«Судьбы звезд»

Если классифицировать звезды по возрасту, они снова распределяются с Млечным Путем в качестве опорной точки. Итак, давайте рассмотрим их эволюцию, которая по разным причинам считается протекающей следующим образом. Мы можем начать с того момента, когда звездная материя существовала на стадии туманности. Тогда она излучала свет, характерный для определенных раскаленных газов, главным образом двух самых легких — водорода и гелия, а также еще одного, в остальном неизвестного газа под названием небулий (туманное вещество). Эти газы позже конденсировались, и рядом с яркими линиями вышеупомянутых газов начали появляться темные спектральные линии. Звезды на этой стадии, названные в честь их первооткрывателя звездами Вольфа-Райе, встречаются только в непосредственной близости от Млечного Пути. Более поздняя стадия их эволюции представлена так называемыми гелиевыми звездами, в спектре которых преобладают темные линии гелия. Они значительно сконцентрированы вокруг нашей Галактики. Несколько более равномерно распределены, но все же с решительно большей частотой в окрестностях Млечного Пути, появляются водородные звезды, характеризующиеся сильно развитыми водородными линиями и несколько отступающими гелиевыми линиями. Эти звезды более развиты, чем гелиевые, и образуют вместе с ними группу белых звезд, названных так по цвету их света. Следующими в эволюции идут желтые звезды, к которым принадлежит наше Солнце. В их спектре появляются темные металлические линии. Они распределены более равномерно, чем упомянутые ранее группы. Еще более справедливо это для красных звезд, спектры которых содержат характерные полосы химических соединений и поэтому выдают сравнительно продвинутое охлаждение. Они довольно равномерно распределены по небу, но все же несколько более многочисленны в окрестностях Млечного Пути, чем вдали от него.

Fig. 1. The Milky Way, pictured as a spiral nebula

by Easton

Эти факты продемонстрированы в статистике Э. К. Пикеринга, директора Гарвардской обсерватории, который разделил небосвод на четыре равные зоны, первая из которых ближе всего к Млечному Путю (и включает его), а последняя содержит галактические полюса. Его таблица показывает процентное содержание различных звезд в каждой из четырех зон.

Galactic

Latitude Helium

Stars Hydrogen

Stars White

Yellow

Stars Yellow

Stars Red

Stars

±8.1° 51.2 37.4 29.7 29.4 26.7

±21.6 31.7 28.6 27.9 26.7 27.6

±39.8 11.9 18.3 21.1 21.9 23.6

±62.3 5.2 15.7 21.3 22.0 22.1

Number of

stars observed 716 1885 1329 1719 457

Разница наиболее выражена в двух первых группах; в трех последних она мала, но несомненна. Равномерное распределение соответствовало бы 25 процентам во всех четырех делениях неба.

Эта обширная статистика, охватывающая 6106 звезд, по-видимому, указывает на то, что звезды на своей первой стадии находились внутри Млечного Пути, но впоследствии удалялись по мере старения. Это приводит нас к мысли, что они возникли из неправильных, туманных скоплений, которые встречаются в Млечном Пути и его окрестностях, или, точнее, из подобных образований, которые ранее существовали в этих регионах, но теперь сгруппировались в звезды. Это очень хорошо согласуется с другим наблюдением. С помощью спектроскопа было определено движение различных звезд относительно точки, где сейчас находится Солнце. Было обнаружено, что скорости тем выше, чем старше звезды, как показано в таблице ниже, взятой в основном из исследований известного астронома Кэмпбелла.

Mean velocity of:

Irregular nebulæ 0 Km. ( 0 Miles ) per sec.

Wolf-Rayet stars 4.5 ” ( 2.8 ” ) ” ”

Helium stars 6.5 ” ( 4.0 ” ) ” ”

Hydrogen stars 11 ” ( 6.8 ” ) ” ”

Yellow stars 15 ” ( 9.3 ” ) ” ”

Red stars 17 ” (11.5 ” ) ” ”

Planetary nebulæ 25 ” (15.5 ” ) ” ”

К этим цифрам можно сделать несколько замечаний, основанных на недавних наблюдениях. Среднее расстояние между нами и звездами в каждой группе различно, и желтые звезды, к которым, собственно, принадлежит наше Солнце, являются ближайшими к нам в пространстве. Поэтому их легче наблюдать, чем звезды в других группах. Статистика Кэмпбелла по этой причине включает также меньшее количество звезд в этом классе, чем в других. Вполне вероятно, и астроном Хальм считает это верным, что средняя скорость меньших звезд выше, чем больших. Это состояние существует в смеси различных молекул газа, с которой блестящий французский ученый Анри Пуанкаре сравнивал толпу звезд, поскольку более тяжелые молекулы обладают более медленным движением. Чтобы подтвердить это, У. С. Адамс из обсерватории Карнеги на горе Уитни сравнил звезды равной скорости на их собственных орбитах. Такие звезды считаются в среднем одинаково удаленными от нас. Он нашел теорию Хальма подтвержденной. Средняя скорость водородных звезд была снижена с 11 км (6,8 мили) до 7,5 км (4,7 мили), желтых звезд — с 15 км (9,3 мили) до 9,2 км (5,8 мили), а красных звезд — с 17 км (11,5 мили) до 14 км (8,7 мили), в то время как скорость гелиевых звезд осталась неизменной. Последовательность звезд, расположенных по скорости в луче зрения, очевидно, не меняется этим новым расчетом.

Что касается движения планетарных туманностей, следует упомянуть, что Кэмпбелл в этой связи выполнил большое количество новых определений, согласно которым средняя наблюдаемая скорость этих крупных тел в луче зрения должна быть увеличена не менее чем до 42 км (26 миль) в секунду.

Кэмпбелл и Мур приводят следующие интересные данные относительно туманности N. G. C. 7009 (Рис. 2):

«Измерения вращательной скорости туманности позволяют нам сделать некоторые интересные выводы относительно ее массы. При наиболее правдоподобном предположении о расположении оси вращения орбитальная скорость туманного материала, находящегося на расстоянии 9 угловых секунд от центра, составляет около 6 км (3,7 мили) в секунду. Если мы предварительно предположим, что масса центрального ядра равна массе Солнца, закон Кеплера, связывающий период обращения с расстоянием от ядра, определенно говорит нам, что туманность находится от нас всего в 8,9 световых годах. Это следует рассматривать как невероятно малое значение, учитывая другие свидетельства, относящиеся к этому вопросу. Для предполагаемых расстояний в 100 и 1000 световых лет, которые, как мы имеем основания полагать, являются более вероятными порядками расстояний до туманностей, массы туманности составили бы соответственно 11,3 и 113 масс Солнца, а соответствующие периоды вращения — 1371 и 13 710 лет. Из этих соображений кажется несомненным, что масса планетарной туманности N. G. C. 7009 в несколько раз превышает массу Солнца. Таким образом, туманность способна, с точки зрения своей массы, развиться в систему более претенциозную, чем наша Солнечная система».

