Долгопериодические переменные звезды

  В то время как астрофизики обрабатывают информацию, полученную от цефеид и переменных звезд типа RR Лиры, астрономы‑любители наслаждаются наблюдением долгопериодических переменных звезд, так называемых переменных звезд типа Мира Кита. Мира – это другое название звезды Омикрон Кита (ο Кита), первой известной звезды данного типа.

  Переменные звезды типа Миры Кита пульсируют, как цефеиды, но у них намного большие периоды изменения блеска, в среднем 10 месяцев и больше, и, кроме того, у них больше амплитуда изменения блеска. Когда блеск Миры Кита достигает максимального значения, ее можно увидеть невооруженным глазом, а когда блеск минимален, необходим телескоп. Изменение блеска долгопериодических звезд также происходит гораздо нерегулярнее, чем у цефеид. Максимальная звездная величина, которой достигает некоторая звезда, может очень сильно меняться от одного периода к другому. Наблюдения таких звезд, проводить которые совсем нетрудно, позволяют ученым получить важную научную информацию. И вы тоже можете внести свой вклад в исследование переменных звезд (более подробно я расскажу об этом в последнем разделе данной главы).

    

              Вспыхивающие звезды

     

   Вспыхивающие звезды – это маленькие красные карлики, на которых происходят сильные взрывы, подобные вспышкам на Солнце, но только более мощные. Большинство вспышек на Солнце нельзя увидеть без помощи специальных цветных фильтров, поскольку свет от вспышки – это всего лишь крохотная доля общего света Солнца. Только очень редкие крупные вспышки "белого света" можно увидеть на Солнце без специального фильтра. (Но по‑прежнему необходимо использовать метод проекции или фильтр для безопасного наблюдения, о чем подробно говорилось в главе 10.) Но взрывы на вспыхивающих звездах настолько яркие, что при этом заметно изменяется звездная величина звезды в целом. Не для всех красных карликов характерны эти частые взрывы, но, например, Проксима Центавра, ближайшая к нашему Солнцу звезда, – вспыхивающая.

      

   

              Взрывные звезды: сверхновые и катастрофические переменные

     

Взрывы новых и сверхновых звезд настолько сильны, что я не хочу смешивать их со вспыхивающими звездами.

      

Новые звезды

  Новые звезды взрываются после постепенного накопления вещества на белом карлике, входящем в состав двойной звездной системы, как на сверхновых типа Iа, о которых уже говорилось в этой главе. Но только в данном случае белый карлик не разрушается. Во время взрыва он просто сбрасывает накопившуюся верхнюю оболочку, затем возвращается в первоначальное "спокойное" состояние и снова начинает получать вещество от своего "партнера" по двойной системе, накапливая его на поверхности. Мощная гравитация белого карлика сжимает и нагревает этот поверхностный слой и по прошествии столетий или тысячелетий снова сбрасывает его! По крайней мере теория именно такова. Увы, еще никому не удавалось прожить так долго, чтобы дважды увидеть взрыв обычной, или классической, новой звезды. Но существуют аналогичные двойные системы, взрывы в которых не такие мощные, как у классических новых звезд, но зато они повторяются достаточно часто, так что астрономы‑любители могут наблюдать за ними, объявить об открытии нового взрыва и вдохновить профессиональных астрономов на изучение данного явления. Эти объекты известны под разными названиями, такими как карликовая новая звезда (dwarf nova) и системы типа AM Геркулеса [36] (AM Herculis systems).

  Классические новые звезды, карликовые новые звезды и подобные им объекты имеют собирательное название катастрофические переменные звезды (cataclysmic variables).

  Существуют достаточно яркие новые звезды, которые можно увидеть невооруженным глазом примерно раз в 10 лет (± пару лет). Я изучал одну такую из созвездия Геркулеса во время работы над докторской диссертацией в 1963 году. Если бы она не взорвалась как раз в нужный момент, то, возможно, мне пришлось бы искать другую тему диссертации. А совсем недавно, в 1999 году, астрономы обнаружили яркую новую звезду в созвездии Парусов.

