Космогония 1950-х годов

В конце сороковых и в начале пятидесятых годов прошлого столетия страна переживала период бурных научно-политических полемик. По всей стране, в научных и политических кругах, происходили бескомпромиссные дискуссии. В таких науках, как философия, экономика, биология, языкознание и космогония, учёные обвиняли друг друга в идеализме, в отступлении от диалектического материализма и, наконец, в преклонении перед теориями и концепциями западных учёных. Масло в огонь особенно подливала целая свора околонаучных журналистов, широко и оголтело поносящих в угоду властям тех или иных научных работников. Политбюро решило взять руководство обсуждением возникших научных проблем в свои руки. Так появились труды И. В. Сталина «Марксизм и языкознание», «Экономические проблемы социализма в СССР» и др. В различных научных организациях происходили совещания, посвящённые актуальным проблемам науки. Конечно, в разных местах такие совещания происходили по-разному и далеко не всегда полезно и продуктивно. У всех на памяти позорное совещание — сессия ВАСХНИЛ 1948 года, постановление «О положении в биологической науке» — и его зловещие последствия.

Астрономы учли печальный опыт биологов и разумно подготовились к широкомасштабному «Совещанию по вопросам космогонии».

Астрономам удалось прекрасно справиться с этой важнейшей задачей и оставить нам стенографические отчёты многочисленных прекрасных докладов почти всех ведущих астрономов страны того времени. Бесспорно и то обстоятельство, что за прошедшие почти шестьдесят лет мало изменились концептуальные точки зрения астрономов на фундаментальную проблему астрофизики — космогонию — происхождение и развитие космических тел. Современная космогония уточняет и проверяет основные положения космогонии 1950-х годов. Вот почему так важно восстановить ценные мысли, высказанные астрономами на этих совещаниях.

Точки зрения советских астрономов зачастую были диаметрально противоположными и непримиримыми, основывались на взаимоисключающих предположениях и на гипотезах, недостаточно подтверждаемых практикой астрономических наблюдений.

Специалисты различных областей астрономии предлагали рассмотреть проблему космогонии в различных областях отдельно — образование планетных систем (планетная космогония), звёзд и звёздных систем (звёздная космогония), образование космических лучей (космогония космических лучей) и изучение нестационарных объектов (космогония нестационарных объектов). В соответствии с их предложениями было проведено четыре общесоюзных совещания. В конце 1950-х годов состоялось дополнительное совещание по космогонии внегалактических объектов. Оно было инициировано В. А. Амбарцумяном в связи с проблемами внегалактической астрономии и совершенствованием наблюдательных методов радиоастрономических и внеатмосферных исследований.

Прежде всего, было решено организовать широкую, открытую и по мере возможности доступную для широких кругов населения дискуссию, разделив темы докладов на четыре космогонические области, хотя многие возражали против такого разделения и считали неправильным дробить космогоническую проблему. Все доклады четырёх состоявшихся конференций были опубликованы. Амбарцумян входил в редколлегию всех четырёх томов докладов совещания. Он чувствовал большую ответственность момента. Амбарцумян всячески старался, чтобы все астрономы могли изложить и обосновать свою точку зрения в такой грандиозной проблеме, как космогония, хотя каждый уважающий себя астроном считал, что он должен иметь свою собственную космогоническую теорию или, на худой конец, хотя бы гипотезу.

Для Амбарцумяна было невообразимо трудно участвовать в дискуссиях, поскольку он сам был носителем совершенно новой космогонической концепции и в начальный период оказался перед оппонентами почти в единственном числе. Однако он очень старался быть принципиальным, объективным и доброжелательным.

Первое совещание: планетная космогония

Первое совещание состоялось в апреле 1951 года в Москве и прошло под председательством академика И. Г. Петровского в духе свободы критики. Во вступительном слове он привёл слова И. В. Сталина: «Общепризнано, что никакая наука не может развиваться и преуспевать без борьбы мнений, без свободы критики», — и попросил участников совещания «…с максимальной объективностью, без всякого предвзятого мнения высказаться по всем обсуждаемым вопросам». Стало ясно, что ожидается плодотворная работа и что «ВАСХНИЛ» не должен повториться…

Первый и основной доклад сделал академик О. Ю. Шмидт. Петровский счёл необходимым отметить, что «…теория академика О. Ю. Шмидта наиболее полно разработана с единой точки зрения и наиболее широко известна по опубликованным материалам и по этой причине основной доклад прочтёт О. Ю. Шмидт».

Шмидт представил метеоритную гипотезу образования планет Солнечной системы, которая заключалась в том, что Солнце при обращении вокруг центра Галактики, входя в огромные пылевые облака, в основном сконцентрированные в её спиральных рукавах, произвело гравитационный захват этого весьма плотного пылевого роя, из чего путём гравитационного сжатия и образовались планеты.

Надо заметить, что до Шмидта проблему захвата рассматривали многие исследователи, и даже появились доказательства её невозможности. Однако Шмидт уверенно утверждал в своём докладе, что в 1947 году возможность захвата в классической задаче трёх тел была им строго доказана, и посему его гипотеза имеет право на существование.

Центральным местом в его гипотезе был спорный вопрос происхождения холодной Земли: предполагалось, что Земля формировалась как холодное тело, а затем начался её радиоактивный разогрев. Это положение оспаривали многие геофизики, считая, что первоначально Земля была раскалена и постепенно остывала.

