Текст книги "Сокровища звездного неба"

Автор книги: Феликс Зигель

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 22 страниц)

Волосы Вероники

 

Это созвездие имеет смысл внимательно рассмотреть сначала невооруженным глазом, а потом в бинокль. В правой его половине большая группа слабых звездочек образует нечто, напоминающее «косяк» летящих журавлей. Пожалуй, можно, подобно Конону, усмотреть здесь и копну светящихся роскошных волос красавицы Вероники. Но нам хочется отметить, что внутри этого «косяка» и по его окраинам мощные телескопы обнаруживают огромное количество галактик. Здесь, в созвездии Волос Вероники, наблюдается еще одно «облако галактик» (рис. 58). Оно несколько уступает в численности облаку в Деве: там около 2500 звездных систем, здесь около тысячи. Но возможно, что много галактик в облаке из созвездия Волос Вероники мы просто не видим из-за ничтожности их видимого блеска,– ведь описываемое облако удалено от Земли на 25 миллионов парсеков. Как и положено по закону «красного смещения», оно убегает от нас с умопомрачительной скоростью 7400 км/с!

рис. 58

После этой грандиозной картины (увы, в полной мере доступной лишь мощным телескопам) обратим внимание на звезду  αрассматриваемого созвездия. Совсем рядом с этой скромной звездочкой пятой величины в школьные телескопы можно отыскать шаровое звездное скопление М53. Его интегральный блеск 8,7 ^m, а видимый поперечник 16'. Скопление удаляется от Земли со скоростью 100 км/с, и в настоящую эпоху нас разделяет 20 кпк.

Гидра

 

Ниже Спики на расстоянии примерно в 10° иногда видны две звезды почти одинакового блеска (около З ^m), а иногда только одна, более яркая. Та, что поярче,–  γГидры, а та, которую невооруженный глаз видит не всегда,– долгопериодическая переменная Rтого же созвездия.

Эта гигантская очень холодная звезда с яркими эмиссионными линиями в спектре весьма напоминает по своим физическим свойствам Миру Кита. Амплитуда изменения блеска RГидры очень велика – от 3,5 ^mдо 10,9 ^m. От одного максимума блеска до соседнего проходит несколько более земного года – 387 дней. Повторяем, что  RГидры – типичная долгопериодическая переменная, и все, что было сказано о причинах колебания блеска Миры Кита, вполне может быть отнесено и к RГидры.

Рядом со звездой  μГидры есть планетарная туманность. Однако из-за слабого блеска (9,7 ^m) и крошечного видимого диаметра (всего 0,7') ее имеет смысл наблюдать только в телескопы достаточно крупные. В школьные телескопы здесь в лучшем случае видна еле-заметная туманная светлая точка.

Рак

 

У древнего писателя Плиния Старшего есть такие строки: «В знаке Рака есть две малые звезды, называемые Ослятами, а среди них – маленькое облачко, которое называют Яслями». Поэтическая фантазия древних приписывала небесным Ослятам вполне земной аппетит – было распространено поверье, что иногда небесные Ослята кормятся из небесных Яслей.

Ясли считались в древности хорошим указателем погоды, и один древний поэт настойчиво советует:

«Следить за Яслями: подобно легкому туману

Они плывут на севере в владеньях Рака.

Границы их – две слабые звезды,

То два Осленка, разделенные Яслями,

Которые на чистом ясном небе

Подчас внезапно исчезают, две ж звезды

Как будто приближаются друг к другу.

Лугов тогда не смочит непогода;

Когда же Ясли темны н Ослята

Сияют неизменно – будет дождь!»

Вовсе не считая описанную методику приемлемой для современной метеорологии, все же отыщем небесных Ослят и их кормушку. Ослята – звезды  γ и  δРака – одни из самых ярких звезд в этом обширном, но состоящем из слабых звезд созвездии. Между ними и чуть справа невооруженный глаз ясно различает какую-то туманную звезду. Какой бы зоркостью вы ни обладали, эта странная туманная звезда, обозначенная буквой ε, не покажет вам никаких подробностей.

И все-таки  εРака не звезда, а одно из наиболее замечательных рассеянных скоплении земного звездного неба, еще в незапамятные времена названное Яслями. Только Галилею удалось разгадать, что скрывается за обманчивой внешностью «туманной звезды»,– в поле зрения его телескопа Ясли распались, на множество слабо светящихся звездочек (рис. 59).

рис. 59

Посмотрите на этот звездный рой в бинокль или телескоп (при слабом увеличении), и вы поймете восторг Галилея, который не находил слов для описания этого великолепного зрелища.

