Внешний вид звёзд на небе¶
Внешний вид звёзд — совокупность визуальных характеристик звёзд, наблюдаемых с Земли: блеск, цвет, форма диска и мерцание. Звёзды выглядят как светящиеся точки, поскольку их угловые размеры крайне малы и в большинстве случаев не разрешаются даже крупными телескопами. Исключение составляют несколько ближайших звёзд, диск которых удаётся различить с помощью интерферометров.
¶Блеск и видимая звёздная величина
С Земли звёзды воспринимаются как точки разной яркости. Эта яркость количественно описывается видимой звёздной величиной (m): чем меньше число, тем ярче объект. Шкала ведёт историю от Диплома, который делил звёзды на шесть величин — от самых ярких (1-я величина) до едва различимых глазом (6-я величина). В XIX веке шкала была формализована: разница в одну величину соответствует разнице блеска примерно в 2,512 раза.
Самая яркая звезда ночного неба — Сириус (α Большого Пса) с видимой величиной −1,46. За ним следуют Канопус (−0,74), Ригель (−0,13), Арктур (−0,05), Вега (0,03) и Капелла (0,08). Вега исторически использовалась как нулевая точка шкалы. Всего невооружённым глазом в ясную ночь различимо около 2000—2500 звёзд одновременно, а на всей небесной сфере — порядка 6000.
¶Цвет звёзд
Звёзды окрашены по-разному, хотя при беглом взгляде кажутся белыми. Цвет определяется температурой поверхности и описывается спектральным классом:
| Класс | Температура, K | Цвет | Пример |
|---|---|---|---|
| O | 30 000—40 000 | голубой | ζ Ориона |
| B | 10 000—30 000 | голубовато-белый | Ригель |
| A | 7500—10 000 | белый | Сириус, Вега |
| F | 6000—7500 | желтовато-белый | Капелла |
| G | 5200—6000 | жёлтый | Солнце, Альтаир |
| K | 3700—5200 | оранжевый | Арктур |
| M | 2400—3700 | красный | Бетельгейзе, Антарес |
Более горячие звёзды излучают больше в синей части спектра и выглядят голубыми, более холодные — красными. На практике различить цвет удаётся не у всех звёзд: глаз лучше различает оттенки у ярких объектов. Хорошо заметны оранжевый Арктур, красные Бетельгейзе и Антарес, голубоватые Сириус и Ригель.
¶Мерцание
Одна из наиболее характерных визуальных особенностей звёзд — мерцание (астрономическая рефракция): быстрое изменение яркости и, при малых углах, цвета. Оно вызвано турбулентной атмосферой Земли, которая неравномерно преломляет свет. Планеты, как правило, не мерцают или мерцают слабо, поскольку их угловой диаметр больше, и колебания яркости отдельных участков диска усредняются. По этому признаку народные астрономы издавна отличали планеты от звёзд.
¶Форма и угловые размеры
Все звёзды, кроме Солнца, выглядят точечными из-за огромных расстояний. Даже ближайшая — Проксима Центавра — удалена на 4,24 светового года, что соответствует угловому размеру доли миллисекунды дуги. Разрешить диск звезды удалось лишь для нескольких объектов с помощью оптической интерферометрии: в 2007 году группа астрономов получила изображение диска Бетельгейзе, а также звёзд Альдебаран, Арктур и Полярной. Диаметр диска Бетельгейзе на небе сопоставим с угловым размером Солнца, хотя она удалена в сотни раз дальше.
¶Млечный Путь и звёздные скопления
В тёмном небе Млечный Путь выглядит как бледная светящаяся полоса, тянущаяся через всю небесную сферу. Это совокупный свет миллиардов далёких звёзд, не разрешаемых по отдельности. Вблизи полосы Млечного Пути расположены звёздные скопления — рассеянные (Плеяды, Гиады) и шаровые. Шаровые скопления, такие как M13 в Геркулесе, в бинокль выглядят как округлые светлые пятна, в крупный телескоп — как скопления отдельных звёзд.
¶Визуальное различие звёзд от других объектов
Практическое наблюдение неба позволяет отличать звёзды от планет, комет и искусственных спутников:
- Звёзды мерцают и «играют» цветами; планеты светят ровно.
- Планеты (Венера, Юпитер, Марс) в телескоп показывают диск или фазы.
- Кометы выглядят как размытые пятна с хвостом, медленно перемещающиеся относительно звёзд.
- Спутники движутся равномерно и не мерцают.
¶Звёзды, различимые диском
Список звёзд, у которых удалось измерить угловой диаметр (данные оптической интерферометрии):
- Бетельгейзе (α Ориона) — около 42 миллисекунд дуги;
- Альдебаран (α Тельца) — около 20 миллисекунд дуги;
- Арктур (α Волопаса) — около 20 миллисекунд дуги;
- Полярная (α Малой Медведицы) — около 2 миллисекунд дуги.
Измерения выполнялись на наземных интерферометрах, например на обсерватории CHARA в Калифорнии.
Источники:
- Зигель Ф. П. «Вселенная и звёзды»
- Шкловский И. С. «Звёзды: их рождение, жизнь и смерть»
- Кулаков Н. Н. «Курс общей астрономии»
- Бёрнс Дж., Ледерер Т. «Астрономия: принципы и практика»
- Материалы обсерватории CHARA (Georgia State University)