В межзвездном пространстве нашей Галактики расположены огромные облака газа и пыли. Пылевые облака были открыты знаменитым английским астрономом Вильямом Гершелем около 200 лет назад и названы «дырками в небе», поскольку они заслоняли свет от расположенных за ними звезд. Сначала астрономы полагали, что эти межзвездные облака состоят только из звездной пыли — частиц, состав которых неясен до сих пор. Но за последние 35 лет установили, что в межзвездной среде содержится также много различных рассеянных молекул, в том числе довольно сложных.
О том, как удалось это сделать, какие сведения о космосе дает нам изучение межзвездных молекул, рассказывается в статье американского ученого Б. Тернера, опубликованной в журнале «Сайентифик америкен». Реферат статьи подготовила Н. Гинзбург.
Количественное изучение межзвездной среды началось лишь после того, как стал возможен спектральный анализ звездного света. Дело в том, что разные атомы и молекулы поглощают и испускают свет со строго определенной длиной волны, характерной для данного атома или молекулы. Поэтому, разлагая идущий от звезд свет по длинам волн (это делают специальные приборы — спектрографы), можно узнать химический состав излучающего вещества или того вещества, которое находилось на пути света и частично его поглотило.
Еще 70 лет назад возникло предположение, что спектральные линии поглощения ионизованного кальция, видимые в спектре некоторых звезд, свидетельствуют о том, что между Землей и этими звездами находятся ионы кальция. Они-то на «своей» длине волны поглощают идущий от звезд свет, создают «провал» в его спектре. Позже в межзвездной среде обнаружили и нейтральные атомы натрия. Но к концу тридцатых годов стало ясно, что самый распространенный элемент космоса — водород.
Наблюдение водорода началось в видимой (оптической) части спектра. Ионизованный водород состоит, как известно, из атомных ядер водорода — протонов — и свободных электронов. В некоторых случаях электроны захватываются протонами, и при этом образуются возбужденные атомы водорода. Они излучают свет, когда захваченный электрон, приближаясь к ядру, перескакивает с одного энергетического уровня на другой.
Именно по этому излучению около некоторых очень горячих звезд обнаружили
ярко светящиеся облака ионизованного водорода. Их называют эмиссионными туманностями или областями НII. Кроме водорода, в них нашли немного ионов гелия, кислорода, углерода и других элементов. Газ здесь довольно плотен — около 100 атомов в кубическом сантиметре, и сильно нагрет — примерно до 10 000° К (впрочем, газ в межзвездных облаках можно назвать плотным, лишь сравнивая его с газом между облаками; в земной же атмосфере на уровне моря содержится около 3 X 10 19 молекул в кубическом сантиметре).
