"Природа", №07-09, 1919 год, стр. 303-310
В июне 1918 г. в созвездии Орла вспыхнула новая звезда необычайной яркости. Это явление, вызвавшее большой интерес среди ученых и любителей астрономии, не было еще отмечено на страницах "Природы", так как с того времени не вышло ни одного номера этого журнала. В виду этого представляется интересным посвятить здесь новой звезде 1918 г. краткий очерк, изложив попутно главнейшие сведения о новых звездах вообще.
§ 1. Что называют "новыми" звездами. — От времени до времени в области Млечного Пути неожиданно вспыхивают звезды, превосходящие иногда своею яркостью все остальные, постоянно видимые на небесном своде. Просмотр предшествующих наблюдений данной области неба показывает обыкновенно, что на этом месте была раньше более или менее слабая звезда. Такие неожиданно вспыхнувшие звезды и носят название новых. Так как они происходят от быстрого возгорания существовавших уже ранее слабых звезд, то название "новые" в данном случае только условное.
§ 2. Исторические данные. — Сведения о новых звездах, появившихся до 1572 г., более или менее сомнительны. Они находятся в летописях, и наиболее древние — в китайских. Самое древнее из известных нам появлений новых звезд относится к 134 г. до P. X., когда, повидимому, наблюдалась новая звезда в созвездии Скорпиона. Всех сколько-нибудь достоверных указаний на новые звезды с древнейших времен до 1572 г. известно не более 10.
1572 год является началом новой эпохи в наблюдениях новых звезд. 11-го ноября этого года знаменитый датский астроном Тихо-Браге заметил в созвездии Кассиопеи новую звезду, которая была ярче самой яркой звезды — Сириуса. Впервые новая звезда была замечена другими лицами еще 6 ноября. Тихо-Браге весьма тщательно изучил положение, яркость и цвет новой. В ближайшие дни звезда стала еще ярче, так что в конце ноября сделалась столь-же блестящей, как Венера при наибольшей яркости, и лица с хорошим зрением видели ее даже днем. В декабре яркость стала убывать, в январе 1573 г. новая сделалась равной по своему блеску Сириусу, в апреле и мае ослабела до 2-ой величины, а в марте 1574 г. совершенно исчезла для невооруженного глаза (подзорных труб в то время еще не было). Цвет новой был вначале белым, затем желтоватым, весною 1573 г. — красным, а после — снова беловатым.
С этого и до настоящего времени наблюдалось, кроме звезды 1572 г., 31 новая звезда, при чем 14 из них приходятся на долю 19-го столетия и 14 — на долю 20-го, в котором прошло только 18½ лет. Столь быстрое возрастание числа новых звезд объясняется почти исключительно увеличением количества наблюдателей неба. Замечательно, что из трех самых ярких новых, наблюдавшихся после звезды 1572 г., две относятся к 20-му веку, а именно: новая Персея 1901 г. и новая Орла 1918 г.
§ 3. Открытие новой Орла 1918 г. — Точные сведения о самом раннем открытии вспышки новой звезды 1918 г. мы получим только тогда, когда будут восстановлены сношения со всеми странами, теперь же мы знаем историю ее открытия далеко не полно. Эта история весьма подробно изложена в журнале "Мироведение" (№№ 3, 4 и 5 1918 г.), откуда мы и заимствуем некоторые данные.
Раньше всех новую заметил преподаватель Учительского Института в Феодосии В. К. Островлев, а именно 8 июня в 6 ч. 49 м. среднего Гринвичского времени. Немного позже (в 7 ч. 30 м.) новую открыл ученик Тульского реального училища В. А. Шумаков, юноша 16 лет. В тот же вечер, но несколько позже, новую открыли несколько ученых и любителей астрономии в Германии и других европейских странах. В следующие затем вечера новую звезду самостоятельно заметили многие лица как в России, так и в других странах.
8-го июня новая была уже звездою 1-ой величины, почти столь же яркою, как главная звезда в созвездии Орла (α, Альтаир); между тем, на снимках этой области неба, полученных случайно в Гейдельберге 5 июня, на месте новой была слабая звездочка 11½ величины. Простой подсчет показывает, что новая увеличилась в яркости за три дня в 10000 раз. В действительности возгорание новой произошло, вероятно, еще быстрее, так как едва ли 5-ое июня было как раз началом этого возгорания. Наибольшей яркости новая достигла 9 и 10 июня, когда она была ярче Веги (α Лиры).
Мне известны 3 фотографии этой области, полученные на Алжирской обсерватории в 1892, 1895 и 1909 г.г. На первых двух, на месте новой 1918 г. видна звезда 8.8 величины, а на последней она слабее на целую величину. Таким образом новая и раньше претерпевала довольно значительные изменения яркости. Несомненно, что на многих обсерваториях найдутся снимки этой области неба, и история новой до вспышки 1918 г. будет изучена довольно подробно.
§ 4. Изменения яркости и цвета новой Орла. — Мы заимствуем из журнала "Мироведение" (№ 1, 1919 г., приложение), с согласия редакции, кривую изменения яркости новой, построенную С. М. Селивановым на основании 1288 наблюдений русских любителей астрономии. Кривая эта доведена до конца ноября 1918 г.
Эту кривую можно считать типичной для новых звезд вообще. Весьма интересны колебания блеска новых, наступающие через некоторое время после достижения наибольшей яркости.
К концу ноября новая ослабела до 5½ величины, т. е. была уже по своей яркости близ границы видимых простым глазом звезд.
Изменения в цвете новой были также очень значительны. В первые дни цвет ее был голубоватый, затем он перешел в белый, далее — в желтый и оранжевый. В конце июня и в июле цвет новой колебался изо дня в день между желтым и оранжевым. К концу 1918 г. цвет новой можно было распознать уже только в трубу: в нем стал преобладать голубовато-зеленый оттенок, а в 1919 г. он стал уже чисто зеленым.
§ 5. Изменения в спектре новой. — Столь же быстрые перемены, как в яркости и цвете, происходят в спектре новых звезд. Вслед за возгоранием новой ее спектр сравнительно мало отличается от спектра белых звезд: он непрерывный с линиями поглощения водорода, кальция, гелия и некоторых других элементов. Однако, в отличие от обыкновенных звезд, рядом с этими темными линиями уже заметны на непрерывном фоне спектра более светлые места.
Через несколько дней картина сильно меняется. Непрерывный спектр и линии поглощения быстро ослабевают, но зато все сильнее и отчетливее выступают блестящие полосы элементов. Чрезвычайно характерно для новых звезд то обстоятельство, что блестящие полосы занимают в спектре свое нормальное положение, тогда как линии поглощения сильно смещены к фиолетовому концу.
Весьма интересно изменение относительной яркости блестящих полос в спектре новых. На полученных мною в Пулкове фотографиях спектра новой Орла видны, например, в желтых лучах три блестящих полосы, из которых одна принадлежит гелию. В течение 2½ месяцев, с середины июня по конец августа 1918 г., относительная яркость этих трех полос менялась до неузнаваемости в течение одного—двух дней. То же происходило и с некоторыми другими блестящими полосами. Так как свет новой слагался в это время из небольшого числа отдельных монохроматических полос, то изменение относительной яркости их сопровождалось заметным изменением цвета звезды. Так например, 18 июля новая была желтовато-белого цвета, а 19-го — темно-желтого. Эта перемена произошла от значительного ослабления в одни сутки голубой полосы с длиною волны 464 µµ.
В первые месяцы после возгорания новых в спектре их главную роль играют блестящие полосы водорода. По мере ослабления общей яркости звезды, полосы водорода все более и более уступают свое преобладание полосам небулия, неизвестного на земле элемента, наблюдаемого на небе во всех газовых туманностях (nebula — туманность), особенно полосам 7 и 8. В связи с этим цвет новой и становится чисто зеленым, как это замечалось у новой Орла уже весною нынешнего года.
В дальнейшем развитие спектра новых идет как-бы в обратном направлении, а именно: полосы небулия ослабевают, а непрерывный спектр появляется снова и становится все более и более интенсивным.
Наконец, спектр новых приобретает очень большое сходство со спектром малочисленной группы звезд, называемых звездами типа Вольф-Рэйе. Они расположены в области Млечного Пути и отличаются от других звезд весьма характерными блестящими полосами в спектре; самая яркая из этих звезд едва видна простым глазом.
§ 6. Гипотезы относительно новых звезд. — Для объяснения возгорания новых звезд были предложены разные гипотезы, но все они одна за другой отпадали по мере накопления новых наблюдений. Только одной гипотезе удалось удержаться до настоящего времени, хотя и она не вполне объясняет все наблюденные факты. Эта гипотеза была предложена немецким ученым Зелигером (Seeliger) в 1892 году по поводу появления новой звезды в созвездии Возничего.
Зелигер принимает, что звезда при своем движении в пространстве вступает в космическое пылеобразное или газовое облако (туманность) и вследствие встречаемого при этом сопротивления раскаляется сама и раскаляет ближайшие части туманности. Существование обширных туманностей в области Млечного Пути непосредственно обнаруживается фотографиями. С другой стороны, собственная скорость звезд в пространстве равна в среднем нескольким десяткам километров в секунду. Таким образом, при вступлении звезды со столь громадной скоростью хотя бы и в чрезвычайно разреженную туманность, должно произойти сильное повышение температуры как наружных оболочек звезды, так и ближайших к ней частей туманности.
По теории Зелигера явление новых весьма сходно с явлением падающих звезд, которые происходят при вступлении в верхние разреженные слои земной атмосферы мелких космических телец, несущихся со скоростью нескольких десятков километров в секунду.
Если, что вполне вероятно, плотность космического облака не равномерна, то новая звезда при своем дальнейшем движении претерпевает колебания яркости, как напр, новая 1918 г., или даже новое, хотя и менее значительное возгорание, как было в случае новой Возничего и других новых звезд.
Гипотеза Зелигера получила очень сильное подкрепление в 1901 г., когда была обнаружена около новой Персея слабая туманность, расположенная вокруг этой звезды концентрическими кольцами.
Долгое время не удавалось удовлетворительно объяснить упоминавшееся нами значительное смещение линий поглощения в спектре новых звезд всегда к фиолетовому концу. В настоящее время это явление удовлетворительно объясняется чисто физическими причинами, без отношения к движению звезд. Его можно более или менее сходно воспроизвести в лабораториях либо при помощи сильного давления, которому подвергается источник света, либо пользуясь аномальной дисперсией света 1).
Таким образом, благодаря совместным трудам астрономов и физиков, мы имеем в настоящее время некоторое представление о том, что такое новые звезды. Однако наши знания ничтожно малы даже сравнительно с теми вопросами, которые уже теперь заданы нам новыми звездами. Тем лучше, скажем мы, так как именно безграничность вопросов науки побуждает людей стремиться к их разрешению с неослабной энергией.
Заключение. — Великолепная вспышка новой звезды, наблюдавшаяся на Земле в июне 1918 г., произошла в действительности очень давно, быть может сто лет тому назад, а быть может, и гораздо раньше. Как ни быстро нес к нам эту новость световой луч, пробегающий 300.000 километров в 1 секунду, но расстояние от звезды так велико, что наш несравненный вестник был в пути не одну сотню лет. Теперь он неустанно несет ту же новость дальше и за год ушел от Земли на расстояние, превышающее в 63000 раз расстояние от нас до Солнца. А в это же время из разных мест пространства несутся к Земле другие вестники с сообщением о новых катастрофах на звездах. Надо только, чтобы побольше обитателей Земли наблюдали небо; тогда можно будет своевременно заметить приближение этих вестников и узнать от них, при их мимолетном пребывании на Земле, побольше новостей, принесенных из недр пространства.
Пулково, июль 1919 г.
1) Аномальная дисперсия состоит в том, что лучи света с длиной волны близкой к тем волнам, которые сильно поглощаются данным веществом, претерпевают в последнем весьма значительное преломление, существенно отличающееся от обычного, нормального преломления. (стр. 309.)