдесят тысяч новых солнц. Значит, примерно столько же звезд образует каждый из звездных шаров.
Звездное население шаровых звездных скоплений своеобразно. Это преимущественно звезды-гиганты, среди которых, впрочем, нет очень горячих и сверхгигантских экземпляров. Наиболее яркие, бросающиеся в глаза звезды шаровых звездных скоплений — это холодные красноватые гиганты с температурой поверхности от 2 до 4 тысяч градусов. Многие из шаровых звездных скоплений богаты переменными звездами, в частности цефеидами.
Найти, как распределены звезды внутри скопления, не такое простое дело, как может показаться с первого взгляда. Ведь то, что мы видим на фотографии шарового звездного скопления, есть проекция звездного шара на плоскость, перпендикулярную к лучу зрения. Задача состоит в том, чтобы от видимого распределения звезд на плоской картине перейти к их распределению в пространстве.
Наиболее полно и обстоятельно эту задачу решил в 1949–1953 гг. московский астроном Η. П. Холопов. Его исследования показали, что распределение звезд внутри шаровых скоплений носит весьма сложный характер. Но, в общем, можно утверждать, что каждый звездный шар имеет плотное звездное ядро, по мере удаления от которого число звезд в единице объема быстро уменьшается. Внешние, поверхностные слои скопления обладают другой особенностью: звезды распределены в них почти равномерно. Переход от плотного ядра к разреженной поверхности происходит постепенно.
Трудно подсчитать, насколько густо располагаются звезды в центре шарового звездного скопления. Но можно быть уверенным, что вид неба там совсем иной, чем на Земле.
Вообразите, что мы очутимся на какой-нибудь из неведомых нам планет, обращающихся вокруг одной из центральных звезд шарового скопления в Геркулесе. Дивное зрелище представляет собой там ночное небо! Тысячи звезд, превосходящих по своему блеску Венеру, усеивают небосвод от зенита и до горизонта. Иначе говоря, если бы на нашем земном небе все звезды, видимые невооруженным глазом, мы заменили бы звездами, по блеску не уступающими Венере, тогда, вероятно, наше небо могло бы сравниться с тем воображаемым небом, о котором мы говорим.
Вид неба из центра шарового скопления.
Добавьте к этому многие тысячи звезд более слабых, но, впрочем, иногда не уступающих по блеску Сириусу или Веге, и вы согласитесь, что наше небо не принадлежит к числу самых красивых.
Но у нас, жителей Земли, есть одно бесспорное преимущество перед обитателями центральных областей шарового скопления. Мы видим Вселенную несколько лучше, чем они. Несмотря на отсутствие в шаровых скоплениях пылевых и газовых туманностей, поглощающих свет, звезды скопления своим количеством и блеском оттесняют на второй план остальные звезды Галактики. Здесь сама природа располагает к ложному представлению о центральной роли во Вселенной именно этого звездного шара.
На периферии шарового звездного скопления картина неба иная, хотя и не менее феерическая. Одна его половина занята скоплением. Тут видно множество различных по яркости звезд. Другая половина неба должна казаться по контрасту какой-то мрачной черной бездной, в которой светятся лишь редкие звезды.
Есть ли существа, которые наблюдают и осознают эти картины, мы, конечно, не знаем. Возможно, что некоторые звезды шаровых скоплений окружены планетами, быть может, обитаемыми. Все это пока предмет догадок, а не точного знания. Но зато мы знаем, что движение звезд в шаровых звездных скоплениях может в отдельных случаях иметь сложный характер.
Представьте себе звезду, находящуюся где-то внутри звездного шара.
Можно доказать, что притяжение звезд, более далеких от центра скопления, чем данная звезда, влиять на ее движение не будет. Остается только действие более близких звезд.
Если звезда приближается к центру скопления или удаляется от него, то количество и общая масса влияющих на ее движение других звезд изменяется. Методами высшей математики можно найти, по какой же орбите в этом случае будет двигаться выбранная нами звезда. Оказывается, ее орбитами будут эллипсы, один из фокусов которых всегда совпадает с центром скопления, а другой движется в пространстве, как бы обращаясь вокруг того же центра. Теоретически возможно и другое движение звезд — их колебания по прямой, проходящей через центр скопления, колебания, при которых наибольшую скорость звезда получает, пролетая через центр скопления. Таким образом, и в отношении движения звезд шаровые скопления представляют собой образования необычные.
Некоторые из шаровых звездных скоплений не имеют строго шарообразной формы. Они слегка сплюснуты, что может быть вызвано вращением звездных шаров вокруг оси (вспомните о сплюснутости Земли и планет). Вращение это происходит, по-видимому, так медленно, что заметить его с помощью спектрального анализа пока не удалось.
В отличие от звездных ассоциаций шаровые звездные скопления имеют весьма почтенный возраст. Это, пожалуй, самые древние из всех образований, которые мы видим в Галактике. Звезды в них расположены так густо, что притяжение других звезд разрушить скопление практически не может. По подсчетам В. А. Амбарцумяна, звездные шары могут существовать без каких-либо коренных изменений биллионы лет. Трудно даже сказать, от каких причин они могли бы разрушиться.
Еще труднее узнать, как возникли удивительные шары из звезд. Замечено, что чем дальше расположено шаровое скопление от плоскости галактического экватора, тем больше его диаметр. Возможно, что этот факт связан с происхождением и развитием звездных шаров, но как именно связан — этого мы пока не знаем.
В отношении некоторых шаровых звездных скоплений есть подозрение, что это не составные части нашей Галактики, а пришельцы из других звездных систем — уж очень велики их скорости по отношению к центру Галактики. К тому же, как уже говорилось, некоторые из звездных шаров находятся далеко за границами нашей звездной системы, то есть фактически в межгалактическом пространстве.
Было время, когда пространство между галактиками считали почти идеальной пустотой. За последнее время в этом выводе пришлось усомниться. В некоторых случаях непосредственно видны исполинские светящиеся ленты, соединяющие между собой галактики, — так называемые межгалактические коридоры, состоящие, по-видимому, из звезд. В других случаях между галактиками могут встречаться облака разреженной газовой и пылевой материи.
Все то, что заполняет межгалактическое пространство, может быть названо межгалактической плазмой. Как считает профессор Б. А. Воронцов-Вельяминов, в межгалактической плазме могут возникать, образовываться не только отдельные межгалактические звезды, но даже некоторые из шаровых звездных скоплений. По его мнению, то, что мы называем галактиками, есть просто сгущения в мировой плазме, в которых меньшие скорости вещества приводят к возникновению таких плотных тел, как звезды и планеты. В межгалактическом пространстве беспорядочные, или, как их называют, турбулентные, скорости вещества значительно больше. Поэтому и звезды, образовавшиеся где-то между галактиками, должны иметь большие собственные (пекулярные) скорости, чем звезды, составляющие огромные звездные системы.
