Гранатовая звезда Гершеля

Очень заметная звезда, не отмеченная Флемстидом, находится возле головы Цефея… Она очень красивого темно-гранатового цвета, какого раньше была периодическая звезда ο Кита, и представляет собой прекраснейший объект! Особенно если мы, прежде чем направить на нее свой телескоп, какое-то время будем смотреть на белую звезду, например на альфа Цефея, которая находится тут же, под рукой.

Так Уильям Гершель, великий астроном-наблюдатель XVIII века, первооткрыватель планеты Уран, описывал в 1783 году вид в телескоп одной из звезд в созвездии Цефея. Согласитесь, нечасто звезды описывают в таких поэтических эпитетах — не просто «красная», «красноватая» или «желтовато-красная» звезда, а гранатовая! Хотя звезды различаются по цвету, насыщенные цвета в их мире редкость. Да, есть ярко выраженные оранжевые звезды, есть желтые, но густо-красные?

Оказывается, и такие звезды встречаются! Знакомьтесь: мю Цефея («мю» — греческая буква μ), она же Гранатовая звезда Гершеля.

Гранатовая звезда Гершеля находится в созвездии Цефея рядом с тусклой эмиссионной туманностью IC 1396. Фото: Matt BenDaniel

Как найти мю Цефея на небе?

Находится μ Цефея в созвездии Цефея, которое, как известно, наблюдается на нашем небе круглый год. Гранатовая звезда довольно тусклая, ее блеск равен примерно 4,2^m. Ясно, что на городском небе ее не увидишь. Нужно ехать за город или хотя бы на городскую окраину — там, на темном и безлунном небе Гранатовая звезда видна вполне отчетливо.

Куда нужно смотреть? Основной рисунок созвездия Цефея напоминает домик с остроконечной крышей. Звезда Гершеля находится чуть пониже основания «домика», который образуют звезды альфа и дзета Цефея, и примерно посередине между ними.

Гранатовая звезда находится в созвездии Цефея чуть пониже основания «домика». Звезда хорошо видна за городом, в городе для ее наблюдения понадобится бинокль. Рисунок: Stellarium

Учтите, что при наблюдении мю Цефея невооруженным глазом, никакого цвета вы не увидите! Она предстанет перед вами тусклой белой точкой, как подавляющее большинство остальных звезд. Тут все просто: освещенность, создаваемая звездой, слишком мала, чтобы возбудить колбочки, фоторецепторы, отвечающие в наших глазах за восприятие цвета. В темноте все кошки серы — эта поговорка справедливо относится ко всем тусклым звездам.

Чтобы заметить насыщенный цвет Гранатовый звезды, вам потребуется хотя бы бинокль, а еще лучше — небольшой телескоп. Наведите инструмент сначала на белую звезду альфа Цефея, а затем на мю Цефея. Вы не пожалеете! В поле вашего зрения покажется (по выражению Ф. Зигеля) «прозрачная капелька крови», плывущая в безбрежном пространстве. Если же воспользоваться советом Гершеля и сначала посмотреть на белую звезду альфа Цефея, а затем тут же на Гранатовую звезду, эффект только усилится!

Гранатовая звезда Гершеля — звезда-сверхгигант

Красные звезды бывают двух типов — карлики и гиганты. μ Цефея не просто звезда-гигант — это сверхгигант, подобная Бетельгейзе и Антаресу. Как это выяснили?

Во-первых, по специфической картине линий поглощения в спектре, которая позволяет отличить звезду-гигант от звезды-карлика той же температуры.

Во-вторых, по результатам прямых измерений расстояния до звезды. Параллакс мю Цефея оказался очень маленьким (порядка 1/1000 угловой секунды), что автоматически поместило звезду на расстояние 1000 парсек от Солнца или 3200 световых лет.

А теперь представьте, что и с такого умопомрачительного расстояния звезда неплохо видна невооруженным глазом. Это же сколько света она должна излучать?! Несложные подсчеты показывают, что Гранатовая звезда испускает примерно в 270000 раз больше света, чем наше Солнце!

Диаметр звезды измеряли двумя способами: напрямую, методом интерферометрии (напрямую) и косвенным методом по известной температуре и светимости. Оказалось, что размеры Гранатовой звезды в 1000 – 1400 раз больше размеров Солнца — больше, чем Бетельгейзе. (Неопределенность связана с погрешностью в измерении расстояния до мю Цефея.) Это настоящий исполин в мире звезд, подобный Бетельгейзе и другим звездам-сверхгигантам!

Цвет Гранатовой звезды

Как известно, цвет звезд зависит от температуры ее поверхности. Самые холодные звезды — красного цвета, самые горячие — голубовато-белые. Очевидно, что мю Цефея должна быть одной из самых холодных звезд.

Это, однако, не совсем так. Спектральные исследования показали, что температура мю Цефея составляет 3500 — 3700 К, что примерно на 2000° меньше температуры Солнца. Это соответствует желтовато-красному или оранжевому цвету, но никак не густо-красному.

В чем же дело?

Оказалось, что Гранатовая звезда окружена газопылевой оболочкой, простирающейся на расстояние не менее 0,33 радиуса звезды. Ее температура еще на 1,5 тысячи градусов ниже и составляет 2055 ± 25 К. Эта внешняя оболочка содержит молекулы угарного газа (CO), воды (H2O) и оксида кремния (SiO). Но это не все: инфракрасные наблюдения указывают на наличие вокруг звезды широкого кольца из пыли и воды, простирающееся на расстояние примерно в четыре раза больше радиуса звезды!

Значит, Гершель, а вслед за ним и мы видим не саму звезду, а ее холодную оболочку?

Красная или желтовато-оранжевая?

Зарисовка Гранатовой звезды при наблюдении в 200-мм рефлектор с увеличением 80 крат. Источник: Sebastian Lehner

Доктор Филип Стеффи (Philip Steffey) отмечает, что цвет Гранатовой звезды, скорее всего, не будет казаться густо-красным при визуальных наблюдениях. «В обычный бинокль, который показывает мю Цефея как звезду блеском от -0,5^m до 1,0^m, цвет на средней высоте над горизонтом выглядит желтовато-оранжевым», как показано на первом рисунке этой статьи. «Большие бинокли и телескопы дают более желтый и бледный цвет… Сравнение У. Гершеля мю Цефея с «гранатом» было по-видимому неудачным, поскольку многие последующие наблюдатели бездумно приняли его за красный или красновато-оранжевый. На самом деле гранаты (минералы) бывают 19 оттенков, включая синий, желтый и зеленый. Какой именно Гершель имел в виду?».

По этому поводу наблюдатели говорят следующее: если вы хотите увидеть настоящую Гранатовую звезду, прислушайтесь к совету Гершеля, и смотрите на нее после того, как посмотрите на яркую белую звезду, например, альфа Цефея!

Мю Цефея — переменная звезда

Как и большинство красных сверхгигантов, Гранатовая звезда Гершеля является переменной. Это значит, что ее блеск изменяется со временем — она светит то ярче, то тусклее. Это можно заметить и невооруженным глазом, если проводить регулярные сравнения ее блеска с блеском соседних звезд на больших временных интервалах. (Только не сравнивайте с блеском дельты Цефея — это тоже переменная звезда!)

Колебания блеска мю Цефея за последние 20 лет. Источник: AAVSO

Изменения блеска на первый взгляд происходят совершенно бессистемно. Но астрономы выделили в них периодические колебания с периодами 90, 750 и 4675 дней. (Накладываясь друг на друга, они и порождают хаотичную картину.) Такие звезды называют полуправильными переменными.

Мю Цефея, вероятно, самая большая переменная звезда, видимая невооруженным глазом. Обязательно найдите ее на небе и, если есть возможность, полюбуйтесь на нее в телескоп! Действительно ли она похожа на капельку крови?