· Открытие межзвездного вещества
Межзвездное вещество было открыто сразу же после изобретения телескопа. В течение трех столетий туманности, особенно спиральные считались сравнительно близкими образованиями, связанными с формированием звезд и планет. Гершель, например, был абсолютно уверен, что он не только нашел множество облаков дозвездного вещества, но также собственными глазами видит, как это вещество под действием тяготения постепенно изменяет свою форму и конденсируется в звезды.
Как позже выяснилось, некоторые туманности действительно связаны с рождением звезд. Но в большинстве случаев, светлые туманные пятна оказались не газовыми облаками, а очень далекими звездными системами.
В середине ХIХ века физики могли применить к звездам газовые законы и закон сохранения энергии. С одной стороны, они поняли, что звезды не могут светить вечно. Источник их энергии еще не был найден, но каким бы он ни казался, все равно век звезды отмерен и на смену старым должны рождаться новые звезды.
С другой стороны, те яркие горячие облака межзвездного газа, который смогли обнаружить астрономы в свои телескопы, явно не устраивали физиков, как предполагаемое вещество будущих звезд. Ведь горячий газ стремится расшириться под действием внутреннего давления. И физики не были уверены, что гравитация сможет победить давление газа.
В 1902 году молодой английский физик Джеймс Джинс впервые исследовал уравнения движения газа с учетом гравитации и нашел, что они имеют два решения. Если масса газа мала и его тяготение слабо, а нагрет он достаточно сильно, то в нем распространяются волны сжатия и разряжения — обычные звуковые колебания. Если облако газа массивное и холодное, то тяготения побеждает газовое давление. Тогда облако начинает сжиматься как целое, превращаясь в плотный газовый шар — звезду. Критические значения массы и размера облака, при которых оно теряет устойчивость и начинает неудержимо сжиматься — коллапсировать, с тех пор называют джинсовскими. Однако во времена Джинса и даже гораздо позже астрономы не могли указать тот газ, из которого формируются звезды. Пока они искали дозвездное вещество, физики, наконец, поняли, почему звезды светят. Исследования атомного ядра и открытие термоядерных реакций позволили объяснить причину длительного свечения звезд.