Все о космосе

Галактика Треугольника и другие миры

Звездное небо... Наедине с ним мы испытываем благоговение, восхищение, а затем и желание по­нять его, постичь бездну расстояний, разделяющих нас и звезды, ощутить свое место в мироз­дании. Загадочна эта картина, и человечеству потребовались столетия, чтобы понять ее. Вселен­ная оказалась столь велика, что расстояния, даже до ближайших небесных тел, сложно воспринима­ются нашим воображением. Но мысль человека вновь и вновь обращается к звездам, желая прикос­нуться к бесконечности и вечности. Нужны определенные знания и некоторая подготовка, чтобы в звездных лабиринтах суметь рассмотреть систему, понять масштаб и величие открывающейся картины. В этом читателю поможет цикл статей, которые мы планируем опубликовать на страницах журнала.

Название одной из них знакомо мно­гим. "Туманность Андромеды" воспета И. Ефремовым в одноименной повести и стала для нескольких поколений символом мечты о межгалактических странс­твиях. Этот звездный остров на ясном небе можно видеть невооруженным глазом. Он входит в число наиболее по­пулярных у астрономов объектов и обоз­начается М 31 (по номеру в каталоге Ш. Мессье). Вторая галактика располо­жена на небе недалеко от М 31; ее назы­вают обычно "Туманность Треугольни­ка" или "Тележное Колесо" (в англоя­зычных странах), но чаще просто М 33. Обе они удалены от Млечного Пути на расстояние чуть большее 2 млн. свето­вых лет, причем, М 31 находится нес­колько ближе. Занятно, что эта ближай­шая к Земле звездная "спираль" оказа­лась почти близнецом нашей Галакти­ки. Насколько мы можем судить, Млеч­ный Путь лишь немногим больше Ту­манности Андромеды, в остальном они чрезвычайно схожи — обе относятся к классу Sb — спиральным галактикам с "пропорциональным"  строением.  Галактика Треугольника примерно вдвое меньше и относится к классу Sc, т.е. имеет небольшую центральную часть и обширные, хорошо развитые спираль­ные "рукава", в чем можно убедиться, посмотрев на ее фотоснимки или в телес­коп. В отличие от всех остальных галак­тик, М 31 и М 33 не удаляются, а приб­лижаются к нам со скоростью около 30 и 10 км/сек. соответственно. Замечено, что галактики, как правило, существу­ют не в одиночку, а группами. И наш Млечный Путь не исключение. Вместе с М 31, М 33 и десятком более мелких га­лактик он входит в "Местную Группу", которая отделена от других ближайших галактик и их групп уже значительно большим расстоянием.

Однако чтобы по-настоящему оце­нить и ощутить масштабы космического пространства, вернемся в ближайшие окрестности Млечного Пути, познако­мимся с окружающими звездами и их природой, а уж потом, освоившись, предпримем мысленное путешествие в глубины Космоса. Галактики, в том чис­ле, М 31 и М 33 будут конечной целью нашей небольшой прогулки по небу.

Начать стоит, как и в любом путе­шествии, с изучения карты и сопостав­ления ее с местностью, в нашем случае, с небом. Повернемся лицом к югу. Отп­равным ориентиром нам послужит соз­вездие Андромеды, протянувшееся немного наискосок цепочкой звезд вы­соко над головой, от Пегаса справа до Персея слева, на востоке. Средняя звез­да в цепочке, (5 Андромеды, которая служит ориентиром при поиске М 31, поможет найти и М 33, так как обе галактики расположены симметрично от­носительно нее. Сама звезда, получив­шая от арабов имя Мирах, имеет блеск 2,08"', т.е. лишь на одну звездную вели­чину слабее самых ярких звезд неба, од­нако измерения показывают, что распо­ложена она, примерно, в 2550 трлн. км или в 270 световых годах от Земли. Ее свет, который мы сейчас видим, отпра­вился в путь 270 лет назад, в то самое время, когда Дж. Свифт написал "Гул­ливера", а Ч. Холл построил первый ах­роматический объектив! Расчеты пока­зывают, что, светимость Мираха превы­шает солнечную в 75 раз, т.е. звезда эта не такая уж маленькая! Вообразите себе, какой труд, какие нравственные и умс­твенные усилия пришлось приложить ученым прошлого, чтобы осознать, при­нять и обосновать эти новые сведения! Каталоги сообщают, что ρ Андромеды имеет спутник, красную карликовую звезду, которая в 800 раз слабее нашего светила. С такого расстояния она пред­ставляется очень слабой звездочкой (14т), видимой только в довольно круп­ные телескопы (угловое расстояние меж­ду ними при наблюдении составляет 28").

