Звезда-одиночка и другие

Солнечное семейство обширно и очень разнообразно. Мы уже говорили о планетах и их спутниках, о кометах, астероидах и метеорах, о пыли в межпланетном пространстве. И все-таки наше светило очень одиноко. Ближайшая к нему звезда-соседка удалена на расстояние, которое свет пролетает за 4,3 года. Невероятная даль! До следующей за нею звезды Барнарда — 6 световых лет, а до яркого Сириуса — 8,7 световых года.

На таких огромных расстояниях силы тяготения ослабевают настолько, что Солнце вполне можно считать звездой-одиночкой.

До начала XIX века главным предметом изучения астрономии являлись планеты. Звезды были всего лишь неподвижным фоном, на котором разыгрывались небесные мистерии. Конечно, это вовсе не значит, что им не уделялось никакого внимания. Отнюдь! Многочисленные наблюдатели заботливо измеряли координаты далеких светил, заносили результаты в каталоги, но... Вся эта работа производилась только для того, чтобы как можно точнее установить движение Луны и планет.

Совсем иным стало отношение к звездам после того, как удалось установить схожесть их с Солнцем. Звезды-солнца! Но солнца, вовсе не повторяющие слепо модель нашего «светильника мира». Между ними сразу открылись большие различия.

Еще в середине XVII века, сразу после постройки первых телескопов, обнаружилось любопытное явление. Некоторые звезды, ничем не отличающиеся от других при наблюдениях невооруженным глазом, в окуляре телескопа распадались на пары. Причем, часто они не только различались по яркости, но и не совпадали по цвету. Это было неожиданно и странно. Люди задавали себе вопрос: «Для чего творец или природа могли создать систему из нескольких светил? Ведь звезды существуют только для того, чтобы, согревая планеты, беречь жизнь».

Однако если представить себе движение планеты в поле притяжения двух звезд, картина получается безотрадной. Орбита такой планеты неустойчива. То вокруг одного светила кружится злосчастный сателлит, то вокруг другого. Мало того — цвет дня и ночи представляет собой невообразимую цветную путаницу. При подобных перескоках на поверхности планеты должны происходить ужасные катаклизмы. Землетрясения, наводнения, ураганы. А изменение силы тяжести, температуры и радиации сделало бы жизнь там вообще невыносимой.

Астрономы заинтересовались и другим вопросом: двигаются ли двойные звезды относительно друг друга? Ответ помог бы выяснить, годится ли закон тяготения Ньютона, выведенный для солнечной системы, также и для других далеких миров? Ведь согласно этому закону два взаимопритягивающихся тела должны кружиться по эллиптическим орбитам вокруг общего центра тяжести. Иначе такая система будет неустойчива и ее ждет катастрофа.

В 1784 году неутомимый Вильям Гершель составил каталог примерно из семисот сложных звездных систем. А в 1803 году, сравнив свои наблюдения с наблюдениями, произведенными раньше, он уверенно заявил: «Да, двойные звезды обладают орбитальным движением».

Изучение двойных звезд привлекло астрономов многих стран.

К 1850 году были вычислены орбиты едва ли для двадцати пар звезд. Но скоро их число выросло в тысячи раз. Сегодня в каталоги занесено около 40 000 визуально-двойных звезд. Такое название присвоено звездам, двойственность которых может быть замечена либо невооруженным глазом (что очень редко), либо в телескоп. В этой работе ведущая роль принадлежала и принадлежит пулковским астрономам.

Двойная звезда из созвездия Большой Медведицы

Среди зарегистрированных пар встречаются любопытные образцы. Очень интересной оказалась звезда Кси Большой Медведицы, спрятавшаяся под Ковшом по направлению к созвездию Малого Льва. Это первая двойная звезда, для которой была точно вычислена и построена орбита обращения. А потом с помощью спектрального анализа было обнаружено, что каждая из них — Кси A и Кси B — также, в свою очередь, распадается на близко расположенные пары. Причем, если система Кси А обращалась вокруг своего центра тяжести за вполне солидное время (в 669 земных дней), то пара, составляющая систему Кси B, вертелась друг относительно друга с периодом всего в четверо суток. Трудно даже представить себе этот бешеный вихрь, имея в виду размеры светил...

