Учебная работа № 1833. Созвездие Цефей

Учебная работа № 1833. Созвездие Цефей

Он был глухонемым, этот высокий юноша с тонкими правильными чертами лица. Каждую звездную ночь он внимательно наблюдал одну из звезд созвездия Цефея, ту самую, которая в звездных каталогах обозначена буквой дельта. Иногда звезда казалась ярче обычного, иногда, наоборот, слабее. Не обман ли чувств эти странные колебания блеска?

Проходят дни, недели, и в конце концов всякие сомнения отпадают. Регулярно, с размеренностью хорошего часового механизма, дельта Цефея через каждые пять с четвертью суток достигает максимума блеска, плавно опускаясь затем до минимума.

Вычислен блеск звезды в разные моменты времени, построена кривая изменения блеска, свидетельствующая о периодическом «подмигивании» дельта Цефея. Сделано, в сущности, даже больше — открыт новый класс переменных звезд, «цефеид», названных так в честь главной представительницы этого класса.

Автор открытия — Джон Гудрайк, родом из Голландии, получивший образование в Англии. За год до открытия первой цефеиды в 1782 г. Королевское общество Великобритании присудило ему высшую награду — медаль Копли — за открытие переменности Алголя, одной из главных звезд в созвездии Персея. Этот талантливый молодой исследователь умер очень рано, в 1786 г., 21 года от роду. Но астрономы — счастливые люди. Следы их трудов связаны с самыми долговечными объектами, какие только может наблюдать человеческий глаз.

Если вы захотите сами убедиться в переменности дельта Цефея, вам в какойто степени придется повторить работу Гудрайка. Впрочем, не пугайтесь: сделать это сравнительно легко. Поблизости от дельта Цефея видны звезды дзета (3,6m), эпсилон (4,2m), и ню (4,5m). Будем сравнивать блеск переменной звезды с блеском этих постоянных «звезд сравнения». Допустим, что в момент наблюдения дельта Цефея явно слабее, но ярче эпсилон. Разделим мысленно интервал блеска между звездами сравнения на 10 равных частей и попробуем оценить, каково положение в этом интервале переменной звезды. Если, скажем, дельта Цефея во столько же раз слабее дзета;, во сколько раз ярче эпислон, то оценку блеска надо записать так: дзета5дельта5эпсилон. В другие моменты могут получиться иные оценки, например: дзета3дельта7эпсилон или дзета6дельта4эпсилон. Зная звездные величины дзета и эпсилон, легко пропорциональным делением вычислить блеск переменной. Иногда дельта Цефея становится слабее эпсилон, и тогда звездами сравнения могут служить дзета и ню или эпсилон и ню.

Сделав в течение двухтрех недель десяток оценок, постройте график изменения блеска звезды дельта Цефея: по его горизонтальной оси отложите моменты времени, по вертикальной — видимый блеск. Чем больше будет сделано наблюдений, тем более явным станет периодический характер изменения блеска дельта Цефея.

Повторяем, что блеск дельта Цефея меняется удивительно ритмично. Период изменения ее блеска определен с очень большой точностью — 5,366341 суток. От периода к периоду характер колебания блеска практически не меняется, и поэтому для цефеид и других периодических переменных звезд астрономы строят сводную, или «среднюю» кривую, сводя все наблюдения к одному периоду.

Быстрый взлет блеска до 3,6m и сравнительно медленное его падение до 4,3m — такая картина характерна и для дельта Цефея и для похожих на нее других звезд, названных цефеидами. Наблюдения показывают, что вместе с блеском колеблются и другие физические характеристики дельта Цефея — ее цвет, температура, скорость по лучу зрения. Колеблется даже спектральный класс — в максимуме блеска дельта Цефея — звезда класса F5, в минимуме ее спектр характерен для звезд класса G2.

Нелегко было разобраться во всех этих сложных явлениях, но сейчас природа цефеид в общих чертах выяснена. Это—звездыгиганты беловатожелтого цвета, у которых по какимто не вполне пока понятным причинам внутреннее равновесие нарушено. Подобно сердцу они непрерывно пульсируют, меняя при этом и блеск и другие физические характеристики. Пульсации цефеид, как и всё в мире звезд, грандиозны. Их радиусы изменяются на миллионы километров, что в среднем, однако, составляет лишь около 5% средней величины радиуса звезды.

