СОЗВЕЗДИЕ БОЛЬШАЯ МЕДВЕДИЦА. Созвездие большая медведица
 Скачать 321.2 Kb.
|
|
Малая медведица Главная звезда созвездия — Полярная звезда — является и основной его достопримечательностью Общеизвестность Полярной звезды вызвана не столько ее физическими особенностями (о них знают немногие), сколько ее близостью к Северному полюсу мира. Среди ярких звезд, доступных невооруженному глазу, нет ни одной, которая могла бы с ней этом соперничать. Однако любопытно, что уже в бинокль легко отыскать звезду 6,4 m , условно обозначенную символом 2r (см. Кликовский П. Г., с. 505), которая еще ближе к полюсу мира, чем Полярная Особая роль Полярной звезды на земном звездном небе временная. Как уже отмечалось, прецессионное движение земной оси сказывается в очень медленном, но непрерывно совершающемся странствовании полюса мира по созвездиям. Около трех тысяч лет назад самой близкой к нему звездой была звезда β Малой Медведицы. По видимому блеску она лишь чуть-чуть, на одну десятую долю звездной величины, уступает Полярной. У нее есть даже собственное имя — Кохаб, которое происходит от арабского “Кохаб-эль-Шемали”, что означает “Звезда Севера”. В Китае β Малой Медведицы называется “царственной звездой”, и в этом отзвуке далеких времен можно уловить черты той особой роли путеводной звезды, которая ныне отведена Полярной В бинокль хорошо заметно, что цвет Полярной звезды — желтоватый. Она несколько горячее Солнца — температура ее поверхности близка к 7000 К. Полярная принадлежит к типу звезд-сверхгигантов. Наше Солнце рядом с ней выглядело бы очень скромно, так как поперечник Полярной в 120 раз больше солнечного диаметра Замечательно, что Полярная звезда пульсирует, то увеличиваясь, то уменьшаясь в своем объеме. При этом слегка меняются и температура и спектр звезды, ну и, конечно, блеск. В максимуме блеска Полярная становится звездой 2,1 m , в минимуме 2,3 m . Работает этот странный звездный механизм очень ритмично — период между смежными максимумами составляет почти четверо земных суток Полярная звезда — типичная цефеида. Расстояние до нее таково, что луч света, покинувший Полярную звезду, достигает Земли спустя 472 года. Это означает, что в настоящее время мы видим Полярную такой, какой на самом деле она была во времена Колумба! Пожалуй, хорошо, что наше Солнце не похоже на Полярную и другие цефеиды. В противном случае мы были бы обречены на то, чтобы испытывать непрерывные и быстрые колебания температуры и освещенности. Кроме того, замена Солнца Полярной звездой привела бы к катастрофическим последствиям и в том случае, если бы Полярная не была цефеидой. Излучая потоки света и тепла, почти в 10 000 раз более мощные, чем Солнце, Полярная звезда испепелила бы весь органический мир на Земле! В большой школьный рефрактор рядом с Полярной на расстоянии 18" от нее виден ее спутник—маленькая звездочка почтя 9-й зв. величины. Его открыл в 1779 г. знаменитый исследователь звездного мира Вильям Гершель. Возможно, что эта звездочка физически связана с Полярной, хотя непосредственно заметить орбитальное движение спутника нелегко — период обращения в этой системе должен быть очень большим Полярная и ее спутник по температуре мало отличаются друг от друга - спутник чуть погорячее. Но по размерам это совсем разные звезды. Полярная — сверхгигант, ее спутник — желтовато-белая звезда лишь немного крупнее Солнца Между прочим, в телескоп спутник кажется зеленоватым. Как мы уже предупреждали читателя, в таких случаях наблюдатель становится жертвой оптической иллюзии, впрочем, весьма красивой. Без нее многие двойные звезды выглядели бы блеклыми и малоэффектными Этим, пожалуй, и исчерпываются достопримечательности Малой Медведицы — небольшого созвездия, объединяющего всего 20 доступных невооруженному глазу звезд Цефей Он был глухонемым, этот высокий юноша с тонкими правильными чертами лица. Каждую звездную ночь он внимательно наблюдал одну из звезд созвездия Цефея, ту самую, которая в звездах каталогах обозначена буквой δ. Иногда звезда казалась ярче обычного, иногда, наоборот, слабее. Не обман ли чувств эти странные колебания блеска? Проходит дни, недели, и в конце концов всякие сомнения отпаяют. Регулярно, с размеренностью хорошего часового механизма, δ Цефея через каждые пять с четвертью суток достигает максимума блеска, плавно опускаясь затем до минимума Вычислен блеск звезды в разные моменты времени, построена кривая изменения блеска, свидетельствующая о периодически “подмигивании” δ Цефея. Сделано, в сущности, даже больше — открыт новый класс переменных звезд, “цефеид”, названных так честь главной представительницы этого класса