Звезда α Андромеды, Альферац, име­ет такой же видимый блеск, как и ρ, но находится почти втрое ближе — до нее около 100 световых лет. Светимость ее, следовательно, ниже, чем у ρ, хотя и больше, чем у нашего светила. Спек­тральные исследования показывают, что Альферац — это двойная звезда, компо­ненты которой расположены довольно близко друг от друга, и ни в один инстру­мент с Земли раздельно их увидеть нель­зя. Однако даже небольшой телескоп по­кажет неподалеку (примерно в 100") от а другую слабую звездочку, которая на са­мом деле с а не связана. То, что они вид­ны рядом — всего лишь игра случая.

Посредине между α и ρ видна звезда 8 Андромеды, ничем особо не примеча­тельная. Она также ярче и больше Сол­нца (до нее около 104 световых лет). На расстоянии примерно 29" от нее видна слабая, 12"', звездочка-спутник. Особен­но впечатляет четвертая звезда, образу­ющая "дугу" Андромеды. Ее имя Аль­мах (γ And), это одна из красивейших звездных пар на всем небосводе. Нап­равьте сюда телескоп, и вы увидите зо­лотистую и голубоватую звездочки, раз­деленные дугой 10". Впрочем, кому-то они могут показаться оранжевой и зеле­новатой, это зависит от индивидуаль­ных особенностей цветового восприя­тия, а также от свойств наблюдательно­го прибора; в любом случае, зрелище впечатляет. Цветовой контраст этой па­ры необыкновенно четкий, а сочетание цветов чрезвычайно приятное для глаза.

Через полвека после открытия двойс­твенности этой звезды, в 1842 г., наблю­дая ее в более крупный инструмент, Струве обнаружил, что спутник главной звезды, в свою очередь, тоже двойная звезда, состоящая из неярких звездочек 5,5 и 6,3"'. Расстояние между ними ме­няется от почти неразличимого до 0,6" с периодом 30 лет. Но и это еще не все. Выяснилось, что более яркая звезда этой пары — сама двойная, хотя обнару­живается это лишь спектральными ме­тодами. Таким образом, у Андромеды — система из четырех звезд. Вообще, все указывает на то, что двойственность и кратность скорее правило в звездном мире, чем исключение.

Теперь мы знаем, что мир звезд отли­чается необычайным разнообразием — повсеместно встречаются, как неверо­ятные гиганты, так и карлики. Непода­леку от Туманности Андромеды нахо­дится слабая (8°) звездочка Грумбридж. Она входит в "двадцатку" ближай­ших к нам звезд, занимая в ней 16 мес­то: до нее всего 11,7 световых лет. Одна­ко относится она, как легко догадаться, к классу карликовых звезд значительно удаленных, а точнее, к красным карликам (класс М) и даже такое расстояние не выделяет ее на фоне сотен куда более далеких светил. Точнее, здесь мы ви­дим две маленькие звезды, одна из ко­торых вдвое меньше, заметно холоднее, краснее и тусклее другой. Светимость их составляет лишь 3 и 1,5% от солнеч­ной. Интересно, что три четверти бли­жайших звезд в окрестностях Солнца составляют именно красные карлики; это подтверждает давнее подозрение ученых, что значительная часть массы звездного вещества галактик сосредото­чена именно в таких звездах скромных размеров, а вовсе не в гигантах или в еще более скромных образованиях, т. н. коричневых карликах. Они, имея массу не многим большую, чем наш Юпитер, так и не смогли в полную силу разго­реться и практически не видны. Коорди­наты звезды Грумбриджа 34 (1950,0) Oh 15,5m, +43°44'; при желании найти ее можно с помощью небольшого телеско­па и даже бинокля.