Ясли – типичное рассеянное звездное скопление (обозначается М44). Оно лишь немногим дальше Плеяд – до Яслей 160 пк. Сотня звезд, образующая Ясли, занимает в пространстве область поперечником около 5 пк. В телескопы в Яслях видны звезды от 6 ^mдо 11 ^m, главным образом горячие белые гиганты с некоторой примесью более холодных звезд, сходных с Солнцем. Оба этих звездных скопления по своей пространственной плотности (количеству звезд в единице объема) не идут ни в какое сравнение с очень плотными, особенно в центре, шаровыми звездными скоплениями. В созвездии Рака есть еще одно рассеянное звездное скопление М67. Оно находится чуть правее  αРака, и отыскать его, пользуясь звездной картой, не составит никакого труда.

Вот «паспортные данные» этого звездного роя. Расстояние – 800 пк, диаметр около 4 пк. В состав М67 входит 80 звезд от 10 ^mдо 14 ^m, причем, как и в Яслях, это в основном горячие белые гиганты.

Ясли и М67 – два близнеца. Но как различен их внешний облик для земного наблюдателя! Ясли отлично видны невооруженным глазом как туманная звезда 3,7 ^m, М67 имеет интегральный блеск 7,З ^mи в школьные телескопы кажется светящимся светлым пятном. Причина – различие расстояний: Ясли почти в 6 раз ближе к нам, чем М 67.

В созвездии Рака замечательна кратная звезда ζ. Древние считали ее одиночной, ничем не выделяющейся звездочкой 5 ^m. В 1656 г. Тобиас Майер, имя которого мы уже упоминали в связи с туманностью Андромеды, «раздвоил»  ζРака. С 1781 г., после наблюдений Вильяма Гершеля,  ζРака считали тройной звездой. Теперь же мы знаем, что внешне скромная звездочка  ζРака на самом деле представляет собой сложную систему из пяти звезд!

Главная желтая звезда А(5,7 ^m), похожая на наше Солнце, на расстоянии 1,2" имеет горячий голубой спутник 6,0 ^m(звезда В). На удалении 6" от звезды Авидна звездочка 6 ^m(звезда С), которая в свою очередь имеет спутник 7,8 ^m(звезда D). Наконец, спектральный анализ показывает, что звезда Втакже имеет спутник (звезду Е).

Вся эта сложная система из пяти звезд тщательно изучена, и нам хорошо известны периоды обращения в различных ее парах. Например, звезды Аи Вобращаются вокруг общего центра масс за 60 лет. Звезда Скружит вокруг них с периодом в 1137 лет, обращаясь одновременно вместе с Dвокруг общего центра масс с периодом в 17,6 года. Вот какая сложность скрывается за внешней простотой!

Попробуйте направить свой телескоп на ату самую сложную из видимых, невооруженным глазом весенних звезд. Как вы думаете, что удастся вам увидеть в поле зрения?

СОЗВЕЗДИЯ ЛЕТНЕГО НЕБА

Короткие светлые летние ночи... Для астрономов это самая неблагоприятная пора. А в северных областях страны в период «белых ночей» и вовсе полная бездеятельность, – речь, конечно, идет только о наблюдении звезд.

Как мы уже говорили, вид звездного неба мы опишем для полуночи летнего времени 15 июля. В средней полосе СССР даже в это время небо еще очень светло, так что для наблюдения доступны только самые яркие летние звезды. Будем, однако, описывать все достопримечательности летних созвездий, даже объекты слабые, надеясь, что читатель сумеет отыскать и рассмотреть их или в конце весны или в темные ночи августа и сентября.

На светлом сумеречном летнем небе первыми появляются три яркие звезды – Вега (αЛиры), Денеб ( αЛебедя) и Альтаир ( αОрла). Они образуют вершины огромного «летнего треугольника» – главной отличительной детали нашего северного летнего звездного неба.

В более же темные августовские ночи рядом с голубоватой Вегой и чуть пониже ее видны четыре неяркие звезды, образующие вершины воображаемого параллелограмма. Это небольшое созвездие Лиры изображает тот музыкальный инструмент, на котором якобы когда-то играл Орфей – мифический музыкант, покоривший своим искусством даже обитателей ада. Для созвездия Лебедя характерен крест, вершина которого отмечена белым Денебом. На старинных картах вы увидите Лебедя, летящего вниз, к Земле. Греки уверяли, что в этом образе сам всемогущий Зевс, скрываясь от ревности Геры, летит на свидание к Леде – будущей матери Кастора и Поллукса.

