Жемчужины февральского неба (часть 1)

В феврале день уже заметно увеличивается, но темнеет еще довольно рано. В ясные морозные ночи воздух чист и прозрачен, в это время небо дарит любителям астрономии впечатляющие россыпи зимних звезд. В зимних созвездиях можно отыскать сотни жемчужин глубокого космоса — галактик, шаровых и рассеянных звездных скоплений, планетарных и диффузных туманностей, двойных и кратных звезд. К сожалению, февральская погода отличается непредсказуемостью, но в последнее время условия для наблюдений в этом месяце обычно лучше, чем в январе.

Меркурий ближе к середине февраля начнет появляться по вечерам над западной частью горизонта (наилучшая его видимость ожидается в конце месяца). Венера по-прежнему прекрасно видна по утрам, с каждым днем все больше удаляясь к востоку от Юпитера, условия которого видимости постепенно улучшаются — его видимый блеск к 15 февраля достигнет -2^m, а экваториальный диаметр диска — 35 угловых секунд. Немного хуже окажутся условия видимости Сатурна (к концу февраля интервал между его восходом и началом утренних гражданских сумерек возрастет почти до двух часов). 2 февраля перед рассветом в западной части Украины можно будет наблюдать, как «окольцованную планету» закроет тонкий серп старой Луны.

Марс, удаляясь от Земли, пока виден достаточно неплохо: по вечерам он появляется высоко над горизонтом, однако его диск в середине месяца уменьшится до 5,7 угловых секунд, а видимый блеск — до первой звездной величины. 13 февраля Красная планета пройдет в градусе севернее Урана. Самая далекая планета — Нептун — в указанное время может наблюдаться лишь непродолжительное время вскоре после окончания вечерних сумерек, после чего скрывается за горизонтом.

4 февраля в 21:03 по всемирному времени наступит новолуние, 5 февраля в 11 часов Луна пройдет апогей в 406555 км от центра Земли — это будет самое большое расстояние до нашего естественного спутника в течение года. Вечером 10 февраля Луна пройдет в 6° южнее Марса и Урана, а 12 февраля в 22:25 UTC окажется в фазе первой четверти. Вечером 13 февраля она будет наблюдаться на фоне звездного скопления Гиады, недалеко от Альдебарана.

Длинными февральскими ночами над южным горизонтом загорается яркая белая звезда, при нестабильной атмосфере часто переливающаяся разными цветами. Это Сириус — α (альфа) Большого Пса, наиболее яркая звезда ночного неба.

Некогда в Древнем Египте, в дни, близкие к летнему солнцестоянию, Сириус впервые появлялся в лучах утренней зари. Этот момент года тщательно определялся египетскими жрецами, так как вскоре вслед за ним наступал разлив Нила, а потом приходил безжалостный летний зной.

Сириус, «возглавляющий» созвездие Большого Пса, издавна называли также «Песьей звездой». Уже в эпоху первых цивилизаций он был самым ярким среди «неподвижных» светил (cейчас его блеск равен -1,46^m). Не в последнюю очередь это связано со сравнительно небольшим расстоянием до него, равным 8,58 световых лет: ближе к Солнцу расположены только Проксима Центавра, два компонента системы α Центавра, звезда Барнарда, двойной коричневый карлик WISE 1049-5319, а также два красных карлика — Wolf 359 и Lalande 21185. Собственное движение Сириуса сравнительно невелико — 1,3″ в год. Смещение линий его спектра показывает, что расстояние между ним и Солнцем каждую секунду уменьшается на 5,5 км.

Диаметр Сириуса примерно вдвое больше солнечного, примерно во столько же раз больше его масса и температура, а его светимость в 24 раза превосходит светимость Солнца. Примерно через 6 тыс. лет из-за прецессии и собственного движения на широте Киева ярчайшая звезда перестанет подниматься над горизонтом.

В 1844 г. знаменитый немецкий астроном и математик Фридрих Бессель (Friedrich Wilhelm Bessel) заметил, что траектория Сириуса в проекции на небесную сферу выглядит странной волнообразной кривой. Эти «колебания» Бессель объяснил возмущающим действием невидимого спутника, обращающегося вместе с ярчайшей звездой вокруг общего центра масс с периодом 50 лет. Теоретический прогноз ученого блестяще подтвердился. В январе 1862 г. при испытании нового 18-дюймового (46-сантиметрового) рефрактора известный американский оптик Алван Кларк (Alvan Graham Clark) открыл рядом с Сириусом маленькую звездочку, впоследствии продемонстрировшую орбитальное движение в полном соответствии с расчетами Бесселя. Это был триумф «астрономии тяготения», по значению не уступающий истории открытия Нептуна.

