Задумывались ли вы когда-нибудь над следующим вопросом: самые яркие звезды на небе такие заметные, потому что они сами по себе большие, или потому что находятся близко к нам? Ответ на этот вопрос немного сложный и запутанный. Но давайте все же попробуем во всем разобраться.
Ярче — значит ближе?
Обычно люди, особенно те, кто все же знаком с астрономией, но на начальном уровне, очень удивляются, когда на просьбу назвать 10 ближайших к нам звездных систем, получат перечень, в котором большинство названий им ни о чем не говорит. Дело в том, что 8 мест в нем занимают красные и коричневые карлики, которые порой не то, что невооруженным глазом, даже в бинокль часто трудно увидеть.
И даже если мы вычеркнем из перечня 10 ближайших звездных систем коричневые карлики, которые многие звездами не считают, в нем все равно останется только три светила, которые видны невооруженным глазом: Альфа Центавра, Сириус и Эпсилон Эридана.
Можно было бы подумать, что Солнце находится в каком-то особом регионе Галактики, где мало ярких звезд. Но исследования показывают, что такое соотношение красных карликов к остальным звездам является вполне типичным.
При этом и Сириус, и Альфа Центавра входят в десятку самых ярких звезд на нашем небе. И это еще больше запутывает ситуацию. А как же далеко находится остальные яркие звезды? Что больше влияет на их хорошую видимость — высокая светимость или расстояние от Земли? Ведь можно же прийти и к другой крайности и решить, что самые яркие звезды нашего неба разбросаны по всей Галактике.
Как далеко от нас 10 самых ярких звезд?
Прежде чем смотреть, как далеко находятся 10 самых ярких звезд стоит определиться с терминами, которые касаются их заметности. Их три: видимая величина, абсолютная величина и светимость. Первый из них — это именно характеристика того, насколько заметны звезды на нашем небе, когда свет уже преодолел расстояние между нами со всеми возможными препятствиями. Это – безразмерная величина, которая может даже быть отрицательной. Чем меньше она – тем звезда ярче.
Абсолютная звездная величина — это величина, которую имели бы эти звезды, если бы мы их наблюдали с расстояния в 10 парсек без всяких препятствий. Она тоже измеряется в безразмерных единицах и может быть отрицательной.
Наконец, есть светимость. Это — количество энергии, которую излучает звезда за единицу времени. Обычно ее измеряют в светимости солнца и, в отличие от звездной величины, она нулевой или отрицательной не бывает.
Так вот, самым ярким светилом на нашем небе является Сириус или Альфа Большого Пса. Он является белой звездой со светимостью в 25,4 раза больше солнечной. У него также есть спутник – белый карлик, но он особого вклада в заметность звезды на нашем небе не делает. Находится эта пара совсем рядом – в 8,6 св. лет от Земли.
Второе место занимает Канопус (Альфа Киля). Это — тоже, белая звезда, но есть один нюанс. Она значительно массивнее Сириуса, а ее светимость превышает солнечную в 15100 раз. Расстояние до нее составляет 310 световых лет.
Третье место — у Альфы Центавра. Это система из трех звезд: желтой, оранжевой и красной, при этом масса только первой из них на 52 процента превышает солнечную, а две другие значительно уступают по всем параметрам нашему светилу.
Четвертая по яркости звезда — Арктур (Альфа Волопаса). Это — оранжевый гигант, светимость которого в 2015 раз больше солнечной. Находится он на расстоянии 36,7 св. лет от нас – дальше, чем Сириус, или Альфа Центавра, но значительно ближе, чем Канопус.
Пятое место — Вега (Альфа Лиры). Еще одна белая звезда со светимостью в 40 раз больше Солнечной. Находится она на расстоянии 25 световых лет от нас.
Шестое место — Капелла (Альфа Возничего). Это двойная система из двух гигантских желтых звезд, вращающихся вокруг общего центра масс. Светимость каждой из них в 77-78 раз превышает солнечную. Находится эта система на расстоянии 42 св. лет от нас.
Седьмое место — Ригель (Бета Ориона) Это — гигантская голубая звезда, которая является чрезвычайно горячей. Ее светимость превышает солнечную в 120 тыс. раз. Находится она примерно в 870 св. годах от нас.
Восьмое место — Процион (Альфа Малого Пса). Желтовато-белая звезда (спектральный класс F) со светимостью в 7 раз выше солнечной. Так же, как и Сириус, имеет спутник – белый карлик. Расстояние до нее составляет 11,4 св. года.
Девятое место — Ахернар (Альфа Эридана). Это — двойная система, состоящая из большой голубой звезды со светимостью в 3150 солнечных и ее спутника, который имеет спектральный класс А и светимость в 17 раз больше солнечной. Расстояние до них составляет 139 св. лет.
