Текст книги "Сокровища звездного неба"

Автор книги: Феликс Зигель

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 22 страниц)

Ф. Ю. ЗИГЕЛЬ. СОКРОВИЩА ЗВЕЗДНОГО НЕБА. ПУТЕВОДИТЕЛЬ  ПО СОЗВЕЗДИЯМ И ЛУНЕ.

Популярный рассказ о звездном небе, о его делении на созвездия, о том, как находить созвездия в различные сезоны года – зимой, весной, летом и осенью. Читатель узнает о главных достопримечательностях каждого созвездия – двойных, переменных звездах, звездных скоплениях, туманностях и других объектах. Отдельные главы посвящены звездному небу Антарктиды. Млечному Пути и телам Солнечной системы. Особое внимание уделено Луне и первоначальному знакомству с лунной топографией.

Для учащихся средней школы и широкого круга любителей астрономии.

ВЕЛИКАЯ КНИГА ПРИРОДЫ

                                          Небесный свод, горящий славой звездной,

                                                        Таинственно глядит из глубины,

                                                      И мы плывем, пылающею бездной

                                                                   Со всех, сторон окружены.

                                                                                              Ф. Тютчев

Звездное небо – Великая книга Природы. Кто сумеет ее прочесть, перед тем раскроются несметные сокровища окружающего нас Космоса. Непосвященному в секреты астрономии даже трудно себе представить, какое богатство материальных форм, какое неистощимое творчество Природы скрыто за теми замысловатыми узорами из звезд, которые древние назвали созвездиями.

Па протяжении веков люди любовались и изучали звездное небо – одно из величайших зрелищ Природы. Сейчас, говоря словами Циолковского, наступила "эра пристального изучения неба". Космические полеты приблизили к нам звезды, и теперь даже те, кто далек от астрономии, хотят не только любоваться звездным небом, по и понять истинный смысл этой картины.

Знание созвездий – азбука астрономии. Оно совершенно необходимо и любителю астрономии и тем более астроному-специалисту. Как невозможно представить себе географа, не знающего облик нашей Земли, так немыслим и астроном, путающийся в звездных узорах неба.

Для тех, кто хорошо знаком с созвездиями и их расположением по отношению к горизонту в различные моменты суток и года, звезды могут служить отличными ориентирами, позволяющими находить стороны горизонта в незнакомой местности и даже приближенно определить момент времени. Именно это обстоятельство побудило древних внимательно изучать звездное небо. В наши дни методы ориентировки по созвездиям должны быть хорошо известны и туристам, и разведчикам, и морякам, и летчикам, – короче говоря, всем тем, для кого земные ориентиры иногда могут оказаться недейственными. Хорошо знать созвездия должны также наблюдатели искусственных спутников Земли и других космических летательных аппаратов.

С земной поверхности в каждый данный момент времени мы видим лишь половину звездного неба. Космонавтам, совершающим полег с Земли на Луну, предстает иная картина. Земные ландшафты исчезают. Их место занимает всеобъемлющее, охватывающее наблюдателя со всех сторон, черное звездное небо. Ясно, что в такой обстановке знание созвездий еще более необходимо, чем на Земле. В дальних космических полетах звезды станут основными ориентирами.

Особенно хорошо звездное небо должны знать те, кто занимается поисками новых комет. Когда среди множества слабо светящихся звездочек появляется крошечное туманное пятнышко – новая, незнакомая комета, – ее легко спутать с далекими туманностями, усеивающими небосвод.

Нередки случаи, когда не специалисты-астрономы, а любители астрономии первыми замечали неожиданно вспыхнувшую в каком-нибудь созвездии новую звезду. Нужно, очевидно, отличное знание созвездий, чтобы сразу и безошибочно определить, какая из звезд является "лишней".

Луна для любителя астрономии по-прежнему остается самым доступным объектом наблюдений. Даже в бинокль на Луне легко различимы некоторые наиболее крупные лунные горы, а наблюдатель, вооруженный небольшим телескопом, может заняться увлекательным делом – подробным изучением рельефа Луны. Ни на одном небесном теле он не увидит столько подробностей, как на поверхности нашего естественного спутника. Но чтобы знакомство с соседним миром было осмысленным, надо знать природу и происхождение отдельных наиболее интересных лунных образований. Чтобы облегчить любителю астрономии эту задачу, автор дополнил еще третье издание настоящей книги главами о различных местностях на Луне с описанием важнейших их достопримечательностей. Совокупность этих глав представляет собой, в сущности, краткий путеводитель по Луне. В нем читатель найдет, в частности, сведения о районах посадки лунных экспедиций, автоматических станций и луноходов. Во время будущих исследований Луны средствами космонавтики путеводитель по Луне позволит найти лунную местность, где ведутся работы, и наглядно представить себе обстановку, окружающую лунные автоматы или космонавтов-исследователей.

О других "гостях" на звездном небе (планетах, кометах, метеорах и болидах) говорится кратко, так как описанию наблюдений этих космических объектов посвящена обширная литература.

В каждом новом издании книги «Сокровища звездного неба» прежнее содержание несколько изменено в соответствии с новейшими достижениями астрономии. Рассказано о последних открытиях в области морфологии и природы галактик, о новом в изучении «черных дыр», квазаров и пульсаров, а также других необычных объектов звездного мира. Дополнены новыми сведениями разделы о планетах, о примечательных объектах в звездном небе Антарктиды.

Эта книга адресовала не только любителям астрономии, для которых знакомство с созвездиями и Луной есть первый шаг в самостоятельном изучении космоса. Многие читатели популярной астрономической литературы, не имея возможности вести научные наблюдения небесных тел, хотели бы просто увидеть в натуре те объекты, о которых они читали в книгах. Подобное желание заслуживает всяческого поощрения. Ни один рисунок, ни одна самая лучшая фотография не дают того чувства удовлетворения, какое можно получить от созерцания «живой» Природы.

Предлагаемая вниманию читателей книга не сухой справочник и в то же время не книга для развлекательного чтения. Автор хотел сделать ее руководством для самостоятельных астрономических наблюдений, в значительной своей части доступных почти каждому. Пользоваться этим путеводителем нужно, в сущности, так же, как и любым другим,– чтение объяснительного текста должно сопровождаться наблюдениями. Только при этом условии читатель получит то, чего он не имеет от обычных популярных книг, – радость непосредственного общения с Природой, с бесконечной, сверкающей своим неисчерпаемым многообразием Вселенной.

О НАЗВАНИЯХ СОЗВЕЗДИЙ

Новичка, приступающего к изучению звездного неба, прежде всего удивляют названия созвездий. Как правило, в расположении звезд даже человек с богатым воображением никак не может рассмотреть того, о чем говорит название созвездия. Большая Медведица, например (по крайней мере главная часть этого созвездия), напоминает скорее ковш, а беспорядочно разбросанные но соседству группы слабых звездочек, называющиеся созвездиями Жирафа и Рыси, совсем не похожи на настоящих жирафа или рысь.

Не менее странно и разнообразие названий. На небе легко уживаются созвездия Волопаса (или Пастуха) и Секстанта, Гидры и Мухи, Микроскопа и Ящерицы! Чем вызван этот совершенно хаотичный с первого взгляда набор названий?

Звездное небо отразило в себе разные эпохи и творчество разных народов. Современные общепризнанные, так сказать, официальные, звездные карты с их 88 созвездиями завершили многовековые попытки увековечить на небе предметы, далеко пе всегда этого заслуживающие. В истории созвездий много произвольного, а иногда и просто нелепого. Зачастую не так просто выяснить, по каким мотивам то или иное созвездие появилось на небе, и даже до сих пор в отдельных случаях остается спорным, что означают наименования отдельных созвездий. Даже завершающий, окончательный список 88 созвездий составлен не столько по какому-нибудь логическому принципу, сколько из желания сохранить, наконец, неизменной сложившуюся к этому времени картину неба.

Мы не собираемся рассказывать читателю историю созвездий – эта весьма емкая тема потребовала бы особой книги. Ограничимся здесь лишь краткой классификацией созвездий по их названиям, а в дальнейшем при описании каждого созвездия будет пояснено и происхождение его названия.

Из 88 современных созвездий многие имеют весьма почтенную давность. Они были известны еще задолго до начала пашей эры, и упоминания о них можно встретить в Библии, в творениях Гомера, Гесиода, Фалеса, Евдокса, Гиппарха и других древних авторов. Вот названия этих древнейших созвездий:

Большая Медведица, Орион, Телец, Большой Пес, Малый Пес, Волопас, Малая Медведица, Дракон, Геркулес, Водолей. Козерог, Стрелец, Стрела, Дельфин, Заяц, Эридан, Кит, Южная Рыба, Малый Конь, Центавр, Волк, Гидра, Чаша, Ворон, Весы, Волосы Вероники, Южный Крест, Северная Корона, Змееносец, Скорпион, Дева, Близнецы, Рак, Лев, Возничий, Цефей, Кассиопея, Андромеда, Пегас, Овен, Треугольник, Рыбы, Персей, Лира, Лебедь, Орел. Большинство из этих 46 созвездий имеет мифологическое происхождение – в них запечатлены персонажи древнегреческих мифов и легенд. Образец карты с фигурами созвездий приведен на рис. 1.

рис. 1.

Другая группа созвездии впервые упоминается астрономом Жаном Байером, издавшим в 1603 г. великолепно оформленный атлас звездного неба. В нее входят Павлин, Тукан, Журавль, Феникс, Летучая Рыба, Южная Гидра, Золотая Рыба, Хамелеон, Райская Птица, Южный Треугольник, Индеец. Наверное, читатель уловил в названиях этих созвездий аромат того времени – эпохи великих географических открытий, когда перед глазами европейцев возникли экзотические пейзажи незнакомых южных стран. Здесь почти нет мифологических имен, по есть такие актуальные персонажи эпохи, как Индеец, Павлин или Райская Птица.

Постепенно раскрывается истинный облик земного шара и вместе с этим начинает заселяться новыми созвездиями незнакомое южное звездное небо. Впрочем, попутно заполняются белые пятна и на северном звездном небе.

К концу XVII в. в списке созвездий, составленном знаменитым гданьским астрономом Гевелием, можно найти еще ряд новых появившихся на протяжении века созвездий. Таковы Жираф, Муха, Единорог, Голубь, Гончие Псы, Лисичка, Ящерица, Секстант, Малый Лев, Рысь, Щит, Южная Корона.

В 1752 г. известный исследователь южного звездного неба французский астроном Лакайль дополнил список еще 14 созвездиями. Вот они: Скульптор, Печь, Часы, Сетка, Резец, Живописец, Жертвенник, Компас, Насос, Октант, Циркуль, Телескоп, Микроскоп, Столовая Гора. Все эти созвездия расположены в южном полушарии звездного неба. Нам осталось дополнить список только пятью созвездиями. Три из них – Киль, Корма и Паруса – в древности составляли главную часть созвездия Корабля – того самого мифического корабля, на котором, если верить древнегреческим легендам, путешествовали в Колхиду герои-аргонавты. Четвертое созвездие, Змея, замечательно тем, что на звездных картах она занимает два отдельных участка неба. Можно даже подумать, что на небе близко друг от друга есть два созвездия Змеи. На самом деле это одно созвездие, разделенное созвездием Змееносца. На древних звездных картах изображен человек, держащий в руках змею. На современных картах это древнее созвездие разделено на два – Змееносца и Змею. Последнее, 88-е созвездие. Наугольник, находится на южном звездном небе, и происхождение его столь же произвольно, как и происхождение созвездия Южного Треугольника.

Из этого краткого перечисления созвездий можно сделать вывод, что названия древнейших из них обязаны своим происхождением различным древним мифам. Что касается созвездий, появившихся в XVII и XVIII вв., то «классических» мифологических наименований среди них почти нет, и напрасно мы искали бы какое-нибудь иное объяснение этим названиям, кроме произвольной фантазии их творцов.

До сих пор речь шла о созвездиях, введенных европейцами. Это не означает, конечно, что народы Азии или Америки не занимались «районированием» звездного неба. В видимом расположении звезд разные народы видели разные фигуры. Например, в Средней Азии у казахов семизвездие ковша Большой Медведицы раньше именовалось «Конем на привязи», У древних египтян то же созвездие называлось «Гиппопотамом».

Любопытно, что в XVII и XVIII вв. некоторые из европейских астрономов пытались по разным мотивам утвердить на небе новые созвездия, иногда за счет искажения или даже уничтожения древних. Так, например, английский астроном Флемстид в 1725 г. из верноподданических соображений назвал главную звезду в созвездии Гончих Псов «Сердцем Карла II». Этот пример нашел подражателей. В конце XVIII в. английский астроном Хелль поместил на небо «Арфу Георга», а немецкий астроном Боде – «Регалии Фридриха II». Между прочим, чтобы очистить место для «регалий» прусского короля, Боде «отодвинул» руку Андромеды, которая держала ее протянутой в течение трех тысяч лет!