Когда цефеида максимально сжата, температура ее поверхности становится наибольшей, и в этот момент звезда достигает максимума блеска. Наоборот, наибольшим размерам звезды соответствуют наименьшая ее температура и минимум блеска. Странная картина наблюдалась бы на Земле, если бы наше Солнце было цефеидой. Но Солнце — желтый карлик, а цефеиды — желтые сверхгиганты, и в их физической природе мало общего.

В созвездии Цефея есть еще одна яркая цефеида — звезда бета этого созвездия. У нее очень короткий период изменения блеска — всего 0,19 суток, да и амплитуда весьма мала — 0,05m. Для невооруженного глаза она всегда кажется одинаково яркой, но очень чувствительные астрономические фотометры четко улавливают и такие ничтожные колебания блеска. Повторяются они столь же строго периодично, как и у дельта Цефея, но бета Цефея все же не типичная «классическая цефеида». Она входит в особый класс переменных звезд типа бета Большого Пса. Все они гораздо горячее обычных цефеид и являются горячими белыми . гигантами. Колебания их блеска отчасти вызваны пульсациями, но вполне возможно, что к ним добавляются и сложные явления в атмосферах этих звезд. Здесь многое еще предстоит выяснить. А пока звезды типа бета Цефея считаются разновидностью цефеид.

На полпути между альфа и дельта Цефея, недалеко от прямой, соединяющей эти звезды, есть уникальная звезда, обозначенная буквой и,. Ее необыкновенный темнокрасный цвет обратил на себя внимание еще Вильяма Гершеля, который назвал мю Цефея «гранатовой» звездой. Как прозрачная капелька крови, сияет в глубине небес это красное солнце — самая красная из всех ярких, доступных невооруженному глазу звезд. Цвет мю Цефея особенно хороню заметен, если в бинокль сначала посмотреть на белую звезду альфа Цефея, а затем сразу на «гранатовую» звезду. И здесь не обман зрения, не какието психофизиологические эффекты — нет, на самом деле это одна из самых холодных звезд, температура поверхности которой вряд ли превышает 2300 К.

«Гранатовая» звезда от Земли весьма далека—мы ее видим с «опозданием» почти в тысячу лет. Тем не менее мю Цефея — одна из тех немногочисленных звезд, у которых удалось непосредственно (с помощью интерферометра) измерить поперечник. По размерам мю Цефея — одна из величайших звезд, ее диаметр почти в 1500 раз больше солнечного, Подмечено, что блеск мю Цефея не всегда постоянен, но меняется довольно неправильным образом, причем иногда амплитуда колебаний достигает 0,6m. Советскому исследователю переменных звезд В. П. Цесевичу с большим трудом удалось установить, что в этих, с первого взгляда совершенно беспорядочных колебаниях блеска есть некоторые закономерности. Сложную кривую изменения блеска мю Цефея можно рассматривать как результат сложения трех колебаний с периодами 90, 750 и 4675 дней. Такие звезды называются полуправильными переменными, и ц Цефея возглавляет один из подклассов этих звезд.

Трудно пока со всей определенностью сказать, чем вызваны колебания блеска звезд типа мю Цефея. Здесь налицо и беспорядочные (или, лучше сказать, полуправильные) пульсации звезды, и какието непериодические извержения раскаленных газов из ее недр в атмосферу. В созвездии Цефея есть две примечательные двойные звезды. И это не какието новые, еще не упомянутые нами звезды, а уже хорошо знакомые дельта и бета Цефея.

Главнейшая из цефеид имеет на угловом расстоянии в 41” спутник 7,5m. Золотистожелтая цефеида и ее голубоватый спутник представляют собой одну из наиболее красивых на всем небе пар близких звезд.

Еще интереснее система бета Цефея. Сама главная звезда — спектральнодвойная с периодом обращения, равным периоду изменения блеска 0,19 суток. На расстоянии 8″ от главой белой звезды видна голубоватая звездаспутник 8m. Спутник, несомненно, обращается вокруг главной звезды (или, точнее, обе звезды вокруг общего центра масс) с периодом, повидимому, близким к 50 годам. Значит, здесь перед нами физическая система из трех звезд, причем главная из них к тому же и переменная звезда весьма сложной природы, задающая астрономам немало загадок.

Учебная работа № 1833. Созвездие Цефей

Яндекс.Метрика