      

Сверхновые звезды

  Сверхновые звезды, взрываясь, выбрасывают в космическое пространство большую часть своей массы. Из этого вещества формируется туманность, называемая остатками сверхновой (supernova remnants), и эти остатки на огромной скорости разлетаются во всех направлениях (рис. 11.5). Туманность сначала состоит из вещества взорвавшейся звезды, но никак не из вещества того, что после нее осталось, т. е. центрального объекта, будь то нейтронная звезда или черная дыра. Но по мере перемещения в космическом пространстве эта туманность подбирает по пути межзвездный газ, точно так же как лопасть снегоочистителя собирает снег. Так что через несколько тысяч лет остатки сверхновой состоят из собранного по пути газа в большей степени, чем из осколков взорвавшейся звезды.

 

     

  Рис. 11.5. Часть Петли Лебедя, остатка сверхновой

   Фотография любезно предоставлена NASA

       

    

  Сверхновые звезды невероятно яркие, но это довольно редкое явление. По оценкам астрономов, в галактике Млечный Путь сверхновая появляется каждые 25‑100 лет, но мы не были свидетелями вспышки сверхновой в своей родной галактике со времени Звезды Кеплера в 1604 году, еще до изобретения телескопа. Вероятно, были и другие случаи, но вспышки скрывали пылевые облака галактики. Огромная южная звезда η Киля выглядит так, как будто она вот‑вот станет сверхновой галактики Млечный Путь. Но имейте в виду, что "вот‑вот" на языке астрономов означает, она может взорваться в любой момент – в пределах следующего миллиона лет.

    

              Затменно‑двойные звезды

     

 Затменно‑двойные звезды – это двойные системы, блеск которых не меняется (если только одна из двух звезд не окажется пульсирующей, вспыхивающей или переменной звездой другого типа), но которые наблюдателю на Земле кажутся переменными звездами. Причина в том, что орбитальная плоскость этой системы – т. е. плоскость, в которой лежат орбиты обеих звезд двойной системы, – ориентирована таким образом, что в ней лежит также линия прямой видимости двойной системы с Земли.

 

Если орбитальные периоды обеих звезд двойной системы равны 4 дням, то каждые 4 дня более массивная звезда этой системы, обычно называемая "А", проходит прямо перед другой звездой, с точки зрения наблюдателя с Земли. Это преграждает путь к нам всему свету или большей его части, идущему от звезды "В" (в зависимости от того, звезда "В" больше или меньше звезды "А"; иногда менее массивная звезда больше своего более тяжелого партнера), поэтому двойная звезда выглядит более тусклой. Такое явление называется звездным затмением. А спустя 2 дня после этого затмения звезда "В" пройдет перед звездой "А", и снова произойдет затмение.

      

В разделе "Двойные и кратные звезды" я упоминал о том, как с помощью орбитальных скоростей оценить массы звезд. Оказывается, таким способом можно также узнать диаметры звезд. Анализируя спектр, ученые определяют, насколько быстро звезды движутся по орбите, с помощью эффекта Допплера. Можно измерить также продолжительность затмений в затменно‑двойных системах. Затмение звезды "В" начинается, когда ведущий край звезды "А" начнет проходить перед ней. А закончится оно, когда ведомый край звезды "А" закончит прохождение перед звездой "В". Поэтому, умножив орбитальную скорость на продолжительность затмения, получим размеры звезды "А". Замечу, что во всех этих методах детали несколько сложны, но основные принципы можно понять без труда.

  Самая знаменитая затменно‑двойная звезда – это Бета Персея (β Персея), известная также как Алголь, или Звезда Демона (Глаз Дьявола).

  Если вы живете в Северном полушарии, то, наблюдая затмения Алголя, получите массу удовольствия. Это яркая звезда, расположенная в небе так, что ее очень удобно наблюдать осенью в небе Северного полушария. Ее затмения можно увидеть без телескопа и даже без бинокля. Каждые 2 дня и 21 час блеск Алголя примерно на 2 часа снижается на значение чуть больше одной звездной величины – больше, чем в 2,5 раза. Но нужно знать, когда наблюдать это затмение. Нельзя же торчать на улице почти три дня. Поэтому постарайтесь найти информацию об этом в астрономических журналах или на Web‑сайтах.

  Минимум (minima) – это время, когда переменные звезды достигают наименьшего блеска в текущем цикле, а максимум (maxima) – время, когда блеск достигает наибольшего значения.

