Астрономия с биноклем

Зима - не самое комфортное время для астрономических наблюдений. Однако небо в редкие ясные ночи зимних месяцев настолько эффектно, украшено такими яркими звездами и выразительными созвездиями, что несмотря на холод и прочие неудобства не могут усидеть дома те, кому доставляют радость путешествия по загадочным лабиринтам звездного неба, кто хочет своими глазами заглянуть в таинственные глубины космоса. К тому же длительные периоды непогоды обычно сменяются днями и ночами с такой исключительной прозрачностью атмосферы, какой никогда не бывает летом, и тогда сердце каждого увлеченного небом начинает биться учащенно. И даже если в его распоряжении не телескоп, а всего лишь бинокль, он может рассчитывать на многое, ведь звездное небо удивительно щедро и оно легко открывает перед пытливым взглядом красоты, о которых несведущий даже не подозревает. Для этого нужно лишь немного терпения, темная безлунная ночь, защищенная от постороннего света площадка. Нужен также оптический инструмент - бинокль хотя бы 5-см класса или подзорную трубу такого же размера (этот вариант хуже). Конечно, если посчастливится воспользоваться хорошим, большим биноклем или зрительной трубой типа ЗРТ, или даже небольшим телескопом, это будет очень кстати. Некоторые познания в астрономии также не помешают, но я надеюсь, у читателей этих статей они имеются.

Небо над нами: планеты, звезды, Млечный Путь

Для начала вспомните общий вид неба и созвездия, украшающие южную часть небосвода. О том, как вести астрономические наблюдения с биноклем и какие бинокли для этого лучше всего подходят – тема отдельного рассказа.

Предположим, что дело происходит в 2001 г., в средине января в 21 ч. 30 мин, в начале февраля в 21 ч, или в конце февраля в 20 ч. 30 мин. Вы устроились в достаточно темном месте, вдали от ярких городских огней, Луна не мешает вам и погода благоприятствует наблюдениям. Сначала осмотрите все небо. Первое, что привлечет ваше внимание, это яркое, очень красивое небесное светило, волшебным огнем горящее на западе, (низко над горизонтом в январе и достаточно высоко в феврале). Это планета Венера, “Вечерняя звезда”. Ее блеск все это время -4,4^m, т.е. максимально возможный и блеском она уступает только Луне.

Орион и окружающие его созвездия. Эта схема отображает вид южной части небосвода примерно в 21 ч. местного времени в январе или в 22 ч. в феврале 2001 г. показаны звезды до 6^m, т.е. видимые невооруженным глазом. Щелкните по карте, чтобы увидеть ее в полном размере

Наведем на нее наш бинокль. Если он достаточно хорошего качества и укреплен на штативе (последнее даже важнее) вы непременно заметите, что Венера выглядит крошечным полумесяцем, обращенным выпуклостью в сторону зашедшего Солнца. Особая яркость этой планеты объясняется во-первых небольшим расстоянием до нее (105 млн км в средине января (0,7 а.е.) и 71 млн км. (0,45 а.е.) в средине февраля) и во-вторых, очень высокой отражательной способностью облачного покрова венерианской атмосферы. Внимательный читатель обязательно обратит внимание на то, что в январе и в феврале серпик планеты будет неодинаков, больше по размеру, но при этом станет тоньше.

Теперь поднимите голову и повернитесь вполоборота налево. Высоко в небе ваше внимание привлечет очень яркая (-2,4m) желтоватая “звезда”, светящая постоянным, немерцающим светом. Это Юпитер - самая крупная планета Солнечной системы. Неподалеку, правее и чуть ниже него виден второй гигант - Сатурн. Он светит слабее Юпитера, имея блеск 0,2m (и не удивительно, ведь он сейчас отстоит от нас на 129 млн. км, (8,6 а.е.), а Юпитер “всего” на 660 млн. км. (4,4 а.е.).

