Карлик привязал звезду к ковшу Большой Медведицы

Даже далекие от астрономии люди без труда найдут на небе созвездие Большой Медведицы. Или хотя бы его самую запоминающуюся часть -- ковш. Семь звезд ковша – Дубхе, Мерак, Фегда, Мегрец, Алиот, Мицар и Бенетнаш – все примерно одного цвета и схожего блеска, доминируют в небогатой яркими светилами северной части неба и хорошо выделяются в знакомое с детства созвездие.

Большое скопление

Такое соседство ярких звезд на небе не случайно: большая часть видимых глазом звезд Большой Медведицы (возможно, за исключением Дубхе и Бенетнаша) представляет собой рассеянное звездное скопление. Образовались они вместе около полумиллиарда лет назад и сейчас постепенно расплываются друг от друга. Это скопление, в принципе, ничем не отличается от самого заметного представителя этого класса объектов – скопления М45, (Плеяды или Стожары), семь самых ярких звезд которого даже выстроены в похожую форму ковшика.

Основное отличие Большой Медведицы от других скоплений в том, что она находится очень близко к Солнцу, примерно в 80 световых годах от нашей звезды. Поэтому ковшик и занимает на небе такую большую площадь, позволяющую назвать его созвездием. По той же причине относительные движения звезд Большой Медведицы хорошо заметны даже на масштабах жизни человечества. Когда древние народы составляли первые звездные карты, Большая Медведица отличалась от своих нынешних очертаний настолько, что это можно было бы заметить невооруженным взглядом. А когда люди впервые подняли глаза к небу, Большая Медведица выглядела совершенно не так, как сейчас – 50 тысяч лет назад это созвездие походило не на ковш, а, скорее, на половник.

На коне

У одной из звезд Большой Медведицы – Мицара, расположенного на изломе ручки ковша, – есть хорошо известный сосед – Алькор. Эта звездочка примерно в 5 раз слабее и находится на расстоянии около 11 угловых минут от Мицара. Вместе их иногда называют «Скакуном» (Мицар) и «Всадником» (Алькор). Заметить напарника не то чтобы сложно, однако во многих культурах способность разглядеть Всадника считалась признаком хорошего зрения.

Если верить легенде, ответственность за широкое распространение которой лежит на американском энциклопедисте второй половины XIX века Ричарде Аллене, по способности увидеть Алькор древние арабы и римляне испытывали будущих лучников. А в Японии Алькор, напротив, заслужил сомнительную славу звезды -- предвестника смерти: если зрение ослабевало до невозможности различить Алькор на фоне Мицара, его обладатель считался стариком, доживающим свои последние годы.

Широкая расплывчатая

11 угловых минут на небе на расстоянии в 80 световых лет – это как минимум три триллиона километров, 18 тысяч астрономических единиц или что-то около 0,3 светового года. Это достаточно широкая двойная, и вопрос о том, связаны ли Мицар и Алькор физически или просто случайно оказались на небе рядом, до сих пор не разрешен.

В литературе можно встретить самые разные утверждения, от железной уверенности в наличии гравитационной связи между ними до не менее жесткого убеждения, что Алькор и Мицар – классический пример так называемой оптической двойной – пары звезд, случайно оказавшихся на небе друг рядом с другом.

Раньше некоторые астрономы даже предполагали, что Алькор чужд не только Мицару, но и всему скоплению Большой Медведицы в целом, однако последние работы уверенно помещают Всадника в число членов скопления. Однако насчет физической связи уверенности нет – и расстояние между ними большое, и векторы их скорости слегка различны, как будто звезды постепенно расходятся.

Многократная звезда

Между тем разобраться в этой связи хотелось бы. Дело в том, что широкие двойные системы очень чувствительны к начальным условиям рождения звезд и дальнейшей эволюции скопления, и само их наличие позволяет ограничить среднюю плотность звезд и газа: широкие двойные распадаются от совсем небольших возмущений.

