Десять самых ярких звёзд на небе
Когда вы представляете себе ночное небо, вы, скорее всего, думаете о тысячах звёзд, мерцающих на чёрном покрывале ночи, нечто, что можно по-настоящему увидеть только вдалеке от городов и других источников светового загрязнения.
Но те из нас, кто не может на периодической основе наблюдать такое зрелище, упускают тот факт, что звёзды, видимые из городских районов с высоким световым загрязнением, выглядят по-другому, нежели чем при просмотре в тёмных условиях. Их цвет и относительная яркость сразу отделяют их от соседних с ними звёзд, и у каждой из них есть своя собственная история.
Жители северного полушария, вероятно, сразу могут узнать Большую Медведицу или букву W в Кассиопее, а в южном полушарии самым известным созвездием должен быть Южный Крест. Но эти звёзды не относятся к десятке самых ярких!
Млечный путь рядом с Южным Крестом
У каждой звезды есть свой собственный жизненный цикл, к которому она привязана с момента рождения. При формировании любой звезды доминирующим элементом будет водород – самый распространённый элемент во Вселенной – и её судьба определяется лишь её массой. Звёзды массой в 8% от солнечных могут зажигать реакцию ядерного синтеза в ядре, синтезируя гелий из водорода, и их энергия постепенно передвигается изнутри наружу и изливается во Вселенную. Звёзды малой массы красные (из-за низких температур), тусклые, и сжигают своё топливо медленно – самым долгоживущим предначертано гореть триллионы лет.
Но чем больше звезда набирает массы, тем горячее её ядро, и тем больше регион, в котором идёт ядерный синтез. Ко времени достижения солнечной массы звезда попадает в класс G, и её время жизни не превышает десяти миллиардов лет. Удвойте солнечную массу, и вы получите звезду класса А, ярко-голубую, и живущую менее двух миллиардов лет. А самые массивные звёзды, классов О и В, живут всего несколько миллионов лет, после чего у них в ядре заканчивается водородное топливо. Не удивительно, что самые массивные и горячие звёзды также и самые яркие. Типичная звезда класса А может быть в 20 раз ярче Солнца, а самые массивные – в десятки тысяч раз!
Но как бы звезда ни начала жизнь, водородное топливо в её ядре заканчивается.
И с этого момента звезда начинает сжигать более тяжёлые элементы, расширяясь в гигантскую звезду, более холодную, но и более яркую, чем изначальная. Фаза гиганта короче, чем фаза сжигания водорода, но её невероятная яркость делает её видимой с гораздо больших расстояний, чем те, с которых была видна изначальная звезда.
Учтя всё это, перейдём к десятке ярчайших звёзд в нашем небе, по возрастанию яркости.
10. Ахернар. Яркая голубая звезда, массой в семь раз больше, чем у Солнца, а яркостью – в 3000 раз больше. Это одна из самых быстро вращающихся звёзд, известных нам! Она вращается так быстро, что её экваториальный радиус на 56% больше полярного, а температура на полюсе – поскольку он гораздо ближе к ядру – на 10 000 К больше. Но она находится довольно далеко от нас, в 139 световых годах.
9. Бетельгейзе. Красный гигант из созвездия Ориона, Бетельгейзе была яркой и горячей звездой класса О, пока у неё не кончился водород и она не перешла на гелий. Несмотря на низкую температуру в 3500 К, она более чем в 100 000 раз ярче Солнца, поэтому она и входит в десятку ярчайших, несмотря на то, что находится в 600 световых годах. В следующие миллион лет Бетельгейзе превратится в сверхновую, и временно станет ярчайшей звездой в небе, возможно, видимой и днём.
8. Процион. Звезда сильно отличается от рассмотренных нами. Процион – скромная звезда F-класса, всего на 40% больше Солнца, и находится на грани исчерпания водорода в ядре – то есть, это субгигант в процессе эволюции. Она примерно в 7 раз ярче Солнца, но находится всего в 11,5 световых годах от нас, поэтому может быть ярче почти всех, кроме семи, звёзд на нашем небе.