Бинокль поможет вам увидеть диск Юпитера (а если увеличение инструмента более 15х, то две еще и полосы не нем) и четыре самых крупных спутника планеты. Хорошо, если удастся проследить за ними день за днем, тогда можно будет обнаружить их движение вокруг планеты, повторив таким образом открытие Г.Галилея, обнаружившего их в 1610 г. в 3-сантиметровый рефрактор, за что они теперь носят название галилеевых.

Крупный бинокль, такой как БП 20х60 или 25х75 позволит рассмотреть кольца Сатурна. Сейчас они находятся в наибольшем раскрытии, то есть в самом удобном положении для наблюдений. Подробностей их строения уловить не удастся, для этого нужен телескоп, но вот движение крупнейшего спутника планеты, Титана, заметить можно и в 5-см бинокль. Другие планеты в это время находятся под горизонтом и наблюдениям недоступны.

Но, все же, поскольку основной интерес для наблюдателя с биноклем представляют все же не планеты (бинокли слабоваты для этого), перейдем к наблюдениям небесных тел, отстоящих от нас на расстояния в сотни миллионов раз дальше, то есть звезд. Для этого следует сначала сориентироваться в созвездиях. Повернитесь лицом на юг (Юпитер будет над вами и чуть правее), и перед вами откроется зимний небосвод во всем его великолепии. Нигде больше в небе не собрано такого количества ярких звезд, как здесь. А величественный Юпитер и мрачноватый Сатурн придают картине дополнительное величие.

Самая яркий, центральный персонаж зимнего неба, безусловно, Орион. Название этого созвездия знакомо каждому и слава его оправдана. На небе мало столь же выразительных фигур, к тому же он находится в центре группы ярких и интересных созвездий, каждое из которых замечательно по отдельности. Поэтому совершенно естественно, что Орион обычно берут как ориентир при поиске других созвездий. Воспользуйтесь приведенной здесь схемой для их определения.

Это древнее созвездие получило свое название в честь героя многих древнегреческих мифов - отважного и сильного охотника-великана. Именно таким он изображен на старинных звездных картах - со щитом в одной руке с дубиной в высоко поднятой другой. Это редкость, но расположение звезд в этом созвездии действительно напоминает фигуру, в честь которого оно названо. Центральная же ее часть напоминает сноп пшеницы, перетянутый посредине. Две очень яркие звезды, украшают левый верхний и правый нижний углы - Бетельгейзе (0,2^m ) и Ригель (0,45^m). Стягивающий стан охотника пояс (“пояс Ориона”) отмечен тремя звездами почти одинакового блеска. Они носят имена (слева направо) Альнитак (2,0^m), Альнилам (1,8^m) и Минтака (2,5^m) и образуют короткую прямую линию, настолько характерную, что ее невозможно не заметить. Воспользуемся ею как указателем: левый (нижний) конец пояса указывает на Сириус - самую яркую звезду земного неба, переливающуюся невысоко над горизонтом, а правый, верхний - на созвездие Тельца, с которым, согласно легенде, собирается сразиться небесный охотник.

Глаз этого разъяренного быка отмечен оранжевой звездой Альдебаран. Охотника сопровождают два верных собаки. Малый Пес - невзрачное созвездие, примечательное лишь своей яркой звездой Процион, который сияет белым огнем восточнее Ориона. Большой Пес это как раз то созвездие, в котором находится Сириус. Левее и выше Ориона видно созвездие Близнецов, с главными звездами Кастор и Поллукс. Почти точно над головой виден пятиугольник созвездия Возничего с красивой желтоватой звездой Капеллой. Внутри треугольника, образованного Проционом, Сириусом и Бетельгейзе (его называют иногда “Зимним треугольником”), расположен Единорог, большое, хотя и невыразительное созвездие. Ни одной звезды ярче 4^m в этом созвездии нет, зато есть много других интересных объектов, с которыми вы сможете познакомитесь в дальнейшем.

Не забудьте обратить внимание на Млечный Путь. Какой контраст с привычно-яркой полосой, что так привлекает взгляд летом! Он протянулся широкой тусклой лентой через пол-неба, утоньшаясь и почти теряясь к зениту, к созвездию Персея. Однако именно здесь, в его глубинах прячутся самые интересные объекты, которые можно наблюдать с помощью наших скромных инструментов.

