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(Лиры), Денеб ( Лебедя) и Альтаир ( Орла). 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 — и Орла. Вместе с находящейся справа от них звездой они 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 ( Северной 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 , , и образуют 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.

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 и Лиры. 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 Лиры. 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 Лиры 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 Цефея. Переменная RRЛиры возглавляет класс короткопериодических цефеид, у которых период изменения блеска меньше суток. Наоборот, «классические» цефеиды типа Цефея 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 Цефея обнаруживают явную концентрацию к средней экваториальной плоскости Галактики. Другими словами, цефеиды типа RRЛиры — звезды сферических подсистем, тогда как цефеиды типа Цефея 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 Лиры. Эта звезда, переменность которой была обнаружена еще Гудрайком, возглавляет особый подкласс затменных переменных звезд. В отличие от Алголя, Лиры непрерывно меняет свой блеск в границах от 3,4mдо 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 Лиры, обращенная к наблюдателю, непрерывно меняется.- отсюда и непрерывные колебания блеска звезды. Однако весьма сложный вид спектра Лиры и его странные изменения вовсе не соответствовали этой чересчур простой схеме. Пришлось затратить немало труда, прежде чем действительная природа Лиры 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.

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 Лиры. По случайному стечению обстоятельств луч зрения близок к плоскости, в которой лежит этот газовый шлейф. Если бы мы смотрели на Лиры «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 Лиры, 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.