2. Наблюдательная астрономия в городе
  3. Наблюдаем Млечный путь

Наблюдаем Млечный путь 06.12.2020

Совсем недавно мы рассказывали о некоторых интересных объектах в Млечном пути по направлению созвездия Лебедь. Теперь расскажем об интересных объектах в другом участке Млечного пути в направлении созвездий Цефея и Кассиопеи. В ночное время осенью и в начале зимы этот участок Млечного пути располагается высоко над горизонтом, практически в зените, и очень удобен для наблюдения (рисунок 1).

Рисунок 1. Млечный путь в направлении созвездия Кассиопеи

На границе Млечного пути в созвездии Андромеды хорошо видно глазом туманное слегка вытянутое пятно. Это знаменитая Туманность Андромеды (М 31) – ближайшая к нам крупная галактика (рисунок 2).

Рисунок 2. Туманность Андромеды

Впервые письменно галактика упоминается персидским астрономом ас-Суфи (946 год) как «маленькое облачко». Знаменитый французский астроном Шарль Мессье поместил ее в свой каталог туманных объектов под номером 31 (М31), считая ее близкой к нам пылевой туманность. В 1864 году английский астроном-любитель Уильям Хаггис, наблюдая спектр М31, определил, что эта туманность состоит из звезд, и до начала ХХ века считалась, что она принадлежит нашей Галактике. Внегалактическая природа туманности Андромеды была окончательно доказана только тогда, когда американский астроном Эдвин Хаббл в начале ХХ века, фотографируя ее с помощью крупного телескопа в США, обнаружил на фотонегативе изображения отдельных звезд знакомых типов. Оказалось, что эта звездная система находится значительно дальше всех известных объектов нашей Галактики. Расстояние до нее составляет 2,5 миллиона световых лет, а по своим размерам она превышает нашу Галактику в два раза. Количество звезд в галактике Андромеды в пять раз больше, чем в нашей Галактике, - триллион звезд. Галактику Андромеды, как и наш Млечный Путь, окружают несколько карликовых галактик — небольших звёздных систем, состоящих из нескольких миллиардов звёзд. Самые крупные и известные из них — компактные эллиптические галактики M32 и M110, заметные на любой фотографии Галактики Андромеды.

М31 входит в состав так называемой «местной группы» галактик, в которой насчитывается три крупных галактики (наша Галактика, М31 и М33 в Треугольнике) и несколько десятков карликовых галактик. Астрономы выяснили, что галактика Андромеды и наша Галактика приближаются друг к другу со скоростью 100—140 километров в секунду. Следовательно, «столкновение» двух галактических систем произойдёт приблизительно через 3—4 миллиарда лет. Если это произойдёт, они обе, скорее всего, сольются в одну большую галактику.

В ядре M31, как и во многих других галактиках (в том числе, и в Млечном Пути), расположен кандидат в сверхмассивные чёрные дыры. Расчёты показали, что его масса превышает 140 миллионов масс Солнца. В 2005 году космический телескоп «Хаббл» обнаружил диск из молодых голубых звёзд, окружающий сверхмассивную черную дыру. Они вращаются вокруг нее, в точности как планеты вокруг Солнца. Наблюдатели определили, что диск состоит из более чем четырёхсот звёзд, сформировавшихся приблизительно 200 миллионов лет назад. Его диаметр всего один световой год. Астрономы до сих пор не знают, как подобный диск в форме бублика мог образоваться так близко к столь массивному объекту. Туманность Андромеды принадлежит к одному из основных типов галактик – спиральным галактикам. Для них характерно наличие спиральных рукавов, вращающихся вокруг центра галактики и состоящих из скоплений межзвездного газа и пыли, рассеянных звездных скоплений и молодых звезд.

В этом созвездии есть звезда Аламак (γ Андромеды). Даже в небольшой телескоп видно, что это красивая звездная пара (рисунок 3).