    

              Микролинзирование

     

Иногда звезда, которая находится далеко от Земли, проходит точно перед другой звездой, которая находится еще дальше. Эти две звезды совершенно не связаны, и могут быть на расстоянии тысяч световых лет одна от другой. Но гравитация звезды, проходящей впереди, искривляет лучи света, идущие от звезды сзади, так что эта далекая звезда в течение нескольких дней или недель кажется нам, на Земле, гораздо более яркой. Этот эффект следует из общей теории относительности Эйнштейна и действительно подтверждается практикой, так как регулярно наблюдается. Он называется гравитационным линзированием (gravitational lensing). Когда "линза" или тело, гравитация которого искривляет световые лучи, – это просто звезда, данный эффект называют микролинзированием (microlensing). А когда лучи искривляет гравитация целой галактики или еще более масштабного объекта, то слово линзирование (lensing) употребляют без приставки "микро".

      

Вы, наверное, думаете: очень маловероятно, чтобы две никак не связанные между собой звезды идеально выравнивались на одной линии с Землей, и вы правы! Поздравляю вас, прекрасная мысль. Чтобы регулярно обнаруживать такое редкое явление, астрономы используют цифровые фотоаппараты для телескопов, которые могут снимать от сотен тысяч до миллионов звезд одновременно. Когда под наблюдением находится так много звезд, какая‑нибудь звезда на переднем плане время от времени проходит перед одной из них, хотя мы даже не знаем, перед какой.

  Все дело в том, чтобы направить телескоп в район неба, где в поле зрения одновременно находится огромное количество звезд. К таким районам относятся Большое Магелланово Облако (ближайшая галактика к Млечному Пути) и центральная выпуклость самого Млечного Пути, где находится целое море звезд.

    

   

           Наши звездные coceди

    

Я уже упоминал о Проксиме Центавра, ближайшей к нашему Солнцу звезде. Это третья, или самая внешняя, звезда тройной звездной системы Альфа Центавра.

Альфа Центавра – яркая звезда южного созвездия Центавра (рис. 11.6). Это звезда типа G, карлик главной последовательности; ее цвет почти такой же, как у Солнца, но она немного ярче.

Оранжевый партнер Альфы Центавра – карлик под названием Альфа Центавра В, который чуть меньше и холоднее.

Маленький красный карлик и одновременно вспыхивающая звезда – это Альфа Центавра С, которая называется Проксима.

     

    

Рис. 11.6. Альфа Центавра светит в далеком южном небе

      

   

Система Альфа Центавра находится на расстоянии примерно 4,4 световых года от Земли, а ближайшая к нам Проксима – на расстоянии примерно 4,2 световых года.

Сириус – самая яркая звезда в ночном небе. Его официальное название – Альфа Большого Пса (рис. 11.7), т. е. он находится в созвездии Большого Пса. Сириус, который расположен чуть южнее небесного экватора, легко увидеть из большинства населенных пунктов Земли, хотя он находится на расстоянии 8,5 световых года. Это белая звезда типа А главной последовательности. Сириус настолько ярок, что люди часто спрашивают друг друга: "Что это за большая звезда?"

    

    

Рис. 11.7. Сириус – хозяин положения в созвездии Большого Пса

      

   

Как у большинства звезд, если не считать Солнца, у Сириуса есть партнер, белый карлик Сириус В. Сириус называют еще Собачьей звездой, и когда был обнаружен его маленький партнер Сириус В, то его совершенно естественно назвали "Щенком".

Существует легенда и некоторые письменные источники (их можно трактовать по‑разному), в которых говорится о том, что несколько тысяч лет назад Сириус выглядел красной звездой. Но несмотря на приложенные усилия, астрофизикам не удалось объяснить этот цвет с точки зрения известных физических процессов, поэтому обычно мы говорим, что этого не было.

     

Вега – это Альфа Лиры, т. е. самая яркая звезда в созвездии Лиры. В умеренных северных широтах летними ночами она видна высоко в небе. Это звезда, которую каждый уважающий себя астроном‑любитель знает как свои пять пальцев. Находящаяся на расстоянии примерно 26 световых лет от Земли, эта сверкающая белая звезда считается одной из самых ярких звезд на небе.