7. Ригель. В Орионе Бетельгейзе не самая яркая из звёзд – этого отличия удостаивается Ригель, ещё более удалённая от нас звезда. Она находится в 860 световых годах, и при температуре всего в 12 000 градусов, Ригель не относится к звёздам главной последовательности – это редкий голубой сверхгигант! Она в 120 000 раз ярче Солнца, и светит так ярко не из-за расстояния от нас, но из-за своей собственной яркости.
6. Капелла. Это странная звезда, поскольку, на самом деле – это два красных гиганта температурой, сравнимой с солнечной, но при этом каждый из них примерно в 78 раз ярче Солнца. На расстоянии в 42 световых года именно комбинация из собственной яркости, относительно небольшого расстояния и того факта, что их двое, позволяет Капелле быть в нашем списке.
5. Вега. Самая яркая звезда из Летне-осеннего треугольника, дом пришельцев из х/ф «Контакт». Астрономы использовали её как стандартную звезду «нулевой магнитуды». Она находится всего в 25 световых годах от нас, принадлежит к звёздам главной последовательности, и одна из ярчайших известных нам звёзд класса А, а также довольно молодая, возрастом всего 400-500 млн лет. При этом она в 40 раз ярче Солнца, и пятая по яркости звезда на небе. И из всех звёзд северного полушария Вега уступает лишь одной звезде…
4. Арктур. Оранжевый гигант, на эволюционной шкале находится где-то между Проционом и Капеллой. Это ярчайшая звезда северного полушария, и её легко найти по «ручке» ковша Большой Медведицы. Она в 170 раз ярче, чем Солнце, и, следуя эволюционному пути, может стать ещё ярче! Она всего в 37 световых годах от нас, и ярче её только три звезды, все расположенные в южном полушарии.
3. Альфа Центавра. Это тройная система, в которой основной член очень похож на Солнце, и сам по себе тусклее, чем любая звезда из десятки. Но система Альфа Центавра состоит из ближайших к нам звёзд, поэтому её расположение влияет на её видимую яркость – ведь до неё всего 4,4 световых года. Совсем не то, что №2 в списке.
2. Канопус. Сверхгигант белого цвета, Канопус в 15 000 раз превышает по яркости Солнце, и это вторая из ярчайших звёзд в ночном небе, несмотря на расстояние в 310 световых лет от нас. Она в десять раз массивнее Солнца и в 71 раз больше – неудивительно, что она светит так ярко, но до первого места она добраться не смогла. Ведь самая яркая звезда в небе, это…
1. Сириус. Она в два раза ярче Канопуса, и наблюдатели из северного полушария часто могут увидеть её зимой, восходящую за созвездием Ориона. Она часто мерцает, так как её яркий свет может проникать через нижние слои атмосферы лучше, чем свет других звёзд. Она всего в 8,6 световых годах от нас, но это звезда класса А, в два раза массивнее и в 25 раз ярче Солнца.
Вас может удивить, что первыми в списке стоят не самые яркие и не самые близкие звёзды, а скорее комбинации из достаточной яркости и достаточно малого расстояния для того, чтобы сиять ярче всех. У звёзд, расположенных в два раза дальше, яркость в четыре раза меньше, поэтому Сириус светит ярче Канопуса, который светит ярче Альфа Центавра, и т.д. Что интересно, карликовых звёзд класса М, к которому принадлежат три из каждых четырёх звезд Вселенной, в этом списке нет вовсе.
Что можно вынести из этого урока: иногда вещи, которые кажутся нам наиболее выделяющимися и наиболее очевидными, оказываются самыми необычными. Распространённые вещи бывает найти гораздо сложнее, но это значит, что нам стоит улучшать наши методы наблюдений!
Какая самая яркая звезда на небе?
Какая самая яркая звезда на небе? Гугл скажет нам, что это Сириус, и будет прав, но лишь отчасти.