Доскональному анализу гипотезы Шмидта посвятил свой доклад академик В. Г. Фесенков. Он обратил внимание на узость космогонической концепции Шмидта: «О. Ю. Шмидта интересовали преимущественно планеты земной группы, в то время как большие планеты по своим физическим свойствам не укладывались в его концепцию. Более того, Шмидт оставил в стороне эволюцию Солнца и звёзд и фактически не воспользовался богатым фактическим материалом современной астрофизики».

Другой известный астроном — С. К. Всехсвятский заключил, что с позиций метеоритной гипотезы О. Ю. Шмидта невозможно понять особенностей планетной системы. Метеоритная гипотеза не имеет для этого достаточно серьёзных наблюдательных оснований и является до некоторой степени искусственным построением.

Маловероятным событием сочли П. П. Паренаго и Г. А. Чеботарёв образование планет в результате тесного сближения двух звёзд с одной и той же тёмной туманностью. Советские астрофизики показали, что процесс образования звёзд и планет является, по-видимому, единым процессом в образовании кратных систем. В. В. Соболев обратил внимание на открытие В. А. Амбарцумяном звёздных ассоциаций, показывающее, что возникновение в современных условиях большой группы космических тел является наиболее вероятным при групповом, совместном рождении звёзд и планет. Однако Г. Ф. Хильми, один из тех, кто доказывал возможность захвата, видел большую заслугу О. Ю. Шмидта в том, что он не разрушал (подразумевая Амбарцумяна и его сторонников), а, наоборот, продолжал исторически оправданную линию классической космогонии, ведущую своё начало от Канта и Лапласа, творчески переработав классическую космогонию планетной системы. Так или иначе, Г. Ф. Хильми чётко отнёс гипотезу О. Ю. Шмидта к области классической космогонии, где основным физическим процессом образования небесных тел считается процесс гравитационного сжатия.

Полную ясность внёс в своём докладе В. А. Амбарцумян. Он объяснил, почему математически доказанная гипотеза захвата вызывает столь большие возражения и не вызывает больших симпатий, в частности, заметив: «…потому что неизвестно, как произошёл захват, где должен был произойти, и что было захвачено». В то же время Амбарцумян отмечает, что «положительной стороной первых работ О. Ю. Шмидта как раз явилось то, что он обращал наше внимание на несомненное родство метеоритного и планетного вещества. Но оказалось, к сожалению, что не планеты возникли из метеоритов, а метеориты из планет. Все факты говорят об этом». Далее Амбарцумян выразил уверенность, что вопросы происхождения Солнечной системы могут быть разрешены лишь в рамках общей теории развития звёзд и звёздных систем в Галактике.

На этом первом совещании присутствовало более трёхсот представителей многих наук и специальностей, прямо или косвенно связанных с космогонией. Сделано свыше сорока научных докладов. Плодотворность свободных дискуссий была очевидна. Многие астрофизики не приняли основные аргументы гипотезы О. Ю. Шмидта, но доброжелательная атмосфера и конкретные, существенные замечания, сделанные в основном В. Г. Фесенковым и В. А. Амбарцумяном и принятые О. Ю. Шмидтом, подчеркнули дух объективности и плодотворности совещания. Но в настоящее время существует и другое, более категорическое мнение, например Г. М. Идлиса: «Оценивая 60-летний путь гипотезы О. Ю. Шмидта, приходится констатировать, что практически все входящие в неё положения оказались ошибочными».

Так или иначе, самым положительным решением первого совещания явилось всеобщее пожелание перенести полемику в область более широкого рассмотрения космогонической проблемы, в сферу исследования звёзд и звёздных систем. Об этом говорил Амбарцумян ещё в 1947 году в своей широко известной работе «Эволюция звёзд и астрофизика»: «В результате, должна измениться постановка космогонической проблемы. Речь должна идти не о выводе современного состояния какой-нибудь индивидуальной системы из гипотетического первоначального состояния. Речь уже должна идти о выводе общих закономерностей развития небесных тел и их систем. В частности, происхождение Солнца и Солнечной системы должно быть понято в рамках общей теории развития звёзд».

Второе совещание: звёздная космогония

Общесоюзному совещанию по звёздной космогонии, о котором мы сейчас будем говорить, предшествовали предварительные, более узкие, но вполне компетентные в смысле квалификации их участников совещания в разных городах Советского Союза. На этом общесоюзном совещании предполагался основной доклад В. А. Амбарцумяна. Противники гипотезы Амбарцумяна тщательно готовились к баталии. В Московском университете А. И. Лебединским были прочитаны два доклада, развёрнутые тезисы которых были выставлены в библиотеке, чтобы все участники предстоящего большого совещания могли подготовиться и во всеоружии, единодушно отрицательно встретить доклад Амбарцумяна. К этому совещанию и Амбарцумян готовился особенно тщательно, предвидя всевозможные баталии. В Бюраканской обсерватории состоялось представительное и полезное совещание.

Таким образом, на общесоюзное совещание по звёздной космогонии астрономы собрались чрезвычайно подготовленными.

Общесоюзное совещание состоялось в мае 1952 года и проходило, как и первое, в духе открытой дискуссии, или, как тогда было принято говорить, в духе критики и самокритики. Председательствовал на совещании академик М. А. Лаврентьев. Он, в отличие от академика И. Г. Петровского, не счёл нужным предопределять ход дискуссии и давать предварительно положительную оценку основному докладу, представленному В. А. Амбарцумяном, как в случае О. Ю. Шмидта поступил И. Г. Петровский. Этим Лаврентьев подчеркнул предполагаемую объективность дискуссии.