Звезды… Трудно представить себе, насколько эти далекие мерцающие огоньки могут различаться и по своем физическим параметрам, и по поведению. Проследим это на примере трех выдающихся на небе звезд - Ригеля, Бетельгейзе и Сириуса. Первые две – звезды-гиганты, хотя и весьма непохожие одна на другую. Ригель – из класса голубых гигантов, он в 36 раз больше Солнца по диметру и в 81 000 раз по светимости. Бетельгейзе, красный сверхгигант, светит как 22,5 тыс Солнц, но превосходит его по диаметру в 900 раз! Бетельгейзе – стареющая звезда, поэтому температура ее поверхности - всего 3000° , и она явно выделяется среди остальных своим красноватым оттенком. Полюбуйтесь обеими этими звездами в бинокль, он усиливает зрительное впечатление и цветовой контраст. Теперь взгляните на Сириус. Хотя его блеск -1,44^m , т.е. в несколько раз выше, чем у первых двух, на самом деле это довольно небольшая звезда, правда тоже больше Солнца (в 2,4 раза). Но из-за того, что Сириус - молодая, а следовательно, очень горячая звезда (температура его поверхности достигает 9250°), он излучает энергии в 22,4 раза больше, чем Солнце. И все же, по звездным меркам этого маловато, и лишь потому, что он находится на расстоянии всего 8,6 св лет от нас (это один из ближайших наших соседей, 8-я по удаленности от Солнца), он выглядит таким ярким.

Теперь о поведении этих звезд. Сириус, как и полагается молодой маленькой звезде, стабилен, как, впрочем, и Ригель. Бетельгейзе же звезда старая, нестабильная, или, как говорят, переменная. Большую часть времени она остается второй по блеску звездой Ориона, но иногда ее яркость возрастает и она превосходит Ригеля. Затем блеск вновь уменьшается. Происходит такое достаточно нерегулярно, примерно один раз в два года. Это связано со сложными процессами, происходящими в поверхностных слоях звезды. Сравните их, читатель, возможно, Бетельгейзе опять “разгорелась”?

Еще одна красноватая звезда расположена поблизости - это Альдебаран, “глаз” Тельца. Так же как и Бетельгейзе, этот остывающий красный гигант (в 40 раз больше Солнца) почти выработал все запасы водорода и вступил в фазу нестабильности – так же как и Бетельгейзе, Альдебаран нерегулярным образом немного сжимается и расширяется. При этом блеск звезды меняется от 0,75^m до 0,95^m.

Чтобы полнее познакомиться с палитрой звездных цветов, непременно следует обратить внимание на яркую Капеллу (0,08^m), “возглавляющую” созвездие Возничего – она имеет красивый желтоватый оттенок. Капелла расположена в 43 св.годах от Солнца и превосходит его размерами в 10 раз. Вообще забавно, но сравнение почти с любой звездой оказывается не в пользу Солнца. И хотя мы теперь знаем, что класс звезд-карликов, к которому принадлежит наше гордое светило, является самым многочисленным среди звезд, это не может немного не огорчить нас. Пусть так, но ведь Солнце - наш космический дом, дающий нам свет и тепло, а лучше дома, как известно, нет места во всей Вселенной.

А теперь, вооруженные всеми этими знаниями, еще раз взгляните, как красиво мерцают эти удивительные звезды, и особенно – Сириус. Правда, нужно помнить, что это свойство не звезды, а атмосферы, ведь расположен Сириус низко (он никогда не поднимается в средних широтах выше 15-20° ). Наведите на него бинокль и вы почувствуете, что вам хочется снова и снова любоваться этим изумительным небесным бриллиантом, переливающимся всеми цветами радуги.