Сириус действительно является самой яркой звездой на ночном небе, но это только потому, что он одновременно является и одной из ближайших к нам звёзд: от Солнца до Сириуса — всего 8,6 световых года: по астрономическим меркам он живёт даже не в «соседней квартире», а в другой комнате нашей.
Стоит добавить, что Сириус медленно дрейфует в сторону Солнца, из-за чего в ближайшее время его яркость, по всей видимости, будет увеличиваться.
Однако в целом по меркам нашей галактики Сириус — весьма скромное явление: являясь белой звездой спектрального класса А, он всего-то вдвое больше нашего Солнца. Точнее, это касается видимого нам компонента Сириуса: на самом же деле это двойная звезда, вторым компонентом которой является белый карлик — «мумия» более старой, уже отжившей своё звезды.
Относительные размеры звёзд главной последовательности в зависимости от спектрального типа: Солнце — G, Сириус — А.
А вот на втором месте в рейтинге ярчайших звёзд ночного неба расположилось нечто действительно интересное даже по общегалактическим масштабам: это звезда Канопус.
Канопус относится к бело-жёлтым сверхгигантам (спектральный класс F). Он примерно в 10 раз тяжелее Солнца, примерно в 65 раз больше и светит примерно в 15 тысяч раз сильнее.
Правда, на нашем небе Канопус не видно: он знаком жителям Южного полушания. В северном небе ближайшим и самым известным его «родственником» (ещё одним желто-белым сверхгигантом) является Полярная звезда. Забавно, что при мореплавании в южном полушарии эти звёзды равно используются как стандартные ориентиры.
Канопус расположен на расстоянии 310 световых лет, и из-за этого до нас доходит лишь ничтожная часть его света. Располагайся он на том же расстоянии, что и Сириус, по яркости он бы уступал разве что Луне. Увы, жизнь в этом смысле несправедлива, и мы лишены столь впечатляющего зрелища.
А Полярная звезда мало что заметно меньше («всего-то» 6 солнечных масс, 37 солнечных радиусов и 2000 солнечных яркостей), так ещё и расположена дальше — 440 световых лет, так что она даже не входит в десятку ярчайших звёзд ночного неба.
Самой крупной звездой, видимой с Земли, является Ригель. Он кажется нам гораздо менее ярким, через Сириус, Канопус или, к примеру, Вега, но это потому, что он находится очень далеко: почти 900 световых лет. А на самом деле Ригель — настоящее чудовище: голубой сверхгигант, вдвое более тяжёлый, чем Канопус (почти 20 солнечных масс), в 75 раз больший, чем Солнце и почти в десять тысяч раз более яркий!
Но есть в нашей галактике звёзды, по сравнению с которыми даже Ригель покажется карликом. Это так называемые гипергиганты, которые могут быть в сотни раз больше и в миллионы раз ярче Солнца.
Самой известной из них является Эта Киля, или Форамен — вероятно, крупнейшая и самая яркая звезда, видимая с Земли. Эта Киля относится к классу т.н. ярких голубых (спектральный класс О) переменных, то есть звёзд, которые существенно изменяют свою яркость за время наблюдений.
Эта Киля, по всей видимости, имеет массу около 120 масс Солнца, примерно в 800 раз больше нашей звезды. Благодаря этому она известна астрономам с древности, хотя удалена от нас на впечатляющие 7,5 тысячи световых лет.
Эта Киля, как мы уже сказали, является переменной звездой: астрономы фиксируют существенные изменения её яркости с течением времени. Так, в начале XIX века Эта Киля существенно увеличила свою яркость на небе, и в 1838 году вышла на третье место по наблюдаемому с Земли блеску — весьма впечатляющий результат с учётом разделяющего нас колоссального расстояния. Однако затем она начала быстро терять свою яркость, и к началу XX века стала невидима вооружённым глазом. На протяжении прошлого века её яркость оставалась примерно на одном уровне, претерпевая незначительные колебания, но в 1995-1996 году она начала светить почти вдвое ярче, снова став видимой невооружённым глазом.