Автор открытия — Джон Гудрайк, родом из Голландии, получивший образование в Англии. За год до открытия первой цефеиды в 1782 г. Королевское общество Великобритании присудило ему высшую награду — медаль Копли — за открытие переменности Алголя, одной из главных звезд в созвездии Персея. Этот талантливый молодой исследователь умер очень рано, в 1786 г., 21 года от роду. Но астрономы — счастливые люди. Следы их трудов связаны с самыми долговечными объектами, какие только может наблюдать человеческий глаз Если вы захотите сами убедиться в переменности δ Цефея, вам в какой-то степени придется повторить работу Гудрайка. Впрочем не пугайтесь: сделать это сравнительно легко. Поблизости от δ Ц е фея видны звезды ζ (3,6 m ), ε (4,2 m ), и v (4,5 m ). Будем сравнивать блеск переменной звезды с блеском этих постоянных “звезд сравнения”. Допустим, что в момент наблюдения δ Цефея явно слабее ζ, но ярче ε. Разделим мысленно интервал блеска между звездами сравнения на 10 равных частей и попробуем оценить, каково положение в этом интервале переменной звезды. Если, скажем, δ Цефея во столько же раз слабее ζ, во сколько раз ярче ε, то оценку блеска надо записать так: ζ5δ5ε. В другие моменты могут получиться иные оценки, например: ζ3δ7ε или ζ6δ4ε. Зная звездные величины ζ θ ε, легко пропорциональным делением вычислить блеск переменной. Иногда δ Цефея становится слабее ε, и тогда звездами сравнения могут служить ζ θ v или ε θ v Сделав в течение двух-трех недель десяток оценок, постройте график изменения блеска звезды δ Цефея: по его горизонтальной оси отложите моменты времени, по вертикальной — видимый блеск. Чем больше будет сделано наблюдений, тем более явным станет периодический характер изменения блеска δ Цефея ( Подробнее о наблюдениях переменных звезд см. в книгах: Куликовский П. Г., с. 360—370; Астрономический календарь: Постоянная часть.— М.: Наука, 1981, с. 422; Цееевич В. П. Переменные звезды и их наблюдение.—М.: Наука, 1980.) Повторяем, что блеск δ Цефея меняется удивительно ритмично. Период изменения ее блеска определен с очень большой точностью — 5,366341 суток. От периода к периоду характер колебания блеска практически не меняется, и поэтому для цефеид и других периодических переменных звезд астрономы строят сводную, или “среднюю” кривую, сводя все наблюдения к одному периоду Быстрый взлет блеска до 3,6 m и сравнительно медленное его падение до 4,3 m — такая картина характерна и для δ Цефея и для на нее других звезд, названных цефеидами. Наблюдения показывают, что вместе с блеском колеблются и другие физические характеристики δ Цефея — ее цвет, температура, скорость по лучу зрения. Колеблется даже спектральный класс — в максимуме блеска δ Цефеея — звезда класса F5, в минимуме ее спектр характерен для звезд класса G2 Нелегко было разобраться во всех этих сложных явлениях, но сейчас природа цефеид в общих чертах выяснена. Это — звезды-гиганты беловато-желтого цвета, у которых по каким-то не вполне пока понятным причинам внутреннее равновесие нарушено. Подобно сердцу они непрерывно пульсируют, меняя при этом и блеск и другие физические характеристики. Пульсации цефеид. как и всё в мире звезд, грандиозны. Их радиусы изменяются на миллионы километров, что в среднем, однако, составляет лишь около 5% средней величины радиуса звезды Когда цефеида максимально сжата, температура ее поверхности становится наибольшей, и в этот момент звезда достигает максимума блеска. Наоборот, наибольшим размерам звезды соответствуют наименьшая ее температура и минимум блеска Странная картина наблюдалась бы на Земле, если бы наше Солнце было цефеидой. Но Солнце — желтый карлик, а цефеиды — желтые сверхгиганты, и в их физической природе мало общего В созвездии Цефея есть еще одна яркая цефеида — звезда β этого созвездия. У нее очень короткий период изменения блеска — всего 0,19 суток, да и амплитуда весьма мала — 0,05 m . Для невооруженного глаза она всегда кажется одинаково яркой, но очень чувствительные астрономические фотометры четко улавливают и такие ничтожные колебания блеска. Повторяются они столь же строго периодично, как и у δ Цефея, но β Цефея все же не типичная “классическая цефеида”. Она входит в особый класс переменных звезд типа β Большого Пса. Все они гораздо горячее обычных Цефеид и являются горячими белыми гигантами. Колебания их блеска отчасти вызваны пульсациями, но вполне возможно, что к ним добавляются и сложные явления в атмосферах этих звезд. Здесь многое еще предстоит выяснить. А пока звезды типа β Цефея считаются разновидностью цефеид На полпути между α и δ Цефея, недалеко от прямой, соединяющей эти звезды, есть