Теперь от изучения ярких, но более-менее спокойных звезд перейдем к необычным, отличающимся необычным поведением. Известно, что среди звезд встречаются такие, которые меняют свой блеск не на несколько процентов, а в сотни раз и происходит это весьма регулярно! Таковы долгопериодические переменные звезды или мириды (получившие это название от звезды Миры, o Кита, самой яркой из этого класса), один из многих классов, на которые подразделяются переменные. Мириды- пульсирующие, звезды, периодически сжимающиеся и расширяющиеся и меняющие от этого свой блеск: в фазе наибольшего сжатия они “разгораются”, а затем сжатие сменяется расширением. Период их обычно равен 350-450 суткам, амплитуда блеска огромная - может достигать 8 и более звездных величин и наблюдать за изменением блеска такой звезды из месяца в месяц - необыкновенно интересный и приятный опыт. Пример такой звезды - U Ori. За 372,4 дня она изменяет свой блеск от 12,6^m до 6,3^m, но иногда в пике он достигает 4,8^m, т.е из недоступной небольшому телескопу звезда становится хорошо видина невооруженым глазом! В 2001 г. максимум ее блеска ожидается 12 февраля. Когда вы отыщете ее, вас наверняка привлечет необыкновенно глубокий красный цвет этой звезды. Еще одну переменную, но совсем другого класса, т.н. затменно-переменную вы найдете в созвездии HYADES_Ris4.jpg (68859 bytes)

Тельца. Она носит обозначение HU Тельца (Tau), и найти ее можно с помощью приведенного здесь фото. Переменные этого класса не меняют своих физических характеристик, а представляют собой тесные двойные системы, с достаточно быстрым орбитальным движением. Большую часть времени компоненты светят вместе и блеск системы остается постоянным. Но, когда одна из них “заходит” за другую, поток света уменьшается и наблюдатель видит понижение блеска звезды. HU Тельца испытывает такие затмения каждые 2 дня 1 час и 21 мин. В периоды падения блеска, длящиеся около 8 ч., ее блеск резко снижается с 5,9^m до 6,7^m. Сопоставляя его со специально подобранными звездами сравнения (они есть на фото), можно оценить текущее состояние переменной, а затем по результатам оценок построить кривую блеска, которая в свою очередь, расскажет очень много о физической сущности наблюдаемой пары.

Еще одно часто встречающееся свойство звезд обычно привлекает астрономов-любителей – это парность. Как показывают исследования, одиночные звезды – скорее исключение в звездном мире, обычно же они с рождения объединены в пары. И очень часто вы можем наблюдать их в оптические инструменты. Расстояние между компонентами, как и период взаимного обращения в них может быть самым разным - от нескольких часов (хотя такие и нельзя увидеть в телескоп, т.к. они расположены слишком близко друг к дугу) до десятков тысяч лет. Далеко же отстоящие друг от друга звезды можно наблюдать и с помощью бинокля.

Посмотрите на звезду Минтаку (d Ориона). Главная звезда 2,2^m на расстоянии 53 имеет спутника 6,3^m. Третий компаньон этой систевы слишком слаб для биноклей. Более тесная пара - 23 Ориона (23 Ori) (см. карту). Между звездами 5,0 и 7,1^m образующими ее, 32. Теперь взгляните на “меч Ориона”. Звездная пара 42-45 Ori, без сомнения, не вызовет никакого затруднения. Более того, люди с хорошим зрением смогут разделить эти звезды безо всякого оптического инструмента, т.к. расстояние между ними около 6’ а звезды имеют блеск 4, 7 и 5,3^m. Наверное, вы заметите, что правая из этих звезд имеет голубой цвет, а левая - желтоватая.

Теперь направьте свои инструменты на среднюю звезду “меча”, обозначаемую q . Она предстанет перед нами в виде широкой пары с расстоянием около 2’. Крупные бинокли, подзорные трубы тут же покажут, что обе компоненты, q ¹ и q ², состоят из нескольких звезд. Это так называемая кратная система. Та, что правее и выше, q ¹, носит название “Трапеция Ориона”. Легко пронять, почему, если взглянуть на нее в телескоп. Крошечная трапеция из четырех звездочек красиво сверкает, подобно маленькому драгоценному камню. Бинокли с увеличением 12х и больше также позволят различить их, но в меньшие, скорее всего, она будет выглядеть как одиночная, чуть “размазанная” звезда. q ² – обычная двойная, состоящая из компонент 5,2 и 6,5^m, разделенных 52”. Осталась только i Ori, нижняя в “Мече”. Возможно, она покажется трудной для некоторых наблюдатедей из-за небольшого расстояния в 11”, но эта она (2,8 и 6,9^m) очень красива: цвета компонент - голубоватый и серебристо-белый. Рядом с ней, чуть юго-западнее, находится еще одна двойная - S 747, весьма популярная у тех, кто знает ее. Звезды 4,6 и 5,7^m в этом случае разделяет 36”.

На последок следует обратить внимание на звезду s Ориона, очень эффектную сложную систему: на небе немного таких, которые состоят из 5 звезд! В маленькие бинокли можно заметить только одну компоненту - Е, отстоящую от главной звезды на 42”, но в 12-кратные, станет видна еще и компонента D, на расстоянии 13” от главной звезды, а может быть и С, на расстоянии 11”. Прелесть этого объекта еще и в том, что всего в 210” от него расположена еще одна тройная система - Струве 761 (S 761). Главная звезда 7,9^m имеет на расстоянии 68” спутника 8,2^m, который в свою очередь, тоже двойной - в 9” от него видна звездочка 8,7^m. Чтобы рассмотреть всю эту компанию, от вас, читатель, потребуется терпение и внимательность.

Нам теперь известно, что звезды зарождаются и формируется в газово-пылевых облаках, пронизываюших всю плоскость Млечного Пути. В особо крупных и плотных, как правило, появляются сразу целые группы звезд, которые затем, когда они выходят из этих “звездных яслей”, и становятся видимыми, образуют группы разной численности и плотности. Наиболее многочисленный класс таких объектов - это рассеянные звездные скопления. Обычно в них насчитывается от десятка до нескольких сотен звезд, порой одинаковой яркости, иногда же сильно различающейся. Поэтому всегда бывает очень интересно отыскивать на небе новый объект этого класса – никогда не знаешь, каким он окажется. Рассеянных скоплений вы даже с простым биноклем можно отыскать на небе десятки, а многие из них видны и невооруженным глазом. Самые известные из них - Плеяды и Гиады в созвездии Тельца.

Взглянем на небо: маленький изящный “ковшик” Плеяд, образуеый семью звездочками – “семью сестрами” как известен он в фольклоре многих народов, в том числе и нашего - расположен северо-западнее (правее и чуть выше) Альдебарана. Это скопление очень молодо, оно даже еще не вышло полностью из породившей его туманности, что хорошо видно на фотографиях. Особенно впечатляют цветные снимки, на которых ясно виден голубой цвет молодых завезд (а звезды, как известно, рождаются голубыми) и светящиеся в их свете облака и струи пыли. Небольшие бинокли покажут, что звезды Плеяд как бы окружены ореолами, но на самом деле это и есть туманности, а не результат запотевания оптики, как кажется на первый взгляд. Во всяком случае, проверить это можно тут же, наведя бинокль на Гиады, большую группу звезд справа от Альдебарана. Если вокруг них ореол не виден, значит в Плеядах наблюдатель видит именно туманности. В большие жи бинокли, 60мм и более, можно заметить и форму некоторых из них. Самая характерная и легко заметная из туманностей - пылевой шлейф от звезды Меропа, столь отчетливо выделяющийся на фотоснимках.

Гиады, второе из савых ярких скоплений нашего неба, как показывают исследования, это самое близкое к Солнцу крупное рассеянное скопление. Этим объясняются его большие размеры и яркость. И, не удивительно, что лучшим инструментом для его наблюдения является бинокль. Наведите его сюда: все поле зрения усыпано разноцветными звездами, составляющими причудливые пары и группы. Две самые яркие из них - q ¹ и q ²– хрестоматийный пример двойной звезда для савых скромных инструментов. Расстояние между ними 337”, или 5,6’, а блеск 3,4 и 3,8^m. Кстати, Альдебаран не является членом скопления, а просто проецируется на его край, располагаясь вдвое ближе к нам. А теперь переведите бинокль на 5° (т.е. примерно на одно поле зрения бинокля) северо-восточнее. Вы увидите здесь неяркое туманонно пятнышко. Это другое рассеянное скопление – NGC 1647. Оно находится в восемь раз дальше Гиад, и, возможно, Гиады выглядели бы именно так, будучи отнесены на это расстояние.

В созвездии Возничего вы легко отыщем еще три рассеянных скопления. Это М36, М38 и М37. Первые два расположены чуть ниже средины пятиугольника, образованного савыми яркими звездами созвездия, на расстоянии 2,5° одно от другого, а М37 – в 4° левее них. На первый взгляд, все они выглядят одинаковыми круглыми туманными пятнами, но внимательный взгляд тут же заметит отличия. Они действительно разные, эти скопления. Например, М37 (5,6^m) состоит из более, чем двух сотен слабых звезд почти одинакового блеска, равномерно рассыпанных на площади размером 24’, а М38 и М36 насчитывают меньше сотни членов каждое, причем разного блеска и расположенных в полном беспорядке. В М38, например, входит гигантская желтая звезда светимостью в 900 Солнц! Если бы наше скромное сетило перенести в это скопление, нам бы потребовался крупный телескоп, чтобы просто заметить его – блеск нашего карлика не превышал бы 15,3^m, а “желтого гиганта” вы хорошо видим даже в бинокль. Скопления расположены примерно на одном расстоянии в 4200-4400 св.лет от нас.

В созвездии Близнецов, у “ног” Кастора, примерно в 9° к юго-востоку от М37, можно легко отыскать еще одно скопление, М35. Этот замечательный объект напоминает только что упомянутые, но он больше - около 30’ в диаметре (т.е. видивый размер такой же как у Луны), ярче, около 5,3^m (т.е. может быть замечен невооруженным глазом) и более эффектен при наблюдении в бинокль. Сразу же заметно, что это - красивая группа звезд неравного блеска, в которой три наиболее яркие образуют вытянутый треугольник. Скопление расположено ближе, чем скопления Возничего – в 2800 св.годах и занимает в пространстве объем примерно в 25 св.лет в поперечнике. Этот объект, помимо своей яркости и эффектности популярен среди любителей астрономии еще и тем, что совсем рядом с ним, менее, чем в полуградусе к юго-западу, находится еще одно, гораздо более слабое скопление NGC 2158. Оно имеет блеск около 8^m и размер всего 5’, но может быть найдено в средние, 5-см, бинокли. Контраст меду этими объетами – большой группой звезд и маленьким, туманным шариком, чрезвычайно приятен.

Пара красивых объектов того же класса, носящих обозначения М46 и М47, расположены в созвездии Единорога. Найти их нетрудно: от Сириуса нужно перевести бинокль на 13° влево (на восток). Здесь, среди богатых звездных полей Млечного Пути вы заметим в одном поле зрения бинокля яркую “кучку” звезд разного блескаразмером около 0,5° и немного левее и ниже нее – круглое туманное пятно такого же размера. Вот яркий пример того, как могут быть непохожи друг на друга объекты однго класса!

М41, замечательное скоплене, одно из эффектнейших в своем классе, расположено в созвездии Большого Пса. Найти его очень легко – нужно просто опустить бинокль прямо вниз от Сириуса. Если бы эта привлекательная группа звезд не была расположена так далеко в южном полушарии неба, она была бы одним из савых популярных объектов среди наших астрономов.

Есть скопления и в созвездии Ориона, и, если читатель знакомится с областью “Меча”, он заметит одно из них над верхней из трех звезд, составляющих его. Это NGC 1981. Даже в самый маленький бинокль здесь видно больше десятка звезд, широко рассыпанных на площади в 20’.

Мы упомянули в этом материале лишь некоторые из лучших объектов, доступных наблюдателю с биноклем. Множество других читатель найдет самостоятельно, ведь звездное небо – книга, с готовностью открывающаяся перед пытливым взглядом и сулящая так много нового и интересного тому, кто готов ее читать!