До какой степени доходил иногда произвол создателей созвездий, свидетельствует следующий факт. Известный французский астроном Лаланд в 1799 г. поместил на небо созвездие Кошки. В своих творениях он так объясняет этот поступок: «Я люблю кошек, я обожаю их. Надеюсь, что мне простят, если я, после моих шестидесятилетних неослабных трудов, помещу одну из них на небо».

Все эти реформаторские действия некоторых астрономов выглядят робкими по сравнению с проектами полной «реконструкции» созвездий, предложенными церковниками в XVII в. По одному из таких проектов «нечестивые языческие» созвездия должны быть заменены христианскими. Например, созвездие Овна превращается в созвездии апостола Петра, созвездие Рыб – в созвездие апостола Матфея и т. д. Мало того, незадачливый автор проекта идет дальше. Солнце он предлагает называть Иисусом Христом, а Луну – девой Марией. Соответственные имена получают и планеты, например, Венера превращается в Иоанна Крестителя!

Астрономы, разумеется, категорически отказались от такой реформы. Ее нелепость была замечена и наиболее мыслящими из церковников. Ведь если ввести новые названия для небесных светил, пришлось бы иногда произносить не просто нелепые, а даже «богохульные» фразы, как, например, «Иисус Христос закатился за горизонт» или «произошло затмение Христа девой Марией»!

Даже в XIX в. были предприняты (правда, последние) покушения на древние узоры звездного неба. В 1808 г. некоторые раболепствующие перед Наполеоном немецкие ученые предложили его именем назвать созвездие Ориона. Забавно, что даже французским астрономам этот проект показался абсолютно неприемлемым.

В 1922 г. состоялся Международный астрономический съезд, который, наконец, навел порядок в небесном хозяйстве. С неба окончательно были убраны и Регалии Фридриха и Кошка Лаланда и другие 27 неудачных созвездий. Между оставшимися 88 созвездиями были проведены строгие границы.

Кое-кто из делегатов съезда предлагал вовсе упразднить созвездия, заменив их четырехугольными площадками стандартных размеров. Но большинство астрономов на это не пошло. Съезд сохранил древние и старинные наименования созвездий. Правда, в них современный исследователь неба почти не нуждается – поиски звезд ныне производят по их координатам.

ОБЩИЙ ОБЗОР ЗВЕЗДНОГО МИРА

Прежде чем перейти к описанию отдельных созвездий и их достопримечательностей, кратко охарактеризуем основные типы населения звездного мира. Этот общий взгляд на картину, детали которой предстоит изучить, позволит нам в дальнейшем избавиться от лишних повторений.

С какими же типами объектов нам придется встретиться при наблюдениях?

Прежде всего – звезды. Изучение их спектра показывает, что природа этих небесных тел сходна с природой Солнца. Звезды отличаются друг от друга по размеру, плотности, цвету, температуре. Химический состав звезд примерно одинаков, хотя процентное содержание тех или иных веществ в разных звездах может быть различным. В звездах преобладают водород и гелий. Процентное содержание других химических элементов в звездах невелико.

Спектры звезд отличаются большим разнообразием, причиной которого, однако, служит не различие в химическом составе звезд, а главным образом существенная разница в их температуре.

Наблюдая звезды, можно заметить, что они имеют разные оттенки цвета: одни белы или голубоваты, другие желтоваты и даже красноваты. Разница в цветах звезд связана с их температурой. Наиболее горячими являются белые и голубые звезды. Температура их поверхности заключена в пределах от 10 000 до 30 000 К. В виде исключения встречаются даже еще более горячие звезды, с температурой поверхности порядка 100 000 К. Желтые звезды, к числу которых относится и наше Солнце, холоднее – температура их поверхности близка к 6000 К. Самыми холодными являются красные звезды – у некоторых из них температура поверхности не превосходит 2000 К. В глубоких же недрах звезд температуры измеряются многими миллионами кельвинов.

