Жемчужины декабрьского неба (часть 1)

Возможно, не все наши читатели знают, что 13 декабря на широте Киева наблюдается самый ранний заход Солнца. Далее оно постепенно начинает опускаться за горизонт все позже и позже (хотя восход Солнца продолжит «сдвигаться» на все более позднее время почти до конца года). Как правило, в начале зимы ясных ночей в наших местах немного больше, чем в конце осени, но частые морозы усложняют астрономические наблюдения, требуя адаптации как людей, так и техники.

Созвездие Ориона на зимне небе. Источник: Alan Dyer

В декабре в морозные ночи воздух чист и прозрачен, в отсутствие Луны небо мерцает россыпями звезд и демонстрирует внимательному наблюдателю сотни жемчужин глубокого космоса — галактик, звездных скоплений, планетарных и диффузных туманностей, двойных и кратных звезд. Но вначале вспомним об астрономических событиях, которые произойдут в первой половине декабря в Солнечной системе.

6 декабря незадолго до рассвета Луна взойдет вместе с Меркурием (их соединение произойдет чуть раньше — около полуночи, когда небесные тела сблизятся до расстояния 1,5°). В тот же день около 17 часов по киевскому времени наш естественный спутник пройдет в 2° севернее Юпитера. Это соединение с территории Украины также не наблюдается.

7 декабря в 16^h произойдет тесное соединение Марса и Нептуна: в указанное время видимое расстояние между планетами составит всего 2 угловых минуты.

8 декабря астероид Гармония (40 Harmonia) окажется в противостоянии с Солнцем, при этом его блеск достигнет 9,4^m, а условия для наблюдений будут наиболее благоприятными.

13-14 ожидается максимум активности Геминид — самого мощного метеорного потока земного неба (с зенитным часовым числом около 100). Его радиант находится в созвездии Близнецов. Поток наблюдается с 7 по 20 декабря.

14 декабря вечером Луна в фазе первой четверти пройдет в 3° южнее Нептуна, а на следующий день утром она окажется в 4° южнее Марса.

Наконец, 15 декабря Меркурий достигнет максимальной западной элонгации (21,5°), что означает наилучшие условия его утренней видимости.

В середине декабря в околозенитной области находится уже знакомое нам созвездие Кассиопеи. Рядом с ним заметно не столь известное созвездие Цефея, состоящее из менее ярких звезд. Согласно древнегреческому мифу Цефей был царем Эфиопии, мужем Кассиопеи и отцом Андромеды — собственно, все эти созвездия расположены в одной области неба.

Созвездие Цефея и его окрестности. Источник: wikimedia.org

Наиболее известным объектом созвездия Цефея, безусловно, является его звезда δ (дельта), меняющая свой блеск в диапазоне 3,48-4,37^m с периодом 5,4 cуток. Переменность этой звезды открыл еще в конце XVIII века английский любитель астрономии Джон Гудрайк (John Goodricke) в двадцатилетнем возрасте. За два года до этого, в 1782 г., Королевское общество Великобритании присудило ему высшую награду — медаль Копли — за открытие переменности Алголя, второй по яркости звезды созвездия Персея. Умер Гудрайк в 1786 г. на 22-м году жизни.

Яркость δ Цефея меняется удивительно ритмично. Период его колебаний определен с очень большой точностью — 5,366341 суток. С течением времени форма кривой блеска практически не меняется, поэтому для цефеид и других переменных звезд этого класса астрономы строят «сводную» (среднюю) кривую, сводя все наблюдения к одному периоду.

Быстрый взлет блеска до 3,6^m и сравнительно медленное его падение до 4,3^m — такая картина характерна и для δ Цефея, и для похожих на нее звезд, названных цефеидами. Наблюдения показывают, что вместе с яркостью колеблются и другие физические характеристики светила — в частности, цвет и температура. Меняется даже спектральный класс: в максимуме δ Цефея относится к классу F5, а в минимуме ее спектр характерен для солнцеподобных звезд класса G2.

Яркость δ Цефея меняется удивительно ритмично. Период его колебаний определен с очень большой точностью — 5,366341 суток. С течением времени форма кривой блеска практически не меняется, поэтому для цефеид и других переменных звезд этого класса астрономы строят «сводную» (среднюю) кривую, сводя все наблюдения к одному периоду.

Быстрый взлет блеска до 3,6^m и сравнительно медленное его падение до 4,3^m — такая картина характерна и для δ Цефея, и для похожих на нее звезд, названных цефеидами. Наблюдения показывают, что вместе с яркостью колеблются и другие физические характеристики светила — в частности, цвет и температура. Меняется даже спектральный класс: в максимуме δ Цефея относится к классу F5, а в минимуме ее спектр характерен для солнцеподобных звезд класса G2.

Звезда Дельта Цефея на изображении, полученным наземной обсерваторией. Источник: STScI

Нелегко было разобраться во всех перечисленных сложных явлениях, но сейчас природа цефеид в общих чертах понятна. Это звезды-гиганты беловато-желтого цвета, у которых нарушено внутреннее равновесие. Подобно сердцу, они непрерывно пульсируют, меняя при этом и блеск, и другие параметры. Пульсации цефеид, как и все в мире звезд, грандиозны. Их радиусы изменяются на миллионы километров, что в среднем составляет до 5% среднего радиуса звезды.

Общеизвестна историческая роль цефеид в определении расстояний до ближайших галактик, и в частности — до Туманности Андромеды. Не случайно их называют «маяками вселенной». Именно благодаря им Эдвин Хаббл (Edwin Hubble) окончательно доказал внегалактическую природу многих туманностей.

Большинство ярких звезд в созвездии Цефея также являются двойными или кратными. На расстоянии 41″ от той же δ Цефея находится голубоватый спутник шестой звездной величины. В крупные телескопы можно увидеть и третий слабый компонент (13^m). Еще одна кратная и переменная звезда — β (бета) Цефея. Заслуживают внимания также дзета (ζ), π (пи) и омикрон (ο) — у этих систем блеск основного компонента и спутника равен соответственно 4,8+5,3^m, 4,7+6,6^m и 4,9+7,1^m, а расстояния между ними — 8,5″, 1,1″ и 2,6″. Первая из них доступна самым скромным телескопам, которые продемонстрируют желтоватый спутник рядом с яркой голубовато-белой звездой.

В созвездии Цефея расположено одно из самых старых рассеянных скоплений NGC 188. Оно имеет видимый размер 20′ и содержит две сотни звезд, основная часть которых слабее 12^m. Суммарный блеск скопления составляет лишь 8,1^m, расстояние до него оценивается в 5 тыс. cвeтовых лет B условиях городской засветки его невозможно обнаружить даже в крупные телескопы, но на достаточно темном небе бывает достаточно 80-миллиметрового рефрактора, который покажет его как бледное, слегка овальное пятно диаметром около 10 угловых минут с двумя звездами 10^m на краю.

Рассеянное скопление NGC 188 по данным цифрового обзора неба. Источник: wikipedia.org

Южная часть созвездия Цефея примыкает к туманной полосе Млечного Пути, поэтому здесь можно отыскать объекты различных классов — рассеянные скопления, туманности. В 5,5° юго-восточнее звезды γ (гамма) Цефея находится достаточно яркая планетарная туманность NGC 40 (10,2^m; 60″). Она неплохо видна даже во время астрономических сумерек или в условиях городской засветки. Небольшим препятствием при ее поисках служит отсутствие близлежащих ориентиров и небольшие угловые размеры. В 150-миллиметровый телескоп эта туманость видна как небольшое зеленоватое пятнышко. Расстояние до нее превышает 3 тыс. световых лет, в пространстве она занимает область поперечником около светового года.

В 3,2° к северо-востоку от δ Цефея находится еще одна планетарная туманность — NGC 7354 (11,5^m; 28×20″). Инструменты с диаметром объектива 150 мм покажут ее как слегка вытянутый равномерно освещенный сероватый диск.