Тем не менее, как в жизни публику привлекают яркие, выдающиеся личности, так и в звездном мире нас больше впечатляют яркие, бурные, интересны! звезды — гиганты, сверхгиганты и из необыкновенное поведение, преподносящее сюрпризы... И таких звезд немало в этой области неба, причем, на любой вкус... Главная звезда в созвездии Персея, Альгениб, расположена восточнее Андромеды, в самой гуще Млечной Пути. Это молодая горячая звезда, находится на расстоянии около 450 световых лет и светит как 3000 наших Солнц. Как оказалось, она — самый яркий член обширной звездной группы из таких же молодых и горячих звезд — "ассоциации α Персея". Даже невооруженным глазом видно, что в этом месте необычно густо сосредоточены яркие белые звезды разного блеска. Действительно они собраны здесь не случайно, а связаны единым происхождением и до сих пор сохраняющимся общим движени­ем. Всего в группе насчитывается около 150 звезд, находящихся в среднем в 60С световых годах от нас. Рассмотрите эту область в бинокль. Мало где в небе можно встретить такую роскошную картину. Звезды этой группы, хотя и отличаются разнообразием размеров и светимостей, все же светят постоянным светом. Одна­ко не все они являются постоянными.

Находящаяся неподалеку звезда (β Персея, всем известный Алголь) — пример т.н. переменной звезды, меняю­щей свой блеск с течением времени. Пе­ременность его, вероятно, была замече­на давно, ведь еще древние греки, давая свои названия созвездиям, именно сюда поместили глаз головы Горгоны, кото­рую держит в руке великий герой. Имя Алголь по-арабски означает "Дьявол". Возможно, в средние века арабы уже знали о ее необычном поведении. Извес­тно, что европейцы наблюдали внезап­ные падения блеска звезды еще в конце XVII в., однако регулярность этого яв­ления и его период впервые установил в 1782 г. английский любитель астроно­мии Дж. Гудрайк. И сейчас любой наб­людатель даже невооруженным глазом может легко заметить, как эта звезда, обычно имеющая блеск 2,1т, с интерва­лом в 2,867 дня всего за несколько часов ослабевает до 3,4™, а затем с той же ско­ростью возвращается к прежнему состо­янию. Довольно скоро астрономы дога­дались, что в действительности Алголь представляет систему из двух звезд, вращающуюся вокруг общего центра масс. Когда одна из них в своем движе­нии по орбите закрывает от земного наб­людателя другую, происходит падение блеска системы — в это время светит только одна из двух звезд. Алголь теперь классифицируют как затменнопеременную звезду; в таких системах са­ми компоненты не претерпевают физи­ческих изменений. Но есть и другие.

Звезда R Андромеды (она видна неда­леко от М31) — пример совсем иного по­ведения. Сейчас мы знаем, что измене­ние блеска долгопериодических пере­менных, к которым она относится, вы­зывается постоянными пульсациями звезды, но в 1858 г., когда было откры­то такое ее поведение, это никому и в го­лову не приходило. Тогда ученые просто следили за тем как с периодом 409 суток красноватая звезда, достигающая в максимуме 7т, вскоре пропадала из ви­димости даже довольно крупных телес­копов (в минимуме яркость R And часто опускается ниже 14"). Ее цвет указыва­ет на низкую температуру поверхнос­тных слоев звезды — она примерно вдвое ниже, чем у нашего Солнца. Спек­тральные исследования подтвердили, что ее масса всего лишь в несколько раз превышает массу Солнца, при этом она в сотни раз превосходит его в диаметре; таким образом, получается, что плот­ность подобного объекта в сотни тысяч раз меньше плотности нашего светила. "Раздуваясь" же, звезда достигает прос­то гигантских размеров — будь она на месте Солнца, орбиты всех внутренних планет, включая ту, по которой движем­ся и мы, оказались бы внутри нее.