Такое нестабильное поведение подобных сверхмассивных звёзд объясняется постоянной борьбой между силой гравитации, стремящейся сжать, уплотнить звезду, и давлением излучения звезды, стремящегося, напротив, разорвать её на части. На пиках светимости звезда активно выбрасывает в окружающее пространство собственное вещество. Подобные процессы происходят и на Солнце (пресловутые солнечные вспышки и следующие за ними магнитные бури: процессы отражения потоков заряженных частиц магнитосферой земли). Однако в случае гипергигантов типа Эты Киля эти процессы имеют весьма драматический характер: по подсчётам астрономов, во время вспышки XIX века она могла потерять не менее 10% своей массы, т.е. извергла раскалённого газа, равного по массе десятку Солнц. Следствием этого процесса стало остывание звезды и уменьшение её излучения: гравитация снова начала преобладать и стягивать часть извергнутого вещества обратно в звезду.
В случае Эты Киля физика её жизни усложняется тем, что у неё есть звезда-компаньон — также довольно массивная (около 50 солнечных масс). Вращаясь друг вокруг друга, эти звёзды могут обмениваться веществом, что, налагаясь на «собственные» процессы внутри каждой из звёзд, также может приводить к смене светимости.
Извергнутый Этой Киля и её «компаньоном» газ образуют облако горячего газа, известного как Туманность Гомункул.
Подобные облака окружают и другие известные звёзды этих классов. Из-за этих (и других) облаков многие подобные звёзды в принципе невозможно разглядеть в оптическом диапазоне (т.е. даже в самый мощный оптический телескоп). Их можно «рассмотреть» лишь в инфракрасном диапазоне — как, например, другую крупнейшую звезду нашей галактики, звезду Пистолет, или V4647 Sgr. По идее мы должны были бы прекрасно видеть её с Земли: она должна была бы находиться на 8-9 месте в списке ярчайших звёзд нашего неба. Увы, её полностью заслоняют от нас облака космической пыли.
Чем больше звезда — тем короче срок жизни, ей отведённый. Если Солнцу отведено около 10-12 миллиардов лет, 5 из которых уже прошли, то Эта Киля и другие гипергиганты, вероятно, проживёт не более миллиона лет. При этом астрономы полагают, что большую часть отведённого ей срока Эта Киля уже прожила: ориентировочно через 10-20 тысяч лет она станет сверхновой, после чего, по всей видимости, коллапсирует в чёрную дыру. Предполагается, что вспышка Эты Киля как сверхновой будет ощущаться даже на Земле: мощное излучение может вывести из строя спутники связи.
А самой большой известной на сегодняшний день является звезда, известная как R136a1. Она более чем в 300 раз тяжелее Солнца (вдвое тяжелее Эты Киля и в 15 раз — Ригеля) и светит примерно в 10 миллионов раз сильнее. Благодаря этому мы знаём о её существовании, хотя находится она аж в соседней галактике — Туманности Андромеды, на расстоянии в 165 тысяч световых лет. Невооружённым глазом её не разглядишь, и даже в любительский телескоп не без труда можно найти звёздное скопление, частью которого она является. До её открытия считалось, что звёзды такой массы вообще не могут существовать: предполагалось, что верхний предел массы одиночной звезды должен составлять около 150 солнечных, и более массивные объекты коллапсируют в чёрную дыру уже на ранних этапах своей жизни. Однако Вселенная не устаёт преподносить нам сюрпризы. И это делает процесс её изучения безумно увлекательным.
Сириус — белый бриллиант зимнего неба
Самая яркая звезда всего неба известна далеко не всем людям. Спроси на улице человека — “Какая самая яркая звезда?” — и далеко не каждый назовет Сириус. Но очень многие искренне считают, что это — Полярная. А смекалистый респондент назовет Солнце, и будет в чем-то прав, хотя мы все-таки по умолчанию подразумеваем множество звезд видимых ночью.
