Большое и Малое Магеллановы облака

Если вам когда-нибудь доведется провести ночь южнее экватора Земли, и южное бархатно-черное небо раскинет перед вами непривычные рисунки созвездий (почему-то всегда хочется верить, что где-то там, за морями, всегда стоит хорошая погода), обратите внимание на два небольших туманных облака на небе. Эти "ненормальные" облака не движутся относительно звезд и как бы "приклеены" к небу.

В Европе таинственные облака были известны еще в средние века, а коренные обитатели экваториальных областей и земель южного полушария знали о них, по-видимому, задолго до этого. В XV веке моряки называли облака Капскими (имя это сродни названию Капской колонии - средневековых британских владений в Южной Африке, располагавшихся на территории нынешней Южно-Африканской Республики).

Южный полюс мира, в отличие от северного, труднее найти на небе, так как рядом с ним нет таких ярких и приметных звезд, как Полярная. Капские Облака находятся неподалеку от южного полюса небесной сферы и образуют с ним почти равносторонний треугольник. Это свойство Облаков сделало их достаточно известными объектами, и поэтому они издавна применялись в навигации. Однако природа их оставалась загадкой для ученых того времени.

Во время кругосветного путешествия Фернана Магеллана в 1518 -1520 годах, его спутник и летописец Антонио Пигафетта описал облака в своих путевых заметках, что сделало факт их существования достоянием широкой европейской общественности. После того, как Магеллан погиб в 1521 году в вооруженном конфликте с местным населением на Филиппинах, Пигафетта предложил назвать облака Магеллановыми - Большим и Малым, соответственно их размерам.

Видимые глазом, размеры Магеллановых Облаков на небе одни из самых больших среди всех астрономических объектов. Большое Магелланово Облако (БМО) имеет протяженность более 5 градусов, т.е. 10 видимых диаметров Луны. Малое Магелланово Облако (ММО) немного поменьше - чуть более 2 градусов. На фотографиях же, где удается зафиксировать и слабые внешние районы, размеры Облаков - 10 и 6 градусов соответственно. Малое Облако расположено в созвездии Тукана, а Большое занимает часть Золотой Рыбы, а также Столовой Горы.

Еще в начале нашего века у ученых не было единого мнения о природе Облаков. В энциклопедии Брокгауза и Ефрона, например, говорится, что Облака - "не суть сплошные пятна, подобные другим; они представляют удивительнейшие скопления многих туманных пятен, звездных куч и отдельных звезд". И только после того, как в 20-х годах XX века астрономы измерили расстояния до некоторых туманностей, и стало ясно, что существуют звездные миры, лежащие далеко за пределами нашей Галактики, Магеллановы Облака заняли свою "нишу" среди небесных объектов.

Сейчас известно, что Магеллановы Облака - самые близкие соседи нашей Галактики во всей Местной Группе галактик. Свет от БМО идет к нам 230 тыс. лет, а от ММО и того меньше - "всего" 170 тыс. лет. Для сравнения, ближайшая гигантская спиральная галактика - Туманность Андромеды, почти в 10 раз дальше, чем БМО. Линейные размеры Облаков сравнительно невелики. Их поперечники составляют 30 и 10 тысяч световых лет (напомним, что наша Галактика имеет более 100 тысяч световых лет в поперечнике).


Облака имеют типичные для неправильных галактик форму и строение: на фоне клочковатой структуры выделяются нерегулярно распределенные области повышенной яркости. И все же порядок в строении этих галактик есть. В БМО, например, наблюдается упорядоченное движение звезд вокруг центра, что делает это Облако похожим на "правильные" спиральные галактики, звезды в галактике концентрируются к плоскости, называемой плоскостью галактики.

По движению вещества Облаков можно узнать, как расположены их галактические плоскости. Оказалось, что БМО лежит почти "плашмя" на небесной сфере (наклон меньше 30 градусов). Это означает, что вся сложная "начинка" Большого Облака - звезды, облака газа, скопления - находятся практически на одном и том же расстоянии от нас, и наблюдаемая разность в блеске различных звезд соответствует действительности и не искажена из-за разного расстояния до них. В нашей Галактике этим свойством обладают только звезды в скоплениях.

Удачная ориентация БМО, его "открытость", а также близость Магеллановых Облаков к нам сделало их настоящей астрономической лабораторией, "объектом номер 1" для физики звезд, звездных скоплений и многих других интересных объектов.

Магеллановы Облака преподнесли несколько сюрпризов астрономам. Одним из них стали звездные скопления. Они были обнаружены в Магеллановых облаках, как и в нашей Галактике. В ММО их найдено около 2000, в БМО - более 6000, из которых около сотни - шаровые скопления. В нашей Галактике находится несколько сотен шаровых скоплений, и все они содержат аномально мало химических элементов тяжелее гелия. В свою очередь, содержание металлов однозначно зависит от возраста объекта - ведь чем дольше живут звезды, тем дольше они обогащают "окружающую среду" химическими элементами тяжелее гелия. Низкое содержание металлов в звездах шаровых скоплений нашей звездной системы говорит о том, что их возраст весьма преклонный - 10-18 млрд. лет. Это самые старые объекты в нашей Галактике.