Одна из важнейших физических характеристик звезд – это их светимость .Светимостью называется число, которое характеризует силу света звезды по отношению к Солнцу. Например, если светимость звезды равна 1000, это значит, что данная звезда излучает в тысячу раз больше света, чем Солнце. Светимость звезд зависит как от размеров поверхности звезды (при одинаковых температурах звезды больших размеров излучают света больше), так и от ее температуры (при одинаковых размерах звезды с более высокими температурами интенсивнее излучают свет). Светимости звезд весьма различны. Есть звезды, излучающие в сотни тысяч раз больше света, чем Солнце. Но, с другой стороны, открыты звезды, светимость которых в сотни тысяч раз меньше светимости Солнца. Звезды большой светимости называются звездами-гигантами,а звезды малой светимости – звездами-карликами.

По размерам звезды очень сильно отличаются друг от друга. Есть гигантские звезды, поперечники которых в сотни раз больше поперечника Солнца, и, с другой стороны, в мире звезд встречаются звезды-карлики, по размерам схожие с Землей.

Заметим, что при этом массы всех звезд сходны между собой и редко можно встретить звезду, которая была бы в несколько десятков раз «тяжелее» или «легче» Солнца. Но отсюда сразу следует, что средние плотности звезд Должны отличаться большим многообразием.

И действительно, вещество звезд-гигантов необычайно разрежено: по своей плотности оно в тысячи раз меньше плотности комнатного воздуха. Зато среди звезд-карликов встречаются так называемые белые карлики(очень горячие маленькие звезды), средняя плотность которых в десятки тысяч раз больше плотности воды.

Современная астрофизика объяснила причины столь высокой плотности звездного вещества. В недрах белых карликов господствуют чудовищные по величине температуры и давления. Благодаря этому атомы веществ полностью ионизованы, то есть их ядра лишены обычных атомных электронов. Покинувшие «свои» ядра электроны вместе с оголенными ядрами атомов образуют сверхплотную смесь – вырожденный газ.В вырожденном газе ядра атомов, несущие в себе основную массу вещества, находятся друг к другу гораздо ближе, чем в обычных земных условиях.

Изучение физической природы звезд имеет большое значение для современной физики. Звезды недаром называют «небесными лабораториями». Наблюдая звезды, мы изучаем вещество в таких состояниях, которые подчас бывают недостижимы в земных лабораториях.

Сравнение физической природы Солнца и звезд доказывает, что Солнце по всем своим характеристикам (спектру, цвету, светимости, размерам и т. д.) является обычной, рядовой звездой.

Как уже говорилось, различия в спектрах звезд вызваны главным образом не особенностями химического состава этих объектов, а различиями в температуре звездных атмосфер. В настоящее время в астрофизике принята единая классификация звездных спектров. По характеру спектров звезды распределены на классы, каждый из которых обозначен определенной буквой латинского алфавита. Вот эти спектральные классы звезд:

    R—N

  /

К-В—A—F– G—О—М.

  

   S

От основной группы отходят две ветви – классы R, N и S. К этим классам отнесено сравнительно небольшое число холодных звезд, в спектрах которых наблюдаются полосы молекул углерода и циана и окиси углерода (классы R и N). В спектрах звезд класса S заметны полосы окисей титана и циркония. Спектры некоторых звезд приведены на рис. 2.

рис. 2

Для более точной классификации звездных спектров по интенсивности их линий и полос поглощения введены промежуточные спектральные классы, например 05, В7, А2 и т. п. Если при этом звезда принадлежит к звездам-карликам, перед ее спектральным классом добавляют букву «d», если к гигантам – букву «g», если к сверхгигантам – букву «с» (например, (1М5, gA2 и т. д.).

Спектры некоторых горячих звезд содержат яркие, как их называют, «эмиссионные», линии и полосы. В этом случае позади обозначения спектрального класса добавляют букву «е». В тех случаях, когда спектр звезды необычен, справа добавляется буква «р» (например, 05е или F3p). Знакомство со всей этой условной символикой совершенно необходимо при использовании таблиц физических характеристик отдельных звезд.

Характерные особенности основных спектральных классов приведены в таблице.

Для того чтобы характеризовать видимую яркость, или, как правильнее говорить, блескзвезд, введены условные единицы, называемые звездными величинами.

Еще в древности наиболее яркие звезды были названы звездами первой величины, а самые слабые, еле доступные невооруженному глазу – звездами шестой величины (обозначаются 1 ^m , 2 ^m и т. п.). Последующие уточнения и расширения этой шкалы звездных величинзаставили ввести промежуточные дробные, а для особенно ярких объектов – нулевые и отрицательные звездные величины (0 ^m , —1 ^m и т. д.).

