Движение в Галактике: гифки
Наблюдая ясной ночью купол звездного неба легко поверить в его незыблемость и неподвижность, однако еще древние люди заметили, что движутся в небе не только Солнце и Луна. Наблюдая ночь за ночью, первые астрономы обнаружили планеты, что означает “бродячие”, и это было только самое начало. На самом деле, вся Вселенная находится в движении, и лишь наш короткий человеческий век не позволяет наблюдать всю масштабность и величие этого процесса. Пока наблюдение движения в космосе нам доступно в пределах Солнечной системы, но успехи астрономии позволяют заглянуть и дальше.
Световое эхо звездной вспышки
В январе 2002 года невзрачная переменная звезда нашей Галактики V838 Единорога вспыхнула и стала в 600 тыс раз ярче Солнца. На некоторое время звезда стала самой яркой в Галактике, но быстро потухла. Мы же стали свидетелями необычного явления под названием “световое эхо”. Хотя нам кажется, что от звезды распространяется пузырь светящегося газа, на самом деле мы видим другое. Это свет вспышки покидает звезду со скоростью света и освещает уже существующие ранее, но невидимые в темноте облака пыли. Мы можем наблюдать “неторопливое” шествие световой волны благодаря расстоянию в 20 тыс световых лет.
Взрыв сверхновой заряжает кольцо газа
Ближайшая, за время существования астрономии, сверхновая 1987А в Большом Магеллановом облаке взорвалась 30 лет назад (точнее наблюдения взрыва стали возможны в 1987 году, а рванула она за 170 тыс лет раньше). На более близких расстояниях, например в нашей галактике, взрывы сверхновых не регистрировались уже четыре века, поэтому 1987А представляет большой интерес для науки и за ней внимательно следят. Материал взорвавшейся звезды распространяется со скоростью 7 тыс км/с и за несколько земных лет он достиг кольца материала, который опоясывает звезду на расстоянии 0,5 светового года. Это кольцо появилось намного раньше – примерно 20 тыс лет назад, когда взорвавшаяся звезда сформировалась путем слияния двух звезд. “Падение” одной звезды в другую породило выброс вещества, который превратился в “бриллиантовое ожерелье”, когда его достигли мощные потоки вещества от взрыва 1987 года. Сейчас кольцо уже затухает и должно вернуться к прежнему тусклому существованию через 15-25 лет.
Растущий Гомункул
В 1995, 2001 и 2008 году космический телескоп Hubble наблюдал отражательную туманность Гомункул вокруг звезды Эта Киля. Взрыв, породивший туманность произошел в 1841 году (без учета 7500 св лет до звезды), и с тех пор является предметом наблюдений. Учитывая небольшой возраст туманности, сохраняется возможность увидеть ее фактический рост.
Чужая солнечная система, анфас
Увидеть планеты в чужих солнечных системах – непростая задача. Проблема в яркости звезды, вокруг которой вращаются планеты. Сами планеты, практически, не излучают, и только отражают свет, поэтому они очень тусклые и их собственное солнце засвечивает наши телескопы. Шансы повышаются если планеты – газовые гиганты как Юпитер или даже больше. Еще помогает, если планета вращается достаточно далеко от своей звезды. И возможности наблюдения чужих планет улучшаются с современными телескопами, такими как Keck, и алгоритмами обработки данных. Результат: видимое вращение планетной системы у звезды HR 8799 Пегаса с расстояния 129 св лет. Каждая из планет – больше Юпитера, и дальше его от звезды. Ближайшая описывает годовой круг за 40 земных лет, дальняя – за четыреста. Мы видим результат наблюдений за семь лет.
Космический грабеж в прямом эфире
Затменная двойная звезда Шелиак (Бета Лиры) демонстрирует взаимодействие тесной системы из двух звезд. Причем в настоящее время наблюдается процесс перетекания материи с одной на другую. Звезда-донор, массой в три солнечных выглядит ярче и имеет удлиненную форму из-за приливных деформаций. Звезда-грабитель имеет массу в 13 солнечных. Интенсивность перетекания материи с одной на другую – примерно одна масса Солнца каждые 50 тыс лет. Период обращения системы 13 суток, расстояние до пары – 960 световых лет.
Пульсар в Парусах
Нейтронная звезда в созвездии Паруса (Vela Pulsar) c расстояния примерно 1 тыс световых лет от Земли. Является ярким источником пульсаций в оптическом, рентгеновском, гамма- и радиодиапазонах электромагнитного излучения. Появилась примерно 11 тыс лет назад как результат взрыва сверхновой второго типа.
Пульсар имеет диаметр примерно 20 км (уместился бы в пределах МКАД) и вращается со скоростью 11 оборотов в секунду. Серия из 8 снимков с июня по сентябрь 2008 года с космического рентгеновского телескопа Chandra позволила заглянуть вглубь газопылевой туманности, и рассмотреть джет пульсара. Джет – это поток частиц высоких энергий извергаемых с полярных областей нейтронной звезды. Скорость потока в струе достигает половины скорости света и простирается на половину светового года. Частота “биения” струи имеет три периода в 122, 73 и 91 дней, что может объясняться прецессией пульсара.
Пролетающая соседка
Звезда Барнарда одна из ближайших к нам – расстояние менее 6 световых лет – но более интересна она тем, что очень быстро, по звездным меркам, перемещается на земном небе. Для зрителей Земли, это самая “быстрая” звезда после Солнца. Диск Луны она пересекла бы за 174 года, тем не менее, даже астрономы любители способны регистрировать ее перемещение относительно других звезд за несколько лет.
Когда-то Звезда Барнарда привлекала внимание астрономов как обладательница ближайших экзопланет. Для их достижения даже предлагали отдельный проект звездолета, но длительные наблюдения не позволили выявить сколь-нибудь значимых спутников звезды, поэтому сейчас она оказалась в пролете и интересна только любителям.
Биение сердца Млечного Пути
Всего тридцать лет назад, существование сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный путь, было неочевидно. Рассматривались гипотезы простого звездного скопления. Подтвердить наличие черной дыры в центре Галактики (по крайней мере объекта отвечающего всем её признакам), позволил прогресс в оптике. Разработка адаптивной оптики и наблюдение галактического центра в инфракрасных волнах позволило увидеть фактическое движение звезд вокруг невидимого центрального объекта. Хотя он совершенно не испускает света, но при этом является ярким источником радиоволн известный под названием Sagittarius_A* (Стрелец А*).
Изучая орбиты окрестных звезд удалось оценить массу и размеры объекта: около 4 млн масс Солнца, заключенных в диаметре сравнимом с орбитой Плутона. В настоящее время Стрелец А* является одним из наиболее убедительных экспериментальных доказательств существования черных дыр.
Вышеприведенная анимация показывает результат астрометрических и спектрометрических наблюдений с 1992 по 2008 год. Синие звезды – молодые, красные – старые.
Фактические наблюдения не столь наглядны, но по-своему живописны:
