Чи замислювалися ви колись над таким питанням: найяскравіші зорі на небі такі помітні, бо вони самі по собі великі, чи тому, що розташовані близько до нас? Відповідь на це питання трохи складна і заплутана. Але все ж спробуймо в усьому розібратися.
Яскравіші — значить ближчі?
Зазвичай люди, особливо ті, хто все ж знайомий з астрономією, але на початковому рівні, дуже дивуються, коли на прохання назвати 10 найближчих до нас зоряних систем, отримують перелік, в якому більшість назв їм ні про що не говорить. Річ у тім, що 8 місць у ньому займають червоні й коричневі карлики, які інколи не те що неозброєним оком, навіть у бінокль часто важко побачити.
І навіть якщо ми викреслимо з переліку 10 найближчих зоряних систем коричневі карлики, які багато хто зорями не вважає, у ньому все одно залишиться лише три світила, які видно неозброєним оком: Альфа Центавра, Сіріус та Епсилон Ерідана.
Можна було б подумати, що Сонце перебуває в якомусь особливому регіоні Галактики, де мало яскравих зір. Але дослідження показують, що таке співвідношення червоних карликів до решти світил є цілком типовим.
При цьому і Сіріус, і Альфа Центавра входять в десятку найяскравіших зір на нашому небі. І це ще більше заплутує ситуацію. А як же далеко розташована решта яскравих зір? Що більше впливає на їхню добру видимість — висока світимість чи відстань від Землі? Бо можна ж прийти й до іншої крайності та вирішити, що найяскравіші зорі нашого неба розкидані по всій Галактиці.
Як далеко від нас 10 найяскравіших зір?
Перш ніж дивитися, як далеко розташовані 10 найяскравіших зір, варто визначитися з термінами, які стосуються їхньої помітності. Їх три: видима величина, абсолютна величина та світимість. Перший із них — це саме характеристика того, наскільки помітними є зорі на нашому небі, коли світло вже подолало відстань між нами з усіма можливими перешкодами. Це безрозмірна величина, яка може навіть бути від’ємною. Чим менша вона — тим зоря яскравіша.
Абсолютна зоряна величина — це величина, яку мали б ці зорі, якби ми їх спостерігали з відстані у 10 парсек без усіляких перешкод. Вона теж вимірюється у безрозмірних одиницях і може бути від’ємною.
Нарешті, є світимість. Це кількість енергії, яку випромінює зоря за одиницю часу. Зазвичай її вимірюють у світимостях Сонця і, на відміну від зоряної величини, вона нульовою чи від’ємною не буває.
Так от, найяскравішим світилом на нашому небі є Сіріус, або ж Альфа Великого Пса. Він є білою зорею зі світимістю у 25,4 раза більшою за сонячну. У нього також є супутник — білий карлик, але він особливого внеску в помітність зорі на нашому небі не робить. Розташована ця пара зовсім поруч — за 8,6 св. років від Землі.
Друге місце займає Канопус (Альфа Кіля). Це теж біла зоря, але є один нюанс. Вона значно масивніша за Сіріус, а її світимість перевищує сонячну у 15 100 разів. Відстань до неї становить 310 світлових років.
Третє місце — в Альфи Центавра. Це система з трьох зір: жовтої, помаранчевої та червоної, при цьому маса тільки першої з них на 52 відсотки перевищує сонячну, а дві інших значно поступаються за всіма параметрами нашому світилу.
Четверта за яскравістю зоря — Арктур (Альфа Волопаса). Це помаранчевий гігант, світимість якого у 2015 разів більша за сонячну. Розташований він на відстані 36,7 св. років від нас — далі, ніж Сіріус чи Альфа Центавра, але значно ближче, ніж Канопус.
П’яте місце — Вега (Альфа Ліри). Ще одна біла зоря зі світимістю у 40 разів більшою за сонячну. Розташована вона на відстані 25 світлових років від нас.
Шосте місце — Капелла (Альфа Візничого). Це подвійна система з двох гігантських жовтих зір, що обертаються навколо спільного центру мас. Світимість кожної з них у 77–78 разів перевищує сонячну. Розташована ця система на відстані 42 св. років від нас.
Сьоме місце — Рігель (Бета Оріона). Це гігантська блакитна зоря, яка є надзвичайно гарячою. ЇЇ світимість перевищує сонячну у 120 тис. разів. Розташована вона приблизно за 870 св. років від нас.
Восьме місце — Проціон (Альфа Малого Пса). Жовтувато-біла зоря (спектральний клас F) зі світимістю у 7 разів вищою за сонячну. Так само, як і Сіріус, має супутник — білий карлик. Відстань до неї становить 11,4 св. року.
Дев’яте місце — Ахернар (Альфа Ерідана). Це подвійна система, що складається з великої блакитної зорі зі світимістю у 3150 сонячних та її супутника, що має спектральний клас А і світимість у 17 разів більшу за сонячну. Відстань до них становить 139 св. років.