Пусть I ₁и I ₂– блеск двух звезд, то есть освещенности,создаваемые этими звездами на приемнике энергии (глаз, фотопластинка и т. п.), а т ₁и т ₂– соответственно их звездные величины. Как показали детальные исследования, эти величины связаны простым соотношением, называемым формулой Погсона:

I ₁/I ₂= 2,512 ^{m ₂-m ₁}

Как следует из этой формулы, звезды, отличающиеся по видимому блеску на одну звездную величину, создают на Земле освещенности, различающиеся примерно в 2,5 раза.

Для работы с вычислительными машинами эту формулу удобнее представить в логарифмическом виде:

log I ₁/I ₂=0,4( ^{m ₂-m ₁})

Чтобы охарактеризовать светимость звезды, астрономы вводят понятие абсолютной звездной величины(обозначается буквой М).Под этим термином понимается блеск данной звезды с расстояния 10 пк ^*.

*) пк-парсек, единица расстояния, равная 3,08 ^_* 10 ¹³км=3,26 светового года.

 Например, для Солнца М —4,8 ^m . Это значит, что с расстояния в 10 пк Солнце казалось бы звездочкой почти 5-й зв. величины. А вот, например, у Ригеля, самой яркой звезды созвездия Ориона, М= – 6,2 ^m . Можно отсюда подсчитать (по формуле Погсона), что Ригель излучает света почти в 23 000 раз больше, чем Солнце.

Физические особенности звезд станут особенно наглядными, если мы воспользуемся так называемой диаграммой спектр– светимость.По ее горизонтальной оси (рис. 3, 4) отложены спектральные классы, по вертикальной – абсолютные звездные величины, характеризующие светимость звезды. Каждая звезда, в том числе и Солнце, может быть помещена только в одну определенную точку диаграммы. Изучение нескольких тысяч звезд показало, что на диаграмме спектр – светимость звезды располагаются в виде цепочек, групп, или, как их называют, «последовательностей». Каждой из последовательностей присвоено определенное обозначение, указанное в подписи под диаграммой. Солнце, например, лежит на главной последовательности (V), а почти горизонтальная прямая в верхней части диаграммы (в области больших светимостей) отмечает ветвь звезд-сверхгигантов (1а-0).Принадлежность звезды к той или иной последовательности вместе с ее светимостью и спектром полностью характеризует физические свойства звезды.

рис. 3

рис. 4

В древности звезды считались пеподвижными, а фигуры созвездий– неизменными. Однако в начале XVIII в. было обнаружено, что некоторые звезды со времен Гиппарха (XI в. до н. э.) явно сместились по отношению к другим звездам.

В настоящее время движение звезд в пространстве является строго доказанным фактом. Это движение можно обнаружить двумя способами: во-первых, по видимому смещению одних звезд по отношению к другим и, во-вторых, по спектру звезды.

Так как звезды чрезвычайно далеки от Земли, видимые смещения звезд на небесной сфере ничтожно малы и измеряются в лучшем случае секундами дуги за год. Поэтому, хотя взаимное расположение звезд на небе медленно изменяется, искажения знакомых фигур созвездий станут заметными только через десятки тысяч лет. Перемещение звезд на небесной сфере обнаруживается при сравнении фотографий звездного неба, сделанных с интервалом в несколько лет. По измерениям таких фотоснимков можно вычислить, зная расстояние до звезды, ее тангенциальнуюскорость, то есть скорость в направлении, перпендикулярном к лучу зрения.

Спектральный анализ позволяет найти скорость звезды вдоль луча зрения. По принципу Доплера-Физо линии в спектре приближающейся звезды смещаются к фиолетовому концу, а в спектре удаляющейся – к красному. По величине этого смещения легко вычислить лучевуюскорость звезды (то есть ее скорость вдоль луча зрения).

Зная тангенциальную V _tи лучевую V _rскорости звезды, можно вычислить полную скорость V звезды при ее движении в пространстве. Очевидно, что

V = (V _t) ²+(V _r) ².

Полные скорости звезд измеряются, как правило, десятками километров в секунду. Наше Солнце и в этом отношении не является исключением. Вместе с планетами и другими членами Солнечной системы оно движется относительно близких звезд со скоростью около 20 км/с, пролетая в пространстве за сутки свыше миллиона километров. Путь Земли в межзвездном пространстве, таким образом, изображается сложной кривой.

