четверг, 8 июня 2017 г.

Звездное скопление Плеяды (М45)

Плеяды (астрономическое обозначение — M45; иногда также используется собственное имя Семь сестёр, старинное русское название — Стожары или Волосожары) — рассеянное звёздное скопление в созвездии Тельца; одно из ближайших к Земле и одно из наиболее заметных для невооружённого глаза звёздных скоплений. У древних греков и римлян, восхождение Плеяд поутру до восхода солнца означало возвращение весны. Плеяды хорошо видны зимой в северном полушарии и летом в южном полушарии (кроме Антарктиды и её окрестностей). Объект был известен с древности многим культурам в мире, включая маори и австралийских аборигенов, японцев и индейцев-сиу Северной Америки. Некоторые древнегреческие астрономы рассматривали Плеяды как отдельное созвездие. Они упоминаются Гесиодом и Гомером (в «Илиаде» и «Одиссее»).  Давно известно, что Плеяды — это физически связанная группа звёзд, а не разноудалённые от Земли звёзды, которые случайно оказались рядом на небесной сфере. 


Священник Джон Мичелл в 1767 году вычислил вероятность случайного совмещения такого количества ярких звёзд на таком маленьком участке неба. Эта вероятность оказалась равна 1:500000, и он высказал предположение, что Плеяды, как и другие звёздные скопления, должны быть физически связаны. Это подтвердилось, когда были проведены первые измерения относительной скорости их звёзд: оказалось, что их собственные движения очень близки, что указывает на их гравитационную связанность.

Шарль Мессье включил Плеяды в свой каталог кометоподобных объектов, изданный в 1771 году; обозначение их по этому каталогу — M 45. Включение туда Плеяд (наряду с Туманностью Ориона и скоплением Ясли) выглядит немного странно, поскольку Плеяды намного ярче, чем большинство объектов этого каталога, и вряд ли могут быть приняты за комету. Одно из предположений состоит в том, что Мессье просто хотел получить более полный каталог, чем его научный конкурент Лакайль, чей каталог 1755 года содержал 42 объекта. Для удлинения списка он добавил некоторые яркие, хорошо известные объекты.

В 1847 году Иоганн Медлер, основываясь на наблюдениях, предположил, «что группа Плеяд есть центральная группа всех неподвижных звёзд, в пределах Млечного пути; и что Альциона в этой группе всего вероятнее составляет центральное солнце». Он рассчитал, что один оборот вокруг Альционы Солнце делает за 18,2 млн лет.

Расстояние

Измерение расстояния до скопления Плеяд — важный первый шаг для определения бо́льших расстояний во Вселенной. Точное знание этого расстояния позволяет прокалибровать диаграмму Герцшпрунга — Рассела для Плеяд, а это даёт возможность оценить расстояние и до других скоплений (исходя из сравнения с аналогичными диаграммами для них). Основываясь на этих расстояниях, можно с помощью других методов расширить диапазон известных расстояний во Вселенной: от рассеянных звёздных скоплений к галактикам и галактическим скоплениям. Таким образом, представления астрономов о возрасте и развитии Вселенной в некоторой мере зависят от знания расстояния до звёздного скопления Плеяд (впрочем, и ряда других скоплений — Гиад, скопления Волосы Вероники и др).

До запуска Европейским космическим агентством спутника Hipparcos расстояние от Земли до скопления Плеяд оценивалось приблизительно в 135 парсек. «Hipparcos» же вызвал настоящее смятение в рядах астрономов, измерив параллакс звёзд скопления и обнаружив, что указанное расстояние равняется «всего» 118 парсекам.

Подобные измерения на сегодняшний день представляют собой один из наиболее точных способов вычисления расстояний в космосе. Дальнейшие исследования, однако, показали, что в измерениях спутника была ошибка, причина которой до сих пор не установлена. Другие определения расстояния до Плеяд лежат в интервале 130—140 парсек.

Состав

Звёздное скопление Плеяд имеет около 12 световых лет в диаметре и содержит около 1000 звёзд, принадлежность которых к нему установлена статистически надёжно.

Из них многие являются кратными. По оценкам, общее число звёзд скопления около 3000. Преобладают там горячие голубые звёзды. Невооружённым глазом можно увидеть до 14 из них (в зависимости от остроты зрения и условий наблюдения). Расположение ярчайших звёзд немного похоже на расположение звёзд Большой и Малой Медведицы. Общая масса звёзд скопления оценивается в примерно 800 масс Солнца.