Рисунок 3. Звездная пара Аламак

Яркая звезда — Аламак А — типичный красный гигант, имеющий блеск +2,1m. Его меньший спутник, Аламак B, — горячая голубовато-белая звезда главной последовательности. Ее блеск равен +4,85m. Десять секунд дуги, разделяющие их на небе, соответствуют действительному расстоянию примерно в тысячу раз большему, чем расстояние от Земли до Солнца.


Аламак B — тесная визуальная двойная, которую можно разрешить в телескоп с объективом 150 мм и выше, правда, только в те периоды, когда спутник, Аламак С, отдаляется от голубой звезды на расстояние свыше 0,5″. Ближайший такой период настанет после 2030 года. В этой паре главная звезда имеет блеск +5,1m, а спутник — белая звезда, похожая по своим характеристикам на Сириус, +6,3m. Период обращения в паре составляет 61 год. Более яркий компонент пары в свою очередь является спектрально-двойной звездой с орбитальным периодом 2,67 дня. Расстояние до этой звездной пары около 350 световых лет.


В этом же созвездии есть еще один объект достойный описания - рассеянное звездное скопление NGC 752 (другое обозначение — OCL 363), которое находится на расстоянии около 1300 световых лет от Земли, и тоже видно простым глазом в темную ночь (рисунок 4).

Рисунок 4. NGC 752

Скопление было обнаружено Каролиной Гершель, младшей сестрой и ассистенткой известного английского астронома и оптика Вильяма Гершеля в 1783 году и внесено в каталог ее брата Уильяма Гершеля в 1786 году, хотя абъект, который, возможно, был NGC 752, был описан Джованни Батиста Годиерна до 1654 года. NGC 752 состоит из более чем 250 звезд +8,9 звездной величины и слабее. Самые горячие белые звезды имеют довольно большой возраст - 1,1 миллиарда лет. А возраст всего звездного кластера около 1,3 миллиарда лет. Согласно последним исследованием, большинство звезд это маломассивные звезды главной последовательности или фазы красных гигантов.

Еще один туманный объект, хорошо видимый простым глазом – двойное звездное скопление h и χ Персея (рисунок 5).

Рисунок 5. Звездное скопление h и χ Персея

Двойное рассеянное звездное скопление h и χ Персея является одним из красивейших скоплений на небе, видимых невооруженным глазом. Находится от нас на расстоянии 7,5 тысяч световых лет. Расстояние между двумя центрами скопления – всего несколько сотен световых лет. А возраст звезд почти одинаков – немногим более 10 миллионов лет. Оба этих скопления образовались из одного гигантского молекулярного облака. Масса звезд, из которых состоит скопление – более 6 тысяч солнечных масс, а более точные наблюдения показывают, что вокруг этих скоплений существует обширное звездное гало с общей массой около 20 тысяч солнечных масс. Как и большинство рассеянных скоплений, это скопление в основном состоит из гигантских горячих сине-белых звезд. Но не смотря на молодость по космическим масштабам обоих скоплений, самые массивные звезды в них уже значительно эволюционировали и встали на путь красных гигантов. С другой стороны, маломассивные звезды еще находятся на стадии сжатия, то есть являются, по сути, протозвездами. Вокруг некоторых из звезд не так давно найдены газопылевые диски. Это говорит о том, что сейчас там образуются будущие планетные системы. Но прежде, чем достигнуть состояния нашей Солнечной системы, скопление распадется – гравитационное взаимодействие звезд скопления не позволяет находиться им долгое время поблизости друг от друга.


В северной части Млечного пути, в созвездии Цефея красуется великолепный конгломерат газопылевых туманностей IC 1396 (рисунок 6).

