Изменение яркости небесных светил, их переменность, обуслов­лено иногда и физическими причинами. Такие звезды действительно светят с разной яркостью. Они пульсируют, то раздуваясь, то сжимаясь. Яркость их в связи с пульсацией становится то больше, то меньше. Этим звездам суждено было сыграть исключительную роль в определении расстояний в наблюдаемой нами части Вселенной.

Среди миллиардов звезд Галактики находятся звезды, способные взрываться. Вспышка звезды — величественное зрелище во Все­ленной. Одна взорвавшаяся звезда способна светить с такой же силой, как все остальные 100 млрд. звезд в Галактике, вместе взятые. Часто до взрыва такая звездочка бывает настолько слаба, что астрономам она не известна. Потом она неожиданно разгорается и становится видной даже днем при свете Солнца. Называют эти звезды Новыми и Сверхновыми. Новые звезды вспыхивают часто: мы наблюдаем их один-два раза в год, а всего в Галактике вспыхивает, по-видимому, до сотни Новых звезд в год. Яркость их может возрастать в течение нескольких дней в 25 тыс. раз по сравнению с яркостью в нормаль­ном состоянии.

Причины взрыва Новых звезд видят в том, что все они — очень тесные двойные пары. Присутствие слишком близкой соседки «мешает» главной звезде, вызывает ее неустойчивость. Поэтому и может произойти вспышка. Раздувшаяся Новая звезда достигает максимума блеска и скидывает газовую оболочку, которая рассеива­ется в пространстве. После этого звезда возвращается к нормально­му состоянию. Иногда такие вспышки повторяются регулярно.

Иное дело Сверхновые звезды. Те вспыхивают редко: в среднем один раз в 100 лет. А наблюдаются они и того реже: один раз лет за 500. Но именно они достигают в максимуме яркости, в десятки миллионов раз превосходящей яркость обычных звезд.

Старинные китайские летописи сохранили для потомков весть о «звезде-гостье», вспыхнувшей летом 1054 г. в созвездии Тельца. Сначала звезда была исключительно яркой и ее видели днем. Потом блеск ее стал спадать, и через два года она совсем исчезла.

В XVIII в. французский «ловец комет» Мессье, чтобы легче было отыскивать кометы, составил подробный список видимых в те­лескоп «туманных пятен». Под номером один в список попал объект необычный формы, напоминающий растопырившего ноги краба. Впоследствии этот объект так и назвали Крабовидной туманностью. Она находится в созвездии Тельца.

Тщательные повторные измерения показали, что Крабовидная туманность расширяется. А по расчетам, 900 лет назад она должна была выглядеть точкой. После сопоставления всех данных выясни­лось: Крабовидная туманность — оболочка Сверхновой, скинутая ею в результате взрыва. Она находится в том самом месте, где 900 лет назад отметили появление Сверхновой старинные летописи.

Две вспышки Сверхновых в Галактике последовали одна за другой в 1572 и 1604 гг. Первую из них наблюдал известный датский астроном Тихо Браге, вторую — австрийский ученый Иоганн Кеплер.

Но не может ли в одну прекрасную минуту взорваться Солнце? Не может ли вдруг его яркость резко увеличиться или, наоборот, вне­запно уменьшиться? Астрономы убеждены, что с Солнцем такого произойти не может. Подобно своим ближайшим соседям по Галактике, оно действительно относится к самым обыкновенным, самым заурядным звездам.

Плотность вещества в центре Солнца достигает 150г/см3 Температура верхней оболочки Солнца, по сравнению с 15.000.000 К внутри, очень скромна — всего около 6.000 К. Температура верхних слоев самых горячих звезд доходит до 50.000 К и более.

Солнце нельзя отнести ни к чересчур «молодым», ни к чересчур «старым» звездам. У него «средний возраст» — около 5 млрд. лет. Наше «степенное» Солнце не способно ни пульсировать, ни взрываться. Ему уготована судьба подавляющего большинства обычных звезд.