Кроме того, пара Мицар--Алькор – это не просто двойная, а как минимум пятикратная система. Уже при наблюдениях в небольшой телескоп Мицар распадается на пару ярких звездочек, а спектры каждой из них показывают периодическое смещение линий, доказывающее, что каждый из компонентов этой пары – сам двойная звезда. Так что Мицар – иерархическая четырехкратная система, пара тесных пар.

Да и сам Алькор подозревают в двойственности из-за скачков линий в его спектре, обнаруженных более полувека назад. Впрочем, скачки эти настолько нерегулярны, что не могут быть вызваны наличием второго компонента, а повторные наблюдения на современных инструментах также не подтверждают результаты полувековой давности. И, тем не менее, утверждения о двойственности Алькора, а значит, и шестикратности системы Мицар--Алькор, продолжают кочевать из одной популярной статьи в другую.

Карлица Элеонора

Как ни странно, Мицар и Алькор – похоже, и вправду шестикратная система. В статье, которая вскоре должна выйти в Astronomical Journal, ученые под руководством Эрика Мамаджека из Университета Рочестера сообщают об открытии звезды Алькор B. Между собой астрономы прозвали ее Элеонора.

Напарницу Алькору нашли вовсе не в спектре этой звезды, а непосредственно на фотографии светила, полученной в инфракрасных лучах с помощью системы адаптивной оптики 6,5-метрового телескопа MMT в американском штате Аризона. На небе Элеонора находится всего в одной угловой секунде от Алькора A, но при этом в 100 раз слабее его, так что разглядеть ее удалось, лишь отфильтровав атмосферные помехи и затенив на снимке яркого напарника.

Если такая близость – не случайность (а вероятность совпадения – немногим больше 1 к миллиону), то Элеонора – это небольшая звезда, которая крутится примерно в 25 астрономических единицах (4 миллиардах километров) от Алькора A. Это либо остывающий белый карлик массой около 0,6-0,7 массы Солнца, либо, что более вероятно, тусклая красная звезда, которая примерно втрое легче нашей звезды.

Притяжение в семью

Притяжение Элеоноры неспособно дать Алькору A скачки скорости, которые полвека назад то ли наблюдались в его спектре, то ли нет. Однако она возмущает его движение примерно в том направлении и с такой скоростью, на которые вектор движения Алькора отличается от вектора движения Мицара. Значит, пара Алькор A+B в целом движется в том же направлении, что и четверка звезд Мицара.

А значит, Мицар и Алькор наверняка образуют физически связанную шестикратную систему. Откуда сразу можно сделать кое-какие выводы о возникновении Большой Медведицы. Например, плотность звезд этого скопления вряд ли могла превосходить три штуки на кубический световой год: в противном случае пара Мицар--Алькор уже бы давно разрушилась.

Кстати, эта кратная система вообще оказывается одной из самых широких среди известных астрономам. И одной из самых близких: Мицар--Алькор – вторая по удалению от нас звездная шестерка. Ближе только кратная система звезды Кастор в созвездии Близнецов (до нее около 50 световых лет).

Рентгеновский привет

Разумеется, чтобы окончательно установить физическую природу этой системы, потребуются дополнительные наблюдения. Например, дабы удостовериться, что Элеонора – красный, а не белый карлик, и уточнить расчеты, достаточно будет измерения блеска этой звезды в каком-нибудь другом диапазоне помимо инфракрасного. Одной сессии наблюдений с космическим телескопом имени Хаббла для этого бы хватило с лихвой.

Но кое-какие особенности Алькора гипотеза Мамаджека и его коллег объясняет сразу. Например, рентгеновское излучение, обнаруженное в этой области неба спутником ROSAT почти 20 лет назад. Для белых звезд спектрального класса A рентгеновская активность обычно не характерна. А вот для красных карликов массой в 0,3 солнечной массы – вполне. Скорее всего, ROSAT видел в этой области неба именно излучение от вспышек в атмосфере звезды-карлика – наподобие солнечных, что рождают магнитные бури на Земле.

Объяснения других загадок, без сомнения, последуют.