Рисунок 6. IC 1396

Яркая красная эмиссионная туманность указывает на наличие облаков атомарного водорода. Ионизированные невидимым ультрафиолетовым излучением атомы водорода испускают свой характерный видимый красный свет в момент, когда происходит рекомбинация электронов. На ярком фоне отчетливо вырисовываются силуэты темных туманностей, состоящих из пыли, поглощающей свет. Туманности являются активными областями звездообразования и содержат множество молодых звёзд и протозвёзд, возраст которых составляет от 100 тыс. до 1 млн лет. Они были обнаружены на инфракрасных изображениях в 2003 году. Звезды присутствуют в центре глобул – в самых темных непрозрачных областях. Звезды, образовавшиеся из вещества всех этих туманностей, составляют большой молодой комплекс звездных скоплений, находящийся на расстоянии 3000 световых лет от Земли.

В нижней части туманности находится довольно яркая звезда. Это красный сверхгигант, чей диаметр во много раз превышает диаметр Солнца, достигая 3,5 миллиардов километров. Помещенная в центр Солнечной системы, эта звезда поглотила бы все планеты до Сатурна включительно. Это одна из самых крупных и ярких звезд в нашей Галактике, она в 60 тысяч раз ярче нашего Солнца.
Она известна также как Гранатовая звезда Гершеля. Уильям Гершель назвал ее так в публикации «Философские труды Лондонского королевского астрономического общества»: «Изрядная звезда будет найдена возле головы Цефея. У нее превосходный гранатовый цвет, такой же, как и Омикрон Кита. Это восхитительно красивый объект, в особенности, если прежде чем повернуть к нему телескоп, в течение некоторого времени смотреть на белую звезду, например, Альфу Цефея, которая здесь же, под рукой».

Через несколько миллионов лет звезда взорвется как сверхновая, оставив после себя лишь газопылевое облако и черную дыру.

Еще одна туманность, находящаяся в созвездии Цефея и хорошо видимая на фотографиях, – эмиссионная туманность NGC 7822 (рисунок 7).

Рисунок 7. NGC 7822

Туманность также включает в себя молодое звёздное скопление Беркли 59. Первооткрывателем этой эмиссионной туманности стал английский астроном и физик Уильям Гершель, который обнаружил ее 16 ноября 1829 года.

Туманность NGC 7822 расположена на расстоянии около 3 000 световых лет от нашей планеты и простирается на 40 световых лет в космическом пространстве. Туманность заполнена молодыми горячими звездами и плотными облаками газа и пыли. В этих облаках до сих пор продолжается образование звезд.

Слева от двойного скопления h и χ Персея на фотографиях с длительными выдержками выделяются своей необычной формой две эмиссионные туманности IC 1805 и IC 1848. За свою форму эти туманности получили названия Сердце и Душа (рисунок 8).

Рисунок 8. Сердце и душа

Туманность «Сердце» IC 1805, которая находится на расстоянии 7500 световых лет от Земли, образована из плазмы ионизированного водорода и свободных электронов. Отдельная яркая часть туманности (левый верхний угол) классифицируется отдельно как NGC 896, так как данная часть туманности была обнаружена ранее остальной. В центре туманности расположено небольшое скопление звёзд, известное как Melotte 15, содержащее несколько ярких звёзд, которые в 50 раз массивнее Солнца и имеющие температуру поверхности 15 000 градусов, а также множество других тусклых звёзд, масса которых составляет лишь часть массы Солнца. Это молодое скопление возрастом всего 1,5 миллиона лет.

Туманность «Душа» IC 1848, так же находящаяся от нас на расстоянии 7500 световых лет, является чрезвычайно активной звездоформирующей областью, где постоянно рождаются все новые и новые звезды. Внутри этой удивительно яркой туманности находится радиоисточник W5.
Мы рассмотрели далеко не все интересные объекты. Созвездие Кассиопеи имеет множество объектов, которые можно найти в небольшой или средний любительский телескоп с объективом диаметром до 150 мм. Среди них 3 планетарных туманности, 4 диффузных туманности, 7 галактик, 43 рассеянных скопления и даже 1 квазар (рисунок 9).

Рисунок 9. Рассеянное скопление NGC 7789 Роза Каролины