Реферат: Созвездие Лира
Когда рассматриваешь фотографию известной планетарной туманности из созвездия Лиры, невольно напрашивается сравнение с колечком дыма, которое пускают искусные курильщики. Но аналогия здесь чисто внешняя, причем далеко не полная. Туманность в Лире вовсе не кольцо, повернутое к нам плашмя. Нет, это космическое образование напоминает скорее толстостенную, полую внутри и несколько сплюснутую газовую сферу. По краям луч зрения пронизывает большую толщу туманности, чем в середине, потому края туманности кажутся нам более яркими. Но и центральные области туманности гораздо светлее, чем окружающий черный фон неба. Значит, и здесь мы видим излучающий свет газ.
На цветной фотографии края планетарной туманности из созвездия Лиры красновато-малиновые, а центральная часть — зеленоватая. Окраска эта вызвана газами, составляющими туманность. Луч красного цвета принадлежит водороду, а зеленые лучи испускаются атомами ионизованного кислорода. Часть излучения создается атомами гелия. Излучение это «холодное» — газы туманности люминесцируют под влиянием света центральной звезды.
На фотографии вы видите несколько звезд, но, кроме той, которая находится в центре туманности, все остальные не имеют к ней никакого отношения. Это- «звезды фона», одни из них гораздо ближе чем туманность, другие дальше.
Центральное «ядро» туманности Лиры — звезда с исключительными характеристиками. Температура ее поверхности близка к 75000К, и потому по праву она считается одной из самых горячих звезд. Ее мощное ультрафиолетовое излучение заставляет люминесцировать газы туманности, и при этом туманность Лиры в несколько десятков раз ярче, чем ее удивительное «ядро». Найти планетарную туманность легко, она находится почти посередине между звездами гамма и бета Лиры. В школьный телескоп она покажется маленьким как бы искрящимся овальным туманным пятнышком. Действительные размеры этого объекта весьма внушительны: средний поперечник туманности Лиры близок к 70000 а. е., то есть почти в 700 раз больше поперечника Солнечной системы! С расстояния же 660 пк туманность Лиры имеет средний видимый поперечник всего около минуты дуги. Судя по спектру, туманность Лиры расширяется во все стороны от центральной звезды со скоростью, близкой к 19 км/с. Естественно предполагать, что центральная звезда когда-то выбросила газы, которые мы теперь и наблюдаем в виде планетарной туманности.
Установлено, что ядра планетарных туманностей имеют температуру от 50000 до 200000 Кельвинов. Светимость их, однако, невелика, так как ядра всех известных нам планетарных туманностей оказались белыми или голубыми карликами. Возраст планетарных туманностей вряд ли превышает 10000 лет. По одной из гипотез они образуются, по-видимому, при плавном отделении оболочки звезды па стадии сверхгиганта.
В небольшом созвездии Лиры есть несколько очень интересных звезд. Прежде всего обращает на себя внимание Вега — самая яркая звезда северного полушария неба (0,1m). Направьте на нее телескоп (с малым увеличением), и вы увидите сияющее в глубине неба далекое голубое солнце; при таких наблюдениях «солнцеподобность» ярких звезд из умозрительного вывода превращается в нечто почти физически ощутимое. Вега — горячая белая звезда — в 2,5 раза превосходит в поперечнике наше Солнце. Еще в 1837 г. В. Струве успешно определил расстояние до Веги и получил значение, близкое к современному (8 пк). По своим физическим свойствам Вега похожа на Сириус, но только несколько крупнее и горячее его. Рядом с Вегой есть замечательная кратная звезда эпсилон Лиры. Зоркий глаз отлично видит здесь две звездочки пятой величины, разделенные промежутком в 3'28". Особенно эффектна эта пара при наблюдении в бинокль. Телескоп же обнаруживает, что каждый из компонентов эпсилон Лиры в свою очередь двойная звезда (расстояния между их компонентами 2,8m и 2,3m). Все четыре звезды-белые звезды, напоминающие Сириус. И эти четыре Сириуса образуют физически взаимосвязанную систему из четырех солнц! В каждой из пар периоды обращения несравненно короче того исполинского промежутка времени, за который обе пары совершают полный оборот вокруг общего центра масс.
Весьма интересны некоторые переменные звезды созвездия Лиры. Недалеко от Веги на северной окраине созвездия видна полуправильная переменная R Лиры. Это — холодный красный гигант, меняющий блеск в пределах от 4,0m до 5,0m. Средний период близок к 50 дням, хотя в отдельных случаях между очередными максимумами и минимумами интервалы времени могут быть иными.
К востоку от этой переменной звезды отыщите в бинокль другую переменную BR Лиры. Это — цефеида, но, так сказать, другого сорта, чем дельта Цефея. Переменная RR Лиры возглавляет класс короткопериодических цефеид, у которых период изменения блеска меньше суток. Наоборот, «классические» цефеиды типа дельта Цефея называют долгопериодическими цефеидами, и у них периоды превышают сутки. Блеск RR Лиры меняется в пределах от 7,1m до 8,0m. Ее пульсации совершаются очень быстро, с периодом 0,57 суток. За это время меняется не только блеск, но спектральный класс звезды (от А2 до FO) и, разумеется, температура.
Различие между короткопериодическими и долгопериодическими цефеидами не ограничивается только величиной периода. Здесь оно гораздо глубже. В частности, звезды типа RR Лиры встречаются на всевозможных расстояниях от галактического экватора, тогда как классические цефеиды типа дельта Цефея обнаруживают явную концентрацию к средней экваториальной плоскости Галактики. Другими словами, цефеиды типа RR Лиры — звезды сферических подсистем, тогда как цефеиды типа дельта Цефея принадлежат к звездам плоских подсистем. Этот факт свидетельствует о различном происхождении цефеид двух классов, несмотря на все внешнее сходство формы кривых изменения их блеска. Однако самой замечательной переменной созвездия является уникальная во многих отношениях переменная бета Лиры. Эта звезда, переменность которой была обнаружена еще Гудрайком, возглавляет особый подкласс затменных переменных звезд. В отличие от Алголя, бета Лиры непрерывно меняет свой блеск в границах от 3,4m до 4,3m с периодом в 12,91 суток. Четко выражен и вторичный минимум (3,8m), расположенный посередине между главными.
Казалось бы, наблюдаемая картина изменения блеска хорошо объясняется схемой двух эллипсоидальных звезд разной светимости, обращающихся вокруг общего центра масс. Суммарная площадь частей поверхности двух компонентов бета Лиры, обращенная к наблюдателю, непрерывно меняется,- отсюда и непрерывные колебания блеска звезды. Однако весьма сложный вид спектра бета Лиры и его странные изменения вовсе не соответствовали этой чересчур простой схеме. Пришлось затратить немало труда, прежде чем действительная природа бета Лиры была разгадана.
Эта переменная звезда, кажущаяся невооруженному глазу одиночной, на самом деле состоит из двух очень близких эллипсоидальных звезд. Большая из них — горячая голубовато-белая гигантская звезда с температурой поверхности около 15000К. Меньшая звезда вдвое холоднее (спектральный класс F), и ее излучение теряется в тех мощных потоках света, которые излучаются главной звездой. Но это не все. От главной звезды к ее спутнику непрерывно извергаются газы, которые, обтекая спутник, снова возвращаются к главной звезде. Однако вращение спутника вокруг главной звезды и инертность газов приводят к тому, что часть выброшенных главной звездой газов удаляется от звезд, образуя в пространстве исполинскую газовую спираль. Нечто подобное образуют в воздухе те светящиеся вертушки, которые иногда употребляют во время фейерверков.
Газовый шлейф непрерывно рассеивается в пространстве, но он же и непрерывно пополняется теми новыми порциями газов, которые выбрасывает главная звезда. Создается так называемое динамическое равновесие, и газовый шлейф виден постоянно, вуалируя спектр бета Лиры. По случайному стечению обстоятельств луч зрения близок к плоскости, в которой лежит этот газовый шлейф. Если бы мы смотрели на бета Лиры «сверху» или донизу", она казалась бы нам самой обычной звездой постоянного блеска.
Сейчас обнаружены газовые шлейфы и вокруг ряда других звезд, причем иногда эти шлейфы имеют форму газового кольца и звезда с близкого расстояния должна отдаленно напоминать Сатурн. Правда, газовые кольца, как и газовый шлейф бета Лиры, неустойчивы, и их существование поддерживается лишь теми потоками газов, которые непрерывно извергаются звездами.
На примере созвездия Лиры мы видим, что иногда и весьма небольшое созвездие содержит значительное количество интересных объектов, легко доступных для наблюдения даже в школьные телескопы.