Перлини лютневого неба (частина 1)

У лютому день помітно збільшується, але темніє ще досить рано. У ясні морозні ночі повітря чисте і прозоре, у цей час небо дарує любителям астрономії дивовижні розсипи зимових зірок. У зимових сузір’ях можна знайти сотні перлин глибокого космосу — галактик, кульових та розсіяних зоряних скупчень, планетарних та дифузних туманностей, подвійних та кратних зірок. На жаль, лютнева погода відрізняється непередбачуваністю, але останнім часом умови для спостережень цього місяця зазвичай кращі, ніж у січні.

Зимове нічне небо. Джерело: Picturesmania.com

Меркурій ближче до середини лютого почне з’являтися вечорами над західною частиною горизонту (найкраща його видимість очікується наприкінці місяця). Венера, як і раніше, чудово видно вранці, з кожним днем ​​все більше віддаляючись на схід від Юпітера, умови якого видимості поступово покращуються – його видимий блиск до 15 лютого досягне -2m, а екваторіальний діаметр диска – 35 кутових секунд. Трохи гірше виявляться умови видимості Сатурна (до кінця лютого інтервал між його сходом і початком ранкових сутінків зросте майже до двох годин). 2 лютого перед світанком у західній частині України можна буде спостерігати, як «обкільцьовану планету» закриє тонкий серп старого Місяця.

Марс, віддаляючись від Землі, поки що видно досить непогано: вечорами він з’являється високо над горизонтом, проте його диск у середині місяця зменшиться до 5,7 кутових секунд, а видимий блиск – до першої зіркової величини. 13 лютого Червона планета пройде в градусі на північ від Урана. Найдальша планета – Нептун – у вказаний час може спостерігатися лише нетривалий час незабаром після закінчення вечірніх сутінків, після чого ховається за горизонтом.

4 лютого о 21:03 за всесвітнім часом настане молодик, 5 лютого об 11 годині Місяць пройде апогей за 406555 км від центру Землі — це буде найбільша відстань до нашого природного супутника протягом року. Увечері 10 лютого Місяць пройде в 6° на південь від Марса та Урана, а 12 лютого о 22:25 UTC опиниться у фазі першої чверті. Увечері 13 лютого вона спостерігатиметься на тлі зоряного скупчення Гіади, неподалік Альдебарана.

Довгими лютневими ночами над південним горизонтом спалахує яскрава біла зірка, яка при нестабільній атмосфері часто переливається різними кольорами. Це Сіріус – α (альфа) Великого Пса, найяскравіша зоря нічного неба.

Сіріус на нічному небі. Джерело: H. Raab herbraab/Flickr CC

Колись у Стародавньому Єгипті, у дні, близькі до літнього сонцестояння, Сіріус вперше з’являвся у променях ранкової зорі. Цей момент року ретельно визначався єгипетськими жерцями, тому що незабаром слідом за ним наступав розлив Нілу, а потім приходила безжалісна літня спека.

Сіріус, який «очолює» сузір’я Великого Пса, здавна називали також «Пісою зіркою». Вже в епоху перших цивілізацій він був найяскравішим серед «нерухомих» світил (зараз його блиск дорівнює -1,46m). Не в останню чергу це пов’язано з порівняно невеликою відстанню до нього, що дорівнює 8,58 світлових років: ближче до Сонця розташовані тільки Проксима Центавра, два компоненти системи α Центавра, зірка Барнарда, подвійний коричневий карлик WISE 1049-5319, а також два червоні карлики – Wolf 359 і Lalande 21185. Власний рух Сіріуса порівняно невеликий – 1,3″ на рік. Зміщення ліній його спектру показує, що відстань між ним і Сонцем що секунди зменшується на 5,5 км.

Діаметр Сіріуса приблизно вдвічі більший за сонячний, приблизно в стільки ж разів більший за його масу і температуру, а його світність у 24 рази перевищує світність Сонця. Приблизно через 6 тис. років через прецесію та власний рух на широті Києва найяскравіша зоря перестане підійматися над горизонтом.

У 1844 р. знаменитий німецький астроном і математик Фрідріх Бессель (Friedrich Wilhelm Bessel) зауважив, що траєкторія Сіріуса у проєкції на небесну сферу виглядає дивною хвилеподібною кривою. Ці «вагання» Бессель пояснив обурюючою дією невидимого супутника, що звертається разом із яскравою зорею навколо загального центру мас із періодом 50 років. Теоретичний прогноз вченого блискуче підтвердився. У січні 1862 р. при випробуванні нового 18-дюймового (46-сантиметрового) рефрактора відомий американський оптик Алван Кларк (Alvan Graham Clark) відкрив поряд із Сіріусом маленьку зірочку, яка згодом продемонструвала орбітальний рух у повній відповідності до розрахунків Бесселя. То справді був тріумф «астрономії тяжіння», за значенням не поступається історії відкриття Нептуна.