Сириус, или альфа созвездия Большой пес — самая яркая звезда всего неба. Ее видимая звездная величина −1,5m, и это единственная звезда на небе, чей блеск перевалил за минус единицу. В этом смысле Сириус в большом отрыве по яркости от других звезд. Ближайший его конкурент — Канопус (альфа Киля) — почти вдвое слабее, а России вообще не виден.
Надо сказать, что с Сириусом нам еще очень повезло. Хоть он и находится в южном небесном полушарии, но все же на большей части территории нашей страны поднимается над горизонтом. не очень высоко и продолжительно, но все-таки виден.
Виден Сириус с осени по весну. Зима — лучшее время для его наблюдений. Он расположен в области неба, изобилующей яркими звездами, но находится ниже всех их. Из-за этого может показаться, что он здесь не самый яркий, ведь вблизи горизонта поглощение света в атмосфере значительно. И часть своей яркости Сириус теряет в дымке, тумане и в стелющихся вдоль горизонта облаках.
И все равно он прекрасен. Мерцая и переливаясь в зимнем морозном воздухе он и вправду напоминает бриллиант. Сириус — белая звезда, но благодаря преломлению лучшей его света в атмосфере может показаться, то он голубой, как и его “соседи” из созвездия Ориона. Кстати, Орион — лучший указатель, чтобы найти Сириус и быть уверенным, что найдено то, что искали. Три звезды пояса Ориона укажут направление на Сириус. Надо лишь продолжить линию соединяющую звезды пояса в направлении горизонта.
С древних времен Сириус играл важную роль в укладе человеческой жизни. Особенно сильно это проявилось в древнем Египте, где первый предрассветный восход этой звезды предвещал разлив Нила, и этот же день считался в египетском календаре началом нового года. Сириус ассоциировался одновременно с несколькими божествами и изображался вместе с ними.
В греческой мифологии он ассоциировался с одной из охотничьих собак небесного охотника Ориона. Греки уже знали, что равных по блеску у Сириуса нет. И потому называли его “Ярчайший” — именно так переводится с древнегреческого название звезды.
Но римляне позаимствовали у греков другое название — “Собачья звезда”, или “Собачка” — на латыни это звучало как “Каникула”. Предутренний восход Сириуса в античной Италии сопровождался пиком жары, и на это время прекращалась практически любая деятельность — римляне назвали этот период “Каникулы”. Собственно, и сейчас перерыв в работе или учебе называется так же.
По каким-то совершенно непонятным причинам в некоторых древних летописях Египта, Вавилона и Китая Сириус упоминается светилом красного цвета. Это долгое время объяснялось ошибками в переводах. Сейчас есть другое толкование. Но вернемся к нему позже.
Светимость Сириуса в 25 раз превосходит светимость Солнца.
Астрономы определяют светимость, как сравнительную яркость звезд в условиях, когда они были бы расположены на равном расстоянии от наблюдателя. И соотносят её с яркостью Солнца, находящегося в тех же условиях. Если бы наше Солнце было бы столь же далеко от нас, что и Сириус, оно было бы в 25 раз слабее — выглядело бы звездочкой второй звездной величины, как находящаяся неподалеку бета Большого пса. Но тут надо сделать оговорку, что бета Большого пса — звезда по имени “Мирзам” — расположена существенно дальше Сириуса.
Сравните: Расстояние до Сириуса 8,6 световых лет, а до до Мирзама — 500! Будь Мирзам на месте Сириуса, он сиял бы почти в три с половиной тысячи раз ярче “Собачьей звезды”. Его блеск можно было бы сравнить с сиянием полной Луны. Ну, а уж Солнце на том же расстоянии просто померкло в этих — ослепительных в ночи — лучах Мирзама.
Сириус столь ярок лишь потому, что это одна из ближайших к нам звезд. По степени близости к Солнцу Сириус занимает 7-е место. Ближе него только система альфы Центавра и несколько карликовых звезд, невидимых глазом.
Долгое время Сириус считался одиночной звездой, но полтора столетия назад Альван Кларк — легендарный оптик и астроном — проводя первые наблюдения в свой новый и самый мощный на тот момент телескоп-рефрактор первым же делом навел инструмент на Сириус. Так был открыт его спутник — Сириус B — первый сверхкомпактный объект.
