ТЫСЯЧИ и миллионы лет идет световой луч от далеких звезд до нашей планеты. Встречает ли он препятствия на этом пути, или межзвездная среда совершенно прозрачна?
Уже давно делались догадки о существовании между звездами какого-то темного вещества, поглощающего свет. Директор Пулковской обсерватории В. Я. Струве в 1847 году доказал, что свет звезд на расстоянии в один килопарсек (3 260 световых лет) ослабляется на 0,6 звездной величины, то есть примерно в два раза. Эта величина общего поглощения света темной межзвездной средой близка к принятой в настоящее время.
Другой астроном Пулковской обсерватории, Г. А. Тихов, использовав разработанный им новый метод фотографирования звезд через светофильтры, открыл, что лучи различного цвета ослабляются в межзвездной среде в разной степени. Это — избирательное, или дифференциальное, поглощение света темной межзвездной средой. Выяснилось, что в такой среде более коротковолновые синие и фиолетовые лучи ослабляются в большей мере, чем длинноволновые. Благодаря этому удаленные звезды кажутся желтыми, оранжевыми и красноватыми. Избирательное ослабление света звезд астрономы называют «межзвездным покраснением».
Пылевая среда
Сразу же перед учеными возник вопрос: что же вызывает поглощение света в межзвездном
пространстве? Может быть, это свободно летящие электроны или молекулы какого-нибудь газа? А может быть, это частицы твердого вещества вроде камней? Однако все эти предположения пришлось отбросить. Среда из электронов или крупных твердых частиц не позволяла бы объяснить избирательное поглощение. Один килограмм молекулярного водорода на пути луча от звезды до Земли ослабит свет только на 0,24 звездных величины, то есть примерно на 20 процентов, что соответствует практически полной прозрачности. Среда из молекул должна быть, кроме того, слишком плотной: не меньше 10-20 граммов на кубический сантиметр. Но изучение движений звезд в Галактике привело к уверенному определению средней предельной плотности темной материи в Галактике: 6 • 10-24 граммов на кубический сантиметр; причем половина этого значения приходится на звезды, а половина — на межзвездное вещество.
Остается лишь один вариант: поглощение света в межзвездном пространстве вызывается пылью, то есть мелкими частицами твердого вещества. Они не могут быть «чересчур» мелкими, так как это тоже приводило бы к слишком большой плотности межзвездного вещества. Оказалось, что наблюдаемое общее и избирательное поглощение света может быть объяснено только наличием среды либо из сферических непроводящих (диэлектрических) частичек диаметром не менее 0,08 микрона, либо из более мелких частичек металлов, например, железа, диаметром в 0,04 микрона. (Надо заметить, что «слишком большая плотность» вещества, о которой здесь идет речь, очень относительна: в лабораторных условиях плотность газов в 10 — 15 граммов на кубический сантиметр считается вакуумом!)