Бетельгейзе находится не совсем в окрестностях Солнца, поскольку до нее почти 500 световых лет. Но, тем не менее, всем знакомо ее название, и наблюдающие ее наслаждаются ее насыщенным красным цветом. Это красный сверхгигант, который примерно в 50 тысяч раз ярче Солнца. Хотя Бетельгейзе – это, формально, Альфа Ориона, самой яркой звездой созвездия Ориона считается Ригель (Бета Ориона).

   

           Как помогать ученым наблюдать звезды

    

Под пристальным наблюдением астрономов находятся тысячи звезд – те, блеск которых меняется, или те, которые демонстрируют какие‑то другие особые свойства. Профессиональные астрономы не в состоянии следить за всеми ними, вот тут‑то вы им и пригодитесь. Вы можете следить за некоторыми звездами невооруженным глазом, с помощью бинокля или телескопа.

Для этого вы должны уметь распознавать звезды и оценивать их блеск. Блеск многих звезд меняется так сильно – в два, десять или в сотни раз, – что даже оценки невооруженным глазом оказываются достаточно точными, чтобы таким способом следить за этими звездами. Самое главное – использовать сравнительную диаграмму (comparison chart), т. е. карту звездного неба, на которой отмечено положение переменной звезды, а также положения и звездные величины звезд сравнения (comparison stars). В качестве последних необходимо выбирать звезды, блеск которых известен и не меняется.

На Web‑сайте Американской Ассоциации наблюдателей переменных звезд (American Association of Variable Star Observers – AAVSO) предлагается множество информации и советов о том, как наблюдать переменные звезды. Этот сайт находится по адресу www.aavso.org. Здесь предлагают помощь новичкам, а также сравнительные диаграммы для различных переменных звезд. Эти диаграммы можно загрузить с Web‑сайта AAVSO бесплатно.

AAVSO руководит также поиском новых и сверхновых звезд. Когда вы приобретете некоторые знания и опыт наблюдения небесных объектов, то тоже сможете присоединиться к этим программам.

Поиск новых (Nova Search). Для участия в этой программе требуется только терпение, внимательность и бинокль. Когда вы присоединитесь к программе, вам выделят небольшой участок неба. И затем ясными ночами, так часто, как сможете, вы будете проверять вверенный вам участок. Медленно просматривайте его в бинокль, сверяясь с рисунком звезд на вашей звездной диаграмме. Если вы обнаружите "новую", которой нет на вашей диаграмме, сообщите о своем открытии как можно быстрее, желательно по электронной почте. Возможно, вы действительно открыли новую, т. е. взрыв в двойной звездной системе определенного типа. Но все‑таки стоит подождать несколько часов, чтобы проверить, не движется ли эта "новая". Если она слегка перемещается относительно других звезд в поле зрения, то это вовсе не звезда. Возможно, это астероид или неяркая комета. Могут быть и ошибки другого рода. В начале 1950‑х годов мы с моим другом Чарли отправили телеграмму в AAVSO, сообщая об открытии новой, поскольку она не перемещалась и ее не было на диаграмме. Но увы, фортуна отвернулась от нас: это оказалась звезда, которую случайно не отметили на диаграмме.

Поиск сверхновых (Supernova Search). Эта программа – для опытных астрономов‑любителей. Возможно, через несколько лет практики вы будете готовы принять в ней участие. Для таких наблюдений необходим хороший телескоп. И желательно иметь цифровой фотоаппарат, чтобы фотографировать через телескоп. Вместо того чтобы следить за взрывами новых на участке неба в нашей собственной галактике Млечный Путь, вы будете по одной исследовать далекие галактики в поисках яркого пятна, которое может внезапно появиться там, где в прошлый раз ничего такого не было. Яркое пятно – это и есть сверхновая. Сверхновую легко увидеть, хотя она находится в далекой галактике, поскольку она гораздо ярче новой.

