Портретная галерея цветных звезд

Пройдемся по портретной галерее звезд и посмотрим сначала на типичные лица рядовых обитателей звездной Вселенной, а затем на портреты некоторых звездных знаменитостей.

Вот висят рядом два портрета, и в одном из них мы улавливаем знакомые черты, - это как будто наше Солнце. Тот же желтый цвет, тот же спектральный класс G и температура 6000°. Даже светимость, масса, плотность и размер у этой звезды почти те же, но, увы, подпись под портретом говорит нам, что это не Солнце, а звезда α Центавра А. В складе портретов звезд, накопленных астрономией, лежат целые груды точно таких же портретов, однако все с разными подписями, указывающими имя оригинала, но если подписи перепутаются и одна этикетка пристанет к чужому портрету, то ничего страшного не произойдет. Эти звезды настолько «все на одно лицо», что их собственные «дети» - планеты не могли бы их отличить друг от друга. Личность нашего Солнца оказывается столь обыденной, что к нему можно было бы потерять всякий интерес, если бы мы не имели удовольствия ежедневно пользоваться его теплом и светом.

Поднимем еще раз наш разочарованный взор на портрет, и мы заметим, что это собственно лишь половина портрета звезды и нашей ближайшей соседки в пространстве - α Центавра. Потому-то под этой половинкой и подписано α Центавра А. Рядом, под другой половинкой написано α Центавра В; ведь α Центавра - это двойная звезда.

Со второй половинки портрета на нас смотрит звезда почти такого же веса, немного более легкая (на 15%) и впятеро менее яркая. Если ее компаньонку причислить по цвету ее оболочки, так сказать, к желтой расе звезд, то саму ее надо назвать краснокожей. Густооранжевый цвет ее поверхности вполне соответствует ее спектральному классу К5 и более низкой температуре: 4000°. Диаметр звезды составляет 3/4 солнечного, а средняя плотность немного больше, чем у воды, но меньше, чем у Солнца. Из общей подписи к этим портретам мы узнаем, что период обращения этих двух звезд составляет 78,8 года - немного больше, чем у Урана в солнечной системе, а большая полуось взаимной орбиты в 23,3 раза больше, чем расстояние от Земли до Солнца, т. е. опять-таки того же порядка, что расстояние между Солнцем и Ураном. Однако здесь не огромное Солнце и планета, а пара почти одинаковых солнц. Орбита спутника - а Центавра В - относительно главной звезды, имеющая эксцентриситет 0,51, более вытянута, чем орбиты больших планет в нашей Солнечной системе, и больше похожа на орбиты корот-копериодических комет. Плоскость орбиты наклонена к лучу зрения всего на 11°, так что орбита видна нам в сильном ракурсе (см. рис. 142, стр. 466). Мы знаем, в какой части орбиты спутник движется на нас и в какой он от нас удаляется; помимо того, вся система в целом (ее центр тяжести) приближается к нам со скоростью 22 км/сек. Однако с такой же скоростью (точнее, 23 км/сек) она движется в поперечном направлении, так что в итоге по отношению к нам система α Центавра летит «вкось» под углом 45° со скоростью 31 км/сек.

Под портретом се Центавра у стены прислонен, как вы замечаете, еще какой-то маленький портретик. «Видите ли, - объясняет вам заведующий этой «портретной галереей», - тут у нас висят семейные портреты, и я не знаю, нужно ли рядом с портретом четы а Центавра повесить этот портрет «Ближайшей Центавра».

Дело в том, что она к нам ближе, чем α Центавра, всего лишь на две световые недели и движется сейчас в пространстве в том же направлении и с той же скоростью, как α Центавра, но на небе она отстоит от нее больше чем на 2 градуса. Значит, в пространстве расстояние между ними составляет около одной тридцатой того расстояния, на каком мы сами находимся от α Центавра.

Вы помните, что последнее составляет 4,3 светового года.

Несомненно, что они чувствуют некоторое взаимное тяготение, и их дружное движение едва ли случайно. Быть может, между ними была когда-то более тесная связь, может быть, они соединены узами родства, т. е. когда-то и где-то вместе родились, но трудно быть уверенным в том, что Ближайшая есть далекий спутник а Центавра и обращается вокруг нее по огромной орбите с периодом в тысячи лет. Может быть, наблюдаемая общность их движения аналогична параллельному прямолинейному движению многих звезд в группе Гиад и не представляет собой движения компонентов двойной звезды по криволинейной орбите с такой малой кривизной, что последнюю невозможно обнаружить за короткий срок наших наблюдений».