Нарешті, десяте місце — Бетельгейзе (Альфа Оріона). Це велетенська червона зоря, дуже роздута і холодна. Її світимість є змінною і коливається у межах кількох десятків тисяч сонячних. Відстань до неї дуже приблизно оцінюється у 450–600 світлових років.
Які висновки про залежність яскравості зорі на земному небі від відстані, температури чи світимості можна зробити? Та практично жодних, крім того, що все це дійсно зорі, які за останнім параметром набагато перевищують світимість Сонця.
А в усьому іншому це геть різні світила, і навіть неможливо сказати, яких із них більше: тих, що помірно яскравіші за Сонце, але розташовані на відстані лише десятків світлових років, куди вже й наші радіосигнали встигли долетіти, чи справжніх гігантів, які віддалені від нас значно сильніше, але які ми все одно бачимо.
І головне, чому в списку немає жодної зорі, що була б віддалена від нас більш як на 1000 св. років. Адже товщина Чумацького Шляху становить 10 тис. св. років, а його діаметр — 100 тис. світлових років. То де ж більш віддалені зорі?
100 найяскравіших зір
Щрб трохи прояснити ситуацію, треба відмовитися від розгляду кожної окремої зорі, взяти більшу вибірку і просто подивитися, як у ній розподілені світила за різними параметрами.
Для прикладу візьмемо всі зорі на нашому небі, видима величина яких перевищує 2,5. Таких налічується загалом 93.
Якщо ми подивимося на відстані до них, то виявиться, що 36 із них перебувають на відстані не більш як 100 св. років від нас і 50 — на відстані від 100 до 1000 світлових років від нас.
Тільки 6 яскравих зір — Наос (Дзета Корми), Альнілам, Альнітак (Епсилон та Дзета Оріона), Садр (Гамма Лебедя), Везен та Алудра (Дельта та Ета Великого Пса) — розташовані на відстані від 1000 до 2000 св. років. І тільки одна з 93 найяскравіших зір — Денеб (Альфа Лебедя) — розташована на відстані понад 2000 св. років від нас.
Не менш цікавим є і розподіл за спектральними класами (принаймні за головним компонентом системи). Тільки шість світил належать до червоних (найхолодніших), 21 — до помаранчевих, два — до жовтих, 7 — до біло-жовтих (клас F), 18 — до білих, 30 — до блакитних (клас B), 3 — до гарячих блакитних (клас О, найгарячіших). І ще в одній системі — Регор (Гамма Вітрил) — головним компонентом є надзвичайно рідкісна і гаряча зоря Вольфа — Райє.
Тобто серед найяскравіших світил нашого неба домінують саме гарячі зорі. Роздуті червоні гіганти становлять невелику частину найяскравіших світил, а чогось хоч трохи порівнюваного за масою та світимістю із Сонцем ми серед головних прикрас нічного неба взагалі практично не бачимо.
Складається досить неоднозначна ситуація. Справді, головну роль у помітності на небі Землі відіграє саме світимість. Зорі, які за цим параметром перевищують Сонце не більш як у кілька десятків разів, становлять меншість серед тих, за які око мимоволі чіпляється вночі.
Але при цьому переважна більшість з них розташована хоча і не поруч із нами, але на відстані не більш як 1% діаметра галактичного диска. Можливо, щось зміниться, якщо ми введемо до вибірки більше тьмяніших зір?
Більше зір!
Погляньмо на статистику, якщо узяти 300 найяскравіших зір цього неба. Для цього нам доведеться включити до неї світила із зоряною величиною менш ніж 3,0, зокрема й такі, які хоча і непогано видно неозброєним оком, але навіть досвідчені любителі астрономії знаходять їх на небі не одразу.
Серед цих трьох сотень тільки 80 розташовані ближче, ніж 100 св. років від Сонця. 202 світила перебувають на відстані від 100 до 1000 св. років, лише 15 — на відстані від 1000 до 2000 св. років і 3 — далі, ніж 2000 св. років.
Якщо ж подивитися за спектральними класами, то вийде така картина: клас М (червоні) — 18, клас К (помаранчеві) — 66, клас G (жовті) — 37, клас F — 23, А (білі) — 54, клас B (блакитні) — 92, клас О — 6 і одна зоря Вольфа — Райє.
Тобто серед менш яскравих зір значно більше стає холодніших світил, а частина дуже гарячих падає. Але це не значить, що серед них дуже багато світил, схожих на Сонце. Таких, які були б яскравіші за нього не більш як у 10 разів, нараховується лише 15. Усі вони розташовані в радіусі 50–60 св. років від Землі.
Отже, переважна більшість яскравих зір на небі має значно більшу світимість, ніж Сонце. Проте навіть вони залишилися б малопомітними, якби перебували на відстані хоча б кількох тисяч світлових років.