«Несколько размышлений об этой туманности могут быть небезынтересными и ценными».

«Слабые расширения к востоку и западу от эллиптической фигуры предполагают наличие опоясывающего кольца материалов, главная плоскость которого, проходя через ядро, проходит также вблизи нашего (наблюдателей) положения в пространстве. Эти расширения заканчиваются конденсированными ядрами на равных расстояниях от ядра и на точно противоположных сторонах от него. Слабые расширения и конденсации могут быть и, вероятно, в значительной степени являются эффектом проекции такого кольца с ребра, как в случае с кольцами Сатурна, когда наблюдатель находится в плоскости колец. Формы двух конечных конденсаций, и особенно крыло, простирающееся вверх и наружу от восточной конденсации, предполагают, что мы находимся не точно в плоскости предполагаемого кольца».

«Форма основной туманности представляется эллипсоидальной, а не преимущественно эллиптической».

«Пространство, непосредственно окружающее центральное ядро, кажется относительно пустым. Помимо ядра, основная масса видимой туманности существует в ярком кольце, грубо эллиптическом по своим внутренним и внешним границам, которое занимает область примерно на полпути между ядром и внешним краем туманной структуры. Яркое кольцо, вероятно, в действительности является эллипсоидальной оболочкой; проекция такой оболочки на плоскость, перпендикулярную лучу зрения, естественно, показала бы относительно темную центральную область, но принцип проекции может быть не единственным задействованным фактором».

«Если эта туманность находится в процессе развития в Солнечную систему, то есть признаки системы, имеющей определенное сходство с нашей Солнечной системой. Наши четыре внешние планеты имеют общую массу в 225 раз большую, чем масса четырех внутренних планет. Аналогично, в N. G. C. 7009, по-видимому, наблюдается нехватка материала для формирования планет вблизи ядра и изобилие материала для планет на больших расстояниях от ядра».

Рис. 2. Планетарная туманность N.G.C. 7009 (составной рисунок, по фотографиям туманности Кертиса, сделанным с помощью отражательного телескопа Кроссли. Масштаб указан в угловых секундах).

Из Трудов Национальной академии наук США.

Интересные наблюдения были представлены недавно также в отношении крупнейшей среди неправильных туманностей, а именно туманности Ориона. Три астронома в Марселе — Бурже, Фабри и Бюиссон — обнаружили, что части этой туманности в окрестностях так называемого трапециевидного скопления и очень близко друг к другу движутся с разными скоростями и что эта разница может достигать 10 км (6,2 мили) в секунду. Юго-восточная часть приближается к нам, в то время как северо-восточная удаляется. Следовательно, в этом регионе несомненно происходит бурное вихревое движение. Это наблюдение было подтверждено известным чикагским астрономом Фростом, который использовал иной метод исследования, чем его предшественники. Он отметил различия в скорости, достигающие 11 км (6,8 мили) в секунду между точками, удаленными от трапеции не более чем на две угловые секунды.

Если поэтому мы говорим, что неправильные туманности в среднем не обладают движением, это утверждение не исключает важных локальных отклонений от правила внутри туманностей, указывающих на трансформацию, которая, вероятно, ведет к концентрации туманного вещества к центру вихря.

Оставляя в стороне, для начала, планетарные туманности, оказывается, что исходная материя звезд стоит на месте в пространстве, что их средняя скорость увеличивается с возрастом и приближается к среднему значению около 18 км в секунду, или примерно в 1000 раз превышает скорость обычного пассажирского поезда. Наше Солнце, в частности, движется со скоростью 20 км (12,4 мили) в секунду к точке в созвездии Геркулеса, в 30 градусах к северу от экватора.

Какую же силу, скажем мы, вызывает движение звезд? Насколько нам известно, никакую, кроме гравитации. Поэтому кажется, что газообразная первобытная субстанция звезд не подчиняется этой силе. Однако было бы рискованно делать такое предположение, так как газы также обладают весом, и даже самые разреженные слои земной атмосферы оказывают барометрическое давление в силу их притяжения к массе Земли. Скорее, неподвижность туманностей обусловлена частыми столкновениями между молекулами в любом количестве газа, даже если он разрежен до такой высокой степени, как в туманностях. Таким образом, молекулы, так сказать, уравновешивают друг друга, так что различные части газовых скоплений вскоре приходят в состояние покоя относительно друг друга. Неправильные газовые туманности вокруг Млечного Пути образуют поэтому непрерывное целое. Иное положение дел наблюдается в отношении конденсированных звездных тел, таких как звезды. Они могут в самой плотной толпе двигаться миллиарды лет, прежде чем столкнутся; но они могут, с другой стороны, войти в туманные массы и тем самым претерпеть постепенное замедление. Мы сейчас говорим о звездах, движущихся вне паровых облаков. Они поэтому ничем не ограничены, и чем дольше они подчинялись гравитации без препятствующих столкновений с туманной материей, другими словами, чем больше времени прошло с тех пор, как они вышли из газовых скоплений, которые дали им рождение, тем быстрее их движение. Их (средняя) скорость, конечно, не может превышать определенного предела, который в наших частях Вселенной, по-видимому, составляет около 18 км (11,2 мили) в секунду. Измерения Кэмпбелла показывают, что для самых молодых звезд (всех, кроме красных) скорость наибольшая в плоскости Млечного Пути, что вполне естественно, так как притягивающая материя здесь наиболее обильна.

Планетарные туманности обладают большей скоростью, хотя они, состоя из туманных паров, находятся на первой стадии эволюции. Еще быстрее движутся спиральные туманности, согласно измерениям Вольфа из Гейдельберга. Это показывает, что они имеют иную природу, чем неправильные туманности, которые образуют матрицу Млечного Пути. Более тщательное изучение немногих — тринадцати всего — планетарных туманностей, определенных американским астрономом Килером, убедило меня, что они приближаются к Галактике от ее полюсов с умеренной скоростью, а впоследствии под влиянием ее притяжения искривляют свою орбиту, быстро набирают скорость и, наконец, устремляются в ближайшую часть Млечного Пути с очень высокой скоростью.

Большое их количество, несомненно, попадает в туманы или звездные скопления Млечного Пути после воздействия многочисленных столкновений и сметания всей материи на своем пути. Такие чисто выметенные следы очень распространены в области Млечного Пути. Одним из самых красивых примеров является так называемая туманность Кокон в созвездии Лебедя. Она оставила в своем кильватере темную расщелину, на дне которой, однако, видны чрезвычайно маленькие и, очевидно, очень далекие звезды, согласно немецкому астроному Вольфу (см. «Миры в становлении», стр. 172, Рис. 55).

Большая средняя скорость планетарных туманностей указывает на то, что они изначально не принадлежали к Галактической системе, к такому выводу пришел и Болин, но по другим причинам. Тем не менее, они более обильны в окрестностях Млечного Пути, чем в других частях неба. Этот факт, если смотреть поверхностно, может привести к убеждению, что они являются коренными для Галактической системы, но объясняется их концентрацией в соответствии с гравитацией к Млечному Путю.