Рассмотрите портретик Ближайшей Центавра, если хотите. Он мал, потому что в нашей галерее портреты звезд писаны, если и не в «натуральную величину», то во всяком случае с сохранением относительных пропорций. Этот портрет тоже один из огромнейшего множества ему подобных и типичен для звезд, называемых красными карликами. Правда, среди известных этот карлик превышает «ростом» только звезду Вольф 359 и еще мало изучен, но раз уж он попался и достаточно типичен, то не стоит обращаться к другим портретам из-за того, что художник может быть не совсем точно воспроизвел черты оригинала.

Ближайшая Центавра имеет светимость в 15 000 раз меньше солнечной, и масса ее в семь раз меньше, чем у Солнца. Она густокрасного цвета, спектрального класса М, с температурой всего лишь в 3000°. Если бы мы заменили ею Солнце, то она освещала бы нас красным светом, только в 30 раз более сильным, чем свет полной Луны. Диаметр Ближайшей Центавра в шесть раз меньше солнечного или всего в полтора-два раза больше, чем диаметр Юпитера, крупнейшей из наших планет. Средняя плотность этого красного карлика почти в пятьдесят раз больше плотности воды. Если бы это вещество было жидкостью, то в ней, как пробки, могли бы плавать куски железа и чугуна, утюги и паровозы. Однако это не жидкость, а очень сжатый газ, который в недрах звезды имеет гораздо большую плотность, а в атмосфере ее он почти так же разрежен, как и в атмосфере нашего Солнца.

«Пойдемте во двор, - говорит заведующий, - я покажу вам писаный в том же масштабе портрет звезды, столь же холодной и «краснокожей» и того же спектрального класса М. Ее зовут Бетельгейзе или α Ориона и ее портрет не умещается в галерее» правда, после портрета Ближайшей Центавра который вы смотрели, держа в руках, вам приходится еперь задрать голову высоко вверх, чтобы увидеть верхний край круга, изображающего Бетельгейзе. Црртрет нашего Солнца был размером с человеческое лицо, а портрет Бетельгейзе возвышается на 60 м, достигая верхним краем двадцатого этажа!

Рис. 146. Сравнительные размеры Солнца, компонент Капеллы (а Возничего) и Бетельгейзе

Огромное тело Бетельгейзе больше, чем у Солнца, в 300 раз по диаметру и в 27 000 000 по объему. Но оно массивнее Солнца всего лишь в 15 раз. Поэтому вещество Бетельгейзе, не в пример веществу Солнца, с его плотностью, в 1 1/2 раза большей плотности воды, очень легкое. Нельзя сказать, что оно легкое как пух, потому что оно в полтора миллиона раз легче воды, несравненно легче пуха и в полторы тысячи раз легче комнатного воздуха! Наполнив таким веществом объем Большого театра и сжав затем это вещество в объеме спичечной коробки, вы бы могли свободно положить такую коробку в карман, не рискуя порвать его подобной тяжестью.

По светимости, в 2600 раз большей, чем у Солнца, по гигантскому размеру, по ничтожной плотности и лишь в малой степени по массе отличается краснокожая Бетельгейзе от Ближайшей Центавра, на которую она похожа по цвету, спектру и температуре.

Бетельгейзе действительно гигант звездного мира, вернее, даже сверхгигант, и экземпляров, подобных ему, в звездной Вселенной сравнительно немного.

Обращая внимание на цвет, спектр и температуру в поисках портрета Солнца, вы можете задержаться взглядом на портрете «желтолицей» Капеллы. Она тоже желтая и остальные признаки у нее те же, но она опять-таки отличается от Солнца тем, что она - желтый гигант, тогда как Солнце - желтый карлик.

Как и а Центавра, Капелла, собственно говоря, не звезда, а система двух звезд. Легко наблюдаемая спектрально, она находится на пределе «разрешения» для сильнейших в мире телескопов. Период обращения системы составляет 104 дня 2 часа 34 минуты; орбита, почти круговая, имеет радиус лишь немногим меньше радиуса земной орбиты.

Мы получим модель Капеллы, если вместо Солнца поместим такую же желтую звезду с массой в 4,2 раза большей солцечной, и диаметром в 12 раз большим солнечного, а Землю заменим другим солнцем, с диаметром в 7 раз большим солнечного, с массой в 3,3 раза большей нашего Солнца, и на 1000° более горячим. Новое солнце - желтый гигант, в 110 раз ярче нашего, а его спутник в 69 раз ярче. Средняя плотность обеих звезд - желтых гигантов вдвое больше плотности комнатного воздуха. Поперечная скорость системы - 33 км/сек, лучевая скорость - 30 км/сек (удаление), так что ее полная пространственная скорость относительно солнечной системы составляет 45 км/сек.

Желтые гиганты тоже гораздо малочисленнее, чем желтые карлики.