Близко от Альтаира, выше и ниже этой яркой голубой звезды, виднеются две яркие звездочки –  γи  βОрла. Вместе с находящейся справа от них звездой  δони образуют характерную фигуру этого небольшого созвездия. Если верить древнегреческим легендам, то здесь на небе увековечена та хищная птица, которая в течение 10 000 лет клевала печень прикованного к скале Прометея – славного героя, принесшего с Олимпа людям свет знания и за то жестоко наказанного разгневанными богами.

Справа от Лиры – созвездие Геркулеса, характерное отмеченной на звездной карте фигурой. Да, это тот самый могущественный мифический герой Древней Греции, которому удалось убить палицей свирепого Немейского Льва, задушить многоголовую Лернейскую Гидру и совершить еще десять замечательных подвигов. На живописной звездной карте Гевелия (XVII в.) Геркулес душит Гидру могучей рукой, через которую уже перекинута шкура Немейского Льва. Жаль, что по сложившейся и не вполне попятной традиции Геркулес изображается опрокинутым по сравнению с окружающими созвездиями.

Под Геркулесом – созвездия Змееносца и Змеи, для которых трудно указать какое-нибудь характерное расположение составляющих их звезд. Эти весьма древние созвездия, по-видимому, не связаны с каким-либо мифом и изображают лишь то, о чем говорят их названия,– человека, держащего в руках змею.

Зато с соседним созвездием Северной Короны, отмеченным полукруглой цепочкой из звезд во главе с Геммой ( αСеверной Короны), связана красивая легенда.

Красавица Ариадна, похищенная мифическим героем Тесеем и затем безжалостно покинутая им на берегу моря, громко рыдала и взывала к небу о помощи. В конце концов к ней явился бог Бахус и, желая увековечить память страдалицы, снял с головы Ариадны венок и забросил его на небо. Пока венок летел на небо, драгоценные камни, вплетенные в него, превратились в звезды, которые с тех незапамятных времен и образуют это созвездие.

В южной части небосвода, в прилегающих к горизонту областях неба, мы встречали цепочку древних созвездий – Водолей, Козерог, Стрелец, Скорпион. В последнем из них сияет яркая красная звезда – Антарес. У этих созвездий нет каких-нибудь характерных фигур, и отыскивать их приходится по отдельным звездам.

Как и Змееносец, Водолей не означает большего, чем то, о чем говорит его наименование. Просто здесь на небе изображен человек, льющий воду. Соседнее созвездие Козерога изображает мифическое животное, своеобразный гибрид козла и... рыбы! Во всяком случае существо, нарисованное на звездных картах в этом районе неба, обладает козлиной головой и покрытым чешуей рыбьим хвостом.

Более определенно происхождение созвездия Стрельца. Этим созвездием запечатлен кентавр Хирон – мифический получеловек-полуконь, герой многих легенд, порожденных поэтической фантазией древних греков.

Трудно сказать, какие причины побудили древних наблюдателей неба ввести созвездие Скорпиона. Во всяком случае созвездие Скорпиона одно из древнейших. В легенде о трагической гибели Фаэтона, сына бога Солнца, погибшего из-за неповиновения своему отцу, сообщается, что именно небесный Скорпион, напугав бедного юношу, стал непосредственной причиной его гибели.

На летнем небе есть несколько маленьких и внешне ничем не примечательных созвездий. Таковы созвездия Дельфина, Малого Коня, Лисички, Стрелы и Щита. Из этих созвездий Дельфин – самое заметное. Характерная для него фигура – маленький ромбик из четырех звезд, от которых справа вниз отходит цепочка из трех также слабеньких звездочек. Можно, и не имея богатого воображения, увидеть здесь огромную голову дельфина и опускающийся к горизонту его хвост.

Повыше и правее Дельфина, прямо над Альтаиром, виднеется созвездие Стрелы, в котором звезды γ, δ,  αи  βобразуют нечто вроде хвостового оперения летящей стрелы.

Оба маленьких созвездия – очень древние, не уступающие по стажу пребывания на небе таким, например, созвездиям, как Большая Медведица, Орион или Кассиопея. Гораздо моложе остальные упомянутые созвездия.

Малый Конь или, иначе Жеребенок впервые упоминается в каталоге знаменитого астронома древности Гиппарха (II в. до н.э.). Трудно сказать, что побудило Гиппарха ввести это созвездие, но с тех пор здесь на звездных картах по соседству с крылатым Пегасом и также в перевернутом положении изображается морда жеребенка.

