AE Возничего — «Пылающая звезда»

Пути звёздные неисповедимы

Комплекс туманностей Возничего: IC 410 и IC 405. Астрофотография Риккардо Пачини

Поздними зимними вечерами на вершину северного неба поднимается созвездие Возничего, украшенное яркой желтоватой Капеллой. Сейчас самое время задуматься об этом созвездии и понаблюдать за его астрономическими достопримечательностями, а их в Возничье немало, ведь именно здесь проходит зимняя ветвь Млечного Пути. Млечный Путь наполняет это созвездие множеством звездных скоплений и туманностей. А интересных звезд здесь просто слишком много.

Сегодня речь пойдет о «Сверкающей звезде» — AE Возничего, и об одноименной туманности, которая в каталоге имеет номер IC 405.

Возможно, это одна из самых тусклых звезд в созвездии Возничего, видимых глазом. В Возничье около сотни звезд такой яркости. Почему мы выбрали именно этот?

Астрономов интересуют все звезды на небе – без исключения. К тому же нет другого способа найти что-нибудь интересное, кроме как все изучить. А вот по поводу АЭ Ауриги Его Величество помог Шанс.

Расположение звезды AE Возничего на карте неба. (с) Стеллариум

Пространственное расположение звезды таково, что она находится в самой плотной области газопылевой туманности, которых много в созвездии Возничего. Звезда освещает туманность, делая последнюю видимой.

Некоторые наблюдатели ранее полагали, что звезду окружало пламя, которое сверкало разными цветами и оттенками. А современные фотоснимки, полученные при многочасовом накоплении света, раскрывают здесь удивительные детали, которые можно видеть и изучать вечность.

В свечении туманности участвуют одновременно два процесса – отражательный (межзвездная пыль отражает и рассеивает свет звезды) и эмиссионный (это настоящее свечение облаков водорода, из которого туманность состоит на 99%), под воздействием мощного излучения звезды AE Возничего — ультрафиолетовые фотоны, испускаемые звездой, возбуждают атомы водорода в туманности). Может даже показаться, что межзвездное пространство в этой части галактики заполнено плотным осязаемым газом. На самом деле плотность материи здесь лишь немногим выше средней по Млечному Пути. В окрестностях Солнца плотность водорода может составлять порядка 1 атома на 2-3 кубических сантиметра. А в туманностях типа Пылающей Звезды атомов на кубический сантиметр может быть от дюжины в относительно редких областях до 100 или 1000 атомов в более плотных и ярких зонах. Но это всё равно очень и очень глубокий вакуум по сравнению с окружающей средой человека, кубический сантиметр которого содержит не тысячи и миллионы, а миллиарды и миллиарды атомов.

Межзвездные туманности огромны. Они простираются на световые годы и представляют собой «видимое небытие», но, сконцентрировавшись в небольшой области космоса, туманности рождают звезды — массы одной туманности вполне может быть достаточно, чтобы создать десятки, сотни или даже тысячи звезд.

В то же время звезды, рожденные в водородных облаках, обычно не остаются в них навсегда, а стремятся покинуть место своего рождения.

Каким образом?

Это мы сегодня узнаем.

AE Возничего — неправильная переменная звезда (относится к так называемым переменным «Ориона», часто встречающимся среди молодых звезд, еще не вырвавшихся из родительских туманностей — таких, кстати, в туманности Ориона немало) — она не сформировался в туманности, которая сейчас освещена звездным пламенем. Звезда теперь просто летит через эту туманность (как звезды в скоплении Плеяд). И если бы в этом месте космоса не было звезды AE Возничего, мы бы сейчас не наблюдали эту туманность.

Туманность Пылающая звезда (IC 405) с одноименной звездой внутри. Астрофотография Риккардо Пачини

Но астрономы наблюдают за этой туманностью. Понятно, что видимость туманности обусловлена наличием яркой и очень горячей (одной из самых горячих!) звезды в ее центральной области. И на всякий случай они пытаются узнать о звезде побольше.

Они измеряют спектр, температуру, расстояние, направление и скорость движения. и тогда оказывается, что А.Е. Возничего буквально пронзает эту туманность, как аннигиляционный звездный крейсер - со скоростью более 200 километров в секунду, что на порядок превышает среднюю относительную скорость звезд в этой части Млечного Пути.

Звездные следы привели исследователей в самое сердце туманности Ориона, где сейчас проявляется знаменитая «Трапеция Ориона» — многозвездная система очень молодых светил. Именно здесь, а не в водородных облаках созвездия Возничего, около двух-трех миллионов лет назад начала свой путь наша звезда.