Совсем недавно (1917) Ван Маанен определил расстояние до одного из этих чрезвычайно интересных небесных тел, внесенного в Новый общий каталог под № 7662. Его расстояние оказалось всего около 140 световых лет. Это примерно в шестнадцать раз больше расстояния до Сириуса и среднего расстояния до звезды пятой величины. Это обстоятельство очень хорошо согласуется с идеей о том, что эта туманность захвачена Галактической системой, к которой она приблизилась из очень отдаленных частей пространства за пределами Галактической системы.

Одно из самых замечательных астрономических открытий последних лет было сделано Каптейном, который благодаря этому, а также другим достижениям, занял, пожалуй, высший ранг среди астрономов сегодняшнего дня. Он показал, что звезды, устремляющиеся в окрестностях Солнца, принадлежат к двум большим группам: одна идет из созвездия Ориона, а другая — почти под прямым углом (100°) из созвездия Скорпиона. В первой мы находим почти все изученные до сих пор гелиевые звезды. Мы ранее видели, что эти звезды стоят почти неподвижно относительно Галактики, в то время как неправильные туманности вообще не обладают движением относительно той же опорной точки — а Галактика является естественной линией отсчета для всех астрономических измерений — так что движение первой упомянутой группы звезд к Солнцу в основном обусловлено собственным движением Солнца. Эта группа, согласно Каптейну, подчиняется закону относительных звездных скоростей даже лучше, чем объединенный мир всех звезд; таким образом, относительно Солнца гелиевые звезды — самые медленные, желтые звезды — самые быстрые, в то время как водородные звезды занимают промежуточное положение, что является самоочевидным следствием их собственной скорости относительно Галактики, которая увеличивается от гелиевых звезд к желтым.

Каптейн показал другую закономерность в этой группе, которая легко объяснима. Мы ранее упоминали, что желтые звезды наиболее, а гелиевые наименее удалены от своего места рождения в Млечном Пути. Результат заключается в том, что желтые звезды кажутся (в среднем) приходящими из точки, более удаленной от Галактики, чем кажущееся происхождение водородных звезд, и еще более удаленной, чем у гелиевых звезд. Из-за относительно высокой скорости желтых звезд в разных направлениях их поток кажется более дивергентным, чем поток водородных звезд, а гелиевые звезды движутся почти параллельными путями (почти прямо противоположно истинному движению Солнца относительно Галактики).

Подобные закономерности были найдены Каптейном во втором звездном дрейфе, что заставило бы нас думать, как, собственно, и предполагает Каптейн, что эти звезды также развились из первоначального туманного облака, которое прибыло в наши окрестности из неизвестной дали, но теперь израсходовано на формирование соответствующих звезд. Здесь снова желтые звезды должны были уйти дальше от своей матрицы, чем белые водородные звезды. Гелиевые звезды очень редки в этом дрейфе, так что надежной статистики для них пока не составлено.

Одной из самых трудных проблем космогонии было создание теории, объясняющей происхождение Галактической системы. Мы можем почти ежегодно наблюдать, как новые звезды вспыхивают, чтобы быстро угаснуть и через несколько лет вернуться к своей старой незначительности — то есть они становятся невидимыми невооруженным глазом, хотя через мощные линзы мы часто можем обнаружить чрезвычайно слабую звезду на их месте. Как правило, туманность планетарного типа формируется в течение нескольких месяцев. Несколько позже туманность превращается в звезду Вольфа-Райе. Интересно отметить, что Райт обнаружил, что центральные тела в некоторых планетарных туманностях являются звездами Вольфа-Райе. У нас есть веские основания полагать, что эта вспышка света означает столкновение двух слабо светящихся или, возможно, потухших звезд. Новые огни появляются также в звездных регионах, где плотность звезд очень велика, особенно в Млечном Пути или его окрестностях.

Мы видим поэтому неоднократно, как возникают туманности с заключенными в них центральными звездами. Они напоминают нам в известной степени Галактику с ее облаками и звездами, и вдоль пути, таким образом предложенного, были сделаны попытки достичь решения загадки. Трудность заключается в том, что светила, чье столкновение создает «новые звезды», малы, вероятно, меньше нашего Солнца, в то время как масса, собранная в Млечном Пути, скорее всего, в триллионы раз больше массы Солнца. Правда, мы знаем несколько уникальных звезд, таких как Арктур, которые превышают наше Солнце по размеру в несколько десятков тысяч раз, но даже две такие звезды не объяснили бы массу Галактики, и, кроме того, вероятность того, что два звездных тела таких редких размеров столкнутся, настолько мала, что ее следует оставить без внимания.

2 Американская и французская нумерация; миллиарды согласно шведскому и английскому употреблению.

Звездные дрейфы Каптейна, содержащие многие тысячи или, вероятно, миллионы звезд, по-видимому, служат мостом, который ведет к решению загадки Млечного Пути. Эти дрейфы были когда-то огромными газовыми облаками, по массе, вероятно, в несколько миллионов раз большими, чем масса Солнца. Они также имели протяженность, равную триллионам звезд. Вероятность встречи двух таких газовых дрейфов сравнительно велика и не должна быть намного меньше, чем для вхождения звездного дрейфа в Млечный Путь, событие, которое действительно произошло, как показал Каптейн.

Когда встречаются два таких огромных газовых облака, каждое с космической скоростью около 20 км в секунду, не пройдет много времени, прежде чем газовые молекулы в области взаимопроникновения будут замедлены в своих первоначальных движениях. Чрезвычайно сильная концентрация и нагрев произошли бы на этой территории, которая окружена сравнительно холодными и тяжелыми массами, остающимися незатронутыми, потому что они находятся вне области удара. Определенная степень выравнивания естественно произошла бы в слоях, прилегающих к границе между активными и неактивными частями, и первые, кроме того, были бы приведены в быстрое вращение вокруг оси, перпендикулярной плоскости, содержащей два первоначальных движения. Из-за большой вязкости газов, особенно при высокой температуре, центральная часть вращалась бы как единое целое. Таким образом, она образовала бы диск из газообразного вещества. Этот диск был бы самым толстым посередине и становился бы тоньше к краю, где центробежная сила действует наиболее мощно.

Fig. 3. N.G.C. 4594. Exposure = 2 hours. 1mm = 6”7.

Из Трудов Национальной академии наук США.