Обстоятельный доклад В. А. Амбарцумяна «О происхождении и развитии звёзд и звёздных систем» затронул почти все вопросы звёздной космогонии. Хотя этот содержательный и обширный доклад имеет полувековую давность, его основополагающие положения не потеряли свою актуальность даже сегодня и заслуживают подробного анализа. Основные положения доклада были частично затронуты в предыдущих главах. Амбарцумяну очень хотелось, чтобы этот «отшлифованный» доклад услышал кто-нибудь из его детей. Его старшая дочь, студентка второго курса матмеха ЛГУ, присутствовала на этом совещании и хорошо помнит огромный интерес, вызванный докладом. Помнит она и доброжелательную атмосферу, царившую на совещании. Пожалуй, против основного докладчика были воинственно настроены только А. И. Лебединский и Л. Э. Гуревич.

Прежде всего Амбарцумян обосновал важность исследований в звёздной космогонии с теоретической и практической точек зрения. Он отметил, что «с теоретической стороны этот вопрос теснейшим образом связан с закономерностями развития звёздного вещества, с важнейшей проблемой разнообразия космических форм существования материи, с проблемой источников энергии излучения Солнца и звёзд». Практическое значение этого вопроса он видел в изучении физических процессов на Солнце как прямых или косвенных источников энергии на Земле. Он обратил внимание на такое поразительное явление, как постоянное, стабильное излучение Солнца в видимой области спектра (солнечная постоянная) и на чудовищную нестабильность и гигантские всплески того же излучения в далёкой ультрафиолетовой области (жёсткое излучение) и в радиодиапазоне спектра. Он считал, что эти излучения сильно влияют на внешние слои атмосферы Земли и должны изучаться досконально. Позднейшие исследования солнечной активности, термоядерных процессов, изучение рентгеновского и у-спектров излучения подтвердили эту мысль докладчика.

Далее в докладе был дан подробный обзор важнейших работ советских астрономов. Исчерпывающе была проанализирована несостоятельность космогонических концепций зарубежных учёных и некоторых их советских последователей. Так, критиковался поверхностный подход к разрешению глубоких загадок, которые ставит перед астрономами бесконечная Вселенная, известного физика Йордана, астрофизиков Вейцзекера, Хойла и Цвикки, а также советских астрономов Лебединского и Гуревича. Амбарцумян считал, что для космогонических исследований на Западе характерным является пренебрежение наблюдательными фактами. Так, в концепциях Йордана (Германия) и Хойла (кембриджская школа) речь идёт о бездоказательном спонтанном возникновении звёзд из ничего.

Далее Амбарцумян подробно обсуждает не менее распространённую концепцию Вейцзекера, имеющую многочисленных последователей: «Другой астрофизик, К. Вейцзекер, оперирует с несколько большим количеством фактов, чем Йордан, но тоже не счёл нужным близко познакомиться с ними. С космогоническими проблемами Вейцзекер расправляется не менее решительно, чем Йордан и Хойл. В статье, напечатанной в американском "Astrophysical journal" в 1951 году, он на двадцати двух страницах объясняет не только происхождение и эволюцию звёзд, но и возникновение галактик, их спиральные и эллиптические структуры, происхождение планет, происхождение белых карликов. Неискушённому читателю может показаться, что ещё две-три таких статьи Вейцзекера — и все проблемы астрофизики будут легко и быстро разрешены, после чего в этой науке уже нечего будет делать».

Здесь стоит специально остановиться, чтобы пояснить, какую непримиримую борьбу всю жизнь вёл Амбарцумян с очень распространённым желанием физиков и астрономов поспешно и однозначно объяснить все физические явления до конца. В науке, тем более в астрофизике, проблемы решаются малыми, позитивными, весомыми, достоверными шагами. Амбарцумян часто предостерегал от скороспелых, головокружительных умозаключений с целью в скоростном порядке попытаться объяснить все возникшие трудности. Многие его ученики следовали этому ценному принципу. Вейцзекер предлагал искусственно придуманный им единый метод для описания космических систем и тел, находящихся на разных ступенях иерархической лестницы, включая происхождение галактик, звёздных скоплений, звёзд и планет. Амбарцумян отвергал такой стандартный, унифицированный подход в задачах происхождения космических систем разного порядка. Ведь рассуждения Вейцзекера приводят его, в частности, к такому парадоксальному выводу, что звёзды образуются только в такой галактике, в которой они отсутствуют. Следовательно, все звёзды нашей Галактики, по Вейцзекеру, должны были образоваться раз и навсегда в отдалённой прошлой эпохе. И самое главное, что отмечает Амбарцумян: «Теория Вейцзекера становится совершенно бесполезной для астронома — наблюдателя, поскольку она не входит в детали явлений, не предсказывает ни одного нового явления».

Не может быть приемлемой космогоническая гипотеза образования звёзд в результате конденсации межзвёздного газа, служившая краеугольным камнем теории астронома кембриджской школы Хойла. Амбарцумян противопоставляет его теории, основанной лишь на гравитационном взаимодействии, теорию истечения вещества из звёзд и явление фрагментации сверхплотной материи в менее плотную, которая успешно разрабатывается в Советском Союзе, в частности, бюраканской астрофизической школой.

Далее В. А. Амбарцумян подробно излагает свою концепцию происхождения и развития звёзд, обосновывает конкретными примерами существование новых типов звёздных систем — звёздных ассоциаций, областей звездообразования. Звёздным ассоциациям и вопросам космогонии звёзд мы посвятили одиннадцатую главу, и по этой причине мы опустим подробное изложение доклада Амбарцумяна.

