Задание №177977: Турнир Ломоносова 2006

1. Некий молодой корреспондент свой первый очерк начал словами:
«Ночь над Нью-Йорком. Небо полно незнакомых звёзд». Так ли это
(действительно ли в небе над Нью-Йорком много «незнакомых» звёзд,
которые не могут увидеть москвичи или жители вашего города)?
Поскольку Земля вращается вокруг своей оси, видимость звёздного
неба определяется широтой места расположения наблюдателя. Для

126

всех долгот средних широт северного полушария Земли видны одни
и те же звёзды северного неба, просто с разницей по времени, равной
разнице часовых поясов.
♦ Замечание: в разные сезоны года видны различные участки звёзд-
ного неба по прямому восхождению (условное деление на весенние и
осенние созвездия), что определяется положением Солнца на эклип-
тике. Однако и при этом вид звёздного неба на разных долготах Земли
одинаков.
Где мы можем увидеть «незнакомые» звёзды?
Вид звёздного неба изменяется с изменением широты наблюдателя
(при перемещении на юг). «Незнакомые» звёзды (не восходящие на
средних широтах северного полушария), мы можем увидеть, находясь
в Южном полушарии. Формально с экватора можно наблюдать все
звёзды (полную сферу). В Южном полушарии Земли часть звёзд около
Северного полюса мира перестанет быть видна (например, Полярная
звезда).
♦ Совсем «незнакомые» звёзды мы можем увидеть, если только уда-
лимся от Солнечной системы на расстояния, намного большие типич-
ных межзвёздных расстояний.
Сколько звёзд на нашем небе?
Число «видимых» звёзд сильно зависит от условий атмосферы и
освещённости данной местности. В больших городах из-за смога и оби-
лия фонарей, как правило, видны только некоторые наиболее яркие
звёзды.
♦ В условиях идеально чистой и тёмной земной атмосферы число
звёзд, наблюдаемых человеком с нормальным зрением, оценивается от
4000 до 6000 звёзд по всему небу.
При наблюдении в телескоп по мере увеличения площади собира-
ющего зеркала телескопа число звёзд, доступных наблюдению, растёт
экспоненциально.
Однако, можно указать верхний предел — это оценка полного числа
звёзд в нашей Галактике, — около 200 миллиардов или 2 1011 звёзд.
·
В принципе, отдельные наиболее яркие звёзды наблюдаются и в дру-
гих галактиках, например, в Туманности Андромеды.
Увеличивается или уменьшается со временем их число?
Один из процессов, изменяющих число звёзд на нашем небе — соб-
ственные движения звёзд. Поскольку звёзды перемещаются в Галак-
тике, по-разному участвуя в её вращении, одни звёзды приближаются к
нам из глубин космоса, другие — покидают нас со временем и перестают
127

быть видимыми. В целом количества приближающихся и удаляющихся
звёзд должны быть сопоставимы. Однако сейчас Солнце находится при-
мерно между двумя соседними рукавами Галактики. При вхождении
нашей планетной системы в следующий рукав Галактики общее число
звёзд в наших окрестностях может возрасти на 30–50%.
♦ А число молодых и ярких звёзд (которые, как правило, и образуют
яркие созвездия), возрастёт в несколько раз (может быть, в 100 раз).
Звёзды имеют собственное время жизни, составляющее от 10000 лет
у голубых гигантов до 20 млрд. лет у красных карликов (что превы-
шает возраст Вселенной). ♦ Соответственно, одни звёзды рождаются
(например, близкое молодое скопление Плеяды), другие умирают, пре-
вращаясь в белые карлики, нейтронные звёзды или чёрные дыры в
зависимости от их собственной массы.
В нашей огромной и уже старой Галактике эти процессы также сопо-
ставимы (как и в любых статистически больших системах). ♦ Однако,
некоторые молодые галактики испытывают фазы бурного звёздообра-
зования из межзвёздного газа (что увеличивает общее число звёзд).
В некоторых старых галактиках, израсходовавших запасы диффузной
материи, напротив, естественная убыль звёзд преобладает.
Типичная ошибка: «звезды падают с неба». На самом деле так
падают с неба метеоры — мелкие пылинки, сгорающие в верхних слоях
атмосферы. Метеоры, разумеется, не имеют никакого отношения к звёз-
дам.
Как выглядит звёздное небо на других планетах?
На планетах нашей Солнечной системы — точно так же, как на
Земле (с точностью до параметров прозрачности атмосферы). Изме-
няется только вид Солнца в зависимости от расстояния до планеты, и
конфигурации самих планет и их спутников. Изменения видимого поло-
жения звёзд по сравнению с наблюдениями с Земли не составляет менее
1 угловой минуты.
На планетах около других звёзд (поскольку это не соседние, а весьма
удаленные17 от нас звёзды) видимое звёздное небо совершенно иное, —
и по набору конкретных звёзд, и по их расположению.
Отличаются звёзды в других галактиках от «наших» звёзд?
Все наши знания о строении удалённых объектов основаны на спек-
тральном анализе их излучения. Мы исходим из предположения о един-
стве строения вещества в аналогичных условиях и единстве физических
17У звёзд — ближайших соседей Солнца — планет скорее всего нет.
128

законов в наблюдаемой Вселенной (поскольку у нас нет никаких осно-
ваний утверждать иное). Поэтому звёзды в других галактиках будут
совершенно разные, как индивидуальные объекты, но они состоят из
тех же элементов, развиваются по тем же закономерностям, и в целом,
как типы звёздного населения, скорее всего точно такие же, как и в
нашей Галактике.