   

  

        Глава 12

Млечный Путь и другие галактики

   

В этой главе…

Млечный Путь, его звездные скопления и туманности

Классификация галактик по форме и размеру

Группы и скопления галактик

Сверхскопления, Великие Стены и космические пустоты

     Наша Солнечная система – это крошечная часть галактики Млечный Путь, огромной системы из сотен миллиардов звезд, тысяч туманностей и сотен звездных скоплений. Млечный Путь, в свою очередь, это один из крупных элементов Местной Группы Галактик. За пределами Местной Группы находится Скопление Девы (Virgo Cluster), ближайшее крупное скопление галактик, расположенное на расстоянии 50 миллионов световых лет от Земли. Когда ученые заглядывают во Вселенную на такие большие расстояния, они видят сверхскопления, т. е. колоссальные системы, содержащие множество отдельных скоплений галактик. Сверхскопления сверхскоплений пока не обнаружены, но зато существуют Великие Стены, представляющие собой протяженные на невероятные расстояния сверхскопления. И, похоже, значительная часть Вселенной занята космическими пустотами (cosmic voids), в которых есть незначительное количество обнаружимых галактик.

В этой главе вы познакомитесь с галактикой Млечный Путь и ее самыми важными элементами, а затем мы будем продвигаться все дальше и дальше в космос, чтобы познакомиться с другими типами галактик и узнать, как они расположены в космосе.

   

           Млечный Путь – наш галактический дом

    

      Ясной летней или зимней ночью вы наверняка видели широкую полосу, протянувшуюся через все небо. Это и есть Млечный Путь.

  "Молочная река, текущая через Вселенную". Что ж, такая трактовка Млечного Пути была не лучше и не хуже других до 1610 года, когда Галилей разглядел его в телескоп. Он обнаружил, что Млечный Путь не имеет с молоком ничего общего; что он состоит из колоссального количества тусклых звезд, которые объединяются в одно огромное расплывчатое облако. Таким образом, телескоп позволил значительно продвинуться в деле изучения космоса в целом и Млечного Пути в частности.

  Как я объясняю в этой главе, галактики – это основные структурные элементы ("кирпичики") Вселенной, и Млечный Путь среди них – "кирпичик" очень приличного размера. Он содержит почти все, что можно увидеть невооруженным глазом, и очень много такого, что увидеть нельзя, – от Земли и Солнечной системы до звезд из окрестностей Солнца, видимых звезд созвездий и всех звезд, которые вместе создают в ночном небе картину молочной реки. Помимо этого, Млечный Путь содержит почти все туманности, которые можно увидеть без телескопа, и множество других, которые невооруженным глазом увидеть не получится.

  Млечный Путь – это большая галактика! Помимо отдельных звезд, он содержит сотни звездных скоплений, таких как Плеяды и Гиады в созвездии Тельца, а также множество других.

    

              Какая форма у Млечного Пути

     

Млечный Путь– это спиральная галактика. Она содержит состоящую из миллиардов звезд структуру в форме блина (галактический диск, galactic disk), у которой есть спиральные рукава (или ветви). По форме эти рукава можно сравнить со струями воды, вылетающими из вращающейся системы для поливки газонов. В них множество ярких, молодых, голубых и белых звезд и газовых облаков. Спиральные рукава галактического диска усеяны группами молодых горячих звезд (которые называются ассоциациями, associations); здесь много также светлых и темных туманностей. Между рукавами находятся межрукавные пространства (увы, не все астрономические термины удачны и легки для запоминания).

      

     

  Где и когда лучше наблюдать Млечный Путь

   В былые времена все видели и знали Млечный Путь, но теперь все изменилось. Сегодня многие люди не видят и не знают его, потому что живут в городах или пригородах, где яркие огни мешают хорошей видимости Млечного Пути.

   Чтобы увидеть Млечный Путь без "светового загрязнения" (уличным освещением и т. д.), нужно во время отпуска отправиться в горы или на море. Там небо будет намного темнее, чем в городе, и вы сможете в полной мере насладиться невыразимой красотой космоса! Полная Луна тоже мешает наблюдению Млечного Пути, поэтому постарайтесь так спланировать свой отпуск, чтобы это было время новолуния, когда лунного света мало или совсем нет. Млечный Путь лучше всего виден в небе летом и зимой и хуже всего – весной и осенью.

     

      

     

  А что за Млечным Путем?