Отметим лишь, что в своём докладе Амбарцумян даёт высокую оценку некоторым работам Фесенкова, Масевич, Воронцова-Вельяминова, Соболева, Мустеля, Шайна, Газе и особенно работам Паренаго.

Амбарцумяну было задано 15 вопросов, и некоторые заслуживают упоминания. Например:

Вопрос. «Не считаете ли вы, что ассоциации являются одним из многих результатов взаимодействия диффузного вещества и звёзд, в процессе которого могут образоваться крупные скопления, разновидности которых, может быть, представляют собой ассоциации?»

Ответ. «Нет, звёздные ассоциации не являются разновидностями скоплений, потому что звёздные ассоциации содержат в себе звёздные скопления, иногда не одно, а два-три. Поэтому нельзя согласиться с точкой зрения, согласно которой можно звёздные ассоциации называть скоплениями. Тогда придётся для звёздных скоплений придумать новое название…»

Здесь предметом дискуссии является якобы отсутствие строгого определения понятия звёздных ассоциаций. Этот вопрос неоднократно поднимался на совещании, и Амбарцумян давал исчерпывающие разъяснения принципиального отличия звёздных ассоциаций от звёздных скоплений.

Вопрос. «По каким соображениям вы возражаете против захвата звёздами межзвёздного вещества? В частности, почему потеря вещества есть материализм, а его приобретение извне — идеализм?»

Ответ. «Я этого не утверждал. Я говорил, что возражаю не против захвата вообще, а считаю, что, изучая вопрос захвата, нужно произвести соответствующие наблюдения. Никто не наблюдал, как звёзды захватывают вещество. Нужно рассчитать игру всех сил — то есть ньютоновских сил притяжения и бредихинских сил отталкивания. Но авторы, которые занимались аккрецией, изучали только действие сил притяжения».

Эта дискутируемая проблема также относится к важнейшей задаче космогонии: образовались ли планеты, звёзды и галактики из равномерно распределённой газопылевой субстанции под действием сил притяжения, или, наоборот, туманности образовались в результате взрывных процессов при истечении вещества из звёзд и галактик. Амбарцумян не отрицал принципиальной возможности процессов гравитационного сжатия газопылевой субстанции в космические тела (классическая космогоническая теория). Однако он утверждал, что в настоящую эпоху эволюции Вселенной происходит обратный процесс — процесс катастрофического распада плотных и сверхплотных тел на менее плотные. Более того, такой процесс катастрофического распада уверенно подтверждают многочисленные факты наблюдательной астрофизики. Что касается процессов конденсации газопылевой материи, то наблюдательная астрономия не подтвердила ни одного такого факта, и первоочередной задачей для сторонников этого направления является их обнаружение. А самое главное, как уже говорилось, одноразовый конденсационный процесс не в состоянии объяснить бесчисленное многообразие нестационарных явлений — сложнейших нерегулярных процессов переменности звёзд и галактик.

После основного доклада Амбарцумяна с глубоким оппонирующим докладом выступил один из крупных специалистов в звёздной астрономии Б. А. Воронцов-Вельяминов.

Он был настроен весьма воинственно против концепции Амбарцумяна о звёздных ассоциациях, но старался быть очень объективным. Прежде всего он взял под сомнение основной факт существования неустойчивых систем — конфигураций типа трапеций и цепочек в ассоциациях. Доказательством была ссылка на теоретические работы Г. А. Мановой и Б. Меурерса и свои, где якобы удалось доказать, что трапеции и цепочки (также неустойчивые системы) являются эффектами проекции звёзд, находящихся на различных расстояниях по лучу зрения. Даже известная «трапеция» в Орионе бралась под сомнение. При этом, в отличие от Амбарцумяна, у этих авторов все гиганты O и B во всех галактиках оказались в устойчивых системах. То есть, ставился под сомнение сам факт существования ассоциаций как неустойчивых систем.

Во время совещания Амбарцумяну так и не удалось убедить Воронцова-Вельяминова и его сторонников в реальности существования звёздных ассоциаций. Любопытно, что за два года до этой дискуссии Амбарцумян был уже удостоен Сталинской премии за открытие звёздных ассоциаций. Однако это обстоятельство не повлияло на характер дискуссии между докладчиком и оппонентом, и они демонстрировали поведение, независимое от политики и конъюнктуры. Оба были объективны и доброжелательны. Долгое время после совещания Воронцов-Вельяминов продолжал упорствовать, пока не появились дополнительные убедительные исследования других астрофизиков в пользу доводов Амбарцумяна. В последние годы жизни Воронцов-Вельяминов стал приверженцем звёздных ассоциаций.

С совершенно противоположных позиций, имеющих двухсотлетнюю историю, то есть с позиций образования звёзд из диффузного вещества, обрушились на Амбарцумяна некоторые астрофизики во главе с А. И. Лебединским, естественно, не приемля ни одного утверждения в его концепции. В унисон Лебединскому, пытавшемуся доказать реальность захвата звёздами газопылевой материи, выступил Л. Э. Гуревич. Лебединского и Гуревича, а вместе с ними и гипотезу захвата О. Ю. Шмидта поддержали многие докладчики, которые полностью игнорировали главный аргумент Амбарцумяна — недопустимость учёта только одних сил гравитации в задаче гравитационного сжатия.

Весьма определённо на совещании выступил В. А. Домбровский: «Теории В. А. Амбарцумяна А. И. Лебединский и Л. Э. Гуревич противопоставили концепцию гравитационной конденсации звёзд из диффузного вещества. На первый взгляд кажется, что эта концепция объясняет многие явления, однако на самом деле она представляет собой лишь схему, ничего по существу не объясняющую. Да иного и трудно ожидать, когда всё многообразие мира пытаются объяснить механической схемой. В результате, вместо действенной теории, способной объяснить процессы происхождения звёзд, перед нами плод кабинетного творчества, искусственная концепция, не выдерживающая испытания при соприкосновении с фактическим материалом наблюдений».