Спутник Сириуса, или Сириус B, иногда называемый «Щенком» — белая звездочка с блеском 8,6^m. Из-за большой разницы яркости между компонентами системы даже при наибольшем их удалении (около 11″ – такие условия сложатся довольно скоро, в 2023 г.) его непросто увидеть даже в достаточно большие телескопы. При атмосферных условиях, близких к идеальным, на успех можно надеяться с апертурой не менее 130 мм.

Чем же интересен этот слабый объект? Он представляет собой первый открытый белый карлик, вдобавок наиболее близкий к Солнечной системе. Мы уже знаем звезды, в которых плотность вещества выше, чем у спутника Сириуса, однако в свое время его физические свойства казались совершенно невероятными: его масса почти равна солнечной, но по диаметру он всего втрое больше Земли, то есть его материя в объеме спичечного коробка должна иметь массу около тонны. Считается, что белые карлики — это «обанкротившиеся» светила, которые, израсходовав запасы водородно-гелиевого термоядерного «горючего», светятся лишь за счет медленного гравитационного сжатия. Состояние вещества в них может быть охарактеризовано термином «вырожденный газ» — так астрофизики называют находящуюся под огромным давлением смесь ионизованных атомов и свободных электронов. Несмотря на то, что эта плазма плотнее стали, она, тем не менее, обладает характерной для газов упругостью. Изучение спутника Сириуса показало, что в звездах вещество может находиться в необычном состоянии, и обогатило атомную физику весьма полезными сведениями, что дало основание называть звезды «небесными лабораториями».

С Сириусом и его спутником связана довольно интересная история. Известный древнеримский философ Сенека (I век н.э.) и знаменитый основоположник геоцентрической системы мира Клавдий Птолемей (II век н.э.) считали его не белой, а ярко-красной звездой. Сенека утверждал, что «краснота Собачьей звезды глубже, Марса — мягче, ее нет совсем у Юпитера, величие которого обращается к чистому свету». Упоминания о «красном Сириусе» встречаются и в легендах некоторых древних народов. Но в X веке, судя но наблюдениям арабских астрономов, он имел такой же внешний облик, как и сегодня.

Ниже Сириуса легко отыскать, в особенности в бинокль, звезду ο² (омикрон) Большого Пса. Это типичный представитель очень редкого класса звезд Вольфа-Райе. Широкие эмиссионные линии в их спектрах говорят о том, что такие звезды буквально истекают газом, покидающим их со скоростью до нескольких тысяч километров в секунду. Атмосферы их необычайно протяженны, а быстротечность наблюдаемых процессов не оставляет сомнений, что в подобном состоянии они находятся не более сотни тысяч лет. Следовательно, ο² Большого Пса — одна из самых молодых звезд, какие только можно наблюдать на земном небе.

Созвездие Большого Пса расположено в краевой зоне Млечного Пути и богато рассеянными скоплениями. Самый яркий такой объект в этой области — M41 (4,6^m) — обнаружил еще Джованни Годиерна (Giovanni Hodierna) в 1654 г. Как выяснилось позднее, скопление наблюдалось невооруженным глазом с глубокой древности. О нём упоминал еще Аристотель в 325 году до н.э., описывавший его как «облачное пятнышко», расположенное в 4° южнее Сириуса. Его независимо отыскал Джон Флемстид (John Flamsteed) в 1702 г. Шарль Мессье внес этот объект в свой каталог 16 января 1765 г. M41 содержит примерно сотню звезд, включая несколько красно-оранжевых гигантов, и удалено от нас на расстояние 2400 световых лет. В пространстве оно занимает примерно 26 световых лет. Его самая яркая звезда расположена вблизи центра скопления и имеет блеск 7^m, то есть по светимости она в 700 раз превышает Солнце.

При хорошей прозрачности неба M41 можно найти невооруженным глазом, для жителей наших широт препятствием служит лишь значительное южное склонение этого объекта, из-за чего он не поднимается высоко над горизонтом. Отыскать скопление нетрудно: как уже говорилось, оно расположено в 4° южнее Сириуса. 200-миллиметровый телескоп позволит увидеть в нем порядка 60 звезд до 13^m, а общее число членов скопления составляет не менее сотни.