уникальная звезда, обозначенная буквой μ. Ее необыкновенный темно-красный цвет обратил на себя внимание еще Вильяма Гершеля, который назвал μ Цефея “гранатовой” звездой. Как прозрачная капелька крови, сияет в глубине небес это красное солнце — самая красная из всех ярких, доступных невооруженному глазу звезд. Цвет μ Цефея особенно хорошо заметен, если в бинокль сначала посмотреть на белую звезду α Цефея, а затем сразу на “гранатовую” звезду. И здесь не обман зрения, не какие-то психофизиологические эффекты — нет, на самом деле деле, одна из самых холодных звезд, температура поверхности которой вряд ли превышает 2300 К “Гранатовая” звезда от Земли весьма далека — мы ее видим с “опозданием” почти в тысячу лет. Тем не менее μ Цефея — одна из тех немногочисленных звезд, у которых удалось непосредственно (с помощью интерферометра) измерить поперечник. По размерам μ Цефея — одна из величайших звезд, ее диаметр почти в 1500 раз больше солнечного Подмечено, что блеск μ Цефея не всегда постоянен, но меняется довольно неправильным образом, причем иногда амплитуда колебаний достигает 0,6 m . Советскому исследователю переменных звезд В. П. Цесевичу с большим трудом удалось установить, что в этих, с первого взгляда совершенно беспорядочных колебаниях блеска есть некоторые закономерности. Сложную кривую изменения блеска μ Цефея можно рассматривать как результат сложения трех колебаний с периодами 90, 750 и 4675 дней. Такие звезды называются полуправильными переменными, и μ Цефея возглавляет один из подклассов этих звезд Трудно пока со всей определенностью сказать, чем вызваны колебания блеска звезд типа μ Φεфея. Здесь налицо и беспорядочные (или, лучше сказать, полуправильные) пульсации звезды, и какие-то непериодические извержения раскаленных газов из ее недр в атмосферу В созвездии Цефея есть две примечательные двойные звезды. И это не какие-то новые, еще не упомянутые нами звезды, а уже хорошо знакомые δ и β Цефея Главнейшая из цефеид имеет на угловом расстоянии в 41" спутник 7,5 m . Золотисто-желтая цефеида и ее голубоватый спутник представляют собой одну из наиболее красивых на всем небе пар близких звезд Еще интереснее система β Цефея. Сама главная звезда — спектрально-двойная с периодом обращения, равным периоду изменения блеска 0,19 суток. На расстоянии 8" от главной белой звезды видна голубоватая звезда-спутник 8 m . Спутник, несомненно, обращается вокруг главной звезды (или, точнее, обе звезды вокруг общего центра масс) с периодом, по-видимому, близким к 50 годам. Значит здесь перед нами физическая система из трех звезд, причем главная из них к тому же и переменная звезда весьма сложной природы, задающая астрономам немало загадок Дракон С самой яркой оранжевой звездой γ этого созвездия связана одна любопытная и поучительная история. В 1725 г. английский астроном Брадлей решил доказать истинность гипотезы Коперника. Хотя со времени опубликования книги великого польского астронома прошло 182 года, его идеи о движении Земли вокруг Солнца оставались лишь гениальной догадкой, фактами еще не подтвержденной Если Земля на самом деле обращается вокруг Солнца, ближние звезды должны смещаться на фоне звезд более далеких, описывая в течение года крошечный эллипс — своеобразное “отражение” в небесах земной орбиты Чем дальше предмет, тем меньше его кажущееся “параллактическое” смещение,— вспомните, как смещаются предметы при наблюдении из окна мчащегося поезда. Быстро проносятся мимо телеграфные столбы на фоне далекого леса; постепенно, хотя гораздо медленнее, меняется панорама местности; а облака и тем более Солнце, кажется, мчатся вслед за поездом, не отставая от него ни на шаг Звезды невообразимо далеки от Земли — это сознавал уже Коперник. Поэтому их параллактические смещения неуловимо малы. Ни Копернику, ни его ближайшим последователям обнаружить их так и не удалось, Решил испробовать свои силы в этом очень трудном деле и Джеме Брадлей. Телескоп с микрометром на его окулярном конце Брадлей неподвижно укрепил на стене дома, направив прямо в зенит. Сделано это было вполне мотивировано — вблизи зенита искажения в положении небесных светил, вносимые земной атмосферой, всегда минимальны. Из ярких звезд, близких к полюсу эклиптики, через зенит Оксфорда ежесуточно проходит только одна звезда — γ Дракона, Вот почему Брадлей и выбрал ее для параллактических измерений Не будем описывать подробности этой тонкой и длительной работы, на которую ушло около трех лет. . Любопытен конечный итог — Брадлей обнаружил периодическое смещение γ Дракона, точнее говоря, периодические изменения ее экваториальных координат, Но это