Полное отсутствие прямых или косвенных наблюдательных данных, показывающих возможность образования звёзд из диффузного вещества, делало уязвимым всё абстрактное теоретизирование Лебединского. Аргументы Амбарцумяна оказались более весомыми. Об этом мы подробно говорили в предыдущих главах.

Но В. А. Амбарцумяна ожидал другой, более серьёзный подход к задаче о конденсации в диффузной среде, чем избитая гравитационная модель группы Лебединского.

Здесь следует остановиться на исследованиях академика Г. А. Шайна и А. Б. Северного. Г. А. Шайном и В. Ф. Газе была обнаружена «конденсированная» материя, имеющая характер утолщений в виде волокон некоторых туманностей (волокнистые туманности NGC 6960, 6992 в созвездии Лебедя, Возничем и др.). Это сильно обрадовало Северного, и он предложил хорошо разработанную теоретическую модель магнитно-гидродинамического механизма такой конденсации. Правда, намного раньше Шайн также указывал, что в газовых туманностях известную роль играют сильные магнитные поля, и процессы магнитно-гидродинамического характера. Северный получил систему уравнений магнитогравитационной устойчивости однородной среды в поле собственного тяготения при внешнем магнитном поле и рассмотрел, в качестве примера, малые колебательные движения сильно ионизованного однородного газа в поле собственной гравитации и постоянном внешнем магнитном поле. Эти уравнения, если из них исключить вихревой член, превращаются в основное уравнение обычной теории гравитационной неустойчивости однородной среды. Таким образом, Северный значительно продвинул теорию гравитационной конденсации вещества, но несколько поторопился назвать волокна протозвёздными зародышами в анизотропной среде. Более того, он провёл аналогию между волокнами туманности и неустойчивыми звёздными цепочками Амбарцумяна как областями звездообразования. Исследования Шайна и Северного на совещании вызвали большой энтузиазм среди астрофизиков, придерживающихся классического направления в космогонии. В особенности восхищался Я. П. Терлецкий, заявив, что он тоже независимо пришёл к этому выводу: «Работа Северного представляется мне очень интересной и важной. Действительно, согласно его расчётам, получается, что при наличии магнитного поля вещество туманностей должно концентрироваться в виде волокон, подобных тем, которые наблюдал Г. А. Шайн».

Роль магнитных полей, действительно, оказалась существенной для излучения газовых туманностей. Казалось, что, наконец, найден феномен конденсации в туманности и что концепция Амбарцумяна терпит крах. Однако в вопросах структуры излучения газовых туманностей астрофизики оказались единодушны относительно механизма излучения релятивистских электронов — магнитно-тормозного (синхротронного) излучения, которое мы подробно рассматривали в шестой главе.

На этом совещании академик Г. А. Шайн в своём докладе частично подтвердил другим способом факт существования О-ассоциаций Амбарцумяна, который отрицали многие астрофизики во главе с Воронцовым-Вельяминовым.

Шайн обратил внимание на то, что некоторые большие диффузные газовые туманности в нашей Галактике имеют очень большую массу, порядка тысяч солнечных масс. В таких системах, включающих горячие звёзды и газ, масса газовой материи во много раз превосходит суммарную массу включенных звёзд. Однако для полной уверенности в существовании таких систем в Галактике необходимо было точное определение расстояний до газовых туманностей, чего астрономы не умели делать. По этой причине поиск и исследование гигантских газовых образований Шайн и Газе стали производить во внегалактических системах. Ошибка определения расстояния до таких туманностей не превышала 35 процентов. Эти расстояния надёжно определялись по многочисленным цефеидам, по новым звёздам и по красному смещению. Исследованию подверглись три наиболее яркие газовые туманности в М33 (в созвездии Треугольника) и три в М31 (в созвездии Андромеды). Использовались исследования гигантских газовых образований NGC 604, 595, 2070 и некоторых других. Измерения показали, что яркие газовые туманности, содержащие от сотен до десятков тысяч солнечных масс, представляются вероятными. Подтвердился и тот факт, что на каждую звезду класса O-B приходится от ста до тысячи солнечных масс газа. Кроме того, эти туманности содержат не только гигантские газовые массы, но также и очень большие концентрации белых сверхгигантов (О — В), то есть могут быть связаны с большими скоплениями или ассоциациями горячих звёзд. Таким образом, по существу, в гигантских газовых туманностях были обнаружены системы звёзд, удовлетворяющие условиям для O-ассоциаций Амбарцумяна: большие диаметры (порядка 80 парсек), значительная и относительная и абсолютная плотность звёзд О-В и несомненная генетическая связь этих звёзд. Конечно, можно было рассматривать этот результат Шайна как второе, независимое доказательство существования звёздных ассоциаций, если бы не одно обстоятельство. Вопрос динамической устойчивости этих систем Шайн странным образом отказывался обсуждать. А для Амбарцумяна нестационарность ассоциаций стояла на первом месте, была решающим космогоническим фактором, указывающим место звездообразования. У Шайна звёздные ассоциации связаны с большими газовыми туманностями, но он полностью обошёл вниманием хорошо известные звёздные ассоциации, существующие вне газовых туманностей. Таким образом, у Шайна газовое вещество не всегда является каким-то вторичным явлением, например, результатом выброса из горячих звёзд, и роль газа может быть в иных случаях, по его мнению, доминирующей.

