Исследователи космоса

Невозможно объять необъятное. Рассказ о звездах можно продолжать бесконечно — даже после того, как во Вселенной отгорят все звёзды… а такое возможно? — этого никто не знает, ведь прогнозирование на столь долгий срок вряд ли имеет отношение к реальности, особенно когда все больше появляется предположений, что реальность, которую мы осознаем, не одинока, и в соседних “пространствах-временах” события, первоначально схожие с нашими, могут развиваться совершенно иначе.

Тема многовариантности Мира тоже неисчерпаема. И чем сложнее Мир, тем больше вариантов развития событий в нем. Наш Мир очень сложен, и просчитать заранее все ходы вперед не представляется возможным. Астрономы отчетливо осознали это, когда вышли за пределы решения задачи двух тел. Если бы во Вселенной было бы всего два тела — например, Солнце и Земля, — просчитать развитие событий в этой системе на вечность вперед не составило бы труда. Чуть сложнее кажется задача, где есть лишь одно тело, оказывающее влияние на все остальные, но другие тела между собой не взаимодействуют — это картина Мира Иоганна Кеплера, в которой одно лишь Солнце имело влияние на планеты, но планеты друг на друга не влияли.

Понимание того, что в нашем Мире всё влияет на всё, начинало приходить к нам после публикации Исааком Ньютоном труда “Математические начала натуральной философии”, в котором он изложил Теорию Тяготения. Стремление описать это влияние повлекло за собой открытие периодичности многих комет (первой была комета Галлея, как Вы наверное знаете), и расчет орбиты неизвестной ранее планеты Нептун, с последующим её обнаружением очень близко к расчетному месту.

Позже астрономы решили огромное число задач взаимодействия системы многих тел, но все решения были приближенными. Решить такие задачи точно не удавалось. А с появлением квантовой физики пришло осознания, что в системах более чем двух тел не может быть единственного решения вообще. Их может быть тем больше, чем больше участников взаимодействия в системе. Причем, все решения имеют полное право реализоваться. Почему же реализуется некоторое конкретное решение — то, которое мы наблюдаем?

Может быть потому, что параллельно существует континуум Миров, в которых реализуются все прочие решения?

Может быть это так. Но если говорить честно, этого тоже никто не знает наверняка.

Когда смотришь на россыпи звезд вдоль Млечного пути, сами собой приходят в голову мысли о том, что сложившаяся картина созвездий не может быть единственно возможной, а значит должны быть другие Миры — параллельно существующие вселенные, где реализовалось все то многообразие, которое невозможно увидеть в пределах отдельно взятой версии Вселенной.

Созвездия летней ночи: Щит, Змееносец (и его Змеи), Скорпион, Весы, Дева

В прошлой статье я рассказывал о звездном потоке, проносящемся по Галактике Млечный путь в направлении созвездия Скорпиона. Фактически вся северная часть созвездия составлена из звезд этого потока. Астрономы называют его Группой Верхнего Скорпиона. А есть еще Группа Верхнего Центавра и Группа Нижнего Центавра. Все три потока можно объединить одним названием: “OB-ассоциация Скорпиона-Центавра” — это исполинское семейство относительно молодых звезд-гигантов. Большинство видимых глазом его участников — голубые и очень горячие гиганты. Впрочем, попадаются и красные гиганты — Антарес — альфа Скорпиона — тому пример. А какие-то звезды в этом семействе уже отгорели, взорвались сверхновыми (Антарес на пороге такого события), и благодаря этому в потоке наверняка параллельно с обычными звездами летят звёзды нейтронные, и возможно даже черные дыры.

Несколько миллионов лет назад в этом районе Галактики из плотных газопылевых облаков начали формироваться первые светила этой звёздной ассоциации. Силы гравитации приводили к уплотнению облаков, их коллапсу в протозвёзды, а когда звезды зажглись, то их гравитационное взаимодействие напоминало хаос. Здесь не было устойчивых орбит или компактных шаровых скоплений, в которых звезды могли бы пребывать в равновесии миллиарды лет.

Сначала ассоциация распалась на три потока. Но и каждый из потоков не может долгое время пребывать в равновесии и гравитационной связанности. Конечно, некоторые звезды объединились в двойные и кратные системы, но эти системы продолжали взаимодействовать друг с другом, стремясь расшатать на первый взгляд устойчивые структуры. Тому же способствовали катаклизмы вспышек сверхновых — когда один из компонентов взрывался, связь компонентов в системе чаще всего разрушалась. Один из компонентов мог получить дополнительный вектор скорости, и оказаться выброшенным из потока…

Это типичная судьба звезд OB-ассоциаций — они стремительно покидают место своего рождения. И некоторые из них делают это особенно усердно.

Дзета Змееносца по имени "Саик" на 15 градусов севернее Антареса

Звезда-беглец

Звезда Дзета Змееносца, сияющая в 15 градусах севернее Антареса — яркий тому пример. Большинство звезд Группы Верхнего Скорпиона в настоящую эпоху компактно укладываются в пространство “Клешней Скорпиона”. Но Дзета Змееносца — по имени Саик — не такая.

Она родилась вместе с другими звездами своей Группы, но какие-то процессы вытолкнули её прочь, и теперь она находится от своих “братьев и сестер” довольно далеко — даже сумела перебраться в другое созвездие (впрочем, звёзды о созвездиях ничего не знают).

На первый взгляд, Дзета Змееносца — не из числа ярчайших звезд небосвода. Даже в своем созвездии она лишь третья — звезда второй с половиной звездной величины, коих довольно много. Но скромный блеск Дзеты Змееносца обманчив. Во-первых, звезда расположена довольно далеко от Солнечной системы — нас разделяют 366 световых лет… хотел написать “пустоты”, но — нет! — в данном случае не пустоты, а межзвёздного пространства, хоть и довольно разреженного по меркам земной биосферы, но все же запыленного выше среднего уровня. Межзвездная пыль заметно ослабляет световой поток, доходящий до нас от Дзеты Змееносца. И если бы дистанция между нам была бы попрозрачнее, мы бы видели Дзету Змееносца как звезду 1-й звездной величины.

Газопылевой бэкграунд Дзеты Змееносца

А если бы она была еще и поближе, например на одном расстоянии с Вегой (ярчайшей звездой северного небесного полушария), Дзета Змееносца сияла бы наравне с Венерой… (и хотя, наверное, сравнивать звёзды и планеты некорректно, другой столь яркой звезды для сравнения на нашем небе сейчас нет).

Дзета Змееносца довольно молода и очень горячая (Спектральный класс “O”, а цвет — сине-голубой). Возраст её оценивается в 4 миллиона лет. Но она уже на полпути к своему звездному финалу в виде взрыва сверхновой, и это для неё неизбежно, ведь это очень массивная звезда — в 20 раз массивнее Солнца. А температура поверхности Дзеты Змееносца в 7 раз превосходит температуру Солнца, доходя до 40 тысяч градусов.

Сравнение размеров Солнца, Сириуса (ярчайшей звезды земного неба) и Дзеты Змееносца

С температурой звезды не всё так просто

Мы привыкли к иллюстрациям, на которых звезды представляют собой эдакие светящиеся шарики разного размера и цвета. Дзета Змееносца точно не шарик. Она — скорее — блин. Но, тоже — не совсем.

Экстремально-быстрое вращение звезды приводит к тому, что звезда имеет очень сильное сжатие с полюсов, при этом экваториальные зоны находятся вблизи того предела, за которым центробежная сила в совокупности с радиационным и конвективным давлением будут превосходить гравитационное стремление звезды к целостности. Иными словами, если бы Дзета Змееносца вращалась бы еще хоть немного быстрее, она была бы разорвана этим вращением.

Полюса звезды, существенно ближе к центру, чем экваториальные широты, горячее — их температура может достигать 39-40 тысяч градусов. На экваторе “прохладнее” — всего около 30 тысяч градусов по шкале Кельвина. Надо сказать, для нашего восприятия это странно, но Дзета Змееносца рвет шаблоны.

Линейная скорость вращения звезды на экваторе достигает 400 километров в секунду. С такой скоростью звезда делает один оборот вокруг оси всего за сутки. Солнцу на один оборот вокруг оси требуется месяц — это так — для сравнения.

Нестабильность внешних слоев, которые так и готовы оторваться, покинуть звезду, приводят к сложным процессам пульсации светила. Дзета Змееносца меняет свой блеск, хоть и в незначительных пределах, но по очень запутанной схеме, содержащей несколько гармоник от 1 до 10 всплесков в одни сутки. будто бы звезда “искрит” прямо на наших глазах. Нестабильность звезды проявляется и в видимом диапазоне, и в рентгеновских лучах, причем в рентгене звезду “штормит” гораздо сильнее, и интенсивность излучения тут варьируется до 20% менее чем за сутки, в то время как суммарная амплитуда колебания в видимом спектре составляет лишь 0,05m.

График колебания блеска Дзеты Змееносца

При наблюдении в бинокль или телескоп может показаться, что Дзета Змееносца — оранжевая или красноватая звезда. Причиной тому является все та же межзвездная пыль, которая задерживает и рассеивает преимущественного голубые лучи. Тот же оптический принцип делает красными Солнце и Луну у горизонта.

Стремительно рассекая запыленное пространство Дзета Змееносца создает ударный фронт, который хорошо виден в инфракрасном диапазоне. Здесь звездный ветер — корпускулярное излучение звезды — встречается с пылью и разогревает её до высоких температур — пыль начинает светиться. По величине этого свечения астрономы посчитали сколько вещества теряет звезда, порождая свой звёздный ветер. За время жизни формирование звёздного ветра обойдется ей примерно в массу нашего Солнца. Но это — ничего страшного, ведь у Дзеты Змееносца останется еще 19 масс Солнца в запасе.

Ударная волна с "подветренной" стороны Дзеты Змееносца

Большинство звезд Группы Верхнего Скорпиона, к которому относится и Дзета Змееносца, двойные или кратные. Здесь встречаются очень сложные системы из пяти, семи и более звезд. Но никакие самые пристальные исследования не смогли обнаружить двойственность или кратность Дзеты Змееносца. Это согласуется с тем, что звезда была выброшена из группы вследствие некоторого катаклизма, и никакой спутник не удержался бы на орбите при столь масштабной катастрофе.

Рассматриваются две базовые версии

Версия I

Дзета Змееносца сразу после образования оказалась участницей 4-кратной звездной системы, стабильность которой была разрушена взаимодействием с другими членами группы Верхнего Скорпиона, и звезду со значительной скоростью выбросило из своей кратной системы. И теперь она стремительно удаляется от прочих звёзд группы, унося с собой избыток кинетической энергии. Ну, а группа в целом стала немного более стабильна (с человеческими сообществами примерно то же происходит, когда из стаи изгоняются наиболее буйные — остаются в основном спокойные и лояльные). Для подтверждения гипотезы осталось найти участников разрушенной кратной системы, и смоделировать ситуацию с учетом их сегодняшних скоростей и траекторий.

Версия II

Дзета Змееносца изначально была участницей двойной звезды, причем другая звезда была еще более массивная, из-за чего выгорела гораздо раньше — примерно миллион лет назад — и взорвалась сверхновой, потеряв значительную часть массы при сбросе оболочки. В результате потери массы системы и ударной волны от взрыва второй компонент — собственно, Дзета Змееносца — отправился в одинокое плавание по Галактике со своей орбитальной скоростью, какую имел в двойной системе, а это довольно высокая скорость, и за миллион лет с момента взрыва сумел удалиться от звёзд группы на сотню-полторы световых лет. А на нашем небосводе это выглядит как 15 градусов, что тоже впечатляет.

Как и в случае с первой версией, здесь тоже требовалось отыскать свидетелей или участников происшествия, что и было сделано.

