Пятая звезда альфы Весов сделала ее системой-рекордсменом

Текст: Артём Тунцов/Infox.ru

Испанский астроном нашел звездного рекордсмена. У системы Зубен-эль-Генуби, яркой четверной звезды в созвездии Весов, обнаружился пятый попутчик, который и привел ее к рекорду.

Иногда может показаться, что все «простые» открытия, которые можно было сделать в науке, уже сделаны. Физические законы Ньютона известны, происхождение биологических видов объяснено, все яркие звезды переписаны. И все, что мы можем узнать нового, касается тонких атомных эффектов, скрытных мелких бактерий, слабых и незаметных звезд.

Открытия сейчас

Весьма отрезвляющей в этом плане стала прошлогодняя работа Пола Эрлиха и Джерардо Себалло в Proceedings of the National Academy of Science. Авторы не выезжали в тропические леса Амазонии или Калимантана и не копались в подстилке таежных лесов, а провели лишь обзор недавних работ. И подсчитали, что почти 10% известных сегодня видов одних лишь млекопитающих открыто в последние 15 лет. И это не какие-то микробы, а самые настоящие звери, которым спрятаться от внимания ученых не так просто.

Так и в астрономии важные современные открытия иногда касаются очень ярких звезд, которые известны ученым (и не только) не одно тысячелетие. Совсем недавно Infox.ru писал о находке спутника у известной с древности звезды Алькор в Большой Медведице. Ее небольшой спутник, обнаружение которого уже было подтверждено независимо, кажется, окончательно решил вопрос о наличии физической связи между Алькором и Мицаром, одной из семи ярких звезд «ковша» Большой Медведицы.

Эта связь, не вызывавшая сомнения у древних звездочетов, вооруженных простейшими инструментами для измерения углов и блеска, оказалась под вопросом, когда астрономы научились измерять скорости перемещения звезд в космическом пространстве. Как выяснилось уже в XX веке, Алькор довольно быстро движется в сторону от Мицара, так что долгими попутчиками они быть не могут.

Линейные мерыСуществует несколько внесистемных единиц расстояния, принятых в астрономии. Главная из них -- астрономическая единица (а. е.), среднее расстояние от Земли до Солнца, примерно равное 149,6 млн км. На его основе определяется 1 парсек (пк) -- расстояние, с которого 1 а. е. видна под углом в одну секунду дуги. 1 пк равен 180*60*60/п, то есть примерно 206 265 а. е. или 30,86 трлн км.

Лишь теперь стало ясно, что это небольшая напарница Алькора (ее первооткрыватели прозвали Элеонорой) возмущает движение звезды так, что она сейчас уплывает от Мицара. Однако уже через сотню лет движение обернется. Так что расстояние в четыре световых месяца, разделяющее Мицар и Алькор, не предел для наличия физической связи между звездами.

Клешня-пятерня

Не прошло и пары месяцев, как нашелся попутчик у еще одной известной издревле звезды. И эта пара – самая широкая двойная звезда, известная астрономам. Расстояние между ее компонентами составляет больше трех световых лет – почти столько же, сколько от Солнца до альфы Центавра. И вместе с тем это физически связанная система, что доказал испанец Хосе Кабальеро из мадридского Центра астробиологии. Его работа принята к публикации в ведущем астрономическом журнале континентальной Европы Astronomy & Astrophysics.

Речь идет от звезде Зубен-эль-Генуби, альфе зодиакального созвездия Весов (α Librae), которая лишь немногим тусклее беты того же созвездия. Ее роскошное имя переводится с арабского как «Южная клешня» – имеется в виду находящееся неподалеку созвездие Скорпион, клешни которого древние греки (и арабы вслед за ними) протягивали до нынешнего созвездия Весов. «Северная клешня» Скорпиона – это чуть более яркая β Весов, Зубен-эль-Шемали. Находится α Lib в 77 световых годах от Солнца.

Угловые мерыРасстояния между объектами на небесной сфере измеряют по длине (меньшей) дуги большого круга, соединяющего эти объекты. Замкнутая дуга делится на 360 градусов, 1 градус делится на 60 минут дуги, или угловых минут, а одна угловая минута -- на 60 угловых секунд. Угловой размер Солнца и Луны -- примерно полградуса, здоровый человеческий глаз разрешает звезды, находящиеся друг от друга на расстоянии 1-2 минут дуги.