Система Сіріуса, однією з компонентів якої є білий карлик (крапка в нижньому лівому кутку). Джерело: NASA, ESA, H. Bond (STScI), і M. Barstow (University of Leicester)

Супутник Сіріуса, або Сіріус B, іноді званий “Щеням” – біла зірочка з блиском 8,6 m. Через велику різницю яскравості між компонентами системи навіть при найбільшому їх видаленні (близько 11″ – такі умови складуться досить скоро, у 2023 р.) його непросто побачити навіть у досить великі телескопи. При атмосферних умовах, близьких до ідеальних, на успіх можна сподіватися з апертурою не менше ніж 130 мм.

Чим цікавий цей слабкий об’єкт? Він являє собою перший відкритий білий карлик, також найближчий до Сонячної системи. Ми вже знаємо зірки, в яких щільність речовини вища, ніж у супутника Сіріуса, проте свого часу його фізичні властивості здавались зовсім неймовірними: його маса майже дорівнює сонячній, але за діаметром він всього втричі більший за Землю, тобто його матерія в обсязі сірникової коробки повинен мати масу близько тонни. Вважається, що білі карлики — це збанкрутілі світила, які, витративши запаси воднево-гелієвого термоядерного «пального», світяться лише в наслідок повільного гравітаційного стиску. Стан речовини в них може бути схарактеризовано терміном «вироджений газ» — так астрофізики називають суміш іонізованих атомів і вільних електронів, що знаходиться під величезним тиском. Попри те, що ця плазма щільніша за сталь, вона, проте, має характерну для газів пружність. Вивчення супутника Сіріуса показало, що у зірках речовина може бути у незвичайному стані, і збагатило атомну фізику дуже корисними відомостями, що дало підставу називати зірки «небесними лабораторіями».

З Сіріусом та його супутником пов’язана досить цікава історія. Відомий давньоримський філософ Сенека (I століття н.е.) та знаменитий основоположник геоцентричної системи світу Клавдій Птолемей (II століття н.е.) вважали його не білою, а яскраво-червоною зіркою. Сенека стверджував, що «червоність Собачої зірки глибша, Марса — м’якша, її немає зовсім у Юпітера, велич якого звертається до чистого світла». Згадки про «червоний Сіріус» зустрічаються й у легендах деяких стародавніх народів. Але в X столітті, судячи зі спостережень арабських астрономів, він мав такий самий зовнішній вигляд, як і сьогодні.

Сузір’я Великого Пса – одне з небагатьох, що має “прямокутну” форму – з півночі примикає до сузір’я Єдинорога, на захід від нього розташований Заєць, на південному сході і південному заході від нього – відповідно Корма й Голуб. Джерело: Джерело: wikimedia.org

Нижче Сіріуса легко знайти, особливо у бінокль, зірку ο2 (омікрон) Великого Пса. Це типовий представник надзвичайно рідкісного класу зірок Вольфа-Райє. Широкі емісійні лінії в їх спектрах говорять про те, що такі зірки буквально стікають газом, що залишає їх зі швидкістю до кількох тисяч кілометрів на секунду. Атмосфери їх надзвичайно протяжні, а швидкоплинність процесів, що спостерігаються, не залишає сумнівів, що в подібному стані вони знаходяться не більше сотні тисяч років. Отже, ο2 Великого Пса — одна з наймолодших зірок, які можна спостерігати на земному небі.

Сузір’я Великого Пса розташоване в крайовій зоні Чумацького Шляху і багате на розсіяні скупчення. Найяскравіший такий об’єкт у цій галузі – M41 (4,6m) – виявив ще Джованні Годієрна (Giovanni Hodierna) в 1654 р. Як з’ясувалося пізніше, скупчення спостерігалося неозброєним оком з давніх-давен. Про нього згадував ще Аристотель в 325 році до н.є. Його незалежно відшукав Джон Флемстід (John Flamsteed) у 1702 р. Шарль Мессье вніс цей об’єкт у свій каталог 16 січня 1765 р. M41 містить приблизно сотню зірок, включаючи кілька червоно-жовтогарячих гігантів, і віддалено від нас на відстань 2400 світлових років. У просторі він займає приблизно 26 світлових років. Його найяскравіша зоря розташована поблизу центру скупчення і має блиск 7m, тобто за світністю вона у 700 разів перевищує Сонце.

Зображення розсіяного скупчення M41 за даними інфрачервоного огляду 2MASS. Джерело: MASS Atlas Image Gallery: The Messier Catalog

При гарній прозорості неба M41 можна знайти неозброєним оком, для мешканців наших широт перешкодою є лише значне південне відмінювання цього об’єкта, через що він не підіймається високо над горизонтом. Знайти скупчення неважко: як уже говорилося, воно розташоване в 4 ° на південь від Сіріуса. 200-міліметровий телескоп дозволить побачити у ньому близько 60 зірок до 13m, а загальна кількість членів скупчення становить не менше сотні.

На просторах Великого Пса можна знайти чотири десятки розсіяних скупчень. На схід від блакитної зірки γ (гамма) знаходяться три скупчення, що увійшли до каталогу NGC під номерами 2374, 2345 і 2360. Найбільш привабливим виглядає останнє: у 150-міліметровий рефлектор тут можна нарахувати три-чотири десятки зірок 10-12m хаотично розсипаних на площині розміром 10 кутових хвилин.