    Три объекта за пределами Млечного Пути, которые легко увидеть невооруженным глазом, – это Большое и Малое Магеллановы Облака, две соседние галактики, которые можно увидеть в Южном полушарии, и галактика Андромеды (или туманность Андромеды). Некоторые люди, которым повезло с хорошим зрением (и многие другие, которые просто пытаются произвести впечатление на друзей), утверждают, что видят также галактику Треугольник. И галактика Андромеды, и галактика Треугольник находятся примерно в двух миллионах световых лет от Земли, но первая гораздо больше и ярче.

   Я считаю Большое Магелланово Облако единым объектом, но на самом деле оно содержит огромную яркую туманность Тарантул, которую тоже можно увидеть невооруженным глазом. В течение нескольких месяцев 1997 года в Большом Магеллановом Облаке была видна яркая сверхновая 1987А.

     

      

В центре нашей галактики находится место, которое называется (как вы уже догадались) галактическим центром (galactic center). А в самом центре (т. е. в центре этого центра) – галактическая выпуклость (или балдж) (galactic bulge). Это приблизительно сферическое образование, состоящее из миллионов, в основном, оранжевых и красных звезд. Вообще форму нашей галактики можно сравнить с двумя яичницами, сложенными желтками наружу; белок – это галактический диск, а образующие сферическую структуру желтки, – выпуклость в центре диска. Это форма летающей тарелки, которую можно примерно получить, если сложить два блюдца выпуклостями наружу. Надеюсь, я объяснил достаточно понятно и вы представили себе форму этого гигантского космического объекта. Тогда остается добавить, что в центре нашей галактики находится сверхмассивная черная дыра – Стрелец А* (Sagittarius А*). На рис. 12.1 показана структура Млечного Пути и его компоненты.

 

     

  Рис. 12.1. Млечный Путь – это спиральная галактика с рукавами, вращающимися вокруг галактического центра

       

    

 

Плоская воображаемая поверхность, или срединная плоскость, галактического диска называется галактической плоскостью (galactic plane). Если мысленно продолжить эту плоскость до пересечения с небесной сферой (с точки зрения наблюдателя на Земле), то получим окружность, которую называют галактическим экватором (galactic equator).

      

Иногда положение небесного объекта дается в галактических координатах, а не с помощью прямого восхождения и склонения (об этих координатах подробно говорилось в главе 1). Галактические координаты– это галактическая широта (Galactic Latitude), измеряемая в градусах в направлении на север или на юг от галактического экватора, и галактическая долгота (Galactic Longitude), измеряемая в градусах вдоль галактического экватора.

  Точка отсчета галактических долгот – направление на галактический центр, который проектируется на 27‑й градус Стрельца. В этой точке долгота равна нулю. (На самом деле нулевая отметка галактической долготы немного смещена от галактического центра. Дело в том, что в 1959 году считали, что галактический центр находится именно в этом месте. Но теперь мы знаем гораздо больше.) Отметки галактической долготы проходят вдоль галактического экватора от созвездия Стрельца до Орла, Лебедя и Кассиопеи; затем идут через созвездия Возничего, Большого Пса, Киля и Центавра, и так до долготы 360°, т. е. обратно к галактическому центру. Если вы посмотрите в бинокль на созвездия, которые я только что перечислил, то увидите больше звезд, звездных скоплений и туманностей, чем в любом другом месте неба.

  Как оказывается, созвездия, которые пересекает галактическая плоскость, – одни из самых прекрасных в небе.

    

              Где находится Млечный Путь

     

Если вы думаете, что Млечный Путь находится на некотором расстоянии от Солнца и Земли, то вы ошибаетесь. И Солнце, и Земля сами входят в Млечный Путь. Но галактический центр находится на расстоянии примерно 25 тысяч световых лет от Земли. Последние измерения с помощью радиотелескопа Very Long Baseline Array показали, что Солнечной системе требуется около 226 миллионов лет, чтобы совершить один оборот вокруг галактического центра. С помощью этой информации было устранено большое расхождение в цифрах: до сих пор ученые не знали точной продолжительности галактического года; по разным оценкам, она составляла 200 или 250 миллионов лет. А теперь астрономы могут правильно устанавливать календари. Окраины галактики поклонники научной фантастики называют галактическим ободом (galactic rim). Диск Млечного Пути – во многом и есть та "молочная полоса", которую мы видим в небе.