Созвездия Лисички и Щита изобретены Гевелием (1690 г.). Первое из них было введено потому, что, по словам Гевелия, «Лисица – животное лукавое, жестокое и прожорливое, подобное Орлу», а потому их соседство на небе должно выглядеть вполне естественным. Что касается созвездия Щита, или, как его называл Гевелий, Щита Собесского, то в появлении его на небе повинны патриотические увлечения польского астронома. Это – единственное созвездие на земном небе, связанное с конкретным историческим деятелем – польским полководцем и королем Яном Собесским.

Лира

 

Когда рассматриваешь фотографию известной планетарной туманности из созвездия Лиры, невольно напрашивается сравнение с колечком дыма, которое пускают искусные курильщики. Но аналогия здесь чисто внешняя, причем далеко не полная. Туманность в Лире вовсе не кольцо, повернутое к нам плашмя. Нет, это космическое образование напоминает скорее толстостенную, полую внутри и несколько сплюснутую газовую сферу. По краям (рис. 60) луч зрения пронизывает большую толщу туманности, чем в середине, потому края туманности кажутся нам более яркими. По и центральные области туманности гораздо светлее, чем окружающий черный фон неба. Значит, и здесь мы видим излучающий свет газ.

На цветной фотографии края планетарной туманности из созвездия Лиры красновато-малиновые, а центральная часть – зеленоватая. Окраска эта вызвана газами, составляющими туманность. Луч красного цвета принадлежит водороду, а зеленые лучи испускаются атомами ионизованного кислорода. Часть излучения создается атомами гелия. Излучение это «холодное» – газы туманности люминесцируют под влиянием света центральной звезды.

рис. 60

На фотографии вы видите несколько звезд, но, кроме той, которая находится в центре туманности, все остальные не имеют к ней никакого отношения. Это—«звезды фона», одни из них гораздо ближе чем туманность, другие дальше.

Центральное «ядро» туманности Лиры – звезда с исключительными характеристиками. Температура ее поверхности близка к 75 000К, и потому по праву она считается одной из самых горячих звезд. Ее мощное ультрафиолетовое излучение заставляет люминесцировать газы туманности, и при этом туманность Лиры в несколько десятков раз ярче, чем ее удивительное «ядро».

Найти планетарную туманность легко, она находится почти посередине между звездами  γи  βЛиры. В школьный телескоп она покажется маленьким как бы искрящимся овальным туманным пятнышком. Действительные размеры этого объекта весьма внушительны: средний поперечник туманности Лиры близок к 70 000 а.е., то есть почти в 700 раз больше поперечника Солнечной системы! С расстояния же 660 пк туманность Лиры имеет средний видимый поперечник веет около минуты дуги.

Судя по спектру, туманность Лиры расширяется во все стороны от центральной звезды со скоростью, близкой к 19 км/с. Естественно предполагать, что центральная звезда когда-то выбросила газы, которые мы теперь и наблюдаем в виде планетарной туманности.

Установлено, что ядра планетарных туманностей имеют температуру от 50 000 до 200 000 кельвинов. Светимость их, однако, невелика, так как ядра всех известных нам планетарных туманностей оказались белыми или голубыми карликами. Возраст планетарных туманностей вряд ли превышает 10000 лет. По одной из гипотез они образуются, по-видимому, при плавном отделении оболочки звезды на стадии сверхгиганта.

В небольшом созвездии Лиры есть несколько очень интересных звезд. Прежде всего обращает на себя внимание Вега – самая яркая звезда северного полушария неба (0,1 ^m). Направьте на нее телескоп (с малым увеличением), и вы увидите сияющее в глубине неба далекое голубое солнце; при таких наблюдениях «солнцеподобность» ярких звезд из умозрительного вывода превращается в нечто почти физически ощутимое. Вега – горячая белая звезда – в 2,5 раза превосходит в поперечнике наше Солнце. Еще в 1837 г. В.Струве успешно определил расстояние до Веги и получил значение, близкое к современному (8 пк). По своим физическим свойствам Вега похожа на Сириус, но только несколько крупнее и горячее его.

Рядом с Вегой есть замечательная кратная звезда  εЛиры. Зоркий глаз отлично видит здесь две звездочки пятой величины, разделенные промежутком в 3'28". Особенно эффектна эта пара при наблюдении в бинокль. Телескоп же обнаруживает, что каждый из компонентов  εЛиры в свою очередь двойная звезда (расстояния между их компонентами 2,8" и 2,3"). Все четыре звезды—белые звезды, напоминающие Сириус. И эти четыре Сириуса образуют физически взаимосвязанную систему из четырех солнц! В каждой из пар периоды обращения несравненно короче того исполинского промежутка времени, за который обе пары совершают полный оборот вокруг общего центра масс.

