Космос :: Звезды :: Вега

Вега, как она есть
Так звезда Вега выглядит в хороший призматический бинокль. Фото: Greg Parker, взято с сайта Большая Вселенная

Моя любовь к Космическим делам уходит в далекое детство и упирается в огромную иллюстрированную книгу про Луну. Когда-нибудь я достану ее с верхней полки книжного шкафа, вытру пыль и расскажу о ней подробнее. Прекрасные фотографии космического пространства будоражили мое воображение и на всю жизнь подарили заинтересованность астрономическими делами. Лишь в последнее время мои чувства к звездам немного охладели, уж не знаю, с чем это связано, но меня такой расклад дел совершенно не устраивает. Раньше я с нетерпением ждала лета, потому что можно было сидеть на балконе с подзорной трубой и разглядывать темной пространство неба, искрящее многочисленными звездами… А сейчас, пытаясь вернуть эти забытые чувства и любовь к Космосу, я пишу этот пост и очень стараюсь, чтобы он получился интересным и познавательным.

Сегодня я хочу рассказать о самой яркой звезде в созвездии Лиры и пятой по яркости звезде ночного неба. Знакомьтесь, красавица Вега.

Введение: немного общих фактов.

Вегу легко найти на ночном небе Северного полушария. Ведь с весны и до глубокой осени, она сияет высоко над головой, являясь главной звездной звездой (ох скаламбурила) лета. И тем более, ее сложно не заметить, пятое место по яркости среди всех звезд ночного неба. И если вы все еще сомневаетесь, что та яркая сине-белая точка на небосклоне, похожая на сапфир, ради которой вам пришлось задрать голову все-таки Вега, то я не знаю, как вас еще убедить 😀

Вега, иногда называемая астрономами «наверное, самой важной звездой после Солнца», в настоящее время является самой изученной звездой ночного неба. Международный центр астрономических данных в Страсбурге дает 1975 ссылок на научные статьи, прямо или косвенно посвященные Веге и опубликованные после 1850 года. Это почти на 400 ссылок больше, чем имеется на Арктур и более чем на 800 ссылок больше, чем на Сириус. Здесь сыграли свою роль и яркость Веги, и ее близость к Солнцу, и уже упоминавшееся использование звезды в качестве фундаментального калибратора для различных фотометрических систем. Но все же этого было бы недостаточно, если бы Вега не занимала свое сверхудачное место на небесной сфере. В разное время года она проходит близко от зенита для большинства обсерваторий северного полушария Земли, что делает ее гораздо более удобным объектом для наблюдений, чем тот же Сириус.

Вега стала первой звездой (после Солнца), которая была сфотографирована. В ночь с 16 на 17 июля 1850 года директор Гарвардской обсерватории Уильям Бонд (William Cranch Bond) и фотограф-экспериментатор Джон Уиппл (John Adams Whipple) сумели получить дагерротип Веги. Снимок был сделан с помощью 15-дюймового Большого рефрактора обсерватории, одного из первых неподвижно закрепленных телескопов в США. Выдержка составила 100 секунд. Вега, таким образом, стала первой сфотографированной звездой после Солнца. Позже были получены фотографии Сириуса, Мицара и Алькора, а также других звезд.

Также Вега была одной из первых звёзд, до которой (методом параллакса) было определено расстояние. До ближайших звезд астрономы измеряют расстояния напрямую, методом тригонометрического параллакса. Вследствие вращения Земли по орбите вокруг Солнца, близкие звезды должны смещаться на фоне более далеких, покачиваясь или описывая эллипсы в пространстве с периодом один год. Зная угол, на который смещается звезда и расстояние от Земли до Солнца, можно в одно математическое действие найти расстояние до звезды. Однако амплитуды этих покачиваний оказались настолько малы, что очень долгое время ученым не удавалось обнаружить параллаксы даже при помощи телескопов. Первый, кто смог получить достоверный парралакс, был русский астроном Василий Яковлевич Струве в 1837 году. Он определил значение параллакса для звезды Веги. Смещение звезды на фоне далеких звезд оказалось ничтожно малым, равным всего лишь 0,125 угловых секунды дуги (современное значение очень близко и составляет 0,130″). Вега находится от Земли на расстоянии 25 световых лет или более 230 триллионов километров. Тем не менее, это одна из ближайших к нам звезд.

Яркость Веги долгое время принималась за ноль при измерении звёздных величин, то есть она была точкой отсчёта. Начиная с середины XIX века, когда Людвиг Зейдель по блеску Веги определил звездные величины 208 звезд, альфа Лиры используется в астрономии в качестве стандарта. Вега — звезда с тщательно измеренными физическими характеристиками, такими как блеск, цвет и температура. На основе данных о Веге и еще шести стандартных звездах класса A0V (достаточно близких к Солнцу, чтобы их показатели не искажались межзвездной пылью) построена и откалибрована общепринятая в настоящее время фотометрическая система UBV.

Треугольник Денеб-Вега-Альтаир
Знаменитый большой летний треугольник из звезд Денеб, Веги и Альтаира. Так он виден в данный момент из Новосибирска. Рисунок: Stellarium

Истоки названия звезды и некоторые мифы о ней.

Название «Вега» (Wega, позже Vega) имеет арабские корни и происходит от фразы النسر الواقع (an-nasr al-wāqi‘), что значит «падающий орел», так как созвездие Лиры в древнем мире изображалось в виде грифа в Египте, и в виде пикирующего орла или грифа в древней Индии.

Как и многие другие яркие звезды, Вега окружена мифами и легендами. В одном из самых красивых сказаний, очень популярном на Дальнем Востоке, Вега предстает небесной богиней, принцессой (в Японии ее имя — Танабата, в Китае — Ци Си), влюбившейся в обычного человека, которого представляет на небе Альтаир. Узнав об этом, отец Веги приходит в ярость и запрещает ей видеть простого смертного. И действительно, на небе Вега и Альтаир разделены полосой Млечного Пути — широкой и непроходимой небесной рекой. Лишь один раз в год, на седьмую ночь седьмой луны, тысячи сорок формируют из своих трепещущих крыльев мост через Млечный Путь, и влюбленные воссоединяются. Позже, после расставания слезы Танабаты проливаются на Землю, и мы видим в небе метеоры из потока Персеиды.

Древние ингушские мифы объясняют происхождение Веги, Денеба и Альтаира, составляющие на небе треугольник, легендой о дочери бога грома и молнии Села, девушкой необычайной красоты, вышедшей замуж за небожителя. Согласно этой легенде, она подготовила из теста треугольный хлеб и сунула его в золу с угольками, чтобы он испёкся. Пока она ходила за соломой, два угла хлеба сгорели, уцелел лишь один. И теперь на небе видны три звезды, из которых одна (Вега) намного ярче двух других.

А греки считали четырехугольник звезд, расположенный рядом с Вегой, лирой Орфея, римляне же с помощью звезды определяли момент наступления осени.

Условия наблюдения.

Вега — звезда Северного полушария и имеет в настоящее время склонение 38°48′. Она может быть видна почти в любой точке мира, кроме Антарктиды и самого юга Южной Америки, вплоть до 51° южной широты. В Северном полушарии, севернее 51° с. ш. Вега никогда не пересекает линию горизонта, а на приполярных и полярных широтах Северного полушария видна круглый год. Точку зенита Вега проходит примерно на широте Афин.

Наилучший сезон для наблюдения Веги — лето. Вега является одной из вершин «Летне-осеннего треугольника» и, наряду с Денебом и Альтаиром, образует этот известный астеризм, который виден в Северном полушарии, на экваторе и в низких широтах южного полушария вплоть до широт 40°.

Вращение Веги вокруг своей оси — причина необычайной яркости.

В своем время ученые немало побились над разгадкой скорости вращения вокруг своей оси Веги. Измеренный с помощью интерферометра, радиус Веги был оценён в 2,73 ± 0,01 радиуса Солнца, что на 60 % больше, чем радиус Сириуса. Такая аномалия могла быть вызвана больной скоростью вращения звезды. Но спектральный анализ показывал весьма умеренные сдвиги линий, соответствовавшие периоду в 5 дней, и ничто не указывало на обратное. Лишь аномальная светимость заставляла ученых усомниться. Тем не менее, было выдвинуто предположение, что Вега, в отличие от большинства звёзд, имеет не форму шара, а форму эллипсоида вращения. Телескоп CHARA (обсерватория Маунт-Вильсон) подтвердил это предположение. Оказалось, что экваториальный радиус Веги на 28% больше ее полярного радиуса. Было найдено гравитационное потемнение диска к экватору и измерена температура на разных участках поверхности. Выяснилось, что Вега совершает оборот вокруг своей оси всего за 12,5 часов! (Для сравнения Солнце, поперечник которого в два с лишним раза меньше Веги, вращается с периодом 25,4 суток.) Материя на экваторе звезды вращается со скоростью 274 км/с, что составляет 91% от критической. Превысив критическую скорость, звезда неизбежно была бы разорвана центробежными силами.

Вега и Солнце
Вега и Солнце Рисунок: Большая Вселенная. Оригинал — J. Aufdenberg and NOAO/AURA/NSF

Такая скорость вращения и форма звезды повлияли на ее температурное распределение. По теореме фон Цейпеля, светимость звёзд в районе полюсов выше. Это отражается в разнице температур между полюсами и экватором. Температура фотосферы Веги неоднородна: максимальная температура — на полюсе звезды, минимальная — на экваторе (эффект, именуемый «гравитационным потемнением» («gravity darkening»). В настоящее время с Земли Вега наблюдается почти с полюса, и поэтому она кажется яркой бело-голубой звездой. Если бы мы могли Вегу видеть со стороны экватора, она бы показалась вдвое более тусклой.

Избыток инфракрасного излучения и пылевой диск.