  Млечный Путь находится примерно в 169 тысячах световых лет от Большого Магелланова Облака, в 2 миллионах световых лет от Андромеды и примерно в 50 миллионах световых лет от ближайшего большого скопления галактик, Скопления Девы. Он также находится прямо посредине маленького скопления галактик (упоминаемые размеры, конечно, относительны) – Местной Группы. Обо всех этих объектах я расскажу в этой главе.

    

              Как и когда сформировался Млечный Путь

     

Млечный Путь, вероятно, почти так же стар, как Вселенная. Ему наверняка больше 12 миллиардов лет; по оценкам ученых, именно таков возраст некоторых самых старых из его звезд, причем, по другим оценкам, некоторые звезды еще старше. Увы, никто из тех, кого мы знаем, не был свидетелем его рождения. В то время даже Земли еще не существовало, поэтому оценки очень приблизительны.

 

Форма и размеры Млечного Пути обусловлены действующими во Вселенной законами гравитации. Давным‑давно под воздействием гравитации гигантское облако первичного газа собралось воедино и начало сжиматься. Когда небольшие сгустки внутри этого облака сжимались еще быстрее, чем все облако в целом, формировались звезды. Большое облако начинает вращаться очень медленно, но, по мере уменьшения, его вращение ускоряется, происходит уплощение его формы и получается нынешняя форма спирального диска. И вот вам Млечный Путь!

      

Если у вас есть другая теория на сей счет, попробуйте сами стать астрономом и, быть может, однажды вы напишете собственную книгу.

    

   

           Звездные скопления

    

      Звездные скопления (star clusters) – это просто группы звезд, расположенных внутри и вокруг галактики. Это не случайные группы, поскольку они вместе сформировались из общего облака и, в большинстве случаев, удерживаются вместе силами гравитации.

  Существует три основных типа звездных скоплений: открытые скопления, шаровые скопления и ОВ‑ассоциации.

 

Великолепные изображения звездных скоплений можно найти на Web‑сайте Англо‑австралийской обсерватории по адресу www.аао. gov.au. Можно также обратиться к книге David Malin, The Invisible Universe (Bulfinch Press, 1999), в которой собрана коллекция прекрасных фотографий из этой обсерватории.

    

              Открытые скопления

     

Открытые скопления (open clusters) содержат от десятков до тысяч звезд, не имеют определенной формы и расположены на диске галактики Млечный Путь. Ширина типичного звездного скопления – 30 световых лет. В отличие от шаровых скоплений, у них нет высокой концентрации звезд по направлению к центру (если такая концентрация есть вообще) и обычно они намного моложе. Это прекрасные объекты для наблюдения в малые телескопы и бинокли, и некоторые из них можно увидеть невооруженным глазом.

 

Рассмотрим самые знаменитые и легко видимые открытые скопления в Северном полушарии.

 

Плеяды, расположенные в северо‑западной части созвездия Тельца.

  Если на Плеяды, известные также как Семь Сестер, смотреть невооруженным глазом, то они похожи на крошечный ковшик. Вы можете оценить остроту своего зрения по тому, сколько звезд сумеете сосчитать в Плеядах. Заметим, что это 45‑й объект каталога Мессье, М45 (о каталоге Мессье говорилось и в главе 1). Затем посмотрите на Плеяды в бинокль и снова посчитайте количество звезд, которые вы видите. Самая яркая звезда в созвездии Плеяд – Эта Тельца (η Тельца) 3‑й звездной величины, известная также под именем Альциона. (Если вы забыли, что такое звездная величина, обратитесь к главе 1.)

 

Гиады, также расположенные в созвездии Тельца.

  Это также прекрасный объект для наблюдения невооруженным глазом. В него входит большинство звезд, составляющих букву "V" в голове Тельца. Вы не пропустите это скопление, потому что в букву "V" входит яркая красная звезда (красный гигант) Альдебаран, или Альфа Тельца 1‑й звездной величины (рис. 12.2). На самом деле Альдебаран не находится в Гиадах, он далеко за их пределами, но наблюдателю с Земли кажется, что он входит в это звездное скопление.

