Зоря, що змінила Всесвіт: 100 років від дня історичного відкриття Габбла

У ніч з 5 на 6 жовтня 1923 року астроном Едвін Габбл зробив знімок туманності Андромеда, який отримав ідентифікаційний номер H335H. Ця фотопластинка стала однією з найважливіших астрофотографій в історії науки. Завдяки їй Габбл зумів довести, що наш Всесвіт простягається за межі Чумацького Шляху.

Велика суперечка

На початку XX століття загальноприйнятим було уявлення про те, що наш Всесвіт фактично обмежується межами нашої галактики, а всі т. зв. спіральні туманності є її частиною. Виходячи з цього припущення, астроном Гарлоу Шеплі оцінив діаметр усього Всесвіту приблизно в 300 тисяч світлових років.

Зроблений на початку 20 століття знімок Андромеди. Для нас очевидно, що це галактика, але в ті часи більшість астрономів вважала такі об’єкти туманностями.

Проте з часом в астрономічних колах з’явилася й інша, радикальніша гіпотеза т. зв. «острівного Всесвіту». Згідно з нею, спіральні туманності насправді були такими самими скупченнями зір, як і наш Чумацький Шлях, але перебували на величезній відстані від нього. Найвідомішим прихильником цієї версії був астроном Гебер Кертіс. Цікаво, що хоча Кертіс зрештою виявився правий щодо великої картини, він водночас помилково вважав, що розмір Чумацького Шляху становить лише 30 тисяч світлових років, а Сонце розташоване в його центрі.

Гарлоу Шеплі (ліворуч) і Гебер Кертіс (праворуч)

На початку 1920-х Шеплі та Кертіс провели серію дебатів із цього приводу, що увійшли в історію науки під назвою Велика суперечка з приводу устрою Всесвіту. Вони не виявили явного переможця. Щоб відповісти на питання про те, чи є спіральні туманності частиною Чумацького Шляху, чи є окремими галактиками, астрономам потрібно було визначити відстань до них. Але через нестачу спостережних даних і використання деяких помилкових передумов, Гебер і Кертіс отримали дуже різні дані, жодна з яких не могла бути визнана вирішальною.

Історичне відкриття Едвіна Габбла

Крапку в суперечках про те, чи простягається Всесвіт далі Чумацького Шляху, поставив Едвін Габбл. З 1919 року він працював в обсерваторії Маунт-Вілсон, де на той момент розташовувався найбільший оптичний інструмент у світі — 2,5-метровий телескоп Хукера. Габбл вивчав спіральні туманності й, зокрема, туманність Андромеди. Астроном шукав нові, сподіваючись використати їх для визначення відстані. Вони спалахують у подвійних системах, де є білий карлик, який поглинає речовину свого компаньйона, що час від часу призводить до виділення великої кількості енергії.

Едвін Габбл за 2,5-метровим телескопом Хукера. Джерело: Edwin Hubble Papers/Courtesy of Huntington Library, San Marino, Calif.

У ніч з 5 на 6 жовтня Габбл укотре зазнімкував туманність Андромеди. Порівнявши отриману фотопластинку з попереднім знімком, він виявив три потенційні нові. Однак незабаром Габбл помітив, що одна з них виникла в тому ж самому місці, де раніше він уже спостерігав спалах. До 1923 року астрономи вже знали, що білим карликам потрібні століття або навіть тисячоліття для того, щоб накопичити достатньо матеріалу і знову вибухнути. Тому Габбл зрозумів, що знайшов не нову, а цефеїду. Астроном дав їй позначення V1.

Сучасники часто описували Габбла, як стриману й неговірку людину. Але та сама історична фотопластинка H335H демонструє, як сильно це відкриття схвилювало астронома. Він використовував рідкісний для себе знак оклику, щоб відзначити знайдену ним цефеїду, назавжди запам’ятавши цей найважливіший момент в історії астрономії.

Історична фотопластинка H335H з першою цефеїдою, знайденою в галактиці Андромеда. Джерело: Edwin Hubble | Source Carnegie Observatories

Річ у тім, що цефеїди являють собою пульсуючі змінні зорі, які характеризуються чіткою залежністю між їхньою світністю у видимій ділянці спектра та періодом пульсації. Ця обставина дозволяє використовувати їх як досить надійні стандартні свічки для визначення відстані до далеких об’єктів.

І Габбл вчинив саме так. Він використав V1, для визначення відстані до Андромеди. Його оцінка становила 1 млн світлових років (сучасні вимірювання дають 2,5 млн років), що набагато перевершувало розміри Всесвіту згідно з оцінкою Шеплі. Згодом Габблу вдалося знайти цефеїди й в інших спіральних туманностях, довівши, що вони теж перебувають на великій відстані від Чумацького Шляху.

Фотопластинка зі спостереженнями Едвіна Габбла (ліворуч) і серія спостережень за тією самою цефеїдою, виконаних телескопом Hubble (праворуч). Джерело: Carnegie Observatories/ NASA/ ESA/the Hubble Heritage Team

9 лютого 1924 року Габбл надіслав листа Шеплі, в якому розповів про своє відкриття. До цього Шеплі часто критикував Габбла за його методи, вважаючи їх ненауковими. Але перевіривши викладки опонента, Шеплі сказав своєму колезі: «Ось лист, який зруйнував мій всесвіт». Надалі Шеплі підтримав Хаблла написати доповідь про своє відкриття для засідання Американського астрономічного товариства. Її зачитали 1 січня 1925 року, назавжди змінивши історію науки та уявлення астрономів про будову Всесвіту.

Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine