Реферат: Околополярные созвездия
Но это не все. С помощью спектрального анализа удалось установить, что Мицар А в свою очередь состоит из двух почти соприкасающихся звезд, кружащихся в бешеном космическом вальсе,— как иначе охарактеризовать эту систему, в которой период обращения равен всего двадцати с половиной суткам!
Повторяю, заметить эту двойственность ни в один телескоп нельзя. Только тонкие спектральные эффекты убеждают нас в ее реальности.
Какая удивительная система из четырех солнц, водящих в пространстве замысловатый хоровод!
В созвездии Большой Медведицы немало двойных звезд. Но среди них особенно примечательна звезда, обозначаемая буквой ξ, расстояние до которой равно 25 св. годам. Ее можно отыскать под задними “лапами” Большой Медведицы, близко к созвездию Малого Льва.
Две желтые, почти одинаковые звездочки, блеском 4,4m и 4,9 m , очень похожие на наше Солнце, обращаются вокруг общего центра масс с периодом 60 лет. “Кси” Большой Медведицы — первая двойная звезда, для которой в 1830 г. была вычислена орбита (одной звезды относительно другой) и надежно определен период обращения. Тем самым впервые было показано, что закон всемирного тяготения проявляет себя и в мире звезд. Много позже открыли (опять с помощью спектрального анализа), что звезды ξ А и ξ В в очередь имеют звезды-спутники, для одного из которых период, обращения равен 669, а для другого всего 4 суткам.
Снова система из четырех солнц, и на этот раз уже бесспорно физически связанных друг с другом!
Внимательные наблюдения показывают, что многие из звезд Большой Медведицы — главным образом те, которые доступны изучению лишь в телескоп,— меняют свой блеск.
Из всех переменных звезд Большой Медведицы обратим внимание лишь на одну, принадлежащую к типу так называемых затменных переменных звезд. Звезда W Большой Медведицы, о которой идет речь, совсем не обычна. Более того, она уникальна, и не только в Большой Медведице, но и вообще на звездном небе.
Рис. 32. Звезда типа W Большой Медведицы
Две звезды, составляющие эту систему, так близки друг к другу, что под действием взаимного тяготения они изменили обычную для звезд шарообразную форму и превратились в вытянутые дынеобразные эллипсоиды (рис. 32). Кружась вокруг общего центра масс, эти два дынеобразных светила постоянно направлены друг к другу своими наиболее “острыми” сторонами. Всего около восьми часов нужно для того, чтобы обе звезды снова вернулись в исходное положение.
Нетрудно сообразить, что, водя хоровод, звезды, составляющие W Большой Медведицы, поворачиваются к земному наблюдателю то более узкой, то более широкой своей частью. Ясно, что при этом меняется и количество света, посылаемого звездами в сторону Земли. Ни в один телескоп в отдельности они неразличимы. Все сведения о W Большой Медведицы почерпнуты из тщательного анализа кривой изменения ее блеска, который меняется в пределах от 7,8m - до 8,6m .
Вот теперь и представьте себе, как необычно выглядело бы земное небо, если бы Солнце заменить этой уникальной звездой из созвездия Большой Медведицы. Вместо спокойного ослепительного светила по небу перемещались бы два дынеобразных почти соприкасающихся солнца!
В созвездии Большой Медведицы есть шесть ярких туманностей, значащихся в каталоге Мессье под номерами 81, 82, 97, 101 108 и 109. Пять из них весьма сходны по своей природе и представляют собой далекие звездные системы — галактики. Шестая туманность, обозначаемая символом М 97, резко отличается от остальных.
Прежде всего — это не звездная система, а исполинское шарообразное облако светящегося газа. Внешне туманность отдаленно напоминает диски планет, и потому, как уже говорилось, образованиям такого рода присвоено наименование планетарных туманностей. В мощные телескопы планетарная туманность из созвездия Большой Медведицы отдаленно напоминает физиономию совы, за это ее астрономы неофициально называют “Совой”.
В центре туманности, как обычно, видна очень горячая белая звездочка. Есть основания думать, что газы, образующие туманность, когда-то были выброшены центральной звездой при каком-то не вполне понятном взрывном процессе. Во всяком случае в настоящее время туманность расширяется во все стороны от звезды — явное указание на породивший ее источник.
Туманность “Сова”— очень далекий и трудный для наблюдения объект — расстояние до нее равно 2290 парсеков, а видимый блеск около 12m . Зная видимый угловой диаметр туманности, легко подсчитать, что на самом деле она по диаметру почти в 230 000 раз больше поперечника земной орбиты. И все-таки это объект нашей звездной системы, нашей Галактики. Лишь несовершенство телескопа Мессье заставляло исследователя смешать в своем каталоге газовые туманности с другими звездными системами.
Из сокровищ Большой Медведицы, скрытых от невооруженного человеческого глаза, упомянем лишь три звездные системы — М101, М81 и М82.
Галактика М101 может быть найдена в небольшой телескоп в виде маленького светящегося туманного пятнышка — 7,9 зв. величины — недалеко от Мицара, “над” хвостом Большой Медведицы. На рис. 33 приведена ее фотография — великолепная звездная спираль, которую благодаря игре случая мы видим “плашмя”. Миллиарды солнц составляют эту великую звездную систему. Тысячи, а может быть, и миллионы планет этой галактики населены существами, занесшими в свои звездные каталоги и нашу Галактику—ведь “оттуда”, из туманности М101, она видна отлично. Если бы у них были “сверхтелескопы”, позволяющие рассмотреть все, что делается на нашей Земле, людей они бы не увидели. В их поле зрения Земля предстала бы такой, какой она была около 8 миллионов лет назад,— столько времени требуется лучу света для преодоления расстояния между М101 и нашей Галактикой!
Рис. 33. Галактика М101
Две другие галактики — М81 и 82, их блеск 7,0m и 8,4m — образуют двойную галактику — аналог двойной звезды. Видны они на небе совсем близко друг от друга, среди тех звезд, где древним грекам мерещилась морда Большой Медведицы. Расстояние до этой пары звездных систем составляет 3,3 килопарсека (кпк). Галактика M81 (как и галактика М101) представляет собой уменьшенное подобие нашей звездной системы. Ее диаметр почти в четыре раза меньше. Повернута она к нам несколько боком, но спиралеобразное строение видно отлично (рис. 34).
Совсем иначе выглядит галактика М82 (рис. 35). Она повернута к нам ребром и имеет вид какого-то клочковатого туманного облачка. Галактика неправильного типа — так астрономы называют подобные звездные системы.
Подробные исследования этой замечательной галактики, проведенные за последнее время, показали, что полтора миллиона лет назад в ядре галактики М82 произошел мощнейший взрыв, сопровождавшийся выбросом из ядра облаков водорода и других газов общей массой почти в шесть раз больше, чем масса Солнца. Скорость движения этих облаков превышает 1000 км/с — яркое свидетельство мощи тех взрывных процессов, которые ныне наблюдаются в ядрах многих галактик.
Мы уже упоминали, что энергия взрыва в галактике М82 близка к 1057 эрг, что трудно объяснить известными астрофизикам процессами. Масса этой галактики составляет как минимум 270 миллиардов солнечных масс, а значит, М82 принадлежит к числу крупных галактик. В ней много космической пыли и межзвездного водорода. Возможно, что пыль скрывает от земного наблюдателя ядро галактики. После того как удивительные особенности М82 были изучены, астрономам удалось найти еще семь галактик внешнему облику и другим качествам похожих на М 82.
Космос кажется неизменным и спокойным лишь невооруженному глазу. На самом деле практически повсюду в звездном мире наблюдаются нестационарные процессы, нередко выражающиеся во взрывах невообразимо большой мощности.
Рис. 34. Галактика М81
Распределение материи в обозримой нами части бесконечной Вселенной обладает одной характерной особенностью — крайней неравномерностью. Звезды образуют двойные, тройные и вообще кратные системы. От них идет непрерывный ряд к звездным скоплениям и галактикам. Но и сами звездные системы нередко объединяются и попарно, и в группы, и даже в исполинские, не поддающиеся наглядному представлению облака галактик.
В Большой Медведице известны три таких облака, или скопления галактик. Самое многочисленное из них состоит из трехсот галактик. Лишь центральная часть этого скопления имеет поперечник в 200 кпк. На небе же это облако занимает площадь, лишь немногим большую площади лунного диска.
Как единое целое (если отвлечься от второстепенных движений одной галактики относительно другой) это скопление галактик удаляется от Земли со скоростью 15 000 км/с. Нет, это не опечатка — в 10000 раз быстрее пули улетает от нас это облако галактик!
Величественные картины, раскрывающиеся в созвездии Большой Медведицы, заставляют задумываться о путях эволюции звездных миров, о тайнах рождения галактик. Вот, скажем, уже знакомая нам пара галактик: М81 и М82. Судя по их спектрам, одна из них удаляется от нас со скоростью 187, а другая — со скоростью 74 км/с. Значит, одна из них удаляется от другой со скоростью, не меньшей 113 км/с. Отсюда естественно сделать вывод, что эти галактики родились совместно и при рождении получили начальные скорости, заставляющие систему непрерывно расширяться.
Таких примеров очень много, и они заставляют думать, что галактики (как и звезды) рождаются группами из какой-то “дозвездной материи” пока неизвестной природы.
Рис. 35. Взорвавшаяся галактика М 82
Главная звезда созвездия — Полярная звезда — является и основной его достопримечательностью.
Общеизвестность Полярной звезды вызвана не столько ее физическими особенностями (о них знают немногие), сколько ее близостью к Северному полюсу мира. Среди ярких звезд, доступных невооруженному глазу, нет ни одной, которая могла бы с ней этом соперничать. Однако любопытно, что уже в бинокль легко отыскать звезду 6,4m , условно обозначенную символом 2r (см. Кликовский П. Г., с. 505), которая еще ближе к полюсу мира, чем Полярная.