На просторах Большого Пса можно найти четыре десятка рассеянных скоплений. К востоку от голубоватой звезды γ (гамма) находятся три скопления, вошедшие в каталог NGC под номерами 2374, 2345 и 2360. Наиболее привлекательным выглядит последнее: в 150-миллиметровый рефлектор здесь можно насчитать три-четыре десятка звезд 10-12^m, беспорядочно рассыпанных на площадке размером 10 угловых минут.

Почти посередине между скоплениями NGC 2374 и 2345 скрывается одна из главных достопримечательностей Большого Пса — туманность NGC 2359 «Шлем Тора» (10,7^m). Внутри нее располагается как минимум одна звезда Вольфа-Райе, которая в несколько десятков раз превышает наше Солнце по диаметру и в несколько тысяч раз — по светимости. Скорость испускаемого ею звездного ветра достигает 2000 км/с, что составляет 1/150 скорости света. Круглая зеленоватая оболочка в центре туманности представляет собой выброшенное звездой вещество, а светящиеся красным «рукава» являются облаками ионизированного водорода.

Наиболее яркая часть туманности видна уже в 100-миллиметровый телескоп, с помощью 250-миллиметрового инструмента боковым зрением можно заметить слабые дуги, отходящие от центральной части. С фильтром OIII, центрированным на спектральную линию ионизированного кислорода, внешний вид «Шлема» становится немного похожим на фотографическое изображение.

Следующая группа рассеянных скоплений лежит к северо-востоку от желтоватой звезды 5 Большого Пса. В 6° от нее, неподалеку от границы с созвездием Кормы, находится пара невзрачных звездных групп — NGC 2383 (8,4^m) и 2384 (7,4^m). Скопления содержат считанное количество светил ярче 12^m и малоинтересны при наблюдениях в небольшие телескопы. Последнее из них состоит из двух частей, на его западной окраине расположена двойная звезда 9+9,6^m с расстоянием между компонентами 5″. NGC 2367 (7,9^m), лежащее в 1,5° к юго-западу, почти не отличается от предыдущих скоплений.

Гораздо привлекательнее выглядят NGC 2362 и 2354, доступные самым скромным инструментам. Найти на небе первое из них очень легко, поскольку на его фон проецируется голубоватая звезда 4-й величины. Она представляет собой тесную двойную систему, блеск компонентов которой одинаков. В 150-миллиметровый телескоп в этой области можно рассмотреть 30 звезд от 9^m, тесно сгруппированных возле τ (тay) Большого Пса (эта звезда скоплению не принадлежит и расположена к нам в 1,6 раза ближе). Скопление окружено протяженной туманностью, однако ее заметить можно только на фотографиях.

Рассеянное скопление NGC 2354 находится в 1,5° северо-восточнее 5 Большого Пса и содержит 150 звезд 10-й величины и слабее. Часть из них видна уже в 80-миллиметровый рефрактор, а более крупные телескопы покажут необычное строение этого объекта: несколько звздных рукавов, изгибаясь, выходят из общего центра, напоминая сегнерово колесо. Заметно, что внутренние части рукавов заполнены мелкой «звездной пылью», а промежутки между ними практически пусты.

Созвездие Большого Пса, как уже упоминалось, лежит на краю Млечного Пути, поэтому в нем находятся три галактики ярче 11-й звёздной величины — NGC 2217 (10,7^m), 2280 (10,3^m) и 2292 (10,8^m). Все они в наших широтах видны низко над горизонтом, поскольку их склонение не превышает -26°. Проще всего отыскать первую из них — она находится менее чем в 3° к северу от звезды 3-й величины ζ (дзета) Большого Пса.

Единственная яркая планетарная туманность в Большом Псе IC 2165 (10,5^m) располагается в северо-западной части созвездия, примерно в 7° от Сириуса. Она имеет очень малые размеры, поэтому при ее поиске необходимо воспользоваться крупномасштабной картой со звездами до 11^m и телескопом с увеличением не менее 120 крат. В 250-миллиметровый рефлектор при увеличении 200× этот объект выглядит туманным овалом с размытым краем и незначительным повышением яркости к центру. IC имеет отчетливый голубоватый цвет и высокую поверхностную яркость, но из-за своей «крохотности» практически неизвестна любителям. С помощью фильтра OIII на условной границе Большого Пса и Единорога можно обнаружить также эмиссионную  туманность IC 2177 «Чайка» — популярный объект у астрофотографов.

В следующей статье вы узнаете о небесных событиях и объектах, доступных наблюдениям во второй половине февраля.