В заключительном слове В. А. Амбарцумян подробно остановился на всех вопросах и проблемах, вызвавших недоумение и несогласие его оппонентов. В основном это относилось к основному оппоненту — Воронцову-Вельяминову.

«Мне кажется, что причиной ошибок Б. А. Воронцова-Вельяминова в отношении звёздных ассоциаций является то, что он всё-таки, к сожалению, не понял до конца всей совокупности идей, связанных со звёздными ассоциациями и сопредельными вопросами звёздной динамики. Б. А. Воронцов-Вельяминов по какому-то недоразумению считает до сих пор, что звёздные ассоциации являются разреженными, как бы пустыми кавернами (коридоры прозрачности) в общем звёздном поле Галактики.

Воронцов-Вельяминов говорил о сверхустойчивых скоплениях, но всякий, знающий элементы звёздной динамики, скажет, что звёздные скопления обладают очень небольшой устойчивостью и быстро разрушаются. По-видимому, он совершенно забыл о том, что тезис о продолжающемся возникновении звёзд в Галактике был впервые обоснован как раз в результате доказательства неустойчивости скоплений. На это указывали здесь другие выступающие.

Наконец, меня поразило утверждение Б. А. Воронцова-Вельяминова о том, что расчёты, основанные на теории вероятностей, его ни в чём не могут убедить… Я не знаю, как такое заявление могло возникнуть. Ведь теория вероятностей — это такая же математическая наука, как арифметика или алгебра. Что же останется от астрономии, если мы откажемся применять в наших работах математические расчёты?»

Несогласие с концепцией А. И. Лебединского и Л. Э. Гуревича Амбарцумян сформулировал просто: «Они должны отказаться от чисто механических схем, от чисто механических теорий, должны учесть всё разнообразие сил, действующих в звёздах и звёздных системах. И хотя вопрос о конкретных формах существования дозвёздной материи ещё не ясен, всё же следует отметить, что не следует ограничивать себя только диффузным веществом и звёздами. Это было бы совершенно неправильно».

В завершение он отметил, что большинство (одиннадцать) докладчиков согласны с его концепцией звёздных ассоциаций, и поблагодарил их.

Любопытно, что относительно механизма конденсации при магнитно-гидродинамическом образовании звёздных зародышей в волокнистых газовых туманностях, предложенного Г. А. Шайном и А. Б. Северным, В. А. Амбарцумян не высказал своего мнения. В последующем многие возвращались к этим идеям, но большого успеха не было достигнуто. Магнитно-гидродинамические процессы широко исследуются сейчас в связи с проблемами физики Солнца.

Председательствующий Б. В. Кукаркин в своём заключительном слове заметил, что в совещании участвовало свыше трёхсот специалистов из ста научных учреждений. Назвал замечательными исследования В. А. Амбарцумяна, В. Г. Фесенкова и Г. А. Шайна.

Так страна провела широкое обсуждение великой проблемы происхождения и развития звёзд.

Следующее космогоническое совещание было посвящено проблеме происхождения космических лучей.

Третье совещание: происхождение космических лучей

Совещание состоялось в мае 1953 года. Приняли участие свыше двухсот специалистов, в основном физики и астрофизики.

Задача происхождения космических лучей имеет вековую историю. Исследования показали, что космические лучи представляют собой поток частиц, движущихся почти со скоростью света, и обладают колоссальными энергиями. Было установлено, что они имеют заведомо внеземное происхождение. Несмотря на успешные многочисленные исследования космических лучей, происхождение первичных частиц, источники их генерации, механизм ускорения, причины вариаций интенсивности пока не нашли удовлетворительного объяснения. Более того, вся трагедия изучения космических лучей, с астрофизической точки зрения, заключается в том, что неизвестно, от какого конкретного космического объекта (звезды, туманности, галактики) исходит данный поток корпускул. Космические лучи, образующиеся в недрах самых активных звёзд и галактик, проходя и блуждая между галактическими и межгалактическими магнитными полями, меняя многократно своё направление, теряют для земного наблюдателя направление на первичный объект излучения. Это очень досадное обстоятельство. Несмотря на это, исследование космических лучей интенсивно производится с высокогорных станций, с высотных атмосферных и внеатмосферных станций. Особенно интересны вариации интенсивности космических лучей при повышении солнечной активности (магнитных бурях). Как правило, при большой солнечной активности интенсивность космических лучей падает.

Большое место в докладах было уделено рассмотрению теоретических механизмов ускорения космических лучей. В частности, многие докладчики предлагали различные варианты усовершенствования и уточнения теории ускорения частиц Энрико Ферми.

И. С. Шкловский напомнил участникам, что «…радиоастрономия внесла существенные изменения в то тяжёлое положение, в котором была наука о природе и происхождении космических лучей. Радиоастрономия сделала космические релятивистские частицы наблюдаемыми». То есть радиоастрономы по анализу радиоспектра могут выделить области генерации космических лучей. Далее он и другие участники совещания приводят соображения, что источниками космических лучей являются, по крайней мере, сверхновые звёзды.

Четвёртое совещание: нестационарные звёзды

Интерес к космогонии нестационарных объектов был очень высок, и созрела необходимость широкого обмена мнениями о результатах астрофизических исследований переменных, новых и сверхновых звёзд — исследований разнообразных нестационарных процессов.