В Плеядах много бурых карликов — субзвёздных объектов с массой менее 8 % солнечной, что недостаточно для начала термоядерных реакций. Бурые карлики могут составлять до четверти звёзд скопления, но менее 2 % его массы. Бурые карлики молодых звёздных скоплений (таких, как Плеяды), представляют большой интерес для астрономов, так как ещё достаточно яркие для наблюдения и изучения.

Кроме того, в скоплении есть несколько белых карликов. Ввиду сравнительно небольшого возраста скопления звёзды вряд ли имели возможность эволюционировать в белых карликов «обычным» путём, так как это обычно занимает несколько миллиардов лет. Но они могли быстро образоваться из звёзд большой массы в тесных двойных системах из-за перетекания вещества с них на второй компонент.

Возраст и будущее развитие

Возраст звёздных скоплений можно оценить сравнением диаграммы Герцшпрунга-Рассела этих скоплений с теоретическими моделями. Возраст Плеяд, оценённый по этой методике, колеблется от 75 до 150 миллионов лет. Такой разброс вызван неопределённостями в теории звёздной эволюции. В частности, подсчёт для модели, в которой присутствует явление конвекционного перехлёста, при котором конвекционная зона звезды проникает в её стабильную зону, даёт большее значение возраста системы.

Другой метод приблизительного определения возраста звёздного скопления основан на изучении объектов скопления с самыми малыми массами. Поскольку для ядерных реакций с участием лития достаточно низкой температуры (2,5 миллиона K), «обычные» звёзды быстро тратят литий в реакциях ядерного синтеза. Но более холодные объекты — бурые карлики — могут его сохранять (тем дольше, чем они легче, и, соответственно, холоднее). Определив максимальную массу бурых карликов, ещё содержащих литий, можно рассчитать примерный возраст звёздного скопления, в которое они входят. Такая методика даёт для возраста Плеяд 115 миллионов лет.

Как и большинство рассеянных звёздных скоплений, Плеяды со временем перестанут быть гравитационно связанной структурой, так как скорость звёзд в них больше скорости убегания для этого скопления. По предварительным оценкам, в течение 250 миллионов лет Плеяды распадутся; влияние гравитации молекулярных облаков и спиральных рукавов галактики только ускорит этот процесс.

Отражательная туманность

При идеальных условиях наблюдения на фотографиях с большой выдержкой можно заметить некоторые признаки туманности вокруг скопления Плеяд, особенно вокруг Меропы и вокруг Майи. Это отражательная туманность, отражающая голубой свет горячих молодых звёзд и открытая в 1859 году.


Ранее считалось, что пыль, образующая туманность — это остатки вещества, из которого образовались звёзды скопления. Однако за 100 миллионов лет это вещество было бы рассеяно давлением звёздного излучения. Видимо, Плеяды просто сейчас движутся по насыщенной космической пылью области пространства.

Изучение этой отражательной туманности показало, что пыль в ней не распределена равномерно, но сконцентрирована в двух слоях вдоль луча зрения. Эти слои могли быть сформированы торможением пылевого облака, вызванным радиационным давлением движущихся ему навстречу звёзд скопления.

Имена

Девять ярчайших звёзд скопления получили свои имена в честь семи сестёр Плеяд древнегреческой мифологии: Алкиона, Келено, Майя, Меропа, Стеропа, Тайгета и Электра, а также их родителей — Атланта и Плейоны. Согласно астрономической традиции «Келено» и «Алкиона» произносятся соответственно «Целено» и «Альциона».

Наблюдения

Плеяды на зимнем вечернем небе часто обращают на себя внимание даже и далёких от астрономии людей. Компактная кучка из 6—7 довольно ярких звёзд хорошо выделяется на бедном звёздами фоне. При хорошем зрении наблюдателя и в отсутствие посторонней засветки неба городским освещением можно различить 10—11 звёзд в пределах примерно 2 градусов.

В полевой бинокль уже видны 20—30 звёзд и хорошо различим рисунок из 9 главных звёзд в виде ковшика с короткой ручкой.

В любительский телескоп умеренной апертуры (127—180 мм) скопление едва помещается в поле зрения самого слабого окуляра. Количество видимых звезд возрастает до полусотни, а при условии хорошего неба (деревенское, безлунное) становится видна туманность (NGC 1432/1435) в которую погружено скопление, в виде голубоватых ореолов вокруг самых ярких звезд (особенно у Меропы и Майи). Обычные «дипскай»-фильтры (UHC, OIII и даже LPR) не помогают выделить эту отражательную туманность.

Комментариев нет:

Отправить комментарий