Внезапно обнаруженная звезда оказалась белым карликом — пенсионером среди звезд. До открытия Кларка белые карлики считались теоретическими объектами. Развиваемая тогда теория звездной эволюции предопределяла такую фазу, как финальную стадию для Солнца и сравнимых с ним по массе светил. Но ни одного подобного объекта известно не было. Сириус B стал первым.
Если говорить об этом кратко, то стоит упомянуть, что основным источником энергии для звезд является процесс превращения водорода (из которого преимущественно состоят все звезды) в гелий посредством термоядерных реакций в ядре звезды. С течением времени водород выгорает, и тогда гореть начинает гелий, превращаясь в углерод. На этом этапе звезда распухает, превращаясь в красный гигант. К моменту выгорания гелия светило становится нестабильным — внешние слои уже нечем поддерживать, и под действием сил тяготения они устремляются к ядру, звезда схлопывается, возникающая ударная волна от встречи внешних и внутренних слоев разбрасывает часть вещества звезды вокруг неё в виде планетарной туманности, которая вскоре рассеивается. А на месте светила остается лишь небольшой “огарок” — остывающее ядро, уже не имеющее топлива. Такие остатки звезд астрономы и называют “белыми карликами”. Их массы как правило меньше массы Солнца, и превратиться в нейтронную звезду или черную дыру у них не выйдет. Но все равно они очень плотные — чайная ложка вещества белого карлика может содержать несколько тонн этого странного звездного материала, кстати довольно горячего.
Не исключено, что именно распухший до кондиции красного гиганта Сириус B и определял в эпоху древнего Египта и Вавилона общий цвет всей системы.
Сириус — одна из самых быстрых звезд на нашем небе. Сейчас речь о видимом перемещении светила. И такое перемещение у Сириуса было обнаружена раньше, чем у большинства других звезд — эта звезда смещается по небесной сфере примерно на полторы угловые секунды ежегодно. И со времен измерений положения звезд еще Гиппархом Сириус сместился более чем на поперечник лунного диска.
Кроме того, Сириус, хоть и не очень быстро по звездным меркам, но все же ощутимо для астрономов приближается к Солнцу — расстояние между нами ежесекундно сокращается на 5 километров. А значит, Сириус становится все ярче. Не уверен, что за человеческую жизнь увеличение его яркости станет очевидным. Скорее напротив — звезды в нашем земном небе будут лишь тускнеть вследствии разогревания и заглязнения атмосферы. Но некоторые из нас уже в обозримом будущем переселятся на Марс, где в полной мере смогут продолжать наслаждаться сиянием звезд, среди которых Сириус по прежнему будет еще долго оставаться самым ярким звездным светилом.
Но конкурентов у него прибавится.
При наблюдении с Земли Сириус ярчайший лишь относительно звезд (если не рассматривать Солнце). Но многие планеты сияют ярче него. Например Венера, Марс и Юпитер чаще всего заметно превосходят Сириус по блеску. Перенесясь на Марс мы уже не будем видеть красное светило в небе (ведь мы уже на нем стоим!), но среди ярких звездообразных объектов окажется Земля — гораздо ярче, чем Сириус, а в придачу к ней — Фобос и Деймос — спутники Марса, которые с поверхности планеты будут выглядеть практически как очень яркие звезды.
Но перелет на Марс не изменит видимых положений звезд в созвездиях — их очертания останутся прежними. И Сириус даже с Марса останется альфой Большого пса, которую легко будет отыскать продлив пояс Ориона в юго-восточном направлении.
В завершении оставляю музыкальный бонус — всем, кто дочитал до этого места. Композиция «Одинокий Сфинкс» посвященная древнему архитектурному артефакту, уже много тысяч лета неотводящему взор от Сириуса проплывающего в ночи над пирамидами. Эта композиция открывает мой альбом 2006 года «Жизнь или Любовь».