Радиоизлучение водорода

Голландский астроном Ян Хендрик Оорт (род. в 1900 г.), в основном специализировавшийся в области звездной статистики, исследовании строения Млечного Пути и динамики звезд, узнав после второй мировой войны о работах Ребера, загорелся интересной идеей. Он предположил, что исследование космического радиоизлучения, по-видимому, оказалось бы более эффективным, если бы в его широком спектре удалось уверенно опознать хотя бы одну какую-то линию, подобно тому как со времен Фраунгофера это делалось в спектрах видимого света. Это - по аналогии с оптической астрономией, - вероятно, позволило бы судить о физической и химической природе источников радиоизлучения.

Распределение звезд спектрального класса В в окрестностях Солнца. Отчетливо видна спиральная структура

Вблизи станицы Зеленчукская на Северном Кавказе (СССР) недалеко от 6-метрового зеркального телескопа сооружен самый большой в мире радиотелескоп РАТАН-600, который принимает космическое радиоизлучение в диапазоне 8-300 мм. Диаметр радиотелескопа составляет 600 м; по его окружности (протяженностью около 2 км) расположились 895 прямоугольных алюминиевых зеркал, которые могут вращаться вокруг вертикальной и горизонтальной осей и передвигаться вперед и назад

По длине волны, соответствующей такой линии, мы могли бы узнать, какие атомы создают данное излучение. Интенсивность же излучения дала бы информацию о количестве излучающих атомов, а по расширению и смещению линий, вероятно, можно было бы судить о движении излучающего или поглощающего вещества. Эта заманчивая идея не давала Оорту покоя; ее реализация сулила получение из космоса богатейшей информации. Оорт предложил своему ученику и коллеге голландскому физику ван де Хюлсту (род. в 1918 г.) попытаться на основе теории атома предсказать, какую линию в радиоспектре легче всего идентифицировать. Хюлст - одновременно с советским астрофизиком И. С. Шкловским (род. в 1916 г.)-пришел к выводу, что водород, наиболее распространенный элемент в межзвездном пространстве, должен излучать на волне 21 см. В 1951 г. трем группам исследователей, работавшим в США, Голландии и Австралии, независимо друг от друга действительно удалось обнаружить линию излучения нейтрального водорода. Это было одно из самых замечательных открытий в астрономии нашего столетия. Поскольку излучение на волне 21 см много меньше, чем коротковолновое оптическое излучение, поглощается космической пылью, радиоастрономия позволяет заглянуть значительно дальше в глубь Вселенной.

Специалисты связывали с этим большие надежды. Как показали исследования, спиральные рукава галактик преимущественно состоят из звезд О- и В-классов и ионизированного водорода. Таким образом, радиоастрономия давала возможность произвести всеобъемлющий спектральный анализ нашей собственной звездной системы. Для этого было необходимо исследовать радиоизлучение на волне 21 см во всей наблюдаемой ее части. Однако подобный способ лишь тогда откроет нам что-то в структуре звездной системы, когда мы сможем определить расстояние до тех областей, где зарегистрирован водород. К сожалению, тогда ученые не располагали методами, которые позволяли бы это сделать.