Млечный Путь с разных концов Земли

Млечный Путь — или, как называли его древние греки, «молочный круг» (Κύκλος Γαλαξίας) — был известен человечеству задолго до того, как мы начали задаваться вопросами о его природе. Его можно наблюдать невооруженным глазом в ясную ночь, и в разных культурах веками рождались мифы, объяснявшие его происхождение. Но история научного изучения Галактики начинается, как и многое в астрономии, с Галилея. Именно он впервые направил телескоп в ночное небо и обнаружил — открытие, которое сегодня кажется почти самоочевидным, — что светящаяся полоска Млечного Пути состоит из звезд.

До этого это было вовсе не так очевидно. Галактика представляется человеческому глазу как туманное сияние — и легко было предположить, что его источник иной природы. Да, значительная часть массы Млечного Пути действительно приходится на межзвездный газ и пыль, но эти компоненты не излучают свет — скорее наоборот, они его поглощают. Если бы не они, полоса Галактики в небе была бы еще ярче.

Менее интуитивен тот факт, что всего столетие назад Млечный Путь считался пределом известной Вселенной. В 1880 году популяризатор астрономии из Ирландии Агнес Мари Клерк уверенно писала: «Ни один компетентный мыслитель, принимая во внимание имеющиеся факты, не станет утверждать, что хотя бы одна туманность может быть звездной системой, сопоставимой по размерам с Млечным Путем». Иными словами, тогдашняя наука исходила из того, что все звезды, какие только можно наблюдать, входят в состав одной-единственной галактики — нашей.

Единственным исключением были Магеллановы облака, которые вызывали сомнения у астрономов — и не зря: позднее они были признаны самостоятельными галактиками, ближайшими спутниками Млечного Пути. И все же поразительно, что даже в 1910-х годах, когда Альберт Эйнштейн разрабатывал общую теорию относительности — ту самую, что предсказала гравитационные волны и линзы, и по-прежнему лежит в основе космологии, — он был уверен: Млечный Путь — это все, что существует.

Поворотным моментом стало утро 1 января 1925 года. На заседании Американского астрономического общества Эдвин Хаббл представил результаты наблюдений туманностей Андромеды (M31) и Треугольника (M33), продемонстрировав: эти объекты лежат далеко за пределами Млечного Пути и сами по себе являются огромными звездными системами. В одночасье Вселенная расширилась до немыслимых масштабов, а человек — с точки зрения космоса — оказался не в центре, а на окраине. Чтобы понять, как пришли к этому выводу, стоит вернуться чуть раньше.

Открытие Эдвина Хаббла стало возможным благодаря техническому прорыву: в 1918 году в обсерватории Маунт-Вилсон на юге Калифорнии начал работу крупнейший в мире на тот момент телескоп-рефлектор с зеркалом диаметром 100 дюймов. В последующие десятилетия он оставался непревзойденным по возможностям — именно с его помощью Хаббл смог не просто зафиксировать изображение далеких туманностей, но и различить в них отдельные звезды, включая те, чья природа позволяла измерить расстояние до этих объектов.

Речь шла о цефеидах — звездах, чья яркость изменяется с четкой периодичностью. Уже тогда астрономам была хорошо известна зависимость между периодом изменения блеска и истинной светимостью этих звезд. Это означало, что, измерив период, можно было определить, сколько света на самом деле излучает цефеида. Сравнив эту величину с тем, как ярко звезда выглядит с Земли, можно было точно рассчитать расстояние до нее — примерно так же, как мы определяем, далеко ли стоит свеча, если знаем, как ярко она горит вблизи.

В одном из таких наблюдений, изучая цефеиды в туманности M33 (Треугольника), Хаббл получил ошеломляющий результат: расстояние до этих звезд составило 285 килопарсеков, то есть около 929 тысяч световых лет. Это значение в разы превышало даже самые смелые оценки размеров Млечного Пути и однозначно указывало на то, что туманность M33 не просто часть нашей галактики, а самостоятельная звездная система, сопоставимая с ней по масштабу.

Таким образом стало ясно: Млечный Путь — лишь одна из множества галактик во Вселенной. То, что с Земли выглядело как тусклые туманности или спиральные пятна, на деле оказалось целыми мирами, содержащими миллиарды звезд. И хотя к тому времени было известно более 120 тысяч подобных объектов, только после работы Хаббла стало понятно, чем они на самом деле являются.