Но, если жить в по­добном режиме звез­ды типа R And могут многие миллионы лет, то для других та­кая нестабильность может кончиться ка­тастрофой. 21 февра­ля 1901 г. в созвездии Персея появилась но­вая звезда второй звездной величины. Через пару дней ее блеск уже достигал 0,2™, вызвав настоя­щий фурор в астроно­мических кругах, впрочем, новая звезда стала быстро слабеть и, примерно, через четыре месяца окончательно потухла для невооруженного глаза. Исследование снимков, сделанных до вспышки, пока­зали, что до этого события звезда пред­ставляла из себя обычный рядовой объект, а в момент наибольшего блеска ее светимость в 200 тысяч раз превысила светимость Солнца. Через ка­кое-то время астрономы обнаружили вокруг вновь вернувшейся к прежнему состоянию звезды расширяющуюся га­зовую оболочку. Это были ее верхние слои, сброшенные во время взрыва. Ту­манность и сейчас наблюдается, правда, в крупные телескопы. Особо удачливые любители астрономии могут даже сфо­тографировать ее. В любительской среде она носит название "Фейерверк", смысл которого понятен, когда смотришь на "портрет" туманности. Впрочем, собы­тия такого масштаба довольно редки и происходят в нашей Галактике не чаще, чем несколько раз в столетние.

Более яркая туманность, происхож­дением похожая на "Фейерверк", и дос­тупная небольшим телескопам, видна неподалеку. Она является продуктом более скромных по масштабу, но регу­лярно повторяющихся вспышек неста­бильной звезды. В результате этих явле­ний вокруг нее накапливается масса ма­териала сложной структуры и формы. Эта оболочка светится под воздействием весьма жесткого излучения звезды, соз­давая красивые, подчас причудливые туманности, которые не вполне коррек­тно принято называть планетарными. Одна из них, М 76, находится в созвез­дии Персея, у самой границы с Андро­медой. Небольшой любительский телес­коп показывает в этом месте маленькое туманное пятнышко прямоугольной формы. Это самый трудный для поиска объект в знаменитом каталоге Ш. Мессье (в этот каталог входят 110 самых яр­ких и доступных для любительских наблюдений небесных объектов; они обозначаются буквой М), но в темную прозрачную ночь туманность видна да­же в небольшой телескоп с диаметром зеркала 8-10 см. Фотографии, сделан­ные на крупных телескопах, позволяют нам полюбоваться ею во всей красе. Рас­стояние до туманности 2000 световых лет, поперечник ее достигает одного све­тового года, центральная звезда имеет редкую даже для звезд температуру поверхности — порядка 60 тысяч градусов!

Впрочем, такое поведение звезд в на­шей Галактике — редкость. В боль­шинстве своем они ведут себя спокойно, без значительных коллизий, по крайне мере на отрезках времени, сопостави­мых с человеческой историей.

Звезды тяготеют к образованию пар, групп, скоплений. Обычно они и рожда­ются вместе, группами. Подобные скоп­ления мы можем наблюдать в Млечном Пути повсеместно, есть они в созвездиях и Андромеды, и Персея. Собственно го­воря, "ассоциация а Персея" — одно из таких скоплений, просто оно располо­жено слишком близко к нам, и мы вос­принимаем его как разреженную группу звезд. Те же из них, которые находятся значительно дальше, часто выглядят для земного наблюдателя как компак­тные неяркие кучки слабых звезд или даже просто как туманные пятна. Это — излюбленная добыча астрономов-люби­телей. NGC 752 — одно из таких скопле­ний, оно довольно близкое (580 свето­вых лет) и находится в созвездии Андромеды. Это прекрасный объект для наб­людений в бинокль, заметный даже не­вооруженным глазом. Скопление насчи­тывает, возможно, полторы сотни звезд и имеет видимый поперечник около 45'. При наблюдениях с использованием те­лескопа из-за большого углового разме­ра оно выглядит не очень впечатляюще.