Чтобы изучить все стадии роста деревьев в лесу, нет надобности наблюдать за ними долгие годы. Достаточно отправиться в лес; там наверняка будут представлены деревья и разных пород, и все­возможных возрастов — от молодой поросли до замшелых велика­нов.

Астрономам не под силу проследить за развитием какой-либо одной звезды: для этого требуются, по крайней мере, миллионы лет. Но, «коллекционируя» звезды, сопоставляя между собой их индивидуальные особенности, так же как и для деревьев в лесу, можно попытаться понять этапы их жизненного пути от рождения до старости.

Воссоздавая картину жизни звезд, астроном испытывает многочисленные возможные модели — теоретически определяет характерные особенности поведения звезд при различных допусти­мых предположениях об их внутреннем строении, массе, возрасте, окружающей космической среде. Однако теоретическая картина жизни звезд, какой бы заманчивой она ни была, не будете представлять ценности, если в ней, хотя бы в скрытой форме, нарушаются установленные законы природы. В своих моделях астроном обязан постоянно опираться на всю совокупность наблюдаемых фактов и известных физических законов. Только в этом случае модель, наиболее полно объясняющая наблюдаемые явления, приобретает права научной гипотезы. После подтверждения дальнейшими теоретическими исследованиями и но­выми наблюдениями детально разработанная гипотеза становится научной теорией.

Но даже и научную теорию не следует считать последним и со­вершенно исчерпывающим словом науки. Мы знаем много случаев, когда для объяснения одного и того же явления в науке одновременно разрабатывалось несколько различных взаимоисключающих теорий. Одним из таких случаев как раз и является проблема происхождения и развития звезд.

Хотя астрономы накопили богатый фактический материал о химическом составе и физических характеристиках звезд, проблема жизни звезд, их эволюции остается одной из самых спорных в современной астрономии.

Изучение судеб звезд встало в ряд наиболее актуальных астрономических проблем в двадцатые годы нашего столетия, после того как астрономы научились надежно определять температуру поверхности звезд и межзвездные расстояния.

Видимые на небе звезды заметно различаются по своему блеску. Во многих случаях это объясняется тем очевидным обстоятельством, что они удалены на различные расстояния: более близкие звезды выглядят для нас более яркими. Зная истинные расстояния до звезд, астрономы научились путем вычислений теоретически как бы «отодвигать» или, наоборот, «придвигать» все исследуемые звезды на одинаковое стандартное расстояние от Солнца в 32,6 световых года. Тем самым открылся путь для сравнения яркости различных звезд и определения их истинной яркости, т.е. того количества лучистой энергии, которое они излучают в окружающее пространство.

Независимо друг от друга датчанин Эйнар Герцшпрунг и американец Генри Рессел обратили внимание на то, что два характерных признака — истинная яркость и температура поверхно­сти — дают возможность разделить все множество звезд на очень небольшое число четко разграниченных групп. Этот результат наглядно виден на диаграмме, справедливо носящей название диаграммы Герцшпрунга—Рессела.

При построении диаграммы используются все звезды, для которых известны температура поверхности и истинная яркость. Шкалой температур служит ось абсцисс. По оси ординат откладыва­ют истинную яркость звезд — чем большее количество энергии излучает звезда, тем выше должно быть ее положение на оси ординат. Каждой звезде с известными характеристиками на диаграмме Герцшпрунга—Рессела соответствует одна точка; положение этой точки определяется данными о температуре и истинной яркости звезды.

Вам должно сразу броситься в глаза, что точки на диаграмме Герцшпрунга — Рессела не разбросаны хаотично. Подавляющее большинство их ложится на так называемую главную последовательность— полосу диаграммы, протянувшу­юся с плавным изгибом из левого верхнего угла в правый нижний. Звезды, которые попадают в эту полосу диаграммы Герцшпрунга—Рессела, астрономы называют звездами главной последовательности.

Небольшая часть точек попадает в область левее и ниже главной последовательности. Они относятся к звездам с очень высокой температурой поверхности и ненормально малой истинной яркостью. Эти звезды составляют группу белых карликов. )