Такая дискообразная туманность была исследована астрономом Ф. Г. Пизом из обсерватории Карнеги на горе Уитни. С помощью спектроскопа он изучил движение туманности № 4594 в Новом общем каталоге (см. Рис. 3). Считается, что это тело является спиральной туманностью, подобной тем, что на Рис. 4 и 5, но видимой сбоку, так что спирали выглядят как полоса. Как показывает снимок, эта полоса прорезана толстой темной линией, что, как полагают, обусловлено холодным несветящимся пылевым облаком за пределами спирали. Яркая полоса наиболее широка в центре. Кривизна темной средней линии в форме дуги, вершина которой направлена вниз, в сочетании с тем фактом, что большая часть света падает выше этой дуги, указывает на то, что мы видим туманность не точно с ребра, а с верхней (северной) стороны плоскости, проходящей через рукава туманности. Ядро удаляется от нас с головокружительной скоростью 1180 км (730 миль) в секунду. Восточный край, т. е. левый на снимке, удаляется с еще более высокой скоростью 1630 км (1100 миль) в секунду, в то время как западный (правый) край отступает со скоростью всего 800 км (495 миль) в секунду. Согласно Пизу, туманность вращается как твердый диск, так что разница между скоростью любой точки и скоростью центра увеличивается в той же пропорции, что и расстояние рассматриваемой точки от центра. Вероятно, нам помешало наблюдать внешние части, соответствующие собственно спиральным рукавам, кольцо пыли, которое окружает туманность. Видимая часть занимает дугу в 2¼ минуты с каждой стороны от центра. Ее спектр соответствует спектру звездной группы F-5 среди желтых звезд в гарвардской классификации. Поэтому преобладает не свет когерентного газового облака, а скорее свет звезд, консолидированных внутри облака, и соответствующий звездам в Млечном Пути. Этот звездный свет настолько ярок, что он полностью подавляет излучение самого газового облака.

Такие части газового скопления, которые наиболее удалены от места столкновения, продолжают свой путь через пространство, мало затронутые притяжением центральной массы из-за большого расстояния. Части, более близкие к точке удара, получают орбиты, искривленные этим же притяжением, и кривизна становится тем острее, чем ближе к оси вращения. Одним из результатов взаимной гравитации между центральной массой и частицами во внешних секциях туманности является также то, что скорость в спиральных рукавах становится меньше, чем дальше рассматриваемая секция находится от центра, точно так же, как кометы в Солнечной системе движутся медленнее, чем дальше они удалены от Солнца. Но во всех частях за пределами центрального региона притяжение слишком слабо, чтобы придать круговые орбиты газообразному веществу. Все вещество в этих местах, следовательно, удаляется все дальше от центра. По мере того как спиральные рукава вытягиваются в прямые линии, такое вещество в конечном итоге покидает центральный диск совсем. Возможно, что в туманности, вычисленной Пизом, остается только сам диск.

Другой астроном на горе Уитни, А. Ван Маанен, исследовал туманность № 101 в каталоге Мессье (Рис. 4). Эта туманность лежит почти под прямым углом к лучу зрения, который, следовательно, почти совпадает с осью вращения. Движение различных частей этой туманности было рассчитано с помощью фотографий, сделанных в 1899, 1908 и 1914 годах, благодаря чему было зафиксировано ее измененное положение относительно окружающих неподвижных звезд. Из 87 точек в спиралях только 9 двигались по часовой стрелке, в то время как остальные 78 двигались в противоположном направлении. Средняя угловая скорость составляет 0,022 угловой секунды в год, что соответствует 85 000 годам для одного полного оборота на расстоянии 5 минут от центра. Абсолютная скорость в 2 угловых минутах от центра в 1,5 раза больше, чем на расстоянии 7,5 минут.

Рис. 4 воспроизведен с оригинала Ван Маанена. Он ясно показывает общую закономерность в движении составных частей, а также многочисленные исключения из правила. Такие исключения могут быть вызваны возмущениями из-за вторгающихся масс, которые передают свое собственное движение запутывающейся материи. Эти инородные тела, вероятно, конденсировали окружающие пары, и это создало яркие узлы, которыми усеяны спирали туманности. Движение вверх составляет в среднем 0,007 секунды в год. В то время как точки конденсации описывают пол-оборота вокруг центра, они удаляются от него примерно на вдвое большее расстояние, чем первоначальное. Поэтому более миллиона лет, вероятно, пройдет, прежде чем внешние части туманности будут настолько удалены от ядра, что спиральная форма туманности станет более не заметной.

Рис. 4. Внутренние движения в Мессье 101. Стрелки указывают направление и величину средних годовых движений. Их масштаб (0”1) указан на пластине. Масштаб туманности 1 мм = 10”5. Звезды сравнения заключены в кружки.

Из Трудов Национальной академии наук США.

Рис. 5. Спиральная туманность № 51 в каталоге Мессье; расположена в Гончих Псах и сфотографирована 7 и 8 февраля 1910 года в обсерватории Маунт-Вильсон в Калифорнии. Масштаб: 1 миллиметр = 5 угловых секунд.

Лира Геркулес Змееносец Орел Щит Лебедь Лисичка Стрела Змееносец Стрелец Скорпион Южная Корона Угольный Мешок Южный Крест Корабль Арго Киль Корабль Арго Корма Паруса С Единорог Единорог Возничий Цефей Персей Кассиопея Лебедь

Ясно, что Млечный Путь мог быть сформирован в результате столкновения двух огромных туманных газовых скоплений способом, только что описанным. Впоследствии и в силу величины Галактики были собраны большие количества блуждающей космической материи и малых звездных тел, иногда сопровождаемых более крупными скоплениями, такими как упомянутые планетарные туманности.

Насколько мы оправданы в том, чтобы рассматривать Млечный Путь как спиральную туманность, видно из снимка (Рис. 5), воспроизводящего фотографию известной регулярной туманности в Гончих Псах (Canes Venatici). Она показывает богатство деталей, ранее не предполагавшихся. Достижение было совершено в обсерватории Карнеги на горе Уитни в Южной Калифорнии с помощью оптических ресурсов, значительно превосходящих все прежние средства. Млечный Путь ранее сравнивался с этой туманностью, но из-за недостаточного увеличения их поразительное сходство до сих пор не было полностью осознано.

Предположим, Солнце находится в точке, отмеченной «S» на Рис. 5, и на некотором расстоянии над плоскостью снимка, тогда туманность, если смотреть с этой точки, выглядела бы примерно так, как Млечный Путь выглядит для нас. Посередине мы видим существенное ядро, а на его левой стороне — расщелину между двумя ветвями внутренней спирали. Левее мы видим только внешнюю спираль, сначала расширяющуюся влево, где она приближается к «S», затем сужающуюся, чтобы снова расшириться из-за большого скопления в нижней правой части спирали. Ось туманности соответствует самым плотным частям Галактики в Лебеде, петля во внутренней спирали — снова пустому пространству между Цефеем и Кассиопеей, узкая часть внешней спиральной ветви напоминает сужение у Альгениба, последующая диффузия соответствует широкой секции в Возничем и Единороге. В последующем узком месте мы видим внешнее туманное скопление, соответствующее в определенных отношениях Магеллановым облакам на нашем небосводе, хотя они более удалены и, по-видимому, не являются коренными для Млечного Пути. Далее в туманности следует массивная секция в нашей системе, представленная хорошо известным, гораздо менее компактным, но ярко светящимся трактом, содержащим Южный Крест. Здесь, от звезды Альфа в Центавре — ближайшей яркой неподвижной звезды к нашему Солнцу, «всего» 4,5 световых года или около 25 триллионов миль — начинается бисекция спирали, и, как ни странно, туманность аналогично раздвоена. Теперь внешняя спираль, простирающаяся слабой линией вверх от «скопления», начинает проявляться как слабая полоса, в то время как внутренняя спираль мощно выступает над «S», соответствуя блестящей секции Галактики в Щите и Орле. Раздел в туманности между этими двумя ветвями является аналогом 110-градусного длинного «зубца» в Млечном Пути между созвездиями Наугольника и Лиры. Многочисленные слабые мосты соединяют две ветви в туманности, так же как и в Галактике, согласно Вольфу.

3 До недавнего времени Альфа Центавра считалась неподвижной звездой, ближайшей к Солнцу. Сравнивая старые фотографии небосвода с недавними, известный астроном Барнард обнаружил, что очень маленькая неподвижная звезда — величины 10,5 и поэтому далеко не видимая невооруженным глазом — в созвездии Змееносца (прямое восхождение 17 ч. 58 м. 44 с., северное склонение 4° 27´.4, 1 января 1917 г.) обладает очень большим собственным движением. Она проходит за год 10,3 секунды по небосводу. Расстояние до этой звезды, которая имеет самое большое собственное движение из известных до сих пор, было позже определено как 3,3 световых года, или 3/4 расстояния от Альфы Центавра до нашего Солнца. Следовательно, ее скорость под прямым углом к лучу зрения вычислена как 49 км (32 мили) в секунду. Спектроскопические измерения показывают, что она приближается к нам со скоростью 91 км (56,5 мили) в секунду вдоль луча зрения. Общая скорость, следовательно, составляет 103 км (63 мили) в секунду, необычно высокое значение. Значение 3,3 световых года, использованное в этом расчете, было определено французским астрономом Гоннессиа, который нашел его путем изучения старых фотографий из Алжира. Он также вычислил параллакс этой звезды как 1 секунду. Согласно более поздним измерениям, приведенным в Гарвардских бюллетенях 616 и 617, ее параллакс составляет всего 0,7 секунды, и, следовательно, ее расстояние — 4,6 световых года, а скорость перпендикулярно лучу зрения — 70 км (43,5 мили) в секунду. Кэмпбелл в Ликской обсерватории определил ее лучевую скорость и обнаружил, что она приближается к Солнцу со скоростью 128 км (79 миль) в секунду. Ее полная скорость, согласно этим двум последним определениям, составляет 146 км (91 миля) в секунду.

Отнюдь не невероятно, что подобные открытия будут сделаны в будущем, так что обнаружится, что у Солнца больше звезд в его «непосредственной» близости, чем предполагалось ранее.

4 Американская и французская нумерация; шведское и английское употребление — биллион.

Соответствие действительно удивительно хорошее. Пропорции, конечно, несколько иные — в частности, центральная часть Галактики не так доминирует, что было проблематично для сторонников теории туманностей. Вероятно, она была изначально плотнее, но стала разреженной из-за формирования звезд, объясняя, например, большой разрыв между созвездиями Лиры и Лисички.

Чтобы дать лучшее представление о структуре Млечного Пути, здесь воспроизведены две фотографии, сделанные Вольфом, немецким астрономом в Гейдельберге, который проделал особенно ценную работу в этом отделе. Одна (Рис. 6) показывает секцию Галактики в Лебеде со звездой Денеб в центре и слева «Североамериканскую туманность», названную так по своей форме. Над Денебом находится темная «дыра» в Лебеде, а ниже — другая пропасть, не такая черная. Слева от «дыры» находится извилистый канал, окружающий так называемую туманность Кокон. (См. «Миры в становлении», стр. 172.)

Следующий снимок (Рис. 7) содержит в верхнем левом углу яркую звезду Альтаир в Орле, расположенную близко к мощному рукаву Галактики в этом созвездии. Правее находится более слабый рукав в Змееносце. Нижняя половина содержит самую блестящую часть Млечного Пути в созвездиях Щита и Стрельца. Яркие звезды редки, но более слабые бесчисленны: «Они сгруппированы в плотные скопления, и между ними рассеяна самая тонкая звездная пыль». — «Мы видим, как звездная лента растворяется в отдельные пучки, которые переплетаются в самые странные узоры. Эти облака звезд достигают своего наибольшего великолепия в нижней части карты».

Рис. 6. Млечный Путь между созвездиями Кассиопеи и Лебедя по фото М. Вольфа из Гейдельберга. Немного левее середины видна красивая туманность Америка.

Рис. 7. Млечный Путь в созвездиях Орла (верхняя половина) и Стрельца (нижняя половина). В верхнем левом углу видна яркая звезда Альтаир. Фото М. Вольфа из Гейдельберга.

Мы также воспроизводим (Рис. 8) от М. Вольфа фотографию в большем масштабе региона Гаммы (нижняя часть Рис. 7) в Орле с его «трезубой дырой», так названной из-за своей своеобразной формы, и в окрестностях которой изобилуют туманы и звездные облака. Этот снимок является более сложным аналогом более плоской фотографии «туманности Кокон» Вольфа. Кажется, как будто три или четыре звездных тела здесь вошли извне, смели звезды на своем пути и оставили чистые «улицы» позади. Вероятно, другие «пустые» пятна в окрестностях были сформированы подобным образом. Другая теория заключается в том, что такие темные места вызваны непрозрачными туманными образованиями, которые скрывают свет звезд позади от нашего взора.

Fig. 8. The trisected hole (Trifid-hole) in Eagle. Photo from M. Wolf of Heidelberg.

Благодаря этим снимкам мы получаем представление о том, каким образом нынешние звезды в Млечном Пути сгруппировались из первоначального туманного хаоса. Мы не можем избежать идеи о большом внешнем сходстве между комками, образованными в сворачивающемся или скисающем молоке, и теми, которые мы наблюдаем в Млечном Пути. Известный французский ученый Дюкло говорит в своей микробиологии: «В молоке, начинающем скисать, но еще полностью жидком, мы наблюдаем под микроскопом осаждение крошечных частиц. Поначалу их трудно увидеть, и они обнаруживаются только при легком смещении плоскости зрения. Позже они развиваются в отчетливые зерна, характеризующиеся броуновским движением, точно так же, как маленькие частицы глины.... Еще позже явление проявляется как устойчивая молекулярная агломерация. Зерна имеют тенденцию частиц глины к комкованию и осаждению».