Рассеянное скопление М 34, находя­щееся неподалеку, насчитывает около 80 звезд, беспорядочно рассыпанных по площади поперечником 9'. Оно выгля­дит гораздо компактнее, чем предыду­щее и представляет собой красивый и интересный объект, как для бинокля, так и для небольшого телескопа. Рас­стояние до него — около 1500 световых лет. Другие скопления читатель сможет найти самостоятельно, воспользовав­шись приведенной здесь картой.

Итак, постепенно удаляясь от Сол­нца, мы увидели небесные тела и объек­ты, населяющие ближайшие к нам об­ласти Галактики. Конечно же, мы про­гулялись лишь "в окрестностях" наше­го "звездного дома" — истинный размер Млечного Пути превышает 100 тысяч световых лет, и нам трудно даже пред­ставить грандиозность подобных рас­стояний. Теперь вновь вернемся к созер­цанию соседних, столь же колоссаль­ных звездных систем — галактикам Андромеды и Треугольника, с которых мы и начали нашу прогулку.

Туманность Андромеды уже была предметом рассказа*, сейчас же взгля­нем на галактику М 33, которая счита­ется одним из самых неоднозначных объектов на нашем небе. Если некото­рые наблюдатели (обычно опытные) на­ходят ее без труда в любой инструмент, то для других поиск ее становится до­вольно трудной задачей. Успех в этом деле напрямую зависит от прозрачности и не засвеченности неба. В условиях го­родской засветки галактику отыскать не удастся ни в какой инструмент, а в ясную безлунную ночь за городом, она доступна практически любому оптичес­кому прибору. Более того, остроглазые наблюдатели, точно зная место, где она расположена, нередко видят ее и невоо­руженным глазом. Это является для них своеобразным индикатором проз­рачности неба. Если наблюдать галак­тику в телескоп с диаметром зеркала меньше 10 см, мы, скорее всего, увидим большое тусклое пятно с заметным по­вышением яркости к центру, где видно хорошо выраженная область ядра. В ус­ловиях хорошей видимости можно за­метить некоторую неоднородность ту­манности. При диаметре объектива те­лескопа больше 15 см, становятся за­метны черты спиральной структуры, которая в 20-сантиметровые телескоп видна уже уверенно. В 30-сантиметро­вые и большие телескопы зрелище, ко­торое представляет собой галактика, уже трудно описать словами: огромная спираль, усыпанная неоднородными темными провалами и пятнами запол­няет все поле зрения. Одно из них, ви­димое даже в 10-см инструменты, рас­положено как раз рядом с небольшой звездой, (которая, она принадлежит на­шей Галактике) и настолько заметно, что удостоилось даже отдельного обоз­начения в каталогах — NGC 604. Эта огромная газово-пылевая туманность, по­добная "нашей" туманности Ориона, только в добрую сотню раз больше. Снимки этого объекта, сделанные кос­мическим телескопом им. Хаббла, вели­колепно передают сложную структуру и масштабы этого образования. Остается, пожалуй, лишь добавить, что когда свет этой галактики, который сегодня улав­ливает наш глаз, 2 млн. лет назад отпра­вился в путь, предки человеческой расы еще ничем не отличались от животных.

Видимый размер галактики при блеске 6,3'" не меньше 40', что соответс­твует поперечнику в 45 000 световых лет или 60 000 световых лет, если счи­тать, что ее угловой размер 60' (по са­мым слабым внешним областям).

Непросто представить себе, что в этих соседних звездных островах, совершен­но неразличимые с нашей Земли, сияют такие же маленькие, как и наше, сол­нца, и обитатели планет этих звездных систем рассматривают такие же туман­ности и звездные скопления, как и мы, а на их небосводе в темную ночь можно за­метить небольшое овальное темное пят­нышко — наш Млечный Путь.

Автор: Андрей Остапенко