 

     

     

  Рис. 12.2. В созвездии Тельца есть яркая звезда (красный гигант) Альдебаран

       

    

  Гиады выглядят намного больше Плеяд, потому что от Земли до них только около 150 световых лет, а не 400 световых лет, как до Плеяд.

 

Двойное Скопление в созвездии Персея.

  Двойное Скопление прекрасно выглядит в бинокль и особенно в малый телескоп. Это два звездных скопления под номерами NGC 869 и NGC 884, каждое из которых, видимо, находится на расстоянии свыше 7000 световых лет от Земли. NGC расшифровывается как New General Catalogue (Новый общий каталог), который впервые появился в 1888 году.

 

Улей (Beehive) в созвездии Рака.

  Улей (М44, т. е. 44‑й объект по каталогу Мессье) – это самый привлекательный объект в созвездии Рака, которое состоит из тусклых звезд. Если смотреть невооруженным глазом, то это скопление выглядит как красивое размытое пятно, а если в бинокль – то как бесчисленный рой звезд.

      

А теперь перечислим самые красивые открытые скопления, видимые в Южном полушарии.

  6231 в созвездии Скорпиона.

  NGC 6231 – это "южный" объект, но летними вечерами он виден в большей части Северного полушария. Нужно только находиться в темном месте, вдали от городских огней, там, где южную часть неба ничто не заслоняет.

 

Шкатулка Драгоценностей (Jewel Box) в созвездии Южного Креста.

  В скопление Шкатулка Драгоценностей входит яркая звезда Каппа Креста (κ Креста). Южный Крест – неизменный любимец наблюдателей из Южного полушария. Если будете совершать круиз по южным морям, постарайтесь настоять на том, чтобы на борту находился лектор по астрономии. Он с радостью покажет вам Южный Крест. А с помощью бинокля вы сможете насладиться прекрасным видом Шкатулки Драгоценностей.

    

              Шаровые скопления

     

Шаровые скопления (globular clusters) – это "дома для престарелых" галактики Млечный Путь. Они почти так же стары, как сама галактика (некоторые специалисты полагают, что это были первые сформировавшиеся объекты галактики Млечный Путь), состоят из очень старых звезд, среди которых много красных гигантов и белых карликов (см. главу 11). Звезды, которые можно увидеть в шаровом скоплении в телескоп, – это, в основном, красные гиганты. В больший телескоп можно уже наблюдать оранжевых и красных карликов главной последовательности. И только с помощью космического телескопа "Хаббл" и других очень мощных инструментов можно различить большее количество более тусклых белых карликов.

  Типичное шаровое звездное скопление содержит от сотен тысяч до миллиона и больше звезд, и все они "упакованы" в шаре (отсюда название "шаровое") диаметром 60‑100 световых лет. И чем ближе к центру, тем более плотно упакованы звезды (рис. 12.3). Таким образом, шаровое скопление отличается от открытого высокой концентрацией и большим количеством звезд.

 

     

     

  Рис. 12.3. Шаровое скопление G1 в галактике Андромеды

       

    

  Еще одно важное отличие заключается в том, что открытые скопления распределены по галактическому диску, т. е. практически лежат в плоскости, а шаровые скопления находятся в центре Млечного Пути и заполняют сферу, т. е. множество звезд находятся высоко над галактической плоскостью и глубоко под ней. Концентрация этих скоплений тоже возрастает по мере приближения к центру, но многие шаровые скопления, которые легче всего увидеть, находятся значительно выше галактической плоскости или ниже нее.

 

Вот самые лучшие шаровые скопления для наблюдения в Северном полушарии:

 

Мессье 13 (M13) в созвездии Геркулеса;

 

Мессье 15 (M15) в созвездии Пегаса.

      

И М13, и М15 можно увидеть невооруженным глазом, если небо достаточно темное, но необходимо проверить себя с помощью бинокля или малого телескопа; тогда эти скопления будут видны как размытые пятна, по размеру больше звезд. Чтобы найти эти объекты в небе, используйте звездные диаграммы или атласы (например, Звездный атлас Нортона).

  Наблюдатели из Северного полушария обманывались относительно самых лучших шаровых звездных скоплений, потому что, без сомнения, два самых крупных и ярких из них находятся в южном небе: