Реферат: Околополярные созвездия

Реферат: Околополярные созвездия

Созвездие

Большая Медведица (латинское название Ursa Major) известно,

наверное, даже дошкольнику. Отыскать на ясном небе большой ковш из семи звёзд

ни для кого не составит труда. Однако ковш - ещё не всё созвездие, а лишь хвост

и часть туловища воображаемой небесной медведицы. Справа и снизу от ковша можно

обнаружить ещё несколько звёзд, составляющих лапы и голову.

На самом деле, вследствие вращения Земли вокруг Солнца ночное небо тоже как

будто бы вращается вокруг полюса в течение года. Поэтому ковш Большой

Медведицы поворачивается и изменяет своё положение на небе. Так, осенью и

зимой созвездие появляется с наступлением темноты невысоко над горизонтом в

северной части неба. А весной и летом его следует искать ближе к зениту,

причём в перевёрнутом виде.

Если внимательно приглядеться к звезде z (она называется Мицар - см. список

звёзд справа), то даже невооружённым глазом можно заметить рядом с ней ещё

одну звёздочку поменьше. Название её - Алькор. В переводе с арабского "Мицар"

и "Алькор" означают "Конь" и "Всадник". Мицар и Алькор - одна из самых

доступных для наблюдения двойных звёзд.

Звёзды

Дубге

Мерак

Фегда

Мегрец

Алиот

Мицар (и Алькор)

Бенетнаш

Отыскав на

небе Большую Медведицу, легко перейти к её младшей сестре - Малой Медведице

(лат. Ursa Minor). Если через звезды a и b Большой Медведицы провести

прямую линию (см. рис.), то она пройдёт чуть левее Полярной звезды (a Малой

Медведицы), которая находится очень близко к Северному Полюсу Мира (на рисунке

он показан красным кружочком). Однако вследствие прецессии Земной оси Полюс

Мира перемещается со временем по небу. Так, 3000 лет назад самой близкой к

полюсу звездой была звезда b Малой Медведицы, Кохаб. Это название происходит от

арабского "Кохаб-эль Шемали", что означает "Звезда Севера".

Звёзды

Полярная

Кохаб

Если через звезду z

Большой Медведицы и через Полярную звезду провести прямую линию, то она укажет

вам на созвездие Кассиопеи (лат. Cassiopeia

), имеющее форму латинской буквы W или М, в зависимости от времени наблюдения

(ведь звёздное небо поворачивается над нами!). Эта характерная фигура из пяти

ярких звёзд - ещё не всё созвездие. В тёмные ясные ночи можно разглядеть и

более слабые звёздочки.

ОКОЛОПОЛЯРНЫЕ СОЗВЕЗДИЯ

Полярная звезда, “возглавляющая” созвездие Малой Медведицы, и ближайшие к ней

созвездия занимают область звездного неба, называемую околополярной областью.

В средней полосе пашей страны эта область неба всегда доступна наблюдению, и

потому вполне естественно, что наша экскурсия по звездному небу начнется

именно с нее. С другой стороны, в число околополярных созвездий входит

Большая Медведица, семизвездный ковш которой хорошо известен каждому еще с

детских лет.

Кроме Большой и Малой Медведиц, к околополярным созвездиям относятся

созвездия Кассиопеи, Цефея, Дракона, Жирафа в Рыси. Как отыскать их на

звездном небе?

Начать следует с Большой Медведицы. Осенними и зимними вечерами ее ковш из

семи звезд четко виден в северной стороне неба. Весной и летом по вечерам

этот ковш расположен гораздо выше, и тогда его приходится отыскивать в

окрестностях зенита.

В каждом созвездии важно отыскать сначала самую главную, характерную его

часть, а уже потом, при более детальном знакомстве, все остальное. В Большой

Медведице таким “костяком” созвездия служит всем известный ковш.

Известен способ, позволяющий по ковшу Большой Медведицы отыскать Полярную

звезду. Для этого через две крайние звезды в ковше мысленно проводим (в

сторону выпуклости ручки ковша) слегка изогнутую кривую.

На расстоянии, почти впятеро большом расстояния между звездами α и β

Большой Медведицы, она пройдет через звезду второй величины (2m),

которая и есть знаменитая Полярная звезда. От нее в сторону Большой Медведицы

тянется меньший ковш с сильно изогнутой ручкой — главная часть созвездия Малой

Медведицы.

Теперь уже нетрудно разыскать и созвездие Кассиопеи, расположенное на небе по

отношению к Полярной звезде в стороне, противоположной Большой Медведице.

Главная его часть образует фигуру, напоминающую растянутую за ножки букву

“М”. Заметим, что при некоторых положениях эта небесная буква выглядит

опрокинутой, и тогда она напоминает букву латинского алфавита “W”.

Между Кассиопеей и Малой Медведицей находится созвездие Цефея. Оно менее

заметно, чем перечисленные созвездия, и его главные звезды не образуют какой-

нибудь характерной, бросающейся в глаза фигуры. Поэтому при поисках этого

созвездия (как, впрочем, и подобных ему) надо отыскивать последовательно одну

за другой интересующие вас звезды, “отталкиваясь” от уже известных звезд

других созвездий. При этом, конечно, следует в процессе поисков постоянно

сравнивать небо со звездной картой. Так, например, чтобы отыскать α

Цефея, надо учесть, что она находится на продолжении прямой, соединяющей

α и β Кассиопеи, на расстоянии, вчетверо большем расстояния между

этими звездами. Найдя α Цефея, легко отыскиваем сначала ближайшие, а

потом и более дальние звезды того же созвездия.

Между Большой и Малой Медведицами извивается созвездие Дракона. Характерная

для него цепочка звезд соединена на карте ломаной линией.

Завершающий эту ломаную неправильный четырехугольник из звезд образует голову

фантастического чудовища.

Созвездия Жирафа и Рыси — одни из самых непримечательных на звездном небе. В

них входят только слабые звезды, отыскивать которые в отдельности следует

между созвездиями Большой Медведицы и Кассиопеи. Никаких характерных фигур

здесь нет и в помине. На всем небе — это самая “темная”, самая бедная яркими

звездами область.

Древние греки рассказывали о Большой и Малой Медведицах забавные легенды. Вот

одна из них. Когда-то, в незапамятные времена, у царя Ликаона, правившего

страной Аркадией, была дочь по имени Каллисто. Красота ее была столь

необыкновенной, что Каллисто рискнула соперничать с Герой — богиней и

супругой всемогущего верховного бога Зевса. Ревнивая Гера в конце концов

отомстила Каллисто: пользуясь своим сверхъестественным могуществом, она

превратила ее в безобразную Медведицу. Когда сын Каллисто, юный Аркас,

однажды возвратившись с охоты, увидел у дверей своего дома дикого зверя, он

ничего не подозревая, хотел убить свою мать — Медведицу. Но Зевс, давно уже

неравнодушный к Каллисто, помешал преступлению. В самый критический момент он

удержал руку Аркаса, а Каллисто навсегда взял к себе на небо, превратив в

красивое созвездие. Заодно была превращена в Малую Медведицу и любимая собака

Каллисто. Не остался на Земле и Аркас: увлеченный “созвездиетворчеством”,

Зевс и его превратил в созвездие Волопаса, обреченного навеки сторожить в

небесах свою мать. Именно поэтому главная звезда в созвездии Волопаса

называется Арктуром (это название, по всей вероятности, произошло от слова

“арктофилакс”, что по-гречески означает “страж медведицы”).

Еще более романтична история созвездий Цефея и Кассиопеи (приводим один из

вариантов легенды). Если верить рассказам древних греков, Эфиопией когда-то

управлял легендарный царь Цефей. Однажды его супруга, царица Кассиопея, имела

неосторожность похвастать своей красотой перед мифическими обитательницами

моря — нереидами. Движимые вполне понятной женской ревностью, они

пожаловались богу моря Посейдону, который напустил на берега Эфиопии страшное

морское чудовище. Неисчислимые бедствия обрушились на Эфиопию — чудовище

опустошало цветущую страну. Тогда Цефей прибегнул к крайней мере: чтобы

умилостивить Посейдона, он отдал на съедение чудовищу свою единственную

любимую дочь Андромеду.

Красавица Андромеда была прикована к прибрежной скале и, обливаясь слезами,

покорно ждала трагической развязки. А в это время на другом краю света один

из самых популярных легендарных героев Персей совершил необыкновенный подвиг.

Он проник на уединенный остров, где жили горгоны — чудовища в образе женщин,

у которых на голове вместо волос кишели змеи. Взгляд горгон был так ужасен,

что всякий, рискнувший посмотреть им глаза, мгновенно окаменевал.

Но ничто не могло остановить бесстрашного Персея. Улучив момент, когда

горгоны заснули, Персей отрубил голову одной из них — горгоне Медузе. В тот

же миг из отрубленного туловища Медузы выпорхнул крылатый конь Пегас. Персей

тотчас вскочил на Пегаса и помчался на родину.

Пролетая над Эфиопией, он заметил прикованную к скале Андромеду. Как раз в

этот момент из морских пучин вынырнуло чудовище и ринулось к Андромеде. Но

тут отважный Персей вступал в отчаянную схватку с чудовищем. Долго

продолжалась эта борьба. В конце концов Персей одержал победу лишь потому,

что направил на чудовище мертвящий взгляд отрубленной головы Медузы. Чудовище

окаменело, превратившись в остров, а Персей, расковав Андромеду, вернул ее

отцу. Эта длинная история закончилась веселой свадьбой Персея и Андромеды, а

фантазия древних греков увековечила всех ее персонажей в причудливых фигурах

созвездий. Здесь мы опишем только два из них. Об остальных речь пойдет в

следующем разделе.

С древними мифами связано и созвездие Дракона. По рассказам древних греков,

оно изображает того мифического дракона, который охранял необыкновенный сад с

золотыми яблоками. По другому варианту небесный Дракон изображает чудовище,

чуть не проглотившее Андромеду.

Всем этим древним мифам трудно отказать и в наивности, и в своеобразной

прелести. В скольких великолепных произведениях искусства нашли они себе

воплощение! Но наиболее прочными памятниками поэтического мифотворчества

древности, бесспорно, остаются созвездия.

Совершенно иное происхождение имеют созвездия Жирафа и Рыси. Впервые

созвездие Жирафа изображено на звездной карте Барчиуса — зятя великого

Кеплера. Карта издана в 1624 г., и хотя Барчиус не сообщает, как возникло

созвездие Жирафа, можно думать, что оно появилось в эпоху великих

географических открытии как своеобразный памятник путешественникам в

экзотические африканские страны.

Происхождение созвездия Рыси вовсе курьезно. Его ввел в 1660 г. знаменитый

польский астроном Гевелий. Мотив был прост; по словам Гевелия, “в этой части

неба встречаются только мелкие звезды, и нужно иметь рысьи глаза, чтобы их

различить и распознать”. Впрочем, Гевелий не переоценивал своей

изобретательности и писал, что “кто не доволен моим выбором, тот может

рисовать здесь что-нибудь другое, более ему нравящееся, но во всяком случае

тут на небе оказывается слишком большая пустота, чтобы оставлять ее ничем не

заполненной”.

После этого общего обзора околополярных созвездий познакомимся подробнее с

каждым из них в отдельности.

На современных звездных картах созвездие Большой Медведицы занимает гораздо

большее место, чем то семизвездие в форме ковша, с которым обычно связывается

это название.

Невооруженный глаз различает в Большой Медведице 125 звезд, то есть свыше ста

солнц, среди которых наше Солнце выглядело бы самой заурядной звездочкой.

Чтобы увидеть в этой россыпи звезд фигуру Медведицы с длинным изогнутым

хвостом (кстати сказать, не встречающимся у земных медведей), надо обладать

богатым воображением. Зато семь главных, самых ярких звезд созвездия образуют

ковш, настолько отчетливо выделяющийся на черном фоне ночного неба, что с

этого небесного ковша обычно и начинают изучение созвездий.

Мы уже отмечали, что последовательность букв греческого алфавита не во всех

созвездиях соответствует последовательности убывающих по блеску звезд.

Пример — ковш Большой Медведицы. Сразу бросается в глаза, что звезда δ ~

та, от которой отходит рукоятка ковша,— самая слабая в семизвездии. Да и

самая яркая звезда в ковше, по современным точным намерениям, не α, а

ε.

По своему видимому блеску звезды ковша близки к звездам второй величины, кроме

звезды δ, блеск которой равен 3,3m.

В созвездии Большой Медведицы (рис. 30) звезды ковша самые яркие, но не самые к

нам близкие. Ближайшим из солнц Большой Медведицы оказывается скромная

звездочка 7,5m, недоступная невооруженному глазу. В призменный

бинокль ее можно отыскать на окраине созвездия вблизи яркой звезды θ.

Восемь с четвертью лет должен путешествовать в пространстве луч света,

посланный с этой звезды на Землю. Напомним, что для Альфы Центавра — ближайшей

из звезд — этот срок почти вдвое короче. Нашу скромную соседку из созвездия

Большой Медведицы астрономы не удостоили ни собственным именем, ни даже

обозначением какой-нибудь греческой буквой. В звездном каталоге известного

астронома позапрошлого века Лаланда она числится под номером 21185.

“Лаланд 21185”— так на языке астрономов именуется это карликовое солнце,

излучающее света в 200 раз меньше, чем наше дневное светило.

Рис. 30. Видимые и абсолютные звездные величины звезд Большой Медведицы

Звезды ковша, кроме буквенных обозначений имеют и собственные имена, данные

им средневековыми арабскими астрономами. Дубге (α), Мерак (β),

Фегда (γ), Мегрец (δ), Алиот (ε), Мицар (ζ), Бенетнаш

(η) — как странно звучат для нашего уха эти Древние звездные имена!

Звезды ковша земному наблюдателю кажутся одинаково удаленными от Земли

(впрочем, как и все другие звезды небосвода). В действительности самая

близкая из них Бенетнаш почти вчетверо ближе самой далекой — Алиота,

расстояние до которого равно 60 световым годам.

Если при всей своей удаленности Алиот выглядит с Земли наиболее яркой звездой

ковша, то, значит, и на самом деле (то есть при сравнении с одинаковых

расстояний) первенство останется за этой звездой. Сказанное, правда,

относится только к семизвездию ковша, но не ко всему созвездию в целом.

Произведем мысленный эксперимент — поместим все звезды Большой Медведицы на

одинаковое расстояние от Земли, сохранив при этом их взаимное расположение на

небе. Вы думаете, созвездие останется прежним? Нет, оно преобразится

неузнаваемо!

Еле заметная ныне желтая звездочка превратится в главную, ярчайшую звезду

созвездия. Выпятится на передний план и ряд других, в действительности

малозаметных звезд. В ковше будут выделяться лишь звезды его рукоятки

Бенетнаш и Алиот, а остальные звезды затеряются на общем звездном фоне.

Ковш Большой Медведицы, да и вообще все характерные фигуры созвездий созданы

игрой случая — случайным сочетанием расстояний и светимостей звезд.

Но вернемся к звездам ковша. Кроме Дубге, это — горячие белые звезды-гиганты

с температурой поверхности около 10000 К, а у Бенетнаша — даже около 18000 К.

Дубге — оранжевая гигантская звезда, несколько более холодная, чем наше

Солнце,— температура ее поверхности близка к 5000 К.

Звезды ковша, как и все остальные звезды, движутся в пространстве. Но и здесь

мы не видим единства, о котором как будто говорит чисто внешняя схожесть

звезд ковша. В проекции на воображаемый небосвод крайние звезды — Бенетнаш и

Дубге — стремительно летят в одном направлении, а остальные звезды — в

противоположном. Следствием этого факта является чрезвычайно медленное для

земного наблюдателя, но непрерывное изменение формы ковша. Его видимую

деформацию за сотни тысяч лет вы видите на рис. 31.

Из семи звезд ковша пять сходны по физическим свойствам и летят в пространстве

практически в одну сторону и почти с одной скоростью. Это дает право считать их

не случайными попутчиками в пространстве, а звездным потоком, то есть

образованием из звезд, имеющих, по-видимому, общее происхождение.

Почти посередине между передними и задними “лапами” Большой Медведицы находится

маленькая звездочка 6,5m. Невооруженным глазом увидеть ее могут

только исключительно зоркие люди, но в бинокль она видна отлично.

По имени астронома, обратившего внимание на удивительные особенности этой

звезды, она получила наименование звезды Грумбриджа. В каталоге, составленном

Грумбриджем в 1810 г., уникальная звездочка значится под номером 1830. Чем же

все-таки она замечательна? Внешне — как будто ничем. Маленькая желтенькая

звездочка, излучающая света почти в 7 раз меньше, чем Солнце. К ней еще

больше, чем к нашему Солнцу, подходит наименование “желтый карлик”. Необычное

в этой рядовой звезде — ее стремительное движение в пространстве.

Рис. 31. Движения звезд Ковша Большой Медведицы: а — вид созвездия 100

000 лет назад, б — в настоящее время, в - через 100 000 лет

За сто лет на небосводе она смещается на угловое расстояние, слегка

превышающее треть лунного диска. Если бы с такой скоростью разбегались звезды

ковша Большой Медведицы, движения звезд были бы обнаружены много веков назад.

В спектре звезды Грумбриджа линии смещены к фиолетовому концу. Это значит,

что она приближается к нам, судя по величине смещения, со скоростью 98 км/с.

Полная же скорость звезды Грумбриджа в пространстве близка к 300 км/с.

При такой стремительности движения звезда Грумбриджа сравнительно скоро

покинет созвездие Большой Медведицы и через 6000 лет окажется в созвездии

Волос Вероники, а спустя 12000 лет — в созвездии Льва.

Ошибочные представления древних о неизменности небес были порождены отчасти

именно тем, что ни одна из ярких звезд, доступных невооруженному глазу, не

обладает столь быстрым движением.

В темную звездную ночь посмотрите внимательно на Мицар — средюю звезду в ручке

ковша Большой Медведицы. Рядом с ней вы легко заметите крошечную слабо

светящуюся звездочку 5m, которую средневековые астрономы назвали

Алькором. В перевода с арабского на русский слова “Мицар” и “Алькор” означаю,

“Конь” и “Всадник”. Мицар и Алькор — самая известная и наиболее доступная для

обозрения двойная звезда.

Угловое расстояние между Мицаром и Алькором близко к 12 минутам дуги, что

немногим больше трети видимого лунного диска. Но кажущаяся близость этих двух

звезд друг к другу вызвана лишь их невообразимой удаленностью от нашей Земли.

В действительности же расстояние между Мицаром и Алькором по крайней мере в

17000 раз больше расстояния от Земли до Солнца и близко к двум с половиной

биллионам километров!

Вы, конечно, поражены этим чудовищным числом. Но, увы в мире все

относительно. В масштабе обычных межзвездных расстояний Алькор все-таки

близок к Мицару — расстояние между ними в 16 раз меньше расстояния между

Солнцем и Альфой Центавра. Поэтому не исключено, что Мицар и Алькор

составляют физически взаимосвязанную систему двух звезд, обращающихся вокруг

общего центра тяжести. Правда, этого движения никто еще не заметил. Впрочем,

здесь трудно рассчитывать на быстрый успех, ведь период обращения Алькора

вокруг Мицара должен составлять не менее двух миллионов лет. Что же

удивительного в том, что за сотни лет непрерывных наблюдений астрономы пока

не обнаружили заметного смещения Алькора по его орбите?

Уже в самый небольшой телескоп легко заметить, что Мицар состоит из двух

звезд, сливающихся для невооруженного глаза в одну звезду. Открыл это впервые

астроном Риччоли, современник Галилея. Обе звезды — Мицар А и Мицар В — белые

горячие звезды-гиганты. Обе они обращаются вокруг общего центра масс с

периодом порядка двадцати тысяч лет!

Но это не все. С помощью спектрального анализа удалось установить, что Мицар

А в свою очередь состоит из двух почти соприкасающихся звезд, кружащихся в

бешеном космическом вальсе,— как иначе охарактеризовать эту систему, в

которой период обращения равен всего двадцати с половиной суткам!

Повторяю, заметить эту двойственность ни в один телескоп нельзя. Только

тонкие спектральные эффекты убеждают нас в ее реальности.

Какая удивительная система из четырех солнц, водящих в пространстве

замысловатый хоровод!

В созвездии Большой Медведицы немало двойных звезд. Но среди них особенно

примечательна звезда, обозначаемая буквой ξ, расстояние до которой равно

25 св. годам. Ее можно отыскать под задними “лапами” Большой Медведицы,

близко к созвездию Малого Льва.

Две желтые, почти одинаковые звездочки, блеском 4,4m и 4,9 m

, очень похожие на наше Солнце, обращаются вокруг общего центра масс с периодом

60 лет. “Кси” Большой Медведицы — первая двойная звезда, для которой в 1830 г.

была вычислена орбита (одной звезды относительно другой) и надежно определен

период обращения. Тем самым впервые было показано, что закон всемирного

тяготения проявляет себя и в мире звезд. Много позже открыли (опять с помощью

спектрального анализа), что звезды ξ А и ξ В в очередь имеют

звезды-спутники, для одного из которых период, обращения равен 669, а для

другого всего 4 суткам.

Снова система из четырех солнц, и на этот раз уже бесспорно физически

связанных друг с другом!

Внимательные наблюдения показывают, что многие из звезд Большой Медведицы —

Страницы: 1, 2, 3, 4