Наконец десятое место — Бетельгейзе (Альфа Ориона). Это — огромная красная звезда, очень раздутая и холодная. Ее светимость является переменной и колеблется в пределах нескольких десятков тысяч солнечных. Расстояние до нее очень приблизительно оценивается в 450-600 световых лет.
Какие выводы о зависимости яркости звезды на земном небе от расстояния, температуры или светимости можно сделать? Да практически никаких, кроме того, что все это действительно звезды, которые по последнему параметру намного превышают солнечную.
А в обычном случае он разбил свет и не может поведать, какие из них лучше: тихо, что он помірно раскрасил за Сонце, но узнал о появлении более десятков светлых роков, где также были наши радиосигналы. лет, если они справятся с гигантами, которые были удалены от нас значительно сильнее, но они со мной все одно и то же.
И я думаю, что в списку не может быть радостных событий, что была б отведена от нас больше, чем на 1000 св. роков. Адже товщина Чумацького Шляху становить 10 тис. св. роторов, его диаметр — 100 тис. светлых роков. Что может быть лучше удаленных зорей?
100 самых ярких звезд
Для того, чтобы немного прояснить ситуацию, надо отказаться от рассмотрения каждой отдельной звезды, взять большую выборку и просто посмотреть, как в ней распределены светила по разным параметрам.
Для примера возьмем все звезды на нашем небе, видимая величина которых превышает 2,5. Таких насчитывается всего 93.
Если мы посмотрим на расстояния до них, то окажется, что 36 из них находятся на расстоянии не более 100 св. лет от нас и 50 — на расстоянии от 100 до 1000 световых лет от нас.
Только 6 ярких звезд — Наос (Дзета Кормы), Альнилам, Альнитак (Эпсилон и Дзета Ориона), Садр (Гамма Лебедя), Везен и Алудра (Дельта и Эта Большого Пса) находятся на расстоянии от 1000 до 2000 св. лет. И только одна из 93 самых ярких звезд — Денеб (Альфа Лебедя) находится на расстоянии более 2000 св. лет от нас.
Не менее интересным выглядит и распределение по спектральным классам (по крайней мере по главному компоненту системы). Только шесть светил относятся к красным (самым холодным), 21 — к оранжевым, два — к желтым, 7 — к бело-желтым (класс F), 18 – к белым, 30 — к голубым (класс B), 3 — к горячим голубым (класс О, самых горячих). И еще в одной системе — Регор (Гамма Паруса) главным компонентом является чрезвычайно редкая и горячая звезда Вольфа-Райе.
То есть среди самых ярких светил нашего неба доминируют именно горячие звезды. Раздутые красные гиганты составляют небольшую долю самых ярких светил, а чего-то хоть немного сравнимого по массе и светимости с Солнцем мы среди главных украшений ночного неба вообще практически не видим.
Складывается достаточно неоднозначная ситуация. Действительно, главную роль в заметности на небе Земли играет именно светимость. Звезды, которые по этому параметру превышают Солнце не более чем в несколько десятков раз, составляют меньшинство среди тех, за которые глаз невольно цепляется ночью.
Но при этом подавляющее большинство из них находится хотя и не рядом с нами, но на расстоянии не более 1 % диаметра галактического диска. Возможно, что-то изменится, если мы введем в выборку больше тусклых звезд?
Больше звезд!
Посмотрим, как выглядит статистика, если взять 300 самых ярких звезд этого неба. Для этого нам придется включить в нее светила со звездной величиной менее 3,0, в том числе и такие, которые хотя и неплохо видны невооруженным глазом, но даже опытные любители астрономии находят их на небе не сразу.
Среди этих трех сотен только 80 расположены ближе, чем 100 св. лет от Солнца. 202 светила находятся на расстоянии от 100 до 1000 св. лет и только 15 находятся на расстоянии от 1000 до 2000 св. лет и 3 — дальше, чем 2000 св. лет.
Если же посмотреть по спектральным классам, то получится следующая картина: класс М(красные) – 18, класс К(оранжевые) — 66, класс G (желтые) — 37, класс F — 23, А (белые) — 54, класс B (голубые) — 92, класс О — 6 и одна звезда Вольфа-Райе.
То есть среди менее ярких звезд значительно больше становится более холодных звезд, а доля очень горячих падает. Но это не значит, что среди них очень много светил, похожих на Солнце. Таких, которые были бы ярче его не более чем в 10 раз, насчитывается лишь 15. Все они расположены в радиусе 50-60 св. лет от Земли.
Общий вывод можно сформулировать следующим образом. Подавляющее большинство ярких звезд на небе имеет значительно большую светимость, чем Солнце. Однако даже они остались бы малозаметными, если бы находились на расстоянии хотя бы нескольких тысяч световых лет.