Ученым давно известно, что у α Весов есть компаньон, который находится примерно в четырех угловых минутах от яркой Зубен-эль-Генуби и примерно в десять раз тусклее этой звезды. В начале XIX века в свой каталог двойных систему внес Джон Гершель, сын знаменитого английского астронома, в честь которого назван один из космических телескопов. Впрочем, не исключено, что о спутнике знали и прежде: четыре угловых минуты можно разрешить даже невооруженным глазом, а победить многократную разницу в блеске способен уже телескоп Галилея, или простейший бинокль.

В течение XX века выяснилось, что оба компонента двойной – и более яркая α⁰² Lib, и слабенький α⁰¹ Lib также являются двойными, что видно по регулярному смещению атомных линий в их спектрах (напарника α⁰¹ Lib, кроме того, видно в телескоп). Звезды, составляющие каждую из этих пар, обращаются друг вокруг друга за 60 дней и 16 лет соответственно, а расстояния между ними – примерно 0,5 и 10 астрономических единиц. Расстояние же между двумя парами, составляющими иерархическую четырехкратную систему, – 5,4 тыс. астрономических единиц, или один световой месяц.

Как показал Кабальеро, к этой же системе относится и KU Librae, переменная звезда, по своим физическим характеристикам очень похожая на Солнце. Этот объект примерно в десять раз тусклее α⁰¹ Lib (и соответственно в 100 раз тусклее α⁰² Lib) и на небе находится от иерархической пары в более чем 2,5 градуса. Это значит, что их истинное, линейное расстояние, превышает три световых года – в десять раз больше, чем между Мицаром и Алькором. Один оборот в системе из созвездия Весов должен продолжаться 50-60 млн лет.

И тем не менее, уверен Кабальеро, несмотря на огромное расстояние, KU Lib и α⁰¹⁺⁰² Lib составляют единую пятикратную систему. Мало того, что они находятся на одном и том же расстоянии, движутся в одном и том же направлении и очень близки друг другу по химическому составу. Как подсчитал испанский исследователь, гравитационная энергия связи KU Lib и иерархической четверки достаточна для того, чтобы еще много миллионов лет оставалась единым целым.

Вместе, не навсегда

Двойные и кратныеПонятия «двойной», «тройной» и так далее звезд зависят от контекста. Если нужно указать, что одно из светил связано с другим, можно использовать термин «двойная», независимо от степени кратности системы. Это определяется историческими причинами -- истинная степень кратности большинства звезд стала известна лишь в последние века, с появлением телескопов и спектроскопии.

Впрочем, связь эта все-таки слабенькая, так что рано или поздно близкий пролет какой-то другой звезды или приливы со стороны Галактики все равно оторвут KU Lib от яркой Зубен-эль-Генуби. Астрономы сходятся в том, что в нашем уголке Млечного Пути (а 77 световых лет до α Lib – это рядом по галактическим масштабам) предел устойчивости для двойных звезд несколько десятых долей светового года. На окраинах Млечного Пути, где возмутители спокойствия встречаются реже, а потенциал самой Галактики ровнее, могут существовать и менее тесные пары, но в наших краях система вроде α⁰¹⁺⁰² Lib+KU Lib вряд ли проживет больше нескольких сот миллионов лет.

Отсюда следует вполне логический вывод: если эта система еще связана, значит она молодая. И действительно, по подсчетам астрономов, и KU Lib, и α⁰¹⁺⁰² Lib входят в состав разреженной группы звезд, обладающих схожим собственным движением и химическим составом, хотя эти объекты находятся в разных уголках небесной сферы. Поток, к которому принадлежит α Весов и ее напарник, называется потоком Кастора -- по имени самого яркого представителя этого потока из созвездия Близнецов. Предполагается, что все эти звезды возникли в одно и то же время -- примерно 200-300 млн лет назад из одного огромного облака газа и пыли.

Обнаружение далекого напарника у Зубен-эль-Генуби – хороший аргумент в пользу предложенной не так давно теории возникновения широких двойных. По мнению ученых, возникают они именно при гибели «звездных яслей» – тех самых облаков, из которых возникают звездные ассоциации вроде потока Кастора. Когда в таком облаке зажигаются первые звезды, они выметают остатки газа наружу давлением света. Из-за этого средняя плотность вещества здесь падает, гравитационные силы, действующие на отдельные звезды, ослабевают, а орбиты, по которым звезды движутся друг вокруг друга, расширяются. Если этот сценарий верен, то исследования звездных потоков могут преподнести нам еще немало рекордно широких пар.