Совещание состоялось в октябре 1954 года. Было сделано большое количество интересных докладов по физике новых, сверхновых и иррегулярно переменных звёзд. Особенно интересны были доклады Мустеля, Копылова, Соболева, Шкловского, Седова, Масевич, Петухова, Воронцова-Вельяминова, Минина, Шайна, Горбацкого, Крата, Кукаркина, Паренаго, Домбровского, Амбарцумяна.

Амбарцумян чувствовал себя на конференции по анализу переменных объектов как рыба в воде. Путеводной звездой в исследованиях Амбарцумяна являлся поиск новых, уникальных физических процессов и явлений во Вселенной среди именно нестационарных объектов. Он непрерывно думал о неспокойных объектах и благодаря удивительной памяти не только помнил о многочисленных разнообразных нестационарных звёздах, но и неожиданным образом мог сопоставлять в уме их бесчисленные спектроскопические, фотометрические, морфологические, кинематические и динамические характеристики. Амбарцумян редко повторно обращался к научным статьям и умел виртуозно анализировать различные объекты и сравнивать их в уме. Он часто интуитивно опережал возможность или безнадёжность строгого математического описания того или иного физического явления.

Взрывные переменные звёзды, новые, сверхновые, увеличивающие интенсивность своего блеска до миллиардов раз, составили главный костяк дискуссии на совещании.

В исследовании новых звёзд большой интерес вызвали попытки объяснения механизма вспышек, причём вспышек повторяющихся. Естественно, отправным моментом здесь явился вопрос, чем новые звёзды, как неустойчивые объекты, отличаются от звёзд не вспыхивающих. Например, по светимости, спектру, размерам и распределению в Галактике новые близки к ядрам планетарных туманностей. Но есть и существенная разница между ними — выброшенные оболочки планетарных туманностей расширяются крайне медленно, тогда как оболочки, выброшенные новыми звёздами, расширяются быстрее. Конечно, космогоническую проблему природы новых звёзд нельзя решить, если направить усилия только на изучение физических процессов во время вспышки. Не менее важно знать, как живёт звезда между вспышками. Подробное изучение спектров на разных этапах вспышки новой звезды выполнил Мустель и пришёл сразу к двум гипотезам. Первая сводилась к разным поведенческим манипуляциям выброшенной оболочки, а вторая — к расширению и убыванию фотосферы звезды вместе со звездой. Теоретические расчёты, сделанные В. В. Соболевым, в общем, согласовывались с результатами наблюдения. Однако анализ кривой блеска пока не мог привести к однозначному выводу, какая из рассматриваемых гипотез описывает расширение новой. Во всех случаях, к сожалению, речь не шла о раскрытии первопричины вспышки новой, а рассматривался процесс после совершившегося взрыва.

Оценка величины выбрасываемой массы при вспышке новой очень важна и была получена многими астрофизиками. Тут первыми были В. А. Амбарцумян и Н. А. Козырев, которые в 1933 году рассчитали массу выброшенной оболочки новой. Неожиданно она оказалась весьма малой, примерно в сто тысяч раз меньше массы Солнца. Вопрос об оценке массы, теряемой новой звездой во время вспышки, очень сложен, так как должны быть определены как масса главной оболочки сразу же после максимума блеска, так и масса, которая выбрасывается в форме непрерывного истечения после максимума блеска. Такую работу после Амбарцумяна и Козырева проделали И. М. Копылов, Э. Р. Мустель и Ш. Г. Горделадзе в СССР и Гапошкины в Гарварде. Любопытно, что разные методы расчёта дали почти одинаковый результат.

И. М. Копылов привёл распределение новых звёзд в соседней галактике М31 (туманность в Андромеде). Они оказались сконцентрированными в основном в центральной части галактики. Он обратил внимание на ту особенность вспышек новых, что «чем меньше светимость звезды, тем медленнее последующее падение блеска». Он также показал, что пространственное распределение планетарных туманностей и новых в галактике практически одинаково. Однако в галактике появляется одна планетарная туманность за два года, а за это время здесь же вспыхивает не менее ста новых звёзд. Приводились веские доводы в пользу того, что взрывные переменные являются наиболее молодыми звёздами.

И. С. Шкловский привёл убедительные данные, свидетельствующие о том, что остатки сверхновых являются сильными источниками радиоизлучения, но не подтвердил наличие радиоизлучения от центральных областей и ядер галактик.

Несколько умозрительных схем взрыва новых звёзд предложили в своём докладе Л. Э. Гуревич и А. И. Лебединский. Причину возникновения взрыва новых они видели в нарастании энергии ядерных источников, расположенных в центральной области звезды, в которой сосредоточена её основная масса. Они считали, что взрыв происходит вследствие того, что тепловыделение при ядерных реакциях растёт с температурой гораздо быстрее, чем теплоотдача из области периферических источников энергии наружу, и при медленном разогреве может быть достигнута такая критическая температура, выше которой тепловыделение протекает быстрее, чем теплоотдача. С этого момента квазистационарное состояние становится невозможным, и начинается сравнительно быстрый рост температуры на внутренней границе области периферических источников энергии. Кроме этой схемы, они рассмотрели и другую возможность достаточно быстрого постепенного повышения температуры звезды. На такую возможность указал ещё в 1942 году Чандрасекар. После «выгорания» водорода в центральной части звезды в ней образуется постепенно растущая изотермическая область. Эта область при достижении определённых критических размеров нарушает стационарное состояние звезды. Нестационарность возникает, когда имеет место разность масс безводородной и содержащей водород частей звезды. Далее Чандрасекар предполагал, что происходит гравитационное сжатие, коллапс звезды с последующим её взрывом. Оценки этой модели были даны нами в предыдущих главах.