Первые ядра конденсации в туманных облаках, несомненно, являются космической пылью, попадающей извне, и, возможно, также более крупными скоплениями, такими как метеориты и кометы. При существующей низкой температуре окружающие газы конденсируются в жидкое состояние на частицах пыли, которые в силу этих влажных оболочек цементируются в агрегаты такого размера, что гравитация преодолевает отталкивающее радиационное давление. Гравитация, подкрепленная замедляющими парами, далее сбивает эти агрегаты вместе. Этот процесс коалесценции сопровождается выделением тепла. Наконец, формируются маленькие звезды, затем группы таких звезд, в то время как пространства между ними, теперь сравнительно лишенные материи, кажутся темными, почти как сыворотка между хлопьями творога. До сих пор маленькие звездные тела окружены количествами пыли и газа, которые, однако, с продолжением конденсации становятся все более разреженными. Даже сейчас большие звезды в Плеядах, принадлежащие к гелиевой группе, появляются на фотографических пластинках с промежутками из больших пятен пылевых облаков. Они теперь, однако, настолько несущественны, что представляют мало препятствий для шествия могучих звезд. Процесс конденсации может быть значительно ускорен через вторжение объемных газовых туманностей, подобных туманности Кокон. Наконец, все газы в новой звезде конденсируются, то есть оболочка разреженных паров и пыли сжимается до такой незначительной толщины, что ее нельзя увидеть, кроме как, возможно, из непосредственной близости. Малые тела, собранные через трение о остатки первоначальной протяженной оболочки, блуждают как планеты вокруг нового солнца, сметая последние следы неприсоединенной материи. Конденсация на новом светиле оставляет «дыру» в туманности, которая таким образом превращается в звезды и их спутники, которые выходят из тумана и рассеиваются по небосводу.

Млечный Путь, по-видимому, находится на довольно продвинутой стадии этой эволюции.

«Бесконечно малое» представляет иногда удивительное сходство с «бесконечно большим».

Таким образом, мы можем сформировать представление о росте чудесной структуры, которая породила большинство звездных тел, которые мы различаем. Спиральные туманности, видимые на галактических полюсах, являются подобными образованиями, но, вероятно, гораздо более скромных размеров. Они могут сравниться с Млечным Путем, как меньшие планеты с Солнцем. Согласно недавним исследованиям, спиральные туманности, по-видимому, также обладают огромной скоростью, и они, вероятно, вторглись в Млечный Путь извне.

Как было сказано ранее, чрезвычайно замечательное представление о Млечном Пути существует у мексиканцев. Для них это Матрица всего, и она дала рождение звездам, самыми важными из которых являются Солнце, Луна и Венера. Эта идея, очевидно, очень хорошо согласуется с результатами исследований последних нескольких лет.

Наконец, несколько слов о протяженности Млечного Пути. Пока мы не смогли измерить ее; возможны только довольно неопределенные приближения. Вольф оценивает диаметр, то есть расстояние между двумя спиралями в точке, где сейчас находится Солнце, примерно в 10 000 раз больше расстояния от Солнца до ближайшей неподвижной звезды, Альфы в Центавре, которое, в свою очередь, примерно в 10 000 раз больше расстояния от Солнца до самой удаленной известной планеты, Нептуна, или в 300 000 раз больше расстояния от Солнца до Земли. Выраженное в обычных единицах, мы приходим к 40 000 световых лет или 400 000 триллионов километров (240 000 триллионов миль). Лорд Кельвин делает другую оценку — 6000 световых лет, то есть в семь раз меньше. Средний диаметр собственно туманности может быть примерно в пять раз больше, в круглых цифрах — сто тысяч световых лет, или один биллион биллионов километров (600 миллионов биллионов миль).

Подобно чудовищному осьминогу, Млечный Путь плывет в бездонном эфирном море. Его размеры примерно во столько же раз превышают размеры Земли, во сколько этот земной шар больше атома. Это побудило одаренного ирландского физика Фурнье д’Альба рассматривать небесные сферы как атомы, из которых системы порядка Млечного Пути построены точно так же, как Земля и другие звездные тела состоят из атомов, невидимых для нас, но измеренных с невероятной точностью.

Фурнье д’Альба идет еще дальше. В своем поэтическом полете он без колебаний наделяет организм Млечного Пути жизнью. Его эволюции нельзя отказать в определенном сходстве с жизненными процессами. Великая туманность обязана своим происхождением соединению двух индивидуумов, двух туманностей, встретившихся на своем пути через бескрайний космос. Там новорожденная плыла, расправляя свои щупальца в холодных эфирных волнах, и обретала субстанцию и силу за счет более мелких существ, которых достигали ее бушующие валы. Сейчас она достигла зенита своей эволюции и распадается на молекулы, или солнечные системы, которые, в свою очередь, состоят из звездных тел, или атомов внутри молекулы. В неистовом избытке юности они мчатся сквозь пространство, исполняя свою индивидуальную жизнь. Многие из них, несомненно, со временем снова станут пылью и послужат пищей для новой юной туманности. Другие погибнут от ледяной смерти, но будут возвращены к жизни при столкновении с туманностью или каким-либо другим звездным телом и дадут форму «новым звездам» или планетным облакам. Снова и снова звездные туманности будут проходить цикл существования и после жизни, длительность которой соразмерна их размерам, т. е. может исчисляться миллиардами миллиардов лет, дадут начало новым небесным существам. Так будет продолжаться вечно в вечном ритме.

ГЛАВА III КЛИМАТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЯНОГО ПАРА

Когда Аристотель, наш ведущий ученый в области космографии на протяжении двух тысяч лет, около двадцати трех веков назад заложил основы своей естественной науки, он определил в качестве важных принципов влажность и тепло и их противоположности; ибо четыре элемента, из которых все было создано, были: земля, характеризующаяся сухостью и холодом; вода, которая была влажной и холодной; воздух, сочетавший влажность с теплом; и, наконец, огонь, который означал сухость и тепло. Несомненно, он рассматривал необходимые условия жизни, которые можно обозначить как влажность и тепло. Мы, по-видимому, согласились с тем, что вся жизнь берет начало в море, поэтому влажность можно считать первым требованием для ее появления на Земле. Что касается тепла, то жизнь уничтожается морозом и благоприятствуется повышенным теплом, по крайней мере до определенного предела, около 35°–40° C (95°–104° по Фаренгейту), каковая температура наиболее благоприятна для развития жизни, в то время как дальнейшее повышение вредно, так что уже ниже точки кипения воды жизнь страдает больше, чем при температурах ниже нуля. Фактически, геологи обнаружили, что различные эпохи в эволюции Земли лучше всего характеризуются их влажностью или сухостью. Чтобы прийти к ясному пониманию этих вопросов, мы кратко рассмотрим наши современные знания о том, какое значение для эволюции жизни на Земле следует придавать влажным и сухим периодам или местностям.