Весьма интересны некоторые переменные звезды созвездия Лиры. Недалеко от Веги на северной окраине созвездия видна полуправильная переменная  RЛиры. Это – холодный красный гигант, меняющий блеск в пределах от 4,0 ^mдо 5,0 ^m. Средний период близок к 50 дням, хотя в отдельных случаях между очередными максимумами и минимумами интервалы времени могут быть иными.

К востоку от этой переменной звезды отыщите в бинокль другую переменную RRЛиры. Это – цефеида, но, так сказать, другого сорта, чем  δЦефея. Переменная RRЛиры возглавляет класс короткопериодических цефеид, у которых период изменения блеска меньше суток. Наоборот, «классические» цефеиды типа  δЦефея называют долгопериодическими цефеидами ,и у них периоды превышают сутки.

Блеск RRЛиры меняется в пределах от 7,1 ^mдо 8,0 ^m. Ее пульсации совершаются очень быстро, с периодом 0,57 суток. За это время меняется не только блеск, но спектральный класс звезды (от А2 до F0) и, разумеется, температура.

Различие между короткопериодическими и долгопериодическими цефеидами не ограничивается только величиной периода. Здесь оно гораздо глубже. В частности, звезды типа RRЛиры встречаются на всевозможных расстояниях от галактического экватора, тогда как классические цефеиды типа  δЦефея обнаруживают явную концентрацию к средней экваториальной плоскости Галактики. Другими словами, цефеиды типа RRЛиры – звезды сферических подсистем, тогда как цефеиды типа  δЦефея принадлежат к звездам плоских подсистем. Этот факт свидетельствует о различном происхождении цефеид двух классов, несмотря на все внешнее сходство формы кривых изменения их блеска.

Однако самой замечательной переменной созвездия является уникальная во многих отношениях переменная  βЛиры. Эта звезда, переменность которой была обнаружена еще Гудрайком, возглавляет особый подкласс затменных переменных звезд. В отличие от Алголя,  βЛиры непрерывно меняет свой блеск в границах от 3,4 ^mдо 4,3 ^mс периодом в 12,91 суток. Четко выражен и вторичный минимум (3,8 ^m), расположенный посередине между главными.

Казалось бы, наблюдаемая картина изменения блеска хорошо объясняется схемой двух эллипсоидальных звезд разной светимости, обращающихся вокруг общего центра масс. Суммарная площадь частей поверхности двух компонентов  βЛиры, обращенная к наблюдателю, непрерывно меняется.– отсюда и непрерывные колебания блеска звезды. Однако весьма сложный вид спектра  βЛиры и его странные изменения вовсе не соответствовали этой чересчур простой схеме. Пришлось затратить немало труда, прежде чем действительная природа  βЛиры была разгадана.

Эта переменная звезда, кажущаяся невооруженному глазу, оди-ночной, на самом деле состоит из двух очень близких эллипсоидальных звезд. Большая из них – горячая голубовато-белая гигантская звезда с температурой поверхности около 15 000К. Меньшая звезда вдвое холоднее (спектральный класс К), и ее излучение теряется в тех мощных потоках света, которые излучаются главной звездой. Но это не все. От главной звезды к ее спутнику непрерывно извергаются газы, которые, обтекая спутник, снова возвращаются к главной звезде (рис. 61). Однако вращение спутника вокруг главной звезды и инертность газов приводят к тому, что часть выброшенных главной звездой газов удаляется от звезд, образуя в пространстве исполинскую газовую спираль. Нечто подобное образуют в воздухе те светящиеся вертушки, которые иногда употребляют во время фейерверков.

рис. 61

Газовый шлейф непрерывно рассеивается в пространстве, но он же и непрерывно пополняется теми новыми порциями газов, которые выбрасывает главная звезда. Создается так называемое динамическое равновесие, и газовый шлейф виден постоянно, вуалируя спектр  βЛиры. По случайному стечению обстоятельств луч зрения близок к плоскости, в которой лежит этот газовый шлейф. Если бы мы смотрели на  βЛиры «сверху» или «снизу», она казалась бы нам самой обычной звездой постоянного блеска.

Сейчас обнаружены газовые шлейфы и вокруг ряда других звезд, причем иногда эти шлейфы имеют форму газового кольца, и звезда с близкого расстояния должна отдаленно напоминать Сатурн. Правда, газовые кольца, как и газовый шлейф  βЛиры, неустойчивы, и их существование поддерживается лишь теми потоками газов, которые непрерывно извергаются звездами.

На примере созвездия Лиры мы видим, что иногда и весьма небольшое созвездие содержит значительное количество интересных объектов, легко доступных для наблюдения даже в школьные телескопы.