Фотографирование звезд. Спектральный анализ


Если вам удастся побывать на обсерватории, то вы, вероятно, удивитесь, узнав, что в большинство телескопов смотреть не нужно. Глаза наблюдателей там давно заменила фотографическая пластинка. На ней получают «портреты» небесных светил и целых участков неба. На одном снимке можно сразу увидеть десятки тысяч звезд. Вместо того чтобы тратить много часов на изучение каждой из этих звезд по очереди, сидя, например, зимой на морозе в башне, эти снимки изучают в теплой комнате, сравнивая фотографии, снятые в разное время. Так астрономы узнают об изменениях, происходящих в расположении звезд, их яркости, движении в пространстве. С помощью фотографических снимков определяют расстояние до звезд и выясняют причины изменения блеска некоторых из них.

Схема телескопа-рефрактора. Справа — линза объектива, собирающая лучи. Слева — система линз, преломляющая лучи.
Схема телескопа-рефрактора. Справа — линза объектива, собирающая лучи. Слева — система линз, преломляющая лучи.

Для удобства сравнения снимков их рассматривают попарно в приборе, похожем на стереоскоп, или в других приборах, где снимки видны поочередно, быстро, один за другим. На обсерваториях целые шкафы заполнены снимками звезд, полученными за многие годы.

Чтобы установить движение какой-либо далекой звездочки, несущейся со скоростью в несколько десятков километров в секунду, надо сравнить снимки, сделанные с промежутком времени в несколько десятилетий. На двух таких снимках положение звезды, изучаемое под микроскопом, будет различаться на несколько сотых или даже тысячных долей миллиметра.

Вот какие крохотные величины измеряют астрономы, чтобы определить огромные скорости движения гигантских небесных тел!

Результаты таких измерений нужно еще подсчитать. Для этого служат электрические машины — арифмометры; они сами умножают и делят большие числа, если нажать на них нужные кнопки.

Есть на обсерваториях приборы, которыми точно измеряют силу света звезд и даже получаемое от них текло. Какая это сложная и требующая огромной точности работа, можно себе представить по следующему примеру: гигантская звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона посылает на Землю столько тепла, что если собирать его в течение года при помощи вогнутого зеркала диаметром в 2,5 м, то им можно было бы нагреть наперсток воды всего лишь на один градус. Так велико расстояние до этой звезды.

 

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Когда солнечный луч проходит через стеклянную трехгранную призму, он разбивается на составные части — лучи всех цветов радуги.

Свет, разложенный на его составные части, называется спектром, а прибор для получения и рассматривания спектров — спектроскопом.

Телескоп-рефрактор.
Телескоп-рефрактор.

Радуга, сверкающая после дождя на небе — это и есть спектр Солнца, образованный капельками воды, находящимися в воздухе. Но спектроскоп дает спектр Солнца чище, а кроме того, в нем на фоне радужной полоски видны пересекающие ее в разных местах спектра многочисленные темные линии.

Раскаленная нить электрической лампочки, пламя свечи и расплавленный металл тоже дают спектр в виде радужной полоски, но в таких полосках спектра темных линий не видно. Спектры разреженных газов, например светящихся в трубках, которыми теперь стали украшать вывески и витрины магазинов, имеют вид цветных линий на темном фоне.

Ученые установили, что каждое вещество, находящееся в состоянии светящихся паров или газов, дает в спектре свои собственные, всегда одни и те же цветные линии.

Например, пары металла натрия всегда дают в спектре одну и ту же яркую желтую линию, т. е. свет натрия состоит из одних лишь желтых лучей. Натрий входит в состав поваренной соли. Внесите на кончике перочинного ножика крупинки соли в пламя свечи, и оно окрасится в желтый цвет. Спектры других веществ состоят из большого числа иных линий разного цвета. По положению таких линий в спектре сложного вещества можно узнать его состав. Если составные части этого вещества, превратившись в пар, засветятся, то каждое из них заявит о себе в спектре определенными цветными линиями. Так по спектру выясняют химический состав газов.