В начале 80-х годов прошлого века в космосе работал орбитальный телескоп IRAS, проводивший обзор неба в инфракрасном свете. По результатам работы телескопа, было установлено, что поток инфракрасного излучения от Веги превышает ожидаемые значения. Было предложено, что источником излучения являются мелкие частички, вращающиеся вокруг Веги, имеющие диаметр не меньше одного миллиметра. Более поздние измерения потока от Веги электромагнитного излучения показали, что он слабее, чем ожидалось. Это означало, что размер пылевых частиц — 100 микрометров или меньше. Построенная на основе этих наблюдений модель предполагала, что мы наблюдаем окружающий звезду пылевой диск радиусом 120 а.е. почти сверху, так как смотрим на Вегу практически с полюса. Кроме того, в центре этого диска имеется дыра радиусом почти 80 астрономических единиц. В центре этой дыры находится Вега.

Таким образом, Вега стала первой звездой, у которой был найден подобный диск. Это открытие стало также первым доказательством существования твердой материи (пыли и мелких астероидов) у звезд за пределами Солнечной системы. С тех пор все такие звезды, демонстрирующие избыток излучения в далекой инфракрасной области спектра, именуются «вегоподобными» звездами.

Пылевой диск относительно стабилен, потому, что Вега своим излучением отталкивает частицы пыли, в то же время удерживая пылевой диск за счёт притяжения. Общая масса пыли диска составляет 0,003 массы Земли, что эквивалентно объекту радиусом порядка 1000 км. Предполагается, что разрушение и превращение в пыль тела такой массы в результате столкновения маловероятно. Более вероятным представляется образование благодаря столкновению объектов меньшей массы дочерних тел, которые запустили каскад дробления, сталкиваясь друг с другом, а также с другими аналогичными объектами.

Также наличие пылевого диска смогло помочь ученым увидеть гипотетическую планетную систему вокруг Веги. Дело в том, что около звезды виден так называемый «продолговатый яркий центральный регион». Было предположено, что это либо возмущения диска гипотетической экзопланетой, либо на орбите вокруг Веги находился какой-то небесный объект, целиком окружённый пылью. В 2003 году было выдвинуто предложение — о наличии вокруг Веги планеты (возможно, нескольких планет) с массой Нептуна. Используя коронограф телескопа «Субару» на Гавайских островах в 2005 году, астрономы сумели ограничить верхний предел массы планет(ы) Веги 5—10 массами Юпитера. К тому же астрономы предположили, что кроме этих гипотетических планет-гигантов в системе Веги могут существовать и планеты земной группы. Так что история изучения Веги еще далека к завершению.

Вега
Звезда Вега в окружении пылевого диска. Кадр из научно-фантастического фильма «Контакт». Взято с сайта Большая Вселенная.

Эволюция звезды и ее будущее.

Вега образовалась приблизительно 350—510 миллионов лет назад, она значительно старше Сириуса, возраст которого оценивается в 240 миллионов лет. И кстати, раньше Вега находилась на месте нынешней Полярной звезды. По меркам землян, конечно. Дело в том, что Полярная звезда далеко не самая яркая среди остальных представителей «звездных», но она известна своим положением на небе. На нее указывает северный полюс Земли. Но так было не всегда, ведь ось вращения нашей планеты находится в постоянном движении. Она описывает в пространстве конус с периодом 25770 лет. В результате прецессии полюс мира медленно путешествует по небу от одной звезды к другой. Примерно 12,5 тыс. лет назад полюс находился неподалеку от Веги. Еще примерно через 13,5 тыс. лет круг прецессии замкнется, и северный полюс мира вновь будет находится менее чем в 4° от яркой Веги.

Учитывая достаточно высокую светимость Веги (сравнительно с Солнцем), исследователи предполагают, что продолжительность жизни Веги составит на стадии главной последовательности примерно 1 миллиард лет, после чего Вега станет субгигантом и, наконец, красным гигантом. Последней стадией эволюции Веги станет сброс её оболочек и превращение в белый карлик. Сверхновой Вега стать не сможет, ей не хватит массы, так как для этого необходима масса минимум 5 масс Солнца. В таком виде, как сейчас, Вега просуществует ещё около примерно 500 миллионов лет, до того как у неё кончится водородное топливо. Другими словами, Вега находится, как и Солнце, в середине своей жизни.

А еще интересный факт, Солнце вместе со своими планетами движется по направлению к Веге. Нет, мы не столкнемся со звездой: космос слишком велик. Однако в далеком будущем, на временном промежутке 210 — 480 тыс. лет от наших дней Вега будет самой яркой звездой на ночном небе Земли. Но затем Вега начнет удаляться, пока через миллион лет не перестанет быть видимой невооруженным глазом…

Использованные при написании поста ресурсы: Википедия и Большая Вселенная.

Advertisements

Автор

Anna Paneva

Interior Designer • wife • bookworm • happy Siberian girl ❄️

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s