было заведомо не параллактическое смещение: во-первых, оно получилось слишком большим (около 20"), а во-вторых, направленным иначе, чем ожидалось. Потом уже выяснилось, что и другие звезды в течение года испытывают подобные же смещения и, что было особенно странным, с той же амплитудой около 20" Брадлей искал одно, а открыл другое — оптическое явление, получившее название аберрации света. Сущность его понять несложно. Представьте себе, что вы стоите под отвесно падающим дождем и держите в руках зонтик. Пока вы неподвижны, ручка зонтика направлена, естественно, вертикально. Но если вы броситесь бежать, ваша рука инстинктивно наклонит зонтик вперед А теперь сравните это с другой, аналогичной картиной. От звезды, находящейся в зените, к наблюдателю в вертикальном направлении идут лучи света. Роль зонтика играет телескоп. Будь Земля неподвижной, телескоп следовало бы направить в зенит На самом деле при движении Земли скорость света складывается со скоростью звезды относительно наблюдателя. В итоге сложения двух скоростей лучи звезды из вертикальных превратятся в наклонные, и звезду наблюдатель увидит не в зените, а чуть смещенной в сторону движения самого наблюдателя Брадлей не только открыл новое явление природы, но и доказал опытным путем, что земной шар действительно обращается вокруг Солнца,— ведь не будь этого движения Земли, не было бы и аберрации Другая достопримечательность созвездия Дракона интересна не только по историческим воспоминаниям, но и сама по себе, как один из замечательных объектов на земном небе. Речь идет о яркой планетарной туманности, расположенной неподалеку от звезды ζ этого созвездия. В большой школьный рефрактор она хорошо видна как круглое туманное сравнительно яркое (8 m ) пятнышко. Условное обозначение этой туманности NGС6543 Еще в 1864 г. английский астроном Геггинс избрал туманность в Драконе “пробным камнем” для первых спектроскопических наблюдений этих загадочных объектов. Спектральный анализ еще только зарождался, и Геггинс наблюдал спектр туманности Дракона визуально, присоединив спектроскоп к окулярной части телескопа. Велико было его удивление, когда вместо привычной радужной полоски спектра поглощения, характерного для большинства звезд, он увидел только три яркие разноцветные линии на совершенно темном фоне. Вопреки ожиданиям, туманность Дракона оказалась состоящей не из звезд, а из светящихся газов. Впервые спектроскоп доказал, что в мировом пространстве, кроме звезд и планет, есть исполинские облака разреженных и светящихся газов О туманности Дракона мы теперь знаем много интересных подробностей. Измерено расстояние до нее — 1000 пк. Определен поперечник туманности — около 7000 а. е. Выявлены подробности ее физического строения Туманность расширяется во все стороны от своего ядра — очень горячей звездочки 11-й зв. величины, которую в мощные телескопы можно различить в центре туманности. Это — одна из очень горячих звезд, и температура ее поверхности, по-видимому, близка к 57000 К! Упомянув о расширении туманности, мы должны подчеркнуть, что проявляется оно только в смещении спектральных линий — туманность выглядит такой же неизменной, как ее фотография. Только через века астрономы получат фотоснимки туманности, существенно отличающиеся от современных. Почти все объекты звездного мира издали выглядят спокойными и неизменными. На фотографиях видна сложная внутренняя структура туманности Дракона, что нетипично для “классических” планетарных туманностей, похожих на ту, которую мы увидим в созвездии Лиры. Поэтому туманность Дракона считается аномальной планетарной туманностью Из двойных звезд созвездия Дракона обратите внимание на три звезды; ν, ε, μ. Первая из них принадлежит “голове” Дракона. Она состоит из двух звездочек 5-й зв. величины, разделенных промежутком в 62''. Пара эта — оптическая, легко различимая даже в театральный бинокль. Проверьте по ν Дракона остроту вашего зрения: если в темную прозрачную звездную ночь вы отчетливо различаете обе звезды, значит, зрение у вас отличное А для большого школьного рефрактора хорошей проверкой его “зоркости” (то есть разрешающей способности) могут служить наблюдения двух других двойных звезд. Обе эти пары звезд — физические двойные системы. Главная звезда в системе ε Дракона 4,0 m имеет спутник 7,6 m на расстоянии 3,3". Звезда μ Дракона состоит из двух звезд равного блеска (5,8 m ), разделенных промежутком в 2". Период обращения в этой системе близок к 1500 годам Повторяем, что перечисленные двойные звезды — трудный объект для трехдюймового рефрактора. а с меньшими инструментами рассчитывать на успех и вовсе нельзя |