Всякий выброс материи из звёзд является признаком её нестационарности. Такому важному вопросу, как образование туманности, диффузной материи, вследствие выброса её из звёзд, посвятил свой доклад академик Г. А. Шайн. В конце 1940-х годов Фесенковым, Масевич, О. Струве и Кратом было показано, что эволюция звёзд главной последовательности сопровождается значительной потерей массы путём выброса или истечения материи из звезды (до 95 процентов первоначальной массы). Замечено также, что звёзды классов О-В и нестационарные звёзды WR окружены газовыми оболочками и кольцами. Шайн пытался выяснить, какой именно, случайный или генетический, характер носит связь звезды и туманности, то есть, могло ли быть так, что туманность образовалась независимо от звезды. Шайн и Газе в 1953 году утверждали, что около 50 процентов всех звёзд WR и О ассоциируются с туманностями, и потому в генетической связи между этими звёздами и туманностями не приходится сомневаться.

Но есть удивительный факт в ассоциации в Персее, где на участке около сорока квадратных градусов не обнаруживается заметных туманностей, хотя здесь сконцентрировано свыше ста (!) горячих звёзд высокой светимости. По этому поводу Шайн говорит: «Если даже представить, что образование туманности связано с какой-то особой фазой в развитии звёзд, то невероятно, что эта фаза имеет место сразу для сотен белых сверхгигантов».

В. Г. Горбацкий считал установленным, что из звёзд класса Be происходит выбрасывание вещества, приводящее к образованию вокруг них оболочек, которые в свою очередь излучают непрерывный спектр. Он обращал внимание на нерегулярность выбрасывания вещества. Временами даже выброс прекращается. Отсюда делается вывод, что выброс не есть следствие лишь быстрого вращения звезды, так как скорость вращения не может существенно изменяться за короткое время. Что же происходит со звездой типа Be? Для обнаружения переменности излучения звезды В. Г. Горбацкий предложил метод, основанный на особенностях спектра поглощения ионизованной оболочки. Такой метод даёт возможность описать дальнейшую судьбу оболочки. После того как процесс ионизации оболочки заканчивается, она подвергается давлению излучения La (лаймановской серии), причём давление на внешние слои оболочки гораздо меньше, чем на внутренние. Это приводит к увеличению линейной толщины оболочки, её расширению и, естественно, к её постепенному рассеянию.

В. А. Крат привёл доказательства того, что двойные звёзды в тесной паре должны образовываться одновременно, так как при последовательном их возникновении из диффузного вещества второй компонент, ещё не успевший превратиться в звезду, будет разорван приливными силами главной звезды и будет диссипировать под действием её излучения. Он показал, что жизнь нестационарных звёзд примерно в тысячу раз короче жизни обычной устойчивой звезды, и что стационарные двойные тесные пары — большая редкость. Кроме того, как правило, в нестационарной паре оказывается лишь одна нестационарная звезда, вторая звезда не обнаруживает никаких признаков нестационарности. Подробно рассматривалась корпускулярная неустойчивость равновесия вблизи поверхности звезды. Неожиданный резюмирующий вывод Крата, что явление нестационарности может возникать на различных стадиях развития звезды, должного объяснения тогда не нашёл.

В. А. Амбарцумян в своём докладе чрезвычайно подробно остановился на непредсказуемом поведении звёзд типа Т Тельца. В предыдущих главах об этом уже много говорилось.

И. С. Шкловский высоко оценил исследование Амбарцумяна, новизну и оригинальность его концепции. Новые данные о звёздном составе звёздных ассоциаций привёл на совещании Ю. Н. Ефремов из ГАИШа. Совещание успешно завершилось.

Нескончаемыми были последующие Бюраканские совещания, в основном международного характера, посвящённые дальнейшим исследованиям нестационарных звёзд и галактик. В Бюракан приезжали Харо (Мексика), Хербиг, Бааде, Бербиджи, Цвикки, Терзян (США), Оорт (Голландия), Северный, Горбацкий, Мустель, Кукаркин, Соболев, Иванов, Крат, Шкловский, Домбровский, Мельников.

Многие бюраканцы включились в этот процесс обнаружения и исследования новых сверхмощных взрывных процессов во Вселенной. Например, Л. В. Мирзояном и его сотрудниками отдела физики звёзд и туманностей БАО было обнаружено и исследовано более 2900 звёздных вспышек у более чем 1300 вспыхивающих звёзд. Во всех Т-ассоциациях были открыты вспыхивающие звёзды. Э. С. Парсамян, Г. А. Погосян и Р. Ш. Нацвлишвили показали, что есть внешнее подобие между «медленными» вспышками и фуорообразными изменениями блеска некоторых орионовых переменных. Амбарцумян высоко оценил эту работу заметив, что фуорообразные изменения блеска в столь резкой форме не наблюдаются в Плеядах, и обратил внимание на возможность появления таких явлений в T-ассоциациях. Амбарцумян получил, как уже говорилось, свою знаменитую формулу статистической оценки полного числа и нижнего предела числа неизвестных в системе вспыхивающих звёзд. Она лежит сейчас в основе практически всех статистических исследований вспыхивающих звёзд в скоплениях. Позже Р. М. Мурадян обобщил формулу Амбарцумяна на случай распределения Планка.

Г. Н. Сулаквидзе привёл интересные данные о том, что в 85 процентах случаев в Т-ассоциациях имеются конфигурации звёзд типа «трапеций» (от трёх- до шестикратных). Вспомним, как их не собирались замечать Воронцов-Вельяминов и другие, отрицая существование звёздных конфигураций типа «трапеций» и даже звёздных ассоциаций.