Сюрприз ожидал астрономов, измеривших "металличность" скоплений в Облаках. В БМО было обнаружено более 20 шаровых скоплений, у которых содержание металлов такое же, как у совсем еще не старых звезд. Это означает, что по меркам астрономических объектов скопления родились не так давно. Таких объектов в нашей Галактике нет! Следовательно, в Магеллановых Облаках образование шаровых скоплений продолжается, тогда как в Галактике этот процесс прекратился много миллиардов лет назад. Вероятнее всего, гигантские приливные силы в нашей звездной системе успевают "растащить" еще не родившиеся шаровые скопления. В небольших же по размеру и массе Магеллановых Облаках, в более "вежливом" окружении, есть все условия для образования шаровых звездных скоплений.


Сами Облака не выделяются в мире галактик из-за своих скромных размеров и светимости. Однако в Большом Магеллановом Облаке есть объект, который является заметной фигурой среди себе подобных. Речь идет об огромном, горячем и ярком облаке газа, которое хорошо видно на фотографиях БМО. Называется оно "Туманность Тарантул", или, более официально, 30 Золотой Рыбы. Название Тарантул было дано туманности из-за ее внешнего вида, в котором человек с богатой фантазией может разглядеть сходство с большим пауком. Протяженность туманности — порядка тысячи световых лет, а общая масса газа в 5 миллионов раз превышает массу Солнца. Светится Тарантул как несколько тысяч звезд вместе взятых. Это происходит потому, что внутри туманности рождаются массивные горячие звезды, излучающие гораздо больше энергии, чем звезды типа нашего Солнца. Они нагревают окружающий их газ и заставляют его светиться. В нашей галактике есть лишь несколько похожих по размерам туманностей, но все они скрыты от нас плотной завесой галактической пыли. Если бы не пыль, они тоже представляли бы собой заметные и яркие небесные объекты.

Внутри туманности Тарантул находится множество очагов рождения звезд, где звезды рождаются "оптом". Молодые массивные звезды, возраст которых не превышает нескольких миллионов лет, показывают нам те области, где еще продолжается образование звезд из сгустков газа.

Внутри Тарантула также неоднократно взрывались сверхновые. Подобные взрывы звезд на конечной стадии их эволюции приводят к тому, что большая часть звезды разбрасывается по пространству со скоростями в несколько тысяч километров в секунду. Взрывы сверхновых сделали структуру туманности запутанной, хаотичной, наполненной пересекающимися газовыми волокнами и оболочками. Туманность Тарантул служит хорошим "полигоном" для проверки теорий рождения и гибели звезд.


Магеллановы Облака сыграли важную роль и в построении межгалактической шкалы расстояний. В Облаках найдено свыше 2000 переменных звезд, большинство из которых - цефеиды. Период изменения блеска цефеид тесно связан с их светимостью, что делает эти звезды одним из надежнейших индикаторов расстояния до галактик. На примере Облаков очень удобно сравнивать различные индикаторы расстояния, по которым строится межгалактическая "лестница" расстояний.

Если бы человеческий глаз был способен воспринимать радиоволны с длиной волны 21 см (на этой длине волны излучает атомарный водород), то он увидел бы удивительную картину на небе. Он разглядел бы плотные облака газа в плоскости нашей Галактики - Млечном Пути, и отдельные облака на различных широтах - близлежащие газовые туманности и облака, "блуждающие" на высоких широтах. Удивительно изменились бы Магеллановы Облака. Вместо двух разделенных объектов "длинноволновый" человек увидел бы одно большое облако с двумя яркими конденсациями там, где мы привыкли видеть Большое и Малое Магеллановы Облака.

Еще в 50-е годы было выяснено, что облака погружены в общую газовую оболочку. Газ оболочки непрерывно циркулирует: охлаждаясь в межгалактическом пространстве, он выпадает на Облака под действием силы гравитации и выталкивается обратно "поршнями" сверхновых, в результате взрыва которых возникает расширяющаяся оболочка горячего газа с избыточным давлением внутри (процесс этот напоминает перемещение воды в кастрюле, подогреваемой снизу газовой горелкой).

Недавно выяснилось также, что Облака связаны общей газовой перемычкой не только друг с другом. Найдено газовое волокно - тонкая полоса газа, начинающаяся на Облаках и идущая через все небо. Оно связывает Магеллановы Облака с нашей Галактикой и несколькими другими галактиками Местной Группы. Его назвали "Магеллановым Потоком". Как же образовался этот поток? Скорее всего, несколько миллиардов лет назад Магеллановы Облака сблизились с нашей Галактикой. Наша гигантская звездная система "вытянула" часть газа из Облаков своим гравитационным притяжейием, словно пылесосом. Газ этот частично обогатил нашу звездную систему. Остаток же его "расплескался" в межгалактическом пространстве, образовав Магелланов Поток.

Близость Магеллановых Облаков к нашей массивной Галактике не проходит для них даром. Возможно, что сближения Облаков и Млечного Пути, вызывающие обмен газом и звездами, происходили в прошлом не один раз. Если ближайшее из облаков - Малое, подойдет к нашей Галактике в 3 раза ближе, чем сейчас, приливные силы его полностью разрушат. В далеком будущем, возможно, произойдут подобные столкновения, и Магеллановы Облака будут полностью поглощены нашим Млечным Путем. Они не скоро "переварятся" в огромном чреве нашей Галактики, и активизируют рождение звезд в местах своего падения, как это в более сильной форме наблюдается при слиянии больших галактик.