Пульсар PSR J1932+1059, являющийся нейтронной звездой, по всей видимости ранее образовывал с Дзетой Змееносца гравитационно связанную двойную систему. Предположительно, миллион лет назад этот объект, будучи тогда массивной звездой, взорвался сверхновой. Сейчас этот пульсар неплохо изучен астрофизиками — и на предмет собственного движения, и по части микролинзирования — нейтронные звезды способны на такое. На сегодняшний день здесь всё сходится, и мы видим обоих участников некогда дружной и тесной пары, в которой в некоторый момент “что-то пошло не так”.

Пульсар PSR J1932+1059

Позади звезды

На широкоугольных астрофотоснимках пространства вокруг Дзеты Змееносца, сделанных с очень большой выдержкой, обнаруживается обширная и практически круглая туманность SH2-27. Может даже показаться, что туманность — облако ионизированного водорода — окутывает звезду вокруг, словно гигантская — в сотни световых лет — сфера. Но в реальности туманность находится несколько дальше звезды, которая летит уж точно не в центре этого водородного “пузыря”, а в лучшем случае — вблизи его внешнего края.

Расстояние до туманности SH2-27 оценивается равным 550-600 световых лет, а линейные размеры — что-то от 100 до 200 световых лет. Это означает, что между Дзетой Змееносца и ближним к нам краем туманности SH2-27 (которую еще иногда называют “комплекс туманностей SH2-27”, ведь она же огромна) остается зазор от 100 до 50 световых лет.

Что стало причиной ионизации водорода, и за счет чего туманность слабо светится — это пока неизвестно. Но уж точно — не Дзета Змееносца тому причина. Просто так совпало, что при наблюдении с Земли мы видим звезду как будто ровно в центре этой туманности.

Кстати, глазом эту туманность увидеть нельзя — ни в какой самый сильный телескоп. Это исключительно фотографический объект.

Туманность SH2-27, "окружающая" Дзету Змееносца, над "Клешнями Скорпиона". Источник

Имя звезды

Профессор астрономии Иллинойского Университета Джим Кейлер с грустью констатирует, что столь примечательная звезда оказалась лишена собственного имени. Другие источники все же указывают на некоторые возможные имена для Дзеты Змееносца.

Неподалеку от неё на звездной карте есть звезда похожей яркости (2,45m) — Эта Змееносца по имени Сабик. И в этом районе неба не так много опорных звёзд — Змееносец небогатое на яркие звезды созвездие. Эту и Дзету Змееносца часто путали, подписывали чужим именем. Бывало, что на карте обнаруживалось две звезды с именем Сабик, хотя это имя относится только к Эте. В итоге, за Дзетой неформально закрепилось исковерканное имя её соседки — Саик — оно ничего не означает на арабском языке. Но может быть это даже лучше, потому что некоторые арабские звездные имена абсурдны. Вот, к примеру, та же Эта Змееносца “Сабик” — переводится её имя, как “предшествующая”. Но Эта Змееносца ничему в своем созвездии не предшествует, и даже восходит на небо последней из всех заметных звезд Змееносца.

Одна из ранних звездных карт древнекитайских астрономов

В китайской астрономии Дзета Змееносца именовалась как “Тянь Ши Ю Янь Ши”, что дословно означает “Одиннадцатая Звезда правой стены Небесного рынка”. Там, где античные греки видели величайшего из врачевателей — Асклепия, там у китайских звездочетов был “Небесный Рынок”. Китайское представление о небосводе было близко к видению огромного вогнутого зеркала, в котором отражался земной Мир, со всеми его царствами, дворцами, комнатами и даже рынками — чем рынок хуже всего остального?!

Рынок принадлежал царству “Хань”, а всего на небе китайские астрономы выделяли 12 царств (потому что и Китай в древности был разделен на 12 более или менее самостоятельных царств). Но это не знаки зодиака, как само собой сейчас напрашивается, а просто группы звезд, аналогичные нашим созвездиям, расположенные в довольно случайном порядке, а не вдоль эклиптики.

С течением времени за Дзетой Змееносца в китайской традиции закрепилось короткое название “Хань” — по имени того небесного царства, рынок которого она подсвечивала. И на некоторых современных звездных картах можно увидеть это имя — Хань — рядом со звездой, которой посвящен этот рассказ.

Современная карта созвездия Змееносца с Дзетой Змееносца отмеченной как "Хан"

Если задуматься, в стремлении видеть на небе отражение происходящего на Земле, довольно сакральной мудрости. Без этого стремления Небо и Земля оказываются в человеческом мировоззрении ничем не связаны, а раз понятной на бытовом уровне связи нет, то и смотреть туда нечего, и изучать всё это незачем. И через несколько столетий такого отрицания важности небес для жизни на Земле человек рискует вернуться на обезьянью ступень развития, где единственно полезное, из того, что свисает с неба — это банан.

И даже для нас — людей пользующихся спутниковыми системами связи и навигации, получивших от науки о звездах немало полезного для самых разных более практических и уже незаменимых в быту технологий — есть смысл иногда смотреть на небо — в область созвездия Змееносца, граничащую со Скорпионом.

Ведь, судьба Дзеты Змееносца могла решиться множеством различных вариантов, и наверняка в иных версиях Вселенной она удержалась в своей изначальной системе, а может быть получила импульс скорости в ином направлении, а может быть в самом начале её звездного пути жизнь связала её с менее взрывоопасным компаньоном, и где-то в другом измерении она сейчас кружит в стремительном вальсе с другой звездой… вариантов не счесть. И в каждой версии Вселенной реализуется какой-то свой уникальный сценарий.

Если Вас будут тревожить сомнения, если Вы потерялись в своем жизненном пути, посмотрите на созвездие Змееносца. И если Вам удалось отыскать в 15 градусах к северу от Антареса звезду средней яркости — Дзету Змееносца, будьте спокойны:

Вы всё ещё в своей Вселенной!

Клешни Скорпиона в облаках межзвездного газа и пыли. Над ними — в верхней левой части снимка — Дзета Змееносца (на фоне гигантского облака ионизированного водорода).
Автор астрофотоснимка Frédéric Auchère

В субботу вечером 3 июня полная Луна взойдет практически одновременно с двумя звездами - Антаресом и Сигмой Скорпиона "Аль-Ният I". Восход Луны в Москве произойдет около 21 часа, но потребуется по меньшей мере час или больше, что бы Луна могла подняться на достаточную высоту, чтобы быть видимой в черте города. Но даже с учетом этого для наблюдений потребуется исключительно открытое место, поскольку высота Луны этой ночью на широте Москвы не превысит 8 градусов.

К полуночи Луна максимально сблизится с Антаресом. Конечно, это будет исключительно иллюзорным сближением, ведь Луна - ближайшее к Земле небесное тело, а Антарес - далекая звезда, свет от которой идет более 500 лет. Тем не менее, видимый зазор между лунным лимбом (краем Луны) и Антаресом составит 12 угловых минут. Это столько же, сколько между Мицаром и Алькором в Ручке Ковша Большой медведицы, а не все люди видят раздельно эти звезды. Вот так и Антарес для невооруженного глаза может запросто слиться с Луной. Наблюдения в Бинокль или подзорную трубу сделают наблюдения соединения Луны и Антареса гораздо более интересными.

Все это время Луна еще не будет совершенно полной. Фазы полнолуния она достигнет ближе к 4 часам утра, и для жителей Москвы к этому времени она уже зайдет за горизонт. В телескоп можно будет увидеть, как в течении ночи линия терминатора скользит от восточного к северному краю лунного диска.

Для любителей астрономии неоспоримым плюсом является то обстоятельство, что соединение Луны и Антареса, и полнолуние выпали на ночь с субботы на воскресение, когда можно позволить себе бессонную ночь.

Все иллюстрации сделаны с использованием программы Stellarium