В той стороне неба, куда «летит» Солнечная система, звезды медленно как бы раздвигаются перед нами. Подобное явление можно наблюдать, приближаясь к лесу, деревья которого издали кажутся образующими сплошную стену.

Хотя скорости звезд весьма велики, о взаимном катастрофическом столкновении звезд говорить не приходится – слишком далеки взаимные расстояния звезд по сравнению с их поперечниками. Для этих расстояний километр – слишком малая единица длины. Вместо нее в звездной астрономии употребляют: световой год,равный расстоянию, которое луч света проходит за год (9,46 • 10 ¹²км), парсек(пк), в 3,26 раза больший светового года, и килопарсек(кпк), равный тысяче парсеков. Если звезды уменьшить до размеров булавочных головок, то в таком масштабе одну звезду от другой надо удалить на десятки километров. В этом жe масштабе смещение звезд за год будет измеряться всего десятками сантиметров.

Астрономы установили, что, кроме поступательного движения в пространстве, звезды также вращаются вокруг своих осей.

Многие звезды при наблюдении в телескоп распадаются на две, сливающиеся для невооруженного глаза в одну звезду. Такие звезды называются двойнымизвездами. Некоторые из них видны с Земли почти точно по одному направлению, но при этом находятся от нас на весьма различных расстояниях и физически не связаны друг с другом. Их называют оптическими двойнымизвездами.

Однако многие из двойных звезд и на самом деле расположены в пространстве по соседству друг с другом. Будучи связанными взаимным тяготением, они обращаются вокруг своего общего центра тяжести (или, точнее, центра масс). Такие физически взаимосвязанные звездные пары называются физическими двойнымизвездами.

При наблюдениях в телескоп разноцветные двойные звезды иногда удивительно красивы. Надо, однако, иметь в виду, что яркие цвета двойных звезд вызваны в основном не реальным различием в цветовом составе их излучения, а сложными субъективными ошибками, связанными с физиологическими особенностями зрения наблюдателя.

Чем ближе звезды друг к другу при одних и тех же массах, тем короче периоды их обращения вокруг общего центра масс. В некоторых случаях эти периоды измеряются часами, в других – столетиями.

Если двойная звезда обладает планетной системой, с поверхности таких планет можно сразу наблюдать на небе поразительное зрелище – два солнца! Есть ли, однако, планеты вокруг звезд?

В настоящее время на этот вопрос можно дать утвердительный ответ. Некоторые звезды движутся в пространстве по сложным волнообразным кривым. Эти звезды притягивают к себе их невидимые спутники, заставляя звезду обращаться вокруг общего с ними центра масс. Среди невидимых спутников звезд найдены тела, массы которых сравнимы с массой планет-гигантов Солнечной системы. Можно думать, что в этих случаях вокруг ряда звезд обнаружены планетные системы.

Некоторые двойные звезды состоят из таких близких друг к другу звезд, что различить их в отдельности не удается даже с помощью телескопа. В этом случае приходит на помощь спектральный анализ.

Если звезда двойная, составляющие ее звезды, обращаясь вокруг общего центра масс, то приближаются к нам (по лучу зрения), то удаляются от нас. При этом, по принципу Доплера-Физо, в их спектрах, накладывающихся друг на друга, периодически раздваиваются спектральные линии, так как при приближении к нам одной звезды другая от нас удаляется. Разумеется, у одиночной звезды подобное явление не наблюдается. Звезды, двойственность которых обнаруживается спектральным путем, называются спектрально-двойнымизвездами.

Кроме двойных звезд, есть тройные и вообще кратныезвезды. И в таких системах движение звезд совершается вокруг общего центра масс.

Если в системе двойной звезды плоскости орбит близки к лучу зрения, то могут наступать моменты, когда при движении вокруг общего центра масс одна звезда закроет собой другую. Для земного наблюдателя это «звездное затмение» выразится в общем уменьшении блеска двойной звезды. Очевидно, такие изменения блеска будут периодически повторяться, что можно изобразить на графике (см. рис. 41). Звезды подобного типа называются затменно-двойнымиили затменными переменнымизвездами.

Известны переменные звезды и Других типов.

В затменных переменных звездах изменение блеска вызвано оптическими причинами (затмениями). У других переменных звезд их светимость, а следовательно, и блеск, не остаются неизменными по причинам физического характера. Следует сказать, что переменность блеска звезд не следует путать с их мерцанием, которое вызвано чисто земными причинами (движением воздушных масс).