Майже посередині між скупченнями NGC 2374 і 2345 ховається одна з головних визначних пам’яток Великого Пса – туманність NGC 2359 Шлем Тора (10,7m). Усередині неї розташовується щонайменше одна зірка Вольфа-Райє, яка у кілька десятків разів перевищує наше Сонце за діаметром та у кілька тисяч разів — за світністю. Швидкість зоряного вітру, що нею випускається, досягає 2000 км/с, що становить 1/150 швидкості світла. Кругла зелена оболонка у центрі туманності є викинута зіркою речовина, а «рукави», що світяться червоним є хмарами іонізованого водню.

Найбільш яскрава частина туманності видима вже в 100-міліметровий телескоп, за допомогою 250-міліметрового інструменту бічним зором можна побачити слабкі дуги, що відходять від центральної частини. З фільтром OIII, центрованим на спектральну лінію іонізованого кисню, зовнішній вигляд Шолому стає трохи схожим на фотографічне зображення.

Порівняно яскрава центральна частина туманності “Шолом Тора”. Джерело: wikipedia.org

Наступна група розсіяних скупчень лежить на північний схід від жовтої зірки 5 Великого Пса. У 6° від неї, неподалік кордону із сузір’ям Корми, знаходиться пара непоказних зіркових груп — NGC 2383 (8,4m) і 2384 (7,4m). Скупчення містять лічену кількість світил яскравіші за 12m і малоцікаві при спостереженнях у невеликі телескопи. Остання з них складається з двох частин, на його західній околиці розташована подвійна зірка 9+9,6m з відстанню між компонентами 5″. NGC 2367 (7,9m), що лежить в 1,5° на південний захід, майже не відрізняється від попередніх накопичень.

Набагато привабливіше виглядають NGC 2362 та 2354, доступні найскромнішим інструментам. Знайти на небі перше з них дуже легко, оскільки на його тлі проєктується блакитна зірка 4-ї величини. Вона є тісною подвійною системою, блиск компонентів якої однаковий. У 150-міліметровому телескопі в цій області можна розглянути 30 зірок від 9m, тісно згрупованих біля τ (таy) Великого Пса (ця зірка скупчення не належить і розташована до нас в 1,6 раза ближче). Скупчення оточене протяжною туманністю, проте її можна помітити тільки на фотографіях.

Через просторове розташування скупчення NGC 2362 здається, що воно оточує зірку τ Великого Пса. Джерело: NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA

Розсіяне скупчення NGC 2354 знаходиться в 1,5 ° на північний схід від 5 Великого Пса і містить 150 зірок 10-ї величини й слабше. Частина з них видима вже в 80-міліметровий рефрактор, а більші телескопи покажуть незвичайну будову цього об’єкта: кілька зоряних рукавів, згинаючи, виходять із загального центру, нагадуючи сегнерове колесо. Помітно, що внутрішні частини рукавів заповнені дрібним зоряним пилом, а проміжки між ними практично порожні.

Сузір’я Великого Пса, як уже згадувалося, лежить на краю Чумацького Шляху, тому в ньому знаходяться три галактики яскравіші за 11-у зіркову величину — NGC 2217 (10,7m), 2280 (10,3m) і 2292 (10,8m). Всі вони в наших широтах видимі низько над горизонтом, оскільки їхнє відмінювання не перевищує -26°. Найпростіше знайти першу з них – вона знаходиться менш ніж за 3° на північ від зірки 3-ї величини ζ (дзета) Великого Пса.

Єдина яскрава планетарна туманність у Великому Псі IC 2165 (10,5m) розташовується у північно-західній частині сузір’я, приблизно 7° від Сіріуса. Вона має дуже малі розміри, тому при її пошуку необхідно скористатися великомасштабною картою із зірками до 11m та телескопом зі збільшенням не менше 120 крат. У 250-міліметровий рефлектор зі збільшенням 200× цей об’єкт виглядає туманним овалом з розмитим краєм і незначним підвищенням яскравості до центру. IC має виразний блакитнуватий колір і високу поверхневу яскравість, але через свою «маленьку» практично невідома любителям. За допомогою фільтра OIII на умовному кордоні Великого Пса та Єдинорога можна виявити також емісійну туманність IC 2177 «Чайка» — популярний об’єкт в астрофотографів.

У наступній статті ви дізнаєтеся про небесні події та об’єкти, доступні спостереження у другій половині лютого.

Місячну базу може захистити від уламків кам’яна стіна
Як виявити діпфейки: астрономи пропонують шукати відблиск зірок в очах
Космічний корабель Starliner розгледіли у телескоп під час стикування з МКС: фото
12 світлових років від Землі: James Webb зазнімкував екзопланету біля близької зорі
Наступний удар буде останнім: мікрометеороїд пробив корпус космічного телескопа вартістю 800 млн доларів
Китайський зонд знайшов воду на Місяці
Минула неділя виявилася найспекотнішим днем в історії Землі
Як від Землі до Місяця: астрофотограф зазнімкував величезний протуберанець
Зображення від українського аматора стало фото дня у NASA
«Зрізати шлях» до Венери: JUICE готується до історичного подвійного прольоту Місяця та Землі