В 1889 году директор Гарвардской обсерватории (США) Эдвард К. Пиккеринг, рассматривая многочисленные фотографии спектра двойной звезды Дзеты созвездия Большой Медведицы, имеющей собственное имя Мицар, заметил странное явление. На некоторых фотографиях линии спектра одной из звезд — Мицар A — оказались двойными. Решив проверить это обстоятельство и в случае, если фотографии испорчены, выкинуть их из архива, Пиккеринг наткнулся на еще более непонятное явление. Линии спектра действительно раздваивались, но раздваивались не всегда, а периодически: каждые десять с четвертью дней. «Не значит ли это, — подумал профессор, — что тут две звезды?» Так оно и оказалось. Мицар A состоял из тесной пары, которую можно различить только по смещению линий спектра. Судя по расщеплению этих линий, звезды облетали общий центр тяжести всего за двадцать с половиной земных суток!

Звезды, двойственность которых может быть обнаружена лишь по периодическим изменениям в спектре, называются спектрально-двойными.

Близко расположенные друг к другу звезды могут под влиянием взаимного притяжения даже менять свою форму. Так случилось со звездой W Большой Медведицы. Никаким способом не удавалось астрономам разделить эту звезду на пару. Между тем она все время странно подмигивала, меняя свой видимый блеск. И постепенно астрофизики пришли к удивительному выводу: так могут вести себя только две одинаковых звезды, настолько близко расположенные друг к другу, что под влиянием собственных полей притяжения их газовые шары вытянулись и стали похожими на дыни. Обращаясь вокруг центра тяжести, странная система каждые восемь часов поворачивается к земному наблюдателю одним из своих острых Концов. При этом одна звезда на время затмевает другую и количество света, летящего в нашу сторону, уменьшается. Тогда-то нам и кажется, что звезда мигает. Такой большой скорости вращения пока еще не найдено ни у одного другого светила нашего неба.

Звезды, заслоняющие периодически друг друга от земного наблюдателя, называют затменно-двойными. Сегодня их уже набралось около 2800 штук! У некоторых из них обнаружены вращающиеся газовые кольца, которые окружают либо главную звезду пары, либо оба светила вместе. Встречаются и двойные звезды, имеющие невидимый спутник малой массы. Исследовать такие системы можно пока лишь теоретически.

Вообще в мире звезд много необычного. Возьмите, к примеру, нашу соседку — Альфу Центавра. Эта звезда — почти двойник нашего светила. Масса ее всего на десять процентов выше солнечной. Но не зря говорится, что природа никогда не повторяет себя дважды. Альфа Центавра — тройная звезда: яркое желтое центральное светило, ничем не уступающее нашему; оранжевый спутник, менее яркий и не такой горячий; и тусклое красное светило, похожее на предзакатное Солнце в жаркий и пыльный день земного лета. Таким образом, если в этой системе есть и планеты (а такая возможность имеет довольно большую вероятность) и если на планетах Альфы Центавра существует жизнь, то в их небе пылают сразу три разноцветных солнца. Яркий и светлый земной день сменяется там оранжевым вечером, который в свою очередь уступает место багровой ночи... С земной точки зрения обстановка не особенно уютная.

Знаете ли вы, что?

Ближайшая к нам звезда Альфа Центавра — тройная система. Среднее расстояние ее от Солнца — 4,3 светового года. Главное светило системы — желтый «карлик», очень похожий на наше Солнце. С ним в паре кружится примерно такой же по массе, но значительно более холодный оранжевый спутник, уступающий нашему Солнцу в светимости раза в три. Период обращения обеих звезд почти 80 лет.

Третий член этой странной системы — звезда Проксима, что значит «ближайшая», Центавра. Она действительно находится на триста шестьдесят миллиардов километров ближе к нам, чем главная звезда. Расстояние по звездным масштабам ничтожное.

Проксима Центавра — холодный красный карлик. Температура на его поверхности никак не выше 3000°. А светит он в двадцать тысяч раз слабее Солнца.

Это тусклое светило лишь раз в несколько тысячелетий успевает облететь вокруг общего центра тяжести системы.

Вряд ли можно ожидать возле Альфы Центавра обитаемые планеты, да еще с разумной жизнью. А жаль... Были бы соседи...