Но звезда – это не звездный крейсер. И звезда не может просто взлететь сама по себе. Должно быть, что-то этому способствовало – возможно, еще одна звезда. Ну а что еще во Вселенной может двигать звезды? - только другие звезды!

Нужно было найти хотя бы еще одну звезду – соучастницу побега. И такая звезда нашлась. Это Му голубя.

AE Возничего — неправильная переменная звезда (относится к так называемым переменным «Ориона», часто встречающимся среди молодых звезд, еще не вырвавшихся из родительских туманностей — таких, кстати, в туманности Ориона немало) — она не сформировался в туманности, которая сейчас освещена звездным пламенем. Звезда теперь просто летит через эту туманность (как звезды в скоплении Плеяд). И если бы в этом месте космоса не было звезды AE Возничего, мы бы сейчас не наблюдали эту туманность.

Расположение звезд AE Возничего, Мю Дав и туманности Ориона (М42) на карте неба. (с) Стеллариум

Если начертить расстояние от туманности Ориона на север до центральной части созвездия Возничего, где сейчас горит «Сверкающая звезда», но только в обратном направлении, то это приведет нас к созвездию Дуэ (оно лежит как раз в южнее Ориона), где с такой же молодой и горячей звездой летит через пространство с большой скоростью, что по всем своим свойствам соответствует светилам, рожденным в туманности Ориона.

Мю Голубь оказался буквально «близнецом» звезды AE Возничего.

Чуть более двух миллионов лет назад оба светила образовали двойную звездную систему и медленно дрейфовали сквозь завесу породившей их туманности. Но на пути они встретили еще одну пару звезд, которая своей гравитацией спутала все их планы — равновесие системы было потеряно и звезды с огромной скоростью разлетелись в противоположные стороны. Теперь они больше никогда не встретятся. Сейчас на земном небе эти звезды разделены угловым расстоянием около 70 градусов. А если принять во внимание линейное расстояние каждой из них — 1450 световых лет до AE Возничего и 1300 световых лет до Мю Дав, то можно сделать вывод, что сейчас эти звезды разделяет линейное расстояние одного и того же порядка — около одного с половиной года на расстоянии полтысячи световых лет друг от друга. При этом каждая звезда прошла орбиту длиной около 750 световых лет от туманности Ориона за 2,5 миллиона лет.

Расположение звезды Му Дав на карте неба. (с) Стеллариум

За это время в родительской туманности многое изменилось – некоторые звезды уже погасли, а другие родились совсем недавно. Например, знаменитая «Трапеция Ориона» — 16-конечная звездная система — образовалась и зажглась здесь всего миллион лет назад и не существовала в то время, когда А.Е. Возничего и Му Дав пережили внезапную разлуку не имело никакого отношения ни к созвездию Возничего, ни к созвездию Голубя, и этих созвездий не существовало на земном небе - звезды на небе нашей планеты миллион лет назад располагались совершенно иначе, некоторые звезды не были еще там, но сияли другие, которых сейчас уже давно нет.

Но звезда, ответственная за разрушение пары звезд, найдена – ее нашли ученые.

Это Йота Орионис, самая яркая звезда меча Ориона.

Обратите внимание: Астрономы в недоумении: голубая гигантская звезда исчезла, не оставив следа.

Она еще недалеко от места своего рождения. Но не могло случиться, чтобы кто-то вмешался в ситуацию, приведшую к плачевным последствиям, а сам он остался совершенно незапятнанным. Йота Орион также должна нести на себе некоторые следы давнего «звездного поселения.

Расположение звезды Йота Ориона на карте неба. (с) Стеллариум

Хация (традиционное название Йоты Ориона) оказалась спектрально двойной звездой. Это означает, что современные — даже самые мощные — телескопы не показывают двойственности звезды. Его обнаруживают с помощью спектрального анализа — таким образом, чтобы выявить периодическое раздвоение основных линий поглощения в звездном спектре. Там, где телескоп видит один источник света, на самом деле их два, но направление их скоростей различно – один источник движется к наблюдателю, другой удаляется от него, а линии в спектре лишь отражают эту динамику. Так проявляется в звездных спектрах знаменитый эффект Доплера, благодаря которому свист локомотива имеет более высокую тональность, если локомотив движется в нашем направлении. Немного меняется и тон звезд, но не звук, а цветовой характер — линии смещаются либо в сторону красного конца спектра, либо в сторону синего, ведь и звук, и свет по своей сути являются волнами. Такую же природу имеет красное смещение в спектре далеких галактик.

