Проклятые вопросы

Наиболее сенсационным открытием в этой области было обнаружение ряда переменных звёзд, обладающих мазерным излучением в миллиметровом диапазоне. Это излучение было первоначально отождествлено с молекулой моноокиси кремния, одной из наименее распространённых в космосе. Мнения учёных разделились. Одни соглашались с тем, что это звёздный мазер, но утверждали, что молекулы моноокиси кремния ни при чём. Другие считали, что излучение обусловлено моноокисью кремния, но не является мазерным. Потребовалось проведение тщательных наблюдений, расчётов и сопоставлений, чтобы доказать правильность первоначального предположения: это звёздный мазер, в котором излучают молекулы моноокиси кремния, находящейся при температуре свыше 1000 К.

Открытие звёздных мазеров дало астрофизикам новый источник информации. Линии излучения гидроксильных звёздных мазеров почти всегда разделяются на две группы, частоты которых слегка сдвинуты между собой. Одна группа — в сторону более высоких, а другая — в сторону более низких частот, совсем как это бывает со звуком гудка приближающегося и удаляющегося паровоза. Это несомненно эффект Допплера, а сдвиг мазерных линий обусловлен тем, что при расширении светящейся оболочки звезды её часть, обращённая к наблюдателю, приближается к нам, а часть, расположенная позади звезды, удаляется от наблюдателя. Величина сдвига излучаемых частот изменяется с тем же периодом, что и яркость видимого свечения звезды. Расчёты показывают, что для короткопериодических гигантов типа Мирры Кита скорости расширения атмосфер, содержащих гидроксильные мазеры, достигают 10 км/с, а для сверхгигантов даже 40 км/с.

Предположение о том, что допплеровский сдвиг вызван вращением звёзд, отпадает потому, что скорость вращения таких гигантов не может изменяться со столь малыми периодами, как сотни дней.

Звёздные мазеры позволили уточнить наши знания о красных гигантах. Диаметр самой звезды в несколько сот раз превышает диаметр Солнца, а окружающая газопылевая атмосфера в 15 раз превышает размеры Солнечной системы. Давление излучения, исходящего от звезды, ускоряет газ и пыль. Процесс идёт сначала медленно, затем быстрее, а во внешних областях опять медленно. Давление излучения, а следовательно, и скорости молекул и пылинок периодически изменяются вместе с яркостью свечения звезды. При этом в атмосфере пробегают расширяющиеся ударные волны. Таким образом, в красных гигантах происходят бурные процессы, по интенсивности уступающие только процессам в новых и сверхновых звёздах.