Все мы знакомы с тяжелым, насыщенным влагой теплом, которое встречает нас при входе в теплицу. Оно особенно благоприятно для роста растений и процветания низших животных. Для высших животных и человека влажное тепло не столь полезно. На открытом воздухе такой тепличный воздух существует только в тропиках. Особенно примечательны своим влажным теплом и сказочно пышной растительностью регион Конго и части Бразилии, прилегающие к реке Амазонке. У нашего величайшего ныне живущего климатолога Юлиуса Ханна я позаимствовал следующее описание такого климата:

«Изменения температуры между самым холодным и самым жарким месяцем в Конго очень малы: от 0,5° до 5° C (от 0,9° до 9° по Фаренгейту), в среднем около 3,5° C (6,3° по Фаренгейту). Разница между днем и ночью достигает почти трехкратного значения, или 9,5° C (17,1° по Фаренгейту). Сухой сезон становится короче по мере приближения к экватору, а в Экваторвиле и Бангале он сводится к нулю. В течение бездождевых месяцев над саваннами утром и вечером оседает плотный влажный туман. Низко висящие облака одинаковой толщины часто скрывают Солнце на целые недели. Только в сезон дождей мы видим чистое небо между ливнями. Этот сезон открывается и закрывается великолепными грозами, приходящими с востока. В Лулуабурге молнии наблюдаются не менее 106 дней в году. В сухой сезон ветер приносит с собой облака пыли, которая оседает на землю. Облачность в бассейне Конго огромна, так что в этой части света практически нет месяцев с ясным небом. В Виви число пасмурных дней составляет в среднем 74 процента, колеблясь от 63 процентов в августе до 83 процентов в ноябре. Влажность очень высока, варьируясь в Виви от 70 до 79 процентов, со средним значением 75 процентов, а в Болебо само среднее значение достигает 79 процентов. В сезон дождей жара иногда становится невыносимо гнетущей; удушливые испарения поднимаются от растительных остатков, которые быстро разлагаются в условиях чрезмерной влажности. Годовое количество осадков не достигает очень поразительных цифр; оно варьируется от 120 до 180 см (от 47 до 71 дюйма). В соседнем Габоне небо почти постоянно покрыто облаками в течение сухого сезона».

«Соответствующие регионы в Южной Америке местами характеризуются еще более высокой влажностью. В Икитосе у реки Амазонки она достигает не менее 83 процентов насыщения. Годовое изменение температуры составляет всего около 5° C (9° по Фаренгейту); в Пара (1,08° южной широты на побережье) оно сокращается до 1° или 1,5° C (от 1,8° до 2,7° по Фаренгейту). В течение двадцати четырех часов колебания значительно больше. Небо удивительно ясное между ливнями в сезон дождей. Во внутренних районах Гвианы дожди продолжаются с конца апреля до июля или даже до августа. Обильная роса обычна в бездождевую часть года, что поддерживает влажность. Солнце и Луна редко видны, а гигантские грозы возвещают о наступлении сезона дождей».

Подобные условия, по-видимому, преобладали в каменноугольный период, который характеризовался пышной растительностью. Могучие древесные стволы того времени падали в покрытые водой болота, из которых они выросли, и их разложение тем самым предотвращалось. Вместо этого они превращались в уголь, подобно торфу на современных болотах. Некоторое время считалось, что это указывает на то, что температура была не особенно высокой — Фрех оценивал ее примерно в 12° C (53,6° по Фаренгейту) (1910 г.). Но после открытия и последующего описания Кейльхаком (1914 г.) торфяников на Цейлоне, где средняя годовая температура составляет 26° C (78,8° по Фаренгейту), следует вернуться к более старой концепции, согласно которой растительность каменноугольного периода является свидетельством очень теплого климата. Судя по внешнему виду ископаемых растений, температура должна была быть почти одинаковой по всему земному шару. Картаус отмечает, что воздух приводился в движение лишь слабыми ветрами, поскольку деревья той эпохи с их огромными размерами, но хрупкими корневыми системами не смогли бы выдержать свежий бриз. Небо было скрыто за сплошным толстым покровом облаков, которые пропускали к земле лишь слабый свет. Неподвижный воздух был почти насыщен влагой. Пышность растительности, превосходящая все существующее сегодня, указывает на благоприятно высокий процент углекислого газа в воздухе. Это в сочетании с влажностью и плотными облаками приводило к тому, что тепловое излучение Солнца почти полностью поглощалось верхними слоями атмосферы, в которых благодаря этому поддерживалась сильная циркуляция. В результате тепло было почти уравнено между полюсами и экватором, а под облачным покровом почти постоянная температура царила день и ночь, летом и зимой. Влажный воздух стоял почти неподвижно и наполнялся густым туманом при малейших изменениях температуры. Недостаток света препятствовал развитию цветов, и процветающие растения принадлежали главным образом к папоротникам и хвощам. Сосны и ели были еще сравнительно редки. Условия в болотистых регионах, где процветала растительная жизнь, были почти идентичны тепличным, если бы мы задернули плотную вуаль перед окнами в стенах и потолке, так что царили бы постоянные сумерки.

В этом однородном климате растительная жизнь развивалась значительно быстрее животной. Плотные облака могли накапливать значительные количества тепла в экваториальном поясе за счет испарения в своих верхних слоях, а сильные ветровые бури над облаками переносили водяные пары в более холодные регионы, где тепло высвобождалось при образовании новых облаков. Течения в океанах сейчас в значительной степени обеспечивают этот перенос тепла и придают, например, побережью Норвегии и, по сути, всей Западной Европе ее удивительно мягкий, благоприятный для жизни и цивилизации климат, но в каменноугольном периоде ту же задачу выполняли влажные воздушные потоки. Они двигались значительно быстрее и равномернее, чем океанические течения, не сдерживались и не отклонялись берегами или островами и поэтому могли создавать необычайно равномерную температуру и морской климат по всему земному шару. Такое распределение тепла происходит и в наши дни на высоте около 10 000 м (6,2 мили) в так называемой «стратосфере», но температура здесь очень низкая, около -60° C (-76° по Фаренгейту), так что взвешенный пар едва ли заслуживает упоминания и не может привести к образованию облаков. Количества тепла, переносимые в этих верхних слоях атмосферы, слишком незначительны, чтобы влиять на массы воздуха внизу, температура которых поэтому почти полностью определяется температурой нагретой солнцем поверхности Земли, за исключением тех мест, где океанические течения выравнивают ситуацию, как, например, в почти полностью покрытых водой широтах к югу от 30-й параллели в Южном полушарии. Даже в каменноугольный период в его зените, конечно, существовала разница температур между полюсом и экватором, но она была очень мала, возможно, около 10° C (18° по Фаренгейту). Несомненно, образование угольных пластов было в основном ограничено теми регионами, где климат был наиболее равномерным в течение всего года.

Противоположная крайность, сухой пустынный климат, гораздо более выражена в настоящее время. Это состояние хорошо известно на всех континентах, кроме Европы, где мы вряд ли можем претендовать на наличие пустыни, а имеем вместо этого степи с растительностью, обильной после весенних дождей, но быстро исчезающей с приходом палящего летнего зноя. Особый тип растительной жизни адаптировался к этой периодической смене дождя засухой, от горького холода зимой до иссушающего солнца летом. Многолетние растения, и особенно деревья, редко могут выдержать суровость таких климатических потрясений. Животный мир, с другой стороны, оказался довольно адаптивным и демонстрирует значительное богатство.

Этот степной климат — лишь промежуточная стадия на пути к собственно пустынному климату, который враждебен всякой жизни. Его температура подвержена огромным изменениям в течение дня и года. Годовое изменение менее выражено вблизи экватора, а суточное — меньше при приближении к полюсам из-за небольших изменений солнечной радиации в соответствующие периоды. Разница между днем и ночью в Сахаре часто составляет 30°–40° C (50°–70° по Фаренгейту). Самая низкая температура, наблюдавшаяся Фуро-Лами в 1898–1899 годах, составляла -20° C (-4° по Фаренгейту), или почти столько же, сколько на скандинавских побережьях. Самая высокая достигала 48° C (118,4° по Фаренгейту), или общее изменение почти на 70° C (126° по Фаренгейту). В Верхнем Египте (21,9° с. ш.) средняя температура менялась от 16,3° C (61,3° по Фаренгейту) в январе до 34,1° C (93,2° по Фаренгейту) в июле, а ближе к экватору в Центральной Африке (8,1° с. ш., 23,6° в. д.) разница составляла всего 6,9° C (44,6° по Фаренгейту): 22,7° C (72,5° по Фаренгейту) в декабре, 29,6° C (85,1° по Фаренгейту) в апреле, в то время как в Кяхте (50,4° с. ш., 106,5° в. д.) в Сибири годовое изменение достигает 45° C (81° по Фаренгейту): -26,6° C (-15,7° по Фаренгейту) в январе, 19,1° C (66,2° по Фаренгейту) в июле. Среднее суточное изменение на континентальных станциях составляет около 12° C (21,6° по Фаренгейту). Все это относится к температуре воздуха, в то время как температура поверхности в течение двадцати четырех часов может меняться на 50° C (90° по Фаренгейту), а в пустыне даже больше. Морозы случаются в Сахаре даже в мае, когда максимальная температура может достигать 50° C (122° по Фаренгейту). В то время как в Скандинавии суточная разница между самой высокой и самой низкой температурой составляет в среднем всего 6°–7° C (11°–13° по Фаренгейту), с максимумом в июле 10,4° C (18,7° по Фаренгейту) и минимумом в ноябре 4° C (7,2° по Фаренгейту), Хедин в своем путешествии по Тибету в 1899–1902 годах наблюдал суточное изменение в 19° C (34,2° по Фаренгейту) и отсутствие заметной разницы при изменении высоты.

Результатом такого резкого изменения температуры в течение дня является разрушение горных пород, которые впоследствии постепенно перетираются в мелкую пыль беспрепятственными ветрами везде, где растительность не скрепляет почву. Таким образом образуются песчаные пустыни. Засушливые пустоши Азии в последнее время были ярко описаны Свеном Хедином. Горы, эродированные песчаными бурями, напоминают полуразрушенные руины, стоящие как памятники древнего нагорья. Песок в Восточном Туркестане измельчен до такой степени, что может парить в воздухе в течение нескольких дней после бури, проявляясь в великолепных закатах. Ветры сметают песок в длинные дюны, которые перемещаются в направлении порыва. Он железистый и поэтому красный или, если измельчен, красновато-желтый. При увлажнении он приобретает коричневый или черный оттенок. После дождя вода спускается к долине, унося с собой песок в виде ила. Тот из-за испарения превращается в пластичное черное тесто, медленно сползает, подобно леднику, по склонам холмов и, наконец, останавливается в какой-нибудь широкой ложбине, которую постепенно заполняет. Такое скопление ила называется в Персии «Кевир». Его поверхность высыхает, но внутри он остается влажным. По мере продолжения испарения он становится богаче солью, так что в сухие периоды образуются белые корки этого вещества. В других районах, как, например, в бассейне реки Тарим, вода иногда появляется в самых низких частях, так называемых «Байирах» (см. рис. 9), образованиях, подобных Кевирам, или в соленых озерах между песчаными дюнами. Песок, переносимый ветрами, быстро заполняет эти озера, так что они тоже движутся в направлении преобладающих ветров. Они лежат своими длинными сторонами параллельно друг другу и под прямым углом к течению реки Тарим. Схематическая карта, взятая из работы Хедина, показывает Байиры, вытянутые в линию с озерами, несколько напоминая панели в узоре гобелена. Эта сетчатость ландшафта является результатом образования дюн. Основные дюны с крутыми западными склонами проходят в направлении ССВ–ЮЮЗ. Они стоят под прямым углом к преобладающим ветрам. Почти перпендикулярно их гребням ветрами наносятся дюны меньшей высоты в другом обычном направлении, но менее частом, чем те, что подняли основные дюны. Эта система напоминает облачные образования, называемые «бараньими лбами» — облака, расположенные рядами в двух направлениях, часто почти под прямым углом друг к другу. Своей особенностью они обязаны двум сериям волновых движений, движимых ветрами с двух разных направлений в верхних слоях атмосферы. Облачные пятна соответствуют гребням волн на бушующем море. Карта Байиров напоминает шахматную доску с несколько вытянутыми и неправильными клетками.

Fig. 9. Tarim river with adjacent lakes and Bayirs, drawn by Sven Hedin.

(сплошная стрелка) Преобладающее направление ветров. (пунктирная стрелка) Направление, в котором смещается река. (пустой прямоугольник) Растительность. (пунктирный прямоугольник) Песок. (горизонтальные линии в прямоугольнике) Озера. (вертикальные линии в прямоугольнике) Байиры.

Теперь мы можем вернуться к более детальному изучению крупнейшего из этих образований — великого Кевира в Персии. Это грязевое озеро с сухой поверхностью имеет размеры 500 км (310 миль) в длину и 200 км (124 мили) в ширину по своим наибольшим измерениям. Хедин оценивает его площадь в 55 000 кв. км (21 142 кв. мили), что равно площади великого озера Мичиган на границе между Соединенными Штатами и Канадой. Из-за постоянного роста доли соли вследствие притока Кевиров и поверхностного испарения вблизи поверхности озера образуется соляная корка различной толщины. Хедин приказал проделать отверстие железным прутом. Сначала он встретил 10-сантиметровый (3,9 дюйма) слой глинистой пасты, а затем соляную корку толщиной около 7 см (2,8 дюйма), покоящуюся на полусухом слое глины глубиной 15 см (5,9 дюйма). Дальше внизу следовали более мягкие слои глины, становящиеся тем более водянистыми, чем глубже он проникал. Неосторожно направленный железный прут исчез бы в трясине. Другой исследователь, Бузе, изучил кусок корки, которая в сухом виде довольно твердая и имеет желтовато-серый цвет. Одна половина состояла из песка (вероятно, кварцевого), одна шестая — из известняка, 6,1 процента — оксида железа (вызывающего желтый цвет), 5,3 процента — поваренной соли, 2,5 процента — сульфата натрия и 2,1 процента — глины. Дождь превращает этот поверхностный слой в пластичную массу, которая настойчиво прилипает к одежде путешественника или к телам верблюдов, если они поскользнутся и упадут в грязь. Ни малейшего следа растительности или какой-либо жизни не существует. На берегу грязевого озера можно найти небольшие плоские возвышения и углубления; в остальном поверхность так же ровна, как у обычного озера.