Анализируя спектр Йоты Ориона, исследователи пришли к выводу, что орбита спутника имеет чрезвычайно высокий эксцентриситет (удлинение), чего в двойных системах, естественно, не происходит. Некоторые другие нужны, чтобы растянуть орбиту звезды-спутника своим гравитационным воздействием.

Сравнив параметры дисперсии звезд AE Aurigae и Mu Dove с крайней орбитой спутника Йота Ориона, астрономы смогли собрать воедино пазл: именно эти четыре звезды — главные участники длительной драмы. И это сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Существует несколько сценариев, в том числе тот, где изначально AE Возничего и Му Дав не были вместе, и один из них был спутником Йоты Ориона. Но неосторожная встреча на звездном перекрестке стала причиной того, что звезды обменялись партнерами, но из двух пар выжила только одна – вновь образовавшаяся. И это настоящая космическая «Санта-Барбара». Однако жизнь звезд порой не менее увлекательна, чем жизнь людей. И возможно, мы, находящиеся на земле, в своих человеческих судьбах лишь разыгрываем общие для всей вселенной сценарии встреч и расставаний.

Пылающая туманность занимает участок неба, сравнимый с диском полной Луны. А вот в космосе он составляет около 5 световых лет – именно такое расстояние освещает своим звездным светом одноименная туманность. Но что такое 5 световых лет для звезды, прошедшей 750 световых лет всего за пару миллионов лет? И через несколько тысяч лет А.Е. Возничего покинет эту туманность. Но внутри созвездия Возничего межзвездный газ и пыль не прекращаются. И звезда своим светом будет освещать в разное время все новые и новые туманности, как если бы это была все та же туманность, летящая за звездой, хотя, конечно, это иллюзия.

Звезды вроде AE Aurigae живут недолго. «Пылающая звезда» в 23 раза массивнее нашего Солнца, излучает энергию в космос в 60 тысяч раз интенсивнее Солнца и имеет температуру поверхности 33 тысячи градусов (у нашего Солнца всего 5800 градусов). Эта звезда очень изношена и сгорит через несколько миллионов лет, три из которых уже жили. Если бы у нее было больше времени, она могла бы покинуть нашу галактику; ее скорость вполне это позволяет. И возможно, именно это и произойдет. Но до АЭ Возничья вспыхнет как сверхновая, сбросив оболочку и оставив после себя еще одну туманность и небольшой огарок звездного ядра, став нейтронной звездой.

Когда это произойдет? В каком созвездии в это время будет находиться «пылающая звезда», сейчас сложно ответить на эти вопросы.

Современная астрофизика достаточно хорошо научилась перематывать время назад и на основе событий, происходящих сегодня в звездном мире, может показать причины этих событий в прошлом. Однако нам пока довольно сложно заглядывать в будущее. И дело даже не в ограниченности современной науки, а прежде всего в том, что, в отличие от прошлого и настоящего, будущее еще не наступило. А нереализованное событие всегда имеет несколько вариантов реализации. Некоторые варианты имеют большую вероятность, некоторые — меньшую, но ничто в нашем мире не имеет однозначной предопределённости. И именно эта особенность нашего мира дает свободу выбора – как людям, так и звездам.

На широкоугольных фотографиях видно, что буквально в полутора градусах от Пылающей туманности находится еще одна туманность, сравнимая по видимым размерам, IC 410. Среди любителей астрономии ее называют туманностью Головастик. Не путайте ее с «Галактикой Головастик» — это совсем другое.

Причиной столь забавного названия послужили извилистые пылевые шары в центральной части туманности – словно в пучине звездного моря плавали какие-то странные существа с большой головой и виляющим длинным хвостом…

И хотя обе эти туманности кажутся близкими друг к другу, «Туманность Головастик» на самом деле находится в десять раз дальше «Сверкающей звезды» — ее расстояние составляет около 12 тысяч световых лет, и она находится буквально на самом краю Млечного Пути. Галактика. Полезно знать, что когда мы смотрим на созвездие Возничего, мы смотрим точно в сторону от центра галактики – туда, где мы ближе всего к галактической границе, за которой начинается межгалактическая пустота. А «Туманность Головастик», пожалуй, последний форпост Млечного Пути. Но и здесь кипит звездная жизнь, рождаются новые звезды, каждая со своей уникальной звездной судьбой, и ни одна звезда не знает своей судьбы заранее.