Созвездие Цефей
Созвездие 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 звездных каталогах обозначена буквой
дельта. Иногда звезда казалась ярче обычного, иногда, наоборот, слабее. Не
обман ли чувств эти странные колебания блеска?
Проходят дни, недели, и в конце концов всякие сомнения
отпадают. Регулярно, с размеренностью хорошего часового механизма, дельта 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 периодическом
«подмигивании» дельта Цефея. Сделано, в сущности, даже больше — открыт новый
класс переменных звезд, «цефеид», названных так в 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 Ал-голя, 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 дельта
Цефея, вам в какой-то степени придется повторить работу Гудрайка. Впрочем, не
пугайтесь: сделать это сравнительно легко. Поблизости от дельта Цефея видны
звезды дзета (3,6m), эпсилон (4,2m), и ню (4,5m).
Будем сравнивать блеск переменной звезды с блеском этих постоянных «звезд
сравнения». Допустим, что в момент наблюдения дельта Цефея явно слабее, но ярче
эпсилон. Разделим мысленно интервал блеска между звездами сравнения на 10
равных частей и попробуем оценить, каково положение в этом интервале переменной
звезды. Если, скажем, дельта Цефея во столько же раз слабее дзета;, во сколько
раз ярче эпислон, то оценку блеска надо записать так: дзета5дельта5эпсилон. В
другие моменты могут получиться иные оценки, например: дзета3дельта7эпсилон или
дзета6дельта4эпсилон. Зная звездные величины дзета и эпсилон, легко
пропорциональным делением вычислить блеск переменной. Иногда дельта Цефея
становится слабее эпсилон, и тогда звездами сравнения могут служить дзета и ню
или эпсилон и ню.
Сделав в течение двух-трех недель десяток оценок,
постройте график изменения блеска звезды дельта 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 дельта Цефея.
Повторяем, что блеск дельта 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 3,6m и сравнительно
медленное его падение до 4,3m — такая картина характерна и для дельта Цефея и для
похожих на нее других звезд, названных цефеидами. Наблюдения показывают, что
вместе с блеском колеблются и другие физические характеристики дельта Цефея —
ее цвет, температура, скорость по лучу зрения. Колеблется даже спектральный
класс — в максимуме блеска дельта Цефея — 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
бета этого созвездия. У нее очень короткий период изменения блеска — всего 0,19
суток, да и амплитуда весьма мала — 0,05m. 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 дельта
Цефея, но бета Цефея все же не типичная «классическая цефеида». Она входит в
особый класс переменных звезд типа бета 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 бета Цефея считаются разновидностью цефеид.
На полпути между альфа и дельта Цефея, недалеко от
прямой, соединяющей эти звезды, есть уникальная звезда, обозначенная буквой и,.
Ее необыкновенный темно-красный цвет обратил на себя внимание еще Вильяма
Гершеля, который назвал мю Цефея «гранатовой» звездой. Как прозрачная капелька
крови, сияет в глубине небес это красное солнце — самая красная из всех ярких,
доступных невооруженному глазу звезд. Цвет мю Цефея особенно хороню заметен,
если в бинокль сначала посмотреть на белую звезду альфа Цефея, а затем сразу на
«гранатовую» звезду. И здесь не обман зрения, не какие-то психофизиологические
эффекты — нет, на самом деле это 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 мю Цефея — одна из тех
немногочисленных звезд, у которых удалось непосредственно (с помощью
интерферометра) измерить поперечник. По размерам мю Цефея — одна из величайших
звезд, ее диаметр почти в 1500 раз больше солнечного, Подмечено, что блеск мю
Цефея не всегда постоянен, но меняется довольно неправильным образом, причем
иногда амплитуда колебаний достигает 0,6m. 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 мю Цефея
можно рассматривать как результат сложения трех колебаний с периодами 90, 750 и
4675 дней. Такие звезды называются полуправильными переменными, и ц Цефея
возглавляет один из подклассов этих звезд.
Трудно пока со всей определенностью сказать, чем
вызваны колебания блеска звезд типа мю Цефея. 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 дельта и бета
Цефея.
Главнейшая из цефеид имеет на угловом расстоянии в 41”
спутник 7,5m. Золотисто-желтая цефеида и ее голубоватый спутник
представляют собой одну из наиболее красивых на всем небе пар близких звезд.
Еще интереснее система бета Цефея. Сама главная звезда
— спектрально-двойная с периодом обращения, равным периоду изменения блеска
0,19 суток. На расстоянии 8" от главой белой звезды видна голубоватая
звезда-спутник 8m. 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.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы
материалы с сайта http://www.astrogalaxy.ru/