Звёздные скопления

Интересные факты

  1. Количество наиболее ярких звезд в рассеянном звездном скоплении Гиады равно тридцати девяти.
  2. Интересно, что скорость звезд, которые входят в число гиад, чрезвычайно высока. По этой причине астрономы часто называют данный астеризм движущимся звездным скоплением.
  3. Около миллиона лет назад гиады находились на наиболее близком расстоянии от Солнечной системы – 65 световых лет. Спустя примерно 65 миллионов лет гиады удалятся от нашей системы на столько, что едва будут различимы в любительский телескоп.
  4. Гиады – ближайшее к нам рассеянное звездное скопление.
  5. В созвездии Тельца, в котором находятся гиады, располагается еще одно рассеянное звездное скопление – Плеяды. Оно удалено от Земли примерно на 400 световых лет и превышает Плеяды по количеству звезд. Также в созвездии Тельца находится еще один интересный объект – Крабовидная туманность, которая является результатом взрыва сверхновой SN 1054.

Значение звездных скоплений для астрономии

Звездное скопление Мессье 7, снимок ESO

С развитием цивилизации мистико-поэтические представления о строении небесного свода существенно видоизменились и систематизировались, приобретя гораздо более рациональные очертания, но исторические звучные названия сохранились. Оказалось, что кажущиеся близкорасположенными звезды могут в реальности находиться далеко друг от друга и наоборот. Поэтому возникла необходимость создать звездную иерархию, соответствующую современным представлениям о мироздании. Так, в астрономической классификации появился термин «звездные скопления», объединяющий группу звезд, движущихся в своей галактике как одно целое.

https://vk.com/video_ext.php

Эти образования чрезвычайно интересны тем, что входящие в них светила, были образованы примерно одновременно и располагаются по космическим меркам на одном расстоянии от земного наблюдателя, что дает дополнительные возможности, позволяя сравнивать излучение от различных источников одного скопления без соответствующих поправок. Сигналы, поступающие от них, искажаются одинаково, что существенно облегчает работу астрофизиков, изучающих структуру и эволюцию звездных систем и Вселенной в целом, принципы формирования галактик, процессы звездообразования и их разрушения, а также многое другое.

Скопление Пандоры

Когда огромные скопления галактик сталкиваются вместе, получившийся беспорядок — бесценная находка для астрономов.

Скопление галактик в созвездии Скульптора образовалось в результате взаимных столкновений по крайней мере четырех скоплений меньшего размера, происходивших в течение последних 350 млн лет.

Условные цвета на этом изображении показывают распределение галактик, горячего газа (красный) и темной материи (синий). Видно, что они расположены совсем не равномерно. На долю темной материи приходится 75 % массы скопления.

Газ в скоплении нагрет так сильно, что светится только в рентгеновском диапазоне. «Мы его прозвали Скоплением Пандоры, потому что так много разных и странных явлений были вызваны столкновением. Некоторые из этих явлений никогда не наблюдались раньше», – отмечают ученые.

В греческих мифах Пандора — первая женщин на Земле, из любопытства открывшая ларец, откуда вылетели все беды и болезни человечества.

Расположение и наблюдение

Звезда Альдебаран, снимок взят из каталога DSS

Выше мы уже говорили о том, что гиады – рассеянное звездное скопление, которое находится в созвездии Тельца. Соответственно, как и само созвездие, скопление звезд можно наблюдать в России. Как правило, оно появляется на ночном небосводе в начале августа месяца. Затем жители нашей страны могут его наблюдать практически половину года, так как созвездие, равно как и звездное скопление Гиады, находится на ночном небосводе аж до середины апреля. Наилучшие условия наблюдения – период с ноября по декабрь.

Для того чтобы созвездие Тельца на ночном небе, вам придется отыскать небольшую, отчетливо видную латинскую букву «V», которая, если вы станете лицом к северу, будет скорее напоминать математический знак «больше» («>»). Самой яркой звездой буквы «V» в данном случае будет Альдебаран – звезда, чья светимость в 150 раз больше светимости нашего Солнца. Чуть правее от Альдебарана будут находиться Гиады – рассеянное звездное скопление, напоминающие ту же букву «V».

На фоне Млечного Пути слева видно созвездие Ориона, справа расположились Альдебаран, скопления Гиады и Плеяды, туманность Калифорния и комета Лавджоя!

Если вы будете смотреть на гиады невооруженным глазом, вряд ли вам удастся увидеть больше 4-9 звезд. Однако если вы воспользуетесь полевым биноклем или полупрофессиональным телескопом, вы увидите, какое огромное количество небесных светил скрывается в этом астеризме. Наблюдать гиады в телескоп – завораживающий душу процесс. В ясную, безлунную ночь вы сможете увидеть там около 150 красивейших звезд, расположенных друг возле друга.

Как увидеть другую галактику?

Человеческая интуиция подсказывает, что далекие астрономические объекты должны казаться на небе меньше, чем близлежащие объекты. Но интуиция, как правило, не лучший помощник при работе с незнакомыми масштабами и структурами далекой Вселенной. В нашей Солнечной системе только Солнце, Луна и случайные кометы имеют ярко выраженный размер, который можно разглядеть невооруженным глазом. Планеты же — это просто точки.

Эта закономерность продолжается по мере удаления от Земли. Ближайшее крупное скопление галактик — скопление Девы, содержащее около 1 500 галактик; оно настолько велико, что заполняет все созвездие, в честь которого названо. Скопление Девы является частью более крупного, Сверхскопления Девы, которое включает в себя наш Млечный Путь. Сверхскопление Девы, в свою очередь, является подмножеством еще большего сверхскопления под названием Ланиакея, одной из крупнейших структур в известной Вселенной.

Возьмем, к примеру, недавнюю комету NEOWISE, которую можно было наблюдать с Земли. Твердая часть кометы крошечная, не более 5 километров в ширину, как же мы ее увидели? Дело в том, что газ и пыль, которые «выкипели» из кометы и образовали ее общий след в окружающей среде — распространились в миллион раз дальше.

Пылевые и ионные хвосты кометы NEOWISE были легко видны с Земли, хотя сама комета была настолько маленькой, что даже космический телескоп Хаббл не смог ее увидеть

Наблюдения галактики Андромеды с древности до наши дней

Ещё арабский астроном Ас-Суфи, живший в X в. н. э., описывает “маленькое небесное облачко”, легко различимое в темные ночи вблизи звезды n созвездия Андромеды.

В Европе на него обратили внимание только в начале XVII в. Современник Галилея и его соратник в первых телескопических наблюдениях неба астроном Симон Мариус в декабре 1612 г

впервые направил телескоп на эту странную небесную туманность. “Яркость ее, – пишет Мариус, – возрастает по мере приближения к середине. Она походит на зажженную свечу, если на нее смотреть сквозь прозрачную роговую пластинку“.

Несколько десятилетий спустя туманность Андромеды изучал Эдмунд Галлей, друг и ученик великого Ньютона. По его мнению, небольшие туманные пятна “не что иное, как свет, приходящий из неизмеримого пространства, находящегося в странах эфира и наполненного средою разлитой и самосветящейся”. Другие религиозно настроенные астрономы, как, например, Дерхем, уверяли, что в этом месте “небесная хрустальная твердь” несколько тоньше обычного и поэтому отсюда на грешную землю изливается “неизреченный свет” царствия небесного.

Галактика Андромеды, или Туманность Андромеды (M31). Яркое пятно в верхней части снимка – «спутник» Андромеды: M110, а яркая точка чуть ниже диска M31 – ещё один спутник: M32

Вопрос об истинной природе туманности Андромеды не был решен и в XIX в. Никто, конечно, уже не говорил о просвечивании “тверди небесной”, но зато шли оживленные споры о том, состоит ли туманность из светящихся газов или из звезд, находится ли она за пределами нашей звездной системы, или из этой туманности в космических окрестностях Солнца рождается новая планетарная система.

Как и всегда в подобных случаях, спор был решен лишь тогда, когда появились новые достаточно мощные средства исследования.

В 1924 г. Эдвин Хаббл, известный американский астроном, на фотоснимках, полученных с помощью 2,5-метрового рефлектора обсерватории Маунт Уилсон, впервые “разрешил” (то есть разделил) туманность Андромеды на отдельные звезды. Впервые глазам исследователя предстала величественная звездная система с миллиардами солнц, возможно, с миллионами обитаемых планет, короче говоря, соседняя галактика.

Разделение туманности Андромеды на отдельные звезды решило вопрос и об удаленности от Земли. Что нельзя было сделать для туманности в целом, то оказалось сравнительно легким делом для отдельных составляющих ее звезд. Используя физические свойства некоторых из них, удалось уверенно показать, что туманность Андромеды находится не внутри нашей Галактики, а далеко за ее пределами, на расстоянии (по современным данным) 520 кпк, т.е. примерно 2,5 миллиона световых лет. Так было положено начало внегалактической астрономии – одной из наиболее бурно развивающихся ныне отраслей науки о небе.

Значение звездных скоплений для астрономии

Звездное скопление Мессье 7, снимок ESO

С развитием цивилизации мистико-поэтические представления о строении небесного свода существенно видоизменились и систематизировались, приобретя гораздо более рациональные очертания, но исторические звучные названия сохранились. Оказалось, что кажущиеся близкорасположенными звезды могут в реальности находиться далеко друг от друга и наоборот. Поэтому возникла необходимость создать звездную иерархию, соответствующую современным представлениям о мироздании. Так, в астрономической классификации появился термин «звездные скопления», объединяющий группу звезд, движущихся в своей галактике как одно целое.

Эти образования чрезвычайно интересны тем, что входящие в них светила, были образованы примерно одновременно и располагаются по космическим меркам на одном расстоянии от земного наблюдателя, что дает дополнительные возможности, позволяя сравнивать излучение от различных источников одного скопления без соответствующих поправок. Сигналы, поступающие от них, искажаются одинаково, что существенно облегчает работу астрофизиков, изучающих структуру и эволюцию звездных систем и Вселенной в целом, принципы формирования галактик, процессы звездообразования и их разрушения, а также многое другое.

Классификация

Звёздные скопления представлены в двух разновидностях, рассеянные и шаровые.
Рассеянные объекты получили своё название из-за простого разрешения отдельных светил. К примеру, Гиады и Плеяды являются крайне близкими, поэтому отдельные звёзды можно без труда увидеть невооружённым глазом. Из-за расположения в области пыльных спиральных рукавов скопление звёзд называют галактическим скоплением. Формирование всех этих светил произошло из одного и того же облака молекул. Традиционно одно скопление способно вместить несколько сотен светил.

Звёздные скопления подразумевают наличие связи объектов между собой за счёт действия силы гравитации. Однако она является достаточно слабой. Происходит вращение скопления вокруг галактической группы, а на финальной стадии наблюдается рассеивание. Причиной тому – гравитационный контакт, формирующийся с объектами, имеющими большую силу.

Есть версия, что Солнце возникло в открытом скоплении, которое в настоящий момент времени отсутствует. Оно наполнено светилами первого поколения, которые отличаются небольшим возрастом и значительными металлическими свойствами. По ширине их параметры равны 2-20 парсеков. Гигантское скопление звёзд называется галактической группой.

Шаровые объекты, в свою очередь, способны вместить от нескольких тысяч до миллиона объектов, находящихся в гравитационной системе сферического типа. Они располагаются на «территории» ореолы и являются более древними светилами второго населения. Уровень их развития высок, однако металлические свойства – крайне низкие.

Шаровое скопление Мессье 80 в созвездии Скорпиона расположено в 28 000 световых годах от Солнца и содержит сотни тысяч звёзд.

Такие звёздные скопления являются достаточно старыми, ведь каждая из звёзд уже смогла перешагнуть основную последовательность. В них наблюдается недостаточное количество пыли и газа из-за отсутствия формирования новых объектов. Их плотность значительно выше в отличие от участков, находящихся около Солнца.

В шаровых группах светила аналогично имеют общее происхождение. Однако этот тип более прочно удерживает объекты за счёт влияния силы гравитации, т. к. рассеивания звёзд не происходит. На «территории» Млечного пути располагается порядка 200 скоплений (шаровых). Такое гигантское скопление звёзд называется, например, 47 Тукана, M4, Омега Центавра. Хотя, вероятно, последний объект выступает в качестве сфероидальной галактики.

Звёздные скопления и галактики созвездия Андромеды

В созвездии Андромеды много галактик, в том числе и самая яркая из всех наблюдаемых на небе – М 31, или знаменитая Туманность Андромеды. Остальные гораздо слабее и их труднее наблюдать, понадобится довольно мощный телескоп.

Туманность Андромеды, М 31

Еще в X веке арабский астроном Ас-Суфи писал о маленьком облачке, которое можно увидеть в тёмную ночь около звезды ν Андромеды. Европейцы заметили его только в XVII веке. Астроном Симон Мариус направил на это облако телескоп в 1612 году и записал, что яркость его возрастает к середине, а похожа эта туманность на огонь свечи, если смотреть на него через прозрачную роговую пластинку.

Затем эту туманность наблюдал Эдмонд Галлей, ученик Ньютона. Он решил, что такие туманные объекты – «свет, приходящий из неизмеримого пространства, находящегося в странах эфира и наполненного средою разлитой и самосветящейся». Астроном Дерхем и вовсе решил, что это просто тонкое место в небесной тверди, через которое проникает свет царства небесного.

Основные галактики-спутники галактики Андромеды.

Даже в XIX веке природа странной туманности Андромеды был непонятен. Учёные спорили, находится ли она в нашей Солнечной системе или дальше, состоит из газа или из звёзд. Лишь в 1924 году Эдвин Хаббл сделал снимки этой туманности на 2.5-метровом рефлекторе и разрешил её на отдельные звёзды. Тогда и стало понятно, что это огромная звёздная система с миллиардами звёзд, которая представляет собой огромную галактику.

После этого установление расстояния до М 31 стало делом техники и это породило внегалактическую астрономию. Так что роль этой туманности в науке о звёздах очень велика. Пожалуй, нет галактики, более удобной для изучения, и о которой сейчас накоплено множество информации. Астрономам сложно изучать нашу галактику изнутри, но они могут изучать практически такую же соседнюю галактику – М 31.

Спиральная галактика Андромеды огромна, в неё входит триллион звёзд, она в несколько раз больше нашего Млечного Пути. В центре её находится сверхмассивная чёрная дыра с массой в 140 миллионов солнечных.

На небе эта галактика имеет яркость 3.4 m и занимает площадь, в 7 раз больше полной Луны. Это незаметно, так как поверхностная яркость её невелика. Даже в телескоп она выглядит как туманное облако, более яркое в центральной части, а края не обнаруживаются, так как их яркость сильно размазывается по площади.

У галактики М 31 есть с десяток галактик – спутников. Самые яркие из которых – эллиптические М 110 и М 32. Первая отделена от М 31 и хорошо заметна, а вот М 32 скрыта за ней и как бы смешивается, поэтому найти её сложнее.

Галактика Андромеды сближается с нашей и через примерно 4.5 миллиарда лет они столкнутся. В результате гравитационного взаимодействия обе галактики сильно изменятся и сольются в одну. Звёзды изменят свои орбиты, имеющиеся планетные системы тоже пострадают, так как плотность звёзд в пространстве сильно увеличится. Некоторые звёзды изменят направление и будут выброшены, некоторые найдут себе компаньонов – событий произойдёт много, некоторые будут выглядеть как катаклизмы местного масштаба. Процесс этот будет не быстрым и займет миллионы лет, что в космических масштабах очень небольшой срок.

Галактика NGC 891 (С 23)

Галактика NGC 891 в созвездии Андромеда.

Это еще одна спиральная галактика, видимая с ребра. Она имеет яркость 10.1 m, поэтому найти её в любительский телескоп можно, а вот для изучения деталей нужна большая апертура и навыки астросъёмки.

Галактика NGC 7640

Галактика NGC 7640.

Еще одна спиральная галактика, имеющая яркость 10.9 m. Для наблюдений требуется большая апертура, которая есть далеко не у всех. Счастливчики же смогут увидеть довольно впечатляющую спираль, повёрнутую под большим углом.

Рассеянное скопление NGC 752 (С 28)

Рассеянное скопление NGC 752

Это старое скопление, возраст которого оценивается в миллиард лет. В нём есть несколько очень горячих звёзд спектрального класса A2.

На небе имеет яркость 5.7 m и содержит в себе примерно 60 звёзд яркостью от 9 до 12 m. Угловые размеры – 75’.

Рассеянное скопление NGC 956

Рассеянное скопление NGC 956.

Это скопление созвездия Андромеда гораздо скромнее – в нём всего около 30 звёзд яркостью от 10 до 14 m, поэтому потребуется телескоп с апертурой не менее 150-200 мм. В более скромный будет видно гораздо меньше. Общая яркость скопления – 9 m, а его угловые размеры около 8’.

Рассеянное скопление NGC 7686

Рассеянное скопление NGC 7686.

Это скопление гораздо ярче предыдущего – 5.6 m. Размер его тоже вдвое больше – 15’, поэтому его можно понаблюдать и с небольшим телескопом. Вот только найти его с первого раза удаётся редко.

Общие сведения

Гиады — рассеянное звездное скопление, которое находится в созвездии Тельца, ярчайшим объектом которого является звезда Альдебаран. Что интересно: из-за того, что Альдебаран – ярчайшая и самая известная звезда созвездия Тельца, находится так близко с гиадами, когда-то астрономы их выделяли в отдельный астеризм. В действительности, даже невооруженным глазом заметно, что звезда Альдебаран несколько удалена от гиад, вследствие чего соседствующие объекты нельзя считать одним астеризмом.

Расположение Гиад, скриншот из программы Stellarium

Звезда Альдебаран просто проецируется на звездное скопление, тем самым как бы являясь его частью. Что касается самих гиад, то эти звезды по внешнему облику напоминают латинскую букву «V», из-за чего их совсем нетрудно узнать на ночном небосклоне. Если внимательно вглядеться в созвездие Тельца, вам нетрудно будет обнаружить это скопление даже невооруженным глазом. Но об условиях наблюдения данного астрономического объекта мы поговорим позже.

Гиады — рассеянное звездное скопление, которое состоит примерно из 150 звезд разной величины. Естественно на поверхности видны только некоторые, самые яркие космические объекты данного астеризма. Среди них: Гамма, Дельта, Эпсилон и Тета. Чтобы увидеть другие объекты данного космического скопления вам уже придется воспользоваться хорошим полевым биноклем или домашним телескопом. Об условиях наблюдения этого известного астеризма мы поговорим в следующем абзаце.

Галактика NGC 1637

На снимке спиральная галактика украшена яркой сверхновой. Эта звезда на какое-то время затмила блеск всех остальных звезд данной галактики.

Звезды, которые заканчивают свою жизнь ярким образом, всегда имеют большую массу — более 8 масс Солнца. Их ядра коллапсируют, то есть схлопываются, в результате чего происходит колоссальный взрыв.

В среднем сверхновые вспыхивают в галактиках раз в 100 лет, хотя бывают и исключения. Например, в нашей Галактике две последние сверхновые вспыхнули с промежутком в 32 года — в 1572 и 1604 гг. Их наблюдали великие астрономы Тихо Браге и Иоганн Кеплер. С тех пор мы не видели ни одной. В 2007 г. в галактике MCG +05-43-16 в созвездии Геркулеса были зафиксированы две вспышки сверхновых с интервалом всего в 16 дней.

Взаимодействующие галактики NGC 2207 и IC 2163

В гигантских масштабах нашей расширяющейся Вселенной объекты порой разъединяют гигантские расстояния. Однако даже на безграничных космических просторах происходят различные катаклизмы. Самыми эффектными из них являются столкновения галактик.

Более крупная галактика на этом снимке — NGC 2207, меньшая — IC 2163. Приливные силы от NGC 2207 искажают форму IC 2163. Однако столкновения и взаимодействие галактик не такая страшная вещь, как кажется со стороны. Ведь галактики состоят из звезд, отделенных друг от друга гигантскими расстояниями. Сами звезды, как правило, не сталкиваются друг с другом, а лишь меняют свою траекторию.

Гравитационные силы при тесном сближении галактик способны ускорить процессы звездообразования и эволюции внутри них. В частности, может повыситься число вспышек сверхновых. Совсем недавно, 2 марта 2013 г., сверхновая была замечена в NGC 2207.

Скопление галактик Abell 1689

Это скопление галактик в созвездии Девы — один из самых массивных объектов во Вселенной. Настолько массивный, что даже пространство искривляется под воздействием его силы тяготения, и световые лучи отклоняются в сторону.

Такое явление называется эффектом гравитационной линзы. Впервые о нем говорил Альберт Эйнштейн, и спустя годы его предсказания нашли подтверждения. На снимке видно, как скопление искривляет лучи от галактик, лежащих еще дальше за ним. Их искривленные изображения видны по краям снимка. Эффект гравитационного линзирования чаще возникает там, где присутствует загадочная темная материя. Именно она дает необходимую для его возникновения массу.

Общие сведения

Созвездие Персей занимает часть небосвода в Северном полушарии и открыто для наблюдения почти весь год, исключая конец весны. Оно описано еще в античные времена Птолемеем. Большая часть созвездия размещается в Млечном Пути, при хороших обстоятельствах можно рассмотреть десятки звезд даже без применения оптики. Свое название образование получило от имени героя Древней Греции, победившего могучую Медузу Горгону и спасшего Андромеду от лап морского чудовища. Созвездия, названные в честь Персея и его жены Андромеды, находятся рядом на небосводе. Среди заслуживающих внимания объектов, расположенных на его площади в 615 кв. градусов, находится и двойное рассеянное скопление NGC 869/864 или h и χ Персея. Это светлое пятнышко при рассмотрении в телескоп превращается в два, расположенных рядом скопления красивейших звезд, каждое из которых включает более трех сотен сияющих точек. Немногие из объектов на нашем небосводе сравнятся по великолепию с двойным звездным скоплением Персея. Его многочисленные снимки украшают страницы астрономических журналов. Если вы еще не наблюдали h и χ Персея, то можете это сделать в ближайшую ясную ночь.

Строение и состав

Звёздное скопление Плеяды

Однако это только на первый взгляд рассеянное звездное скопление Плеяды состоит из семи звезд. На самом деле, если использовать для наблюдения данного астеризма полевой бинокль можно обнаружить там уже 20-40 звезд. А вот если для их наблюдения вы используете хороший любительский или полупрофессиональный телескоп, эта цифра мгновенно вырастет в несколько раз.

Звездное скопление Плеяды занимает на небе достаточно обширную площадь. В диаметре она равна 12 световым годам. Причем на этой территории одновременно располагается свыше 1000 звезд, совокупная масса которых равна 800 масс нашего Солнца.

Рассеянное звёздное скопление Плеяды или Семь Сестёр

По некоторым подсчетам, система плеяд насчитывает свыше трех тысяч гравитационно связанных звезд. Причем значительная часть этих объектов представляет собой мелкие небесные светила. Обычно это белые или коричневые карлики, масса и состав которых недостаточен для излучения большого количества света, которое можно было бы наблюдать с Земли невооруженным глазом. Такие объекты можно наблюдать только при помощи специального оптического и радиолокационного оборудования. Есть данные, подтверждающие, что в плеядах достаточно часто встречаются двойные системы коричневых и белых карликов – крайне редкие астрономические объекты.

Интересные факты

Рассеянное скопление h и χ Персея (NGC 869/864), также как иные небесные объекты, не стоит на одном месте, а движется вполне целеустремленно. Его путь направлен в сторону Земли, и с каждым годом оно приближается к нашей планете со скоростью 22 км/с. Попробуйте вычислить количество тысяч лет, оставшееся до встречи этих двух космических странников. Такой тренинг хотя бы приблизительно позволит оценить реальную необъятность Вселенной.

В фантастическом романе Сергея Снегова «Люди как боги» двойное скопление h и χ Персея заселено Разрушителями, господствующими в Галактике. Как вы думаете, почему именно эту россыпь звездных систем знаменитый писатель сделал оплотом воинственной космической цивилизации?

Интересные факты

Рассеянное скопление h и χ Персея (NGC 869/864), также как иные небесные объекты, не стоит на одном месте, а движется вполне целеустремленно. Его путь направлен в сторону Земли, и с каждым годом оно приближается к нашей планете со скоростью 22 км/с. Попробуйте вычислить количество тысяч лет, оставшееся до встречи этих двух космических странников. Такой тренинг хотя бы приблизительно позволит оценить реальную необъятность Вселенной.

В фантастическом романе Сергея Снегова «Люди как боги» двойное скопление h и χ Персея заселено Разрушителями, господствующими в Галактике. Как вы думаете, почему именно эту россыпь звездных систем знаменитый писатель сделал оплотом воинственной космической цивилизации?