Станислав Хабаров - С космическим путеводителем по Земле

• Название: С космическим путеводителем по Земле
• Автор: Станислав Хабаров
• Жанр: Прочая научная литература

Земля исхожена, изъезжена и, казалось бы, досконально изучена, но наблюдение её с космической высоты открывает планету заново. Эта книга о том, что добавила к нашим знаниям «География из космоса».

---

В своём годовом движении Земля обходит Солнце. Под действием притяжения других планет Солнечной системы плоскость земной орбиты медленно меняется. Вместе с Солнцем Земля движется вокруг галактического ядра, вместе с Галактикой проходит разные сферы межгалактического пространства. Сo всем звёздным веществом участвует в расширении Вселенной. И все эти движения не могут не влиять на состояние Земли и на земную жизнь.

Размеры звёздного мира столь велики, что невозможно в едином чертеже отобразить земной шар и межзвёздные расстояния. Изображая систему окружающих звёзд, мы можем представить Землю только лишь абстрактной точкой, обращающейся вокруг безразмерного центра – Солнца. Так ничтожно малы её собственные габариты в сравнении с удалением звёзд.

Наша Галактика – гигантский сгусток звёзд среди мириад себе подобных, погружённых в плазму межзвёздных пространств. Плоскость Галактики перечёркивает наше ночное небо полосой Млечного Пути. Особенно ярко, «огненной рекой» он смотрится в инфракрасных лучах.

Сбоку Галактика выглядит чечевицей, в плане – сегнеровым колесом. Её ядро расположено от нас в направлении созвездия Стрельца. В течение галактического года Солнечная система совершает оборот вокруг центра Галактики. 230 миллионов лет занимает это движение относительно других звёздных миров. В окрестностях радиуса в 300 тысяч световых лет (в пределах, если можно так выразиться, «малой галактической кольцевой») расположены две ближайшие к нам галактики – Магеллановы Облака. Затем довольно-таки пустынное пространство и ряд галактик, из которых наибольшая – туманность Андромеды на расстоянии 2700 тысяч световых лет.

Но как ни велик и ни далёк звёздный мир, он всё же влияет на Землю самым непосредственным образом. Создаваемые теперь наземные телескопы-гиганты способны заглянуть в пограничные области нашей Вселенной, от которых свет к нам идёт примерно 10 миллиардов лет. Если считать, что гипотеза о непрерывном расширении Вселенной верна, то вещество её как раз и должно разлететься на такое расстояние. Орбитальные телескопы не только позволили расширить спектр изучения звёздного мира, но обещают значительно большую точность. Космический телескоп КРТ-10, доставленный на станцию «Салют-6» в разобранном виде грузовым кораблём «Прогресс-7», был собран экипажем и раскрыт в космосe.

Монтаж первого радиотелескопа на орбите открыл эру прецизионных радиоисследований. Неограниченные возможности наращивания антенных площадей в условиях невесомости и способность увеличения базы радиоинтерферометрической системы при совместной работе с наземными радиотелескопами существенно расширяют возможности радионаблюдений. Бортовой радиотелескоп КPT-10 на «Салюте-6» работал в паре с наземным крымским радиотелескопом, образуя радиоинтерферометрическую систему, база которой плавно изменялась за виток от расстояния, близкого к высоте полёта, до величины, превышающей диаметр Земли.

Что позволяет увидеть увеличение зоркости телескопа? Наблюдение сверхдальних объектов даёт возможность познакомиться с самой ранней стадией мироздания; разглядеть планетные системы у далеких звёзд; paссмотреть портреты звёзд, что пока удaвалось только с Солнцем (пятна, вспышки); разгадать химический состав и секреты термоядерной звёздной энергетики.

Самым ярким объектом Вселенной считается квазар, удалённый от нас на 10 миллиардов световых лет. Окажись он в пределах нашей Галактики на расстоянии в 650 световых лет, он сравнялся бы яркостью с Солнцем. Самая дальняя звезда нашей Галактики расположена в 400 тысячах световых лет от Земли, в созвездии Весов. Но даже более близкие отдельные районы нашей Галактики скрыты от нас ширмой пылевых облаков. Оптические телескопы здесь бесполезны, однако облака прозрачны для радиоволн. Наземные радиотелескопы-гиганты способны представить лишь размытую картину. И только разнесение радиотелескопов, создание космической интерферометрической базы даёт возможность обрисовать звёздную структуру этих мест.

По современным понятиям жизнь звезды проходит ряд последовательных стадий. Звёзды-гиганты, исчерпав своё термоядерное горючее, высвечиваются, начинают сжиматься, создавая объекты громадной плотности. Гравитационное воздействие такого вещества не позволяет покинуть его даже квантам излучения. В результате образуется ненаблюдаемая чёрная дыра, обнаружить которую всё-таки удаётся в том исключительном случае, когда рядом с ней cоседствует обычная звезда. Звёздный газ (тот, что у Солнца мы называем «солнечным ветром») перехватывается чёрной дырой. По дороге к ней он трансформируется, превращаясь в рентгеновское излучение. Такой феномен наблюдается в разных местах Вселенной. Чёрные дыры обнаружены в центрах многих галактик. И в нашей Галактике, в направлении Стрельца есть сверхмассивная чёрная дыра.

Чёрные дыры называют порой «мусоропроводами» Вселенной, в которых как бы исчезает вещество. По старой гипотезе, получившей в наши дни вторую жизнь, в центрах галактик существует и другой источник – «белая дыра», через которую вещество попадает в нашу Вселенную. Белая дыра как бы является противоположностью чёрной дыры. Это область, куда ничто не может войти. Согласно теории квантовой гравитации, чёрные дыры в конце концов превращаются в белые. Верна ли эта гипотеза? Во всяком случае из центров галактик (в том числе и из нашей Галактики) время от времени выбрасываются огромные массы газообразного вещества. Периодическая «вулканическая» деятельность Вселенной замыкает процесс её кругооборота.

Выбросы вещества происходят и при явлениях меньшего масштаба – при звёздных взрывах. Взрывы, оказывается, вполне обычны для звёздных ассоциаций. Временами как бы возникает звёздная детонация, и звёзды взрываются по цепочке. О взрывах отдельных звёзд астрономы говорят: «Появилась новая звезда». Их вспышки и выглядят новыми звёздами на фоне обычных.

При взрыве звезды с её поверхности срывается оболочка – наружный слой. Светящийся звёздный плафон удаляется от звезды со скоростью тысячи километров в секунду. Затем из звёзд вырываются струи газа (они выглядят гигантскими газовыми языками). Выбросы настигают оболочку и рвут её

на куски. Разорванная газовая вуаль и образует туманности и облака.

Подробней мы знаем о поведении нашей ближайшей звезды. Звёзды подобные Солнцу и более слабые называют карликами. Их проявления весьма скромны. Но именно солнечному выбросу, скорее всего, обязана образованием наша Солнечная система.

Происхождение Земли не исключительно. Подобная родословная имеется и у других планет. Космическая техника сделала возможным прямые контакты с небесными «соседями» Земли. Американские астронавты и советские автоматические межпланетные станции доставили на Землю образцы лунных пород. Сравнительный анализ вещества метеоритов, лунного грунта и пород земной коры позволил сделать вывод об их едином происхождении. Особенно точно подчёркивал их общность изотопный состав. Изменения изотопного состава позволили рассчитать и возраст Земли. Он оценивается в 4,55—0,05 миллиарда лет. Такой же возраст и у большинства метеоритов.

Процесс рождения околосолнечных планет представляется теперь следующим образом. Исходный строительный материал выбросило Солнце – высокотемпературное протопланетное газовое облако сконденсировалось сначала в капли расплава. Метеориты – каменные хондриты – как раз и содержат застывшие капли подобного вещества. Формированием астероидов и планет занялось затем гравитационное поле. Первоначально были образованы холодные небесные тела. Потом начался их внутренний разогрев, при этом роль источников тепла сыграли радиоактивные элементы: уран, торий, калий.

Известная в металлургии зонная плавка похожа на ту, что совершалась в недрах планет. При зонной плавке каменных метеоритов в лабораторных условиях получали легкоплавкую фракцию (в Земле подобная фракция поднималась вверх, образуя базальтовую кору) и тугоплавкую (такая в Земле составила мантию), к тому же ещё выделялись газы и пары воды. Именно так и была образована мощная мантия и алюмосиликатная кора, а дегазация вещества верхней мантии породила первичные атмосферу и океан. Извержения вулканов в наши дни подтверждают описанную картину: они изливают базальт, выделяя пары воды, серы, углекислоты.

Появление жизни на Земле преобразовало первичную атмосферу планеты, заменив преобладающую в ней углекислоту на кислород. Переплавленное мантийное вещество образовало земную кору. Сейсмическое просвечивание установило слоистое строение Земли. Названия её составляющих точно отражают суть. Примерно половину земного радиуса занимает ядро, состоящее в основном из железа с примесью никеля и кремния. Оно составное: до глубины пять тысяч километров – жидкое, а ниже – твёрдое. Ядро одето в силикатно-окисную мантию, которая сверху покрыта слоистой каменной оболочкой – земной корой